Гигиена труда в КВТ

Электронно-вычислительная техника быстро входит в учебный процесс. В школах оборудуются кабинеты вычислительной техники (КВТ), дисплейные классы, которые оснащаются различными ЭВМ.

Под КВТ и дисплейные классы отводятся обычные классные помещения или мастерские. Каждое учебное заведение исходит из своих возможностей, поскольку в существующих зданиях школ такие помещения типовыми проектами не предусматривались. Насыщенность ЭВТ порой бывает очень большая, и педагогический персонал размещает ее без учета гигиенических требований.

Это объясняется тем, что в настоящее время не утверждены гигиенические рекомендации к оборудованию кабинетов вычислительной техники. С 1981 по 1986 г. нами были проведены физиологогигиенические, психологические исследования по изучению работы в вузе и школе с черно-белыми дисплеями.

Сейчас мы будем рассматривать гигиенические рекомендации по организации КВТ, дисплейных классов, рабочих мест учащихся и условий обучения. Что же касается гигиенических требований к мониторам, клавиатуре ЭВТ, то они были представлены нами в НИИ шкального оборудования и технических средств обучения.

Необходимо прежде всего обеспечить оптимальные условия обучения в учебных аудиториях, где устанавливаются ЭВМ; правильно организовать рабочие места учащихся в КВТ и дисплейных классах; рациональный режим учебных занятий при работе с ЭВМ и в течение всего учебного года в целом, а также в течение недели и года; выявить особенности функционального состояния учащихся в зависимости от условий, характера выполнения учебных заданий с ЭВТ, учебной нагрузки в динамике дня, недели, года с учетом состояния здоровья и применяемой ЭВТ и др.; совершенствовать конструктивные особенности ЭВТ.

В процессе работы были изучены технические характеристики дисплеев, применяемых в учебном процессе; существующая организация рабочих мест; условия обучения, включая воздушный, световой, шумовой, электростатический режимы и пр., а также были проведены исследования по бактериологии, пыли, ультразвуку и т. п., дана гигиеническая оценка воздухообмену, химическому составу воздушной среды, естественному и искусственному освещению, яркостным характеристикам и др.

Проведенные исследования показали, что при обучении в дисплейном классе по 15 человек (полгруппы), при площади на один дисплей 3,75 м² и объеме 12,33 м³ вытяжная вентиляция не обеспечивает надлежащий воздухообмен. Температура воздуха во время учебных занятий при работе на дисплеях повышается до 26—27°C и более, отмечается низкая влажность воздуха порядка 15—27% при его почти полной неподвижности (скорость движения воздуха от 0,005 до 0,06 м/с). Ухудшается качественный состав воздуха: концентрация двуокиси углерода в 2—3 раза превышает допустимую концентрацию для общественных зданий, а окисляемость органических веществ в десятки раз превышает аналогичные концентрации для хорошо проветриваемого помещения. Ухудшается аэроионный режим воздуха в учебном помещении. Даже включение одних дисплеев, без обучающихся, приводит со временем (до 2 ч) к увеличению легких, средних, но особенно тяжелых отрицательных ионов при полном отсутствии положительных ионов.

На содержание в воздухе вредных химических веществ оказывают влияние и полимерные материалы, применяемые для отделки оборудования и интерьера учебных кабинетов (слоистый бумажный пластик, древесно-стружечные плиты и пр.).

Таким образом, на качественный состав воздуха помимо антропогенного фактора оказывают влияние работа самих дисплеев, отделочные полимерные материалы, которые могут отрицательно сказываться на самочувствии и работоспособности учащихся.

Каков же выход из создавшегося положения? Необходимо улучшить воздухообмен учебного помещения, оборудованного ЭВТ. Этого можно достигнуть следующим образом:

1. Оборудовать КВТ и дисплейные классы приточно-вытяжной вентиляцией. (В реальных условиях существующих школ это требование невыполнимо.)

2. Увеличить объем учебного помещения за счет увеличения площади и высоты, приходящейся на один дисплей (монитор). Это требование обусловлено тем, что даже при высоте учебного помещения в чистоте (от пола до потолка) 3,3 м и площади на один дисплей 3,75 кв. м воздушная среда имела крайне неудовлетворительное санитарное состояние, которое не могло не сказаться отрицательно на работоспособности занимающихся. Поэтому высота учебных помещений, оборудованных дисплеями и даже микро-ЭВМ типа «Ямаха», должна иметь высоту учебного помещения не менее 4 м.

Что касается площади, то об этом будет сказано ниже. В существующих школах не всегда можно обеспечить организацию кабинета КВТ, дисплейного класса требуемой высоты, но вполне реально — при создании новых проектов школ и других учебных заведений, а также при проектировании пристроек КВТ и дисплейных классов к существующим учебным заведениям.

3. Установить кондиционеры типа БК-1500, БК-2500 в верхних частях окон. Однако работа их приводит к повышению уровня шума, снижение которого может быть обеспечено шумозаглушающим устройством для автономного кондиционера, направляющего воздушный поток, разработанным МНИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана и ЦНИИЭП учебных зданий. При этом в каждом конкретном случае необходим расчет воздухообмена, который должен проводиться с учетом разбавления теплоизбытков от машин и людей, а при ориентации окон не на северную сторону горизонта необходимо учитывать еще тепло, создаваемое солнечной радиацией.

Требуемое количество кондиционеров и их тип определяются по расчетному количеству теплоизбытков. Режим работы кондиционера должен обеспечить максимально возможное поступление очищенного и охлажденного наружного воздуха.

4. Наконец, самый простой путь улучшения воздухообмена — проветривание помещений через открытые фрамуги и окна. Но это увеличение воздухообмена снижает надежность работы ЭВМ, приводит к увеличению притока пыли из атмосферного воздуха. Пыль, оседая на контактах разъемов плат нарушает работу ЭВМ. Этому способствует и образующееся при работе ЭВМ электростатическое напряжение. И тем не менее, при отсутствии перечисленных положений, проветривание остается самым доступным способом повышения воздухообмена в существующих учебных заведениях. Исходя из этого способа повышения воздухообмена, 5- и даже 10-минутные перемены между уроками при наличии сквозного проветривания в холодное время года не обеспечивают нормализации микроклимата и качественного состава воздуха. Поэтому, если позволяют климатические и погодные условия, проветривание КВТ и дисплейных классов должно проводиться во время учебных занятий. Фрамуги должны располагаться в верхней части окна и иметь приспособление, позволяющее открывать их непосредственно с пола, без дополнительных устройств (палок, скамеек и т. я.).

Чтобы исключить влияние на микроклимат солнечной радиации, ориентация окон КВТ и дисплейных классов должна быть на северную сторону горизонта.

При невозможности организации КВТ и дисплейных классов с окнами на северную сторону горизонта оконные проемы этих помещений должны быть снабжены солнцезащитными устройствами различного типа (регулируемые убирающие жалюзи, шторы и т. п.).

Оптимальная температура воздуха в КВТ и дисплейных классах — 19—21°C, относительная влажность — не менее 30—45%.

Для снижения загрязнения воздуха химическими веществами следует отказаться от широкого использования в отделке интерьера строительных материалов, содержащих органическое сырье (древесно-стружечная плита, слоистый бумажный пластик, поливинилхлоридные покрытия и др.).

Освещенность кабинетов с ЭВМ во многом определяется цветовой и световой обстановкой. Потолок, стены выше панелей (1,5—1,7 м), если они не облицованы звукопоглощающим материалом, должны быть окрашены белой водоэмульсионной краской (коэффициент отражения не менее 70 %). Красить панели (допускается окраска стен цветом панелей до потолка) рекомендуется в светлые тона: светло-зеленый, светло-голубой, светло-желтый, цвет слоновой кости, коэффициент отражения которых должен быть не менее 60%. Предпочтение следует отдавать холодным тонам (светло-зеленый, светло-голубой). Оконные переплеты рам, подоконники должны быть окрашены белой масляной краской (коэффициент отражения 70%). Такая краска будет способствовать увеличению освещенности на теоретических занятиях.

При работе на дисплеях, окна должны быть зашторены. С этой целью на окнах монтируются светонепроницаемые занавеси, гармонирующие по цвету с окраской стен. Применять черные занавеси не рекомендуется, так как они будут поглощать свет.

Поверхность рабочего стола должна быть матовой, цвета натуральной древесины, светло-зеленого, светло-голубого или серого цвета, коэффициент отражения которых должен быть около 45-40%.

Проведенные нами исследования по изучению работоспособности зрительного анализатора и высшей нервной деятельности позволили установить, что работа с дисплеями при двух-, трехрядной расстановке рабочих мест, а также при расстановке их по периметру помещения и в центре с экранами мониторов, обращенных в противоположные стороны, должна осуществляться при общем люминесцентном потолочном освещении, когда на рабочем столе учащегося освещенность составляет около 500 лк. Результаты наших исследований согласуются с данными Е. Н. Назаровой, полученными при изучении средств технического обучения в ПТУ и сочетании восприятия информации с экрана телевизора с записью в тетради. При создании такой освещенности снижается неравномерность освещения рабочих поверхностей (стол, клавиатура, экран монитора, классная доска), улучшается работоспособность зрительного анализатора. Если рабочий стол освещен плохо, ухудшается работоспособность зрительного анализатора, что обусловлено напряжением мышц глаза, участвующих в аккомодации и конвергенции.

Возможна работа с мониторами (дисплеями) и при естественном освещении, если они размещены в один ряд на расстоянии 0,5 и 1,0 м от стены с оконными проемами в зависимости от климатических условий (зон), но экраны мониторов должны располагаться перпендикулярно к этой стене, и рабочий стол, на котором находится тетрадь, должен быть непосредственно перед клавиатурой машины.

Для освещения КВТ и дисплейных классов рекомендуются люминесцентные светильники, применяемые для общественных зданий, поскольку специально разработанных светильников для работы и считывания информации с экрана электроннолучевой трубки наша промышленность не выпускает. Для освещения КВТ и дисплейных классов целесообразно применять светильники с металлическим каркасом и рассеивателем в виде металлических или пластмассовых решеток. Предпочтение следует отдать светильникам с металлическими рассеивателями. Наша промышленность в настоящее время выпускает с металлическими рассеивателями потолочные светильники типа ЛПО31—2х40—004 ТУ 16—535.864—74 и подвесные светильники (высота подвеса 200 и 460 мм) типа ЛС004—2х40—005 ТУ 16—545.149—77.

Учитывая различную отражающую и рассеивающую способность светильников люминесцентного освещения, в каждом конкретном случае должен быть проведен светотехнический расчет необходимого количества светильников, их расположения в плане учебного помещения с учетом размещения ЭВТ.

При расположении ЭВМ слева на двухместных столах люминесцентные светильники должны быть подвешены в линию, параллельно оконным проемам, с таким расчетом, чтобы их проекция приходилась на центр рабочего места, расположенного справа от ЭВМ.

В качестве источников люминесцентного освещения можно рекомендовать применение ламп типа ЛБ, ЛХБ и ЛЕЦ.

Для освещения классной доски должны применяться светильники серии ЛПО12, которые устанавливаются параллельно классной доске на расстоянии 0,6 м от ее поверхности и 2,2 м от пола.

В целях снижения концентрации пыли в помещениях, оборудованных ЭВТ, рекомендуется вместо мела применять кодоскопы и другие проекционные аппараты.

Следует отметить, что работа отдельных типов ЭВМ сопровождается шумом, уровень которых превышает допустимые значения (ПС-45, уровень звука 50 дБА).

Поэтому для снижения уровня шума, возникающего во время работы ЭВМ в процессе учебных занятий, рекомендуется проводить отделку потолка или стен, а иногда и стен и потолка звукопоглощающими материалами типа «акмигран», «акминит», плитами марки ПО/О и др. Окрашивать звукопоглощающие плиты не разрешается!

В целях снижения уровня статического электричества и электробезопасности пол в кабинетах с ЭВМ должен иметь поливинилхлоридное антистатическое покрытие для съемных полов (ТУ 21—29—108—84). Двери и стенные шкафы могут быть облицованы поливинилхлоридным декоративным антистатическим материалом (ТУ 400—20—38—3—82).

Не останавливаясь на других факторах, которые могут иметь место при работе с ЭВТ, в основном обусловленных конструктивными особенностями ЭВМ, хотим отметить, что доза неиспользованного рентгеновского излучения, по нашим данным и данным литературы, не превышает допустимой величины 100 мкР/ч у поверхности экрана ЭЛТ и корпуса.

Каковы должны быть требования к правильной организации рабочих мест учащихся в КВТ и дисплейных классах? Под рабочим местом учащихся в КВТ, дисплейном классе понимается место в системе «учащийся-машина», оснащенное средствами отображения информации, органами управления и необходимым оборудованием для учебного процесса.

Исходя из гигиенических, эргономических и педагогических требований, нами была обоснована минимальная площадь, приходящаяся на одну ЭВМ. Эта площадь равна 5 м², не считая зоны, где расположено рабочее место педагога. Следовательно, в помещении площадью 50 м² может располагаться только 9 машин ЭВМ. При этом рабочие места учащихся в кабинете должны быть расставлены с учетом правильного освещения, удобства подхода педагога к любому месту учащегося, гигиенических, эргономических тр -бований и требований электробезопасности при оборудовании ЭВМ с электропроводкой 220 В («Агат», ДВК, «Ямаха» и др.). Определяющим фактором при расстановке рабочих мест учащихся должна быть электробезопасность. В этом случае для учащихся общеобразовательных школ, межшкольных учебных производственных комбинатов, где оборудованы КВТ и дисплейные классы, можно рекомендовать расстановку ЭВТ по периметру, в центр помещают столы для теоретических учебных занятий (наилучший вариант). Допустима расстановка ЭВТ в центре в два ряда, когда ЭВМ располагаются параллельно и экраны ЭЛТ обращены в противоположные стороны.

С гигиенических позиций наулучшим является распределение рабочих мест учащихся с ЭВТ на столах по типу расстановки парт и. рабочих столов в обычных классах с соблюдением необходимых разрывов между рядами, столами. Подобный вариант использован в школе № 226. В этом случае учащиеся просматривают информацию с экрана ЭЛТ и классной доски без поворота корпуса тела.

При размещении в учебном помещении 12 ЭВМ и более площадь соответственно должна быть увеличена.

При кабинетах, оборудованных ЭВТ, должно быть подсобное помещение для дополнительного оборудования, необходимых инструментов и запасных материалов, выделено специальное рабочее место для ремонта и пайки ЭВТ, обеспеченное местной вытяжной вентиляцией. Площадь помещения должна быть достаточно большой (25—30 м²). Проводить пайку в учебном помещении нельзя!

С учетом гигиенических и эргономических требований при работе за монитором тетрадь должна находиться в зоне легкой доступности (обзор без поворота головы) и располагаться перед клавиатурой ЭВМ. Расстояние между краем стола, обращенного к учащемуся, и пультом клавиатуры должно быть не менее 300 мм. Поверхность этой части стола должна быть наклонной (угол наклона 12—15°C). Клавиатура может быть утоплена в соответствующую нишу.

Конструкция такого стола, когда предплечья свободно располагаются на наклонной поверхности, позволяет снять статическое напряжение мышц плечевого пояса.

В настоящее время наш. институт совместно с МИФИ разработал конструкцию рабочего стола с учетом антропометрических данных, организации правильной посадки при работе на ЭВМ и характера выполняемой работы.

Рабочее место учащегося в КВТ и дисплейных классах дожно быть обеспечено полумягким стулом с меняющимися по высоте сиденьем и спинкой. Передний край стула должен быть закруглен. При этом край сиденья стула должен заходить за край стола, обращенного к учащемуся, на 3—4 см.
Правильная рабочая поза для учащихся более низкого роста при неподвижной поверхности стола может быть обеспечена за счет увеличения высоты сиденья стула и подставки для ног.

Положение предплечья по отношению к плечу и голени, по отношению к бедру должно быть под углом 90°. Корпус тела и голова должны находиться в слегка (не более 12—15°C) наклонном положении или прямо, чтобы не было сдавления внутренних органов и крупных кровеносных сосудов, обеспечивалась хорошая вентиляция легких.

В целях снижения утомления зрительного анализатора и повышения его работоспособности нами были обоснованы оптимальные и допустимые расстояния глаз до экрана ЭЛТ. Оптимальным расстоянием глаз до экрана ЭЛТ следует считать 60—70 см, допустимым — 50 см. Ближе 50 см смотреть на экран монитора не рекомендуется. С этих позиций двухместные столы шириной 60—70 см не могут обеспечить оптимальное расстояние экрана монитора до глаз при соблюдении правильной рабочей позы.

Оптимальный угол наблюдения в горизонтальной плоскости при работе с монитором составляет ±15° от центра экрана, допустимый — ±25-30°, а при рассмотрении информации сбоку — 45°. Линия взора в вертикальной плоскости должна быть перпендикулярна центру экрана монитора. Допустимы ее отклонения в пределах ±5°. Отклонения ее в больших пределах порядка 10-12-15° приводят к быстрому утомлению глаз.

Таким образом, соблюдение правильной позы учащихся и расстояния экрана до глаз будет способствовать поддержанию функционального состояния органов и систем, в том числе зрительного анализатора, на который приходится значительная нагрузка при работе с ЭВМ.

Сохранение хорошей работоспособности зависит также и от рационального режима работы с ЭВМ. Мы рекомендуем длительность занятий учащихся за монитором во время урока не более 20— 25 мин.

Учащиеся с нарушенным зрением должны работать на ЭВТ в очках.

Соблюдение оптимальных условий при работе с ЭВМ, гигиенически обоснованных рекомендаций по организации рабочих мест в КВТ, дисплейных классах, правильной позы во время учебных занятий, рационального режима работы с ЭВТ позволит уменьшить общее и зрительное утомление и будет способствовать поддержанию хорошей работоспособности учащихся.

Е. Гельтищева
НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
1985