Vliv faktorů pracovního prostředí na pracovníky na velínu Luboš Kotek Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Technická 2, 616 69 Brno, e-mail: kotek.l@fme.vutbr.cz Petr Trávníček Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Zemědělská 1, 613 00 Brno František Babinec RISCO, Hoblíkova 533/11, 613 00 Brno Petr Junga Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Zemědělská 1, 613 00 Brno Leisan Mukhametzianova Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Technická 2, 616 69 Brno Souhrn Tento příspěvek se zabývá problematikou vlivu faktorů pracovního prostředí na pracovníky velínu, zejména vlivem teplotně-vlhkostních parametrů a obsahu CO 2. Příspěvek shrnuje vybrané praktické zkušenosti z provádění ergonomických analýz a hodnocení vlivu těchto parametrů na spolehlivost lidského činitele v chemickém průmyslu, energetice a plynárenství. Klíčová slova: ergonomie, spolehlivost lidského činitele, velín, pracovní prostředí Úvod Velín je definován jako základní funkční jednotka a její fyzická struktura, kde má obsluha provádět centralizované řízení, sledování a administrativní činnosti. [1] Obvykle se jedná o stavebně oddělený prostor, ve kterém jsou umístěny ovládací a zobrazovací jednotky. Velíny v chemickém průmyslu, energetice a plynárenství představují klíčová centra, ze kterých jsou ovládány velké technologické celky. Selhání jejich obsluhy často představuje příčinu vzniku nehody nebo havárie, spolehlivost obsluhy je tedy velmi významná. Klíčovým parametrem, který ovlivňuje spolehlivost obsluhy, je pracovní prostředí, zejména teplotněvlhkostní parametry a koncentrace CO 2. Spolehlivost lidského činitele V české legislativě (5. metodický pokyn odboru environmentálních rizik Ministerstva životního prostředí k rozsahu a způsobu zpracování dokumentu Posouzení vlivu lidského činitele na objekt nebo zařízení v souvislosti s relevantními zdroji rizik podle zákona č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií) [2], který se vztahuje na objekty zařazené dle zákona o prevenci závažných havárií (č. 59/2006 Sb.) [3], je uloženo provedení kvalitativního hodnocení vlivu lidského činitele na bezpečnost. Součástí tohoto hodnocení může být také studie vlivu podmínek pracovního prostředí na zaměstnance pracující na velínu.
Norma ČSN EN 31010 Management rizik Techniky posuzování rizik zdůrazňuje význam metody HRA: Důležitost metody HRA je ilustrována pomocí různých nehod, při kterých kritické lidské chyby přispěly ke katastrofickému sledu událostí. Takové nehody jsou varováním pro posuzování rizik, které se soustřeďuje pouze na hardware a software v systému. [4] Norma ČSN EN 62508 stanovuje, že vnější faktory utvářející výkonnost jsou výsledkem organizačních a technických předpokladů. Organizační předpoklady mohou být často popsány pouze kvalitativně. Naproti tomu technickým předpokladům (včetně faktorů prostředí) má být věnována zvýšená pozornost a tyto faktory by měly být popsány spíše kvantitativně. [5] Faktory ovlivňující výkonnost a spolehlivost obsluhy na velínu Termínem faktor ovlivňující výkonnost označujeme jevy, které snižují nebo zvyšují výkonnost obsluhy a pravděpodobnost její chyby. Vliv konkrétního faktoru v konkrétní situaci je ovšem vždy různý a souvisí s množstvím dalších činitelů. Experimentální práce dosud neposkytují taková data, která by bylo možno bezvýhradně přijmout pro kvantifikaci lidských chyb. Hodnocení jednotlivých faktorů proto spočívá zejména v minimalizaci jejich nepříznivého působení. Z hlediska mikroklimatických faktorů pracovního prostředí na velínech má význam sledovat zejména teplotně-vlhkostní parametry a úroveň koncentrace CO 2. Teplotně-vlhkostní parametry Požadavky na mikroklimatické podmínky na pracovišti stanovuje nařízení vlády č. 361/2007 Sb. Na pracovišti musí být k ochraně zdraví zaměstnance zajištěna dostatečná výměna vzduchu přirozeným, nuceným nebo kombinovaným větráním. Nucené nebo kombinované větrání musí být použito vždy, pokud přirozené větrání prokazatelně nepostačuje k celoročnímu zajištění ochrany zdraví zaměstnance. Větrací zařízení přitom nesmí nepříznivě ovlivňovat mikrobiální čistotu vzduchu a musí být upraveno tak, aby zaměstnanci nebyli vystaveni průvanu. Zákon č. 309/2006 Sb. stanovuje, že pracoviště by měla být provozována za stanovených mikroklimatických podmínek, zejména pokud jde o objem vzduchu, větrání, vlhkost a teplotu. [7] Základní požadavky na teplotu a vlhkost jsou stanoveny ve vyhlášce č. 6/2003 Sb., kterou se nařizují hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb. Vyhláška stanovuje rozmezí přijatelných teplot na velínech a také minimální a maximální dovolenou relativní vlhkost (30 65 %). Základním faktorem pro hodnocení teplotně-vlhkostních parametrů je energetický výdej. Práce na velínu se provádí obvykle vsedě, s minimální celotělovou pohybovou aktivitou, která spadá do kategorie s energetickým výdejem nižším než 80 W m -2. Pro tyto činnosti jsou stanoveny následující meze teploty a vlhkosti: teplota vzduchu v letním období ve výšce 105 cm se musí pohybovat mezi 20 C a 24 C, v zimním období mezi 23 C a 26 C, rozdíl teplot ve výšce 105 cm a 15 cm smí být maximálně 3 C, relativní vlhkost musí být mezi 30 % a 70 %, optimálně mezi 40 60 %. [10]
Obrázek 1: Pásma pocitové pohody [8] Vysoké teploty způsobují nadměrnou únavu a nesoustředěnost vedoucí až k nebezpečným úrazům. Práce v chladu vede k omezení průtoku krve kůží, vzestupu krevního tlaku a zrychlení srdeční frekvence. Se snížením aktivity ústředního nervstva přichází ospalost. Při nízké vlhkosti ovzduší dochází i u zdravých jedinců k intenzivnímu vysoušení sliznice horních cest dýchacích, poklesu jejich ochranné funkce a zvyšování možnosti průniku některých škodlivých látek až do dolních cest dýchacích. Nízká vlhkost vzduchu také snižuje schopnost soustředit se a zvyšuje agresivitu. [8] V těchto případech je v zimě vhodné vlhkost uměle zvyšovat zvlhčovači vzduchu, ale to jen na maximální hodnoty kolem cca 40 %. Při vyšší teplotě a vysoké relativní vlhkosti vzduchu se snižuje odpařování potu a zvyšuje se únava. Použití klimatizace ovšem musí být řešeno důsledně, jinak se u pracovníků může objevit tzv. syndrom nemocných budov (sick-building syndrom SBS). Jedná se o dráždění očí a krku, výrazný pocit suchosti sliznic, bolesti hlavy, psychické příznaky jako roztěkanost, snížení pracovní kapacity, nesoustředěnost, poruchy paměti, vznětlivost, nervozita, denní ospalost a naopak noční nespavost. Koncentrace CO 2 Vzhledem ke zvyšování energetické účinnosti budov dochází k hromadění CO 2, který je tvořen v lidském těle; vydechnutý vzduch dospělého člověka obsahuje průměrně 40 000 ppm oxidu uhličitého. Při překročení koncentrace 1000 ppm v pracovním prostředí se může objevit pocit ospalosti, nad 2000 ppm nastává horší schopnost koncentrace, případně bolest hlavy. Koncentrace nad 5000 ppm způsobují změny pulsu a další fyziologické reakce a představují již zdravotní riziko. Norma ČSN EN ISO 11064-6, která je zaměřena na hodnocení prostředí uvnitř velínů, stanovuje doporučenou maximální hodnotu CO 2 na 910 ppm. Pro práci na velínu je stanoveno také minimální množství vzduchu přiváděného na pracoviště, to musí být 29 m 3 /h. [10]
Příklady naměřených hodnot Měření probíhalo na velínech v podnicích, které pracují v oblasti chemického průmyslu, plynárenství a energetiky. Z řady realizovaných měření byly vybrány typické příklady, které ukazují na chyby v konstrukci velínu. Příklad 1 Měření probíhalo na velínu, objem místnosti asi 90 m 3, trvalá obsluha zahrnuje dvě osoby. Na velínu je funkční klimatizace, ta ovšem spíná v cyklech. Proto byl také identifikován problém s rychlým výkyvem teplot. Obr. 4: Měření teploty na velínu chemické výroby Příklad 2 Měření bylo realizováno na velkém dispečinku, objem místnosti cca 300 m 3, trvalá obsluha zahrnuje tři osoby. Na dispečinku je zajištěna výměna vzduchu, zařízení pro jeho úpravu však není vybaveno zvlhčováním. Venkovní teplota při měření byla 4,4 C, venkovní vlhkost 89 %. Jak je patrné z následujícího obrázku, dlouhodobě je (v zimním období) problém s nízkou vlhkostí vzduchu (min. naměřená relativní vlhkost byla 25 %).
Relativní vlhkost [%] Obr. 4: Měření relativní vlhkosti na velínu dispečinku Příklad 3 Měření bylo realizováno na velínu bioplynové stanice. Objem velínu je 11,4 m 3, jedná se o kontejnerovou místnost bez oken (velmi těsnou) v blízkosti kogenerační jednotky. Velín je bezobslužný, tj. je kontrolován v pravidelných cyklech. Jak je vidět z obrázku 4, při příchodu obsluhy (dvě osoby) na velín dojde k rychlému zvyšování koncentrace CO 2 s trendem 42 ppm/min. Na velínu není dostatečná výměna vzduchu pro oba zaměstnance. Obr. 4: Měření CO 2 na velínu bezobslužné bioplynové stanice Závěr
Mikroklimatické podmínky na pracovišti mají velký vliv na spolehlivost a výkonnost pracovníků na velínu. Tento článek rozebírá vliv teploty, vlhkosti a zvýšené koncentrace CO 2 na tyto zaměstnance. Se zvyšujícím se tlakem na úspory energií (lepší izolace budov, vyšší utěsnění okenních spár) dochází k nárůstu vlhkosti a zejména koncentrací CO 2 v interiéru. Velký vliv na mikroklimatické parametry má také instalovaný systém a regulace vzduchotechniky. V praktické části tohoto článku jsou rozebrány vybrané příklady z měření mikroklimatických parametrů na velínech v ČR. Poděkování Tyto výsledky byly získány za finančního přispění VUT v Brně v rámci projektu FSI-S-14-2401 Green Production Production machines and equipments. Reference [1] ČSN EN ISO 11064-1. Ergonomické navrhování řídicích center Část 1: Zásady navrhování řídicích center. Praha: Český normalizační institut, 2001. [2] Metodický pokyn odboru environmentálních rizik Ministerstva životního prostředí k rozsahu a způsobu zpracování dokumentu Posouzení vlivu lidského činitele na objekt nebo zařízení v souvislosti s relevantními zdroji rizik podle zákona č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií. In: Věstník ministerstva životního prostředí. Praha: ALQ Plus, s.r.o, 2007, roč. 17. ISSN 0862-9013. [3] Zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami nebo chemickými přípravky a o změně zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a zákona č. 320/2002 Sb., o změně a zrušení některých zákonů v souvislosti s ukončením činnosti okresních úřadů, ve znění pozdějších předpisů, (zákon o prevenci závažných havárií). In: Sbírka zákonů České republiky. 2006. [4] ČSN EN 31010. Management rizik Techniky posuzování rizik. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. [5] ČSN EN 62508. Návod pro lidská hlediska spolehlivosti. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. [6] Nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci, ve znění pozdějších předpisů. In: Sbírka zákonů České republiky. 2007. [7] Zákon č. 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy, ve znění pozdějších předpisů. In: Sbírka zákonů České republiky. 2006. [8] CHUNDELA, L.: Ergonomie. Praha: ČVUT, 2013, 173 s. [9] ROBERTSON, D. S. The rise in the atmospheric concentration of carbon dioxide and the effects on human health. Medical Hypotheses [online]. 2001, vol. 56, issue 4, s. 513 518 [cit. 2015-02-19]. DOI: 10.1054/mehy.2000.1256. [10] ČSN EN ISO 11064-6 Ergonomické navrhování řídicích center Část 6: Environmentální požadavky na řídicí centra. Praha: Český normalizační institut, 2005.
[11] ČSN EN ISO 15265 Ergonomie tepelného prostředí Strategie posuzování rizika pro prevenci tepelného stresu nebo diskomfortu v tepelném pracovním prostředí. Praha: Český normalizační institut, 2005. [12] ČSN EN ISO 16000-26 Vnitřní ovzduší Část 26: Postup odběru vzorků při stanovení oxidu uhličitého (CO2). Praha: Český normalizační institut, 2013. [13] ČSN EN ISO 26800 Ergonomie Obecný přístup, zásady a pojmy. Praha: Český normalizační institut, 2001. [14] ČSN EN ISO 28802 Ergonomie fyzického prostředí Hodnocení životního prostředí pomocí environmentálního průzkumu zahrnujícího fyzikální měření a subjektivní odezvy člověka. Praha: Český normalizační institut, 2012. [15] ČSN EN ISO 6385 Ergonomické zásady navrhování pracovních systémů. Praha: Český normalizační institut, 2004. [16] NORBÄCK, Dan, Klas NORDSTRÖM a Zhuohui ZHAO. Carbon dioxide (CO2) demand-controlled ventilation in university computer classrooms and possible effects on headache, fatigue and perceived indoor environment: an intervention study. International Archives of Occupational and Environmental Health [online]. 2012, vol. 86, issue 2, s. 199 209 [cit. 2015-02-19]. DOI: 10.1007/s00420-012-0756-6. [17] JURADO, Sonia, Antônia BANKOFF a Andrea SANCHEZ. Indoor air quality in brazilian universities. International Journal of Environmental Research and Public Health [online]. 2014, vol. 11, issue 7, s. 7081 7093 [cit. 2015-02-19]. DOI: 10.3390/ijerph110707081.