1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z metodami określania kosztu energetycznego pracy na stanowiskach roboczych w zakładach przemysłowych.
obliczenie wydatku energetycznego na podstawie jednej z poznanych metod oceny obciążenia pracą ( przy zastosowaniu metod chronometrażowo-tabelarycznych na podstawie szczegółowych tablic wydatku energetycznego i uproszczonej metody Lehmanna ).
dokonanie oceny stopnia ciężkości pracy na podstawie obliczonego wydatku energetycznego.
2. Opis założeń i stosowanej w ćwiczeniu metodyki.
Jednym z podstawowych procesów życiowych jest przemiana energii chemicznej, dostarczanej pod postacią żywności w ciepło i energię mechaniczną. Substancje odżywcze docierają z krwi do komórek organizmu, gdzie w dokładnie określony sposób zostają rozłożone na pozbawione właściwości energetycznych produkty końcowe jak : woda, kwas węglowy i mocznik. Całość tego procesu nazywa się przemianą materii i można go porównać do wolno przebiegającego spalania.
Wraz ze zwiększaniem się pracy fizycznej wzrasta również zapotrzebowanie na energię. Zapotrzebowanie to można pokryć tylko większą ilością jedzenia. W celu określenia stopnia zapotrzebowania organizmu na energię należy obliczyć wielkość wydatku energetycznego na pracę w zależności od charakteru środowiska pracy. W tym celu można stosować następujące metody:
chronometrażowo-tabelaryczne,
gazometryczną ( gazometrii pośredniej lub bezpośredniej ),
telemetryczną opartą na pomiarze częstotliwości skurczów serca ( pomiarze częstotliwości tętna ).
Określenie wielkości wydatku energetycznego na pracę w wybranym przeze mnie stanowisku roboczym zostało oparte na metodach chronometrażowo-tabelarycznych.
2a. Metody chronometrażowo-tabelaryczne.
Podstawowym celem pomiaru wydatku energetycznego człowieka podczas wykonywania zadań roboczych na podstawie techniki chronometrażowo-tabelarycznej jest określenie uciążliwości pracy na wybranym stanowisku. Technika ta ma wiele cech dodatnich determinujących dość częste i chętne korzystanie z niej :
może być stosowana do badania wydatku energetycznego w każdych warunkach,
nie stosuje się w niej żadnej aparatury,
dokonywanie oceny nie ma wpływu na przebieg czynności zawodowych pracownika,
jest ona dość prosta w stosowaniu a błąd w ocenie jest niewielki ( z reguły nie przekracza 10% ),
możę być stosowana w odniesieniu do stanowisk już istniejących jak również w celu oceny stanowisk będących w fazie projektowania.
Ocena wydatku energetycznego na podstawie metod chronometrażowo-tabelarycznych wymaga przeprowadzenia dokładnego chronometrażu czynności wykonywanych przez badanego
pracownika.
Aby dokonać tego, konieczne jest wyodrębnienie czynności jednolitych pod względem energetycznym oraz ustalenie czasu trwania każdej z nich z osobna. Warunkiem koniecznym na otrzymanie poprawnych wyników jest dokonanie szczegółowych i dokładnych pomiarów, m.in. zwrócenie uwagi na szczegółowe warunki pracy w jakich wykonywana jest dana czynność. Na podstawie tak wykonanych pomiarów jesteśmy w stanie określić poprawnie jednostkowy wydatek energetyczny dla danej czynności ( na podstawie tablic ) a w następstwie tego, obliczyć wydatek energetyczny dla zmiany roboczej osoby badanej.
Metoda chronometrażowo-tabelaryczna na podstawie szczegółowych tablic wydatku energetycznego wykorzystuje wartości jednostkowego zużycia energii przy wykonywaniu różnych czynności zawodowych. Obliczenie efektywnego wydatku energetycznego wg tej metody polega na wyszukaniu w tablicach wartości jednostkowych wydatków energetycznych [kcal/min] odpowiadających poszczególnym pozycjom chronometrażu znalizowanego stanowiska pracy. Następnie mnoży się ustalony w chronometrażu czas wykonywania poszczególnych czynności [min] przez odpowiadający czynności jednostkowy wydatek energetyczny [kcal/min] otrzymując w ten sposób wartość efektywnego wydatku energetycznego przypadającego na daną czynność. W celu uzyskania wartości efektywnego wydatku energetycznego dla ustalonego w chronometrażu dnia pracy ( zmiany roboczej ) sumujemy poszczególne iloczyny wyrażające wydatki w kcal/czynność.
W uproszczonej metodzie wg Lehmanna jednostkowe wydatki energetyczne dla poszczególnych czynności ustalane są inaczej niż w metodzie bazującej na szczegółowych tablicach wydatku energetycznego. W oparciu o dostępne tablice wg metody Lehmanna, dla każdej czynności określa się wartość jednostkowego wydatku energetycznego (kcal/min) wynikającego z pozycji ciała przy pracy ( część A ) oraz rodzaju pracy ( część B ). Na podstawie ich sumy otrzymujemy wartość jednostkowego wydatku energetycznego dla czynności roboczej wg chronometrażu, ujętej do metody Lehmanna. Następnie, mnożąc ustalonego w chronometrażu czasu trwania czynności wg Lehmanna [min] przez jednostkowy wydatek energetyczny [kcal/min] otrzymujemy wartość efektywnego wydatku energetycznego przypadającego na daną czynność [kcal/czynność]. Sumowanie wydatków energetycznych wszystkich czynności chronometrażu pozwala nam uzyskać wartość efektywną wydatku energetycznego dla dnia pracy ( zmiany roboczej ) w kcal wg metody Lehmanna.
3. Uwagi i wnioski.
Chronometraż czynności pracownika blacharstwa budowlanego charakteryzuje się stałością wykonywanych czynności np niektóre czynności wykonywane są przez dłuższy czas niezmiennie starałem się jednak wybrać jak najwięcej charakterystycznych czynności.
Wyniki otrzymane przy zastosowaniu obydwu metod są bardzo zbliżone. W niektórych przypadkach wartości wydatku energetycznego obliczone powyższymi metodami dla poszczególnych czynności różnią się dość znacznie. Wynikać to może zbraku doświadczenia w dokonywaniu analizy stanowiska pracy pod kątem obliczania wydatku energetycznego oraz małe zróżnicowane wydatki energetyczne dla różniących się , czasem znacznie warunków pracy.
Wspomnieć należy również, że zużycie kalorii jest tylko jedną z miar ciężkości pracy fizycznej. Nie jest w nim zawarte w żaden sposób dodatkowe obciążenie organizmu związane z zaangażowaniem umysłowym poprzez konieczność utrzymywania odpowiednio wysokiego stopnia spostrzegania (praca na wysokości), koncentracją uwagi,zręcznością.
Obydwie metody nie uwzględniają również dodatkowych obciążeń wynikających ze zmiennych warunków w środowisku pracy, tj. :hałas ( np. uderzanie młotkiem w blachę),nadmierna temperatura (prace na dachu w upały),oraz ogólnie wpływ warunków atmosferycznych, czy jednostronne obciążenie statyczne.
Można więc stwierdzić, że miara zużycia kalorii służy wyłącznie do oceny wyczerpujących prac fizycznych. Nie należy jej stosować jako kryterium oceny ciężkości pracy umysłowej lub wymagającej zręczności.
Warto dodać również, żę zużycie energii wysokości 4800 kcal/dzień zostało ustalone jako dopuszczalna górna granica dla osób zdrowych, wykonujących stale swój zawód. Oczywiście również tutaj mogą występować pewne odchylenia zależne od płci pracownika, jego stanu zdrowia, wieku oraz specyficznej dla każdego wydolności organizmu i sposobu przemiany materii. Jednakże nawet wtedy średia roczna dla każdego dnia pracy nie powinna przekraczać podanej wyżej granicy 4800 kcal/dzień.
4. Analiza wyników i ocena stopnia ciężkości pracy.
Na podstwaie otrzymanych wyników wydatku energetycznego związanego z wykonywaniem poszczególnych czynności roboczych można określić stopień ciężkości pracy. Praca w zawodzie blacharz-dekarz wg. moich obliczeń wymaga wydatku energetycznego przypadającego na zmianę roboczą 8 godzin :
2956.5 kcal/zmianę stosując metodę szczegółowych tablic,
2957 kcal/zmianę wg uproszczonej metody Lehmanna.
Wyniki otrzymane przy pomocy obliczeń dwoma różnymi stosowanymi przeze mnie metodami są niemal identyczne. Na ich podstawie wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych przez pracownika blacharstwa budowlanego zaliczyć można do kategorii "praca bardzo ciężka", gdyż wydatek energetyczny wyniósł powyżej 2000 kcal/zmianę
i równa się 2957 kcal/zmianę.
Wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych przez pracownika
na stanowisku blacharz - dekarz.
lp |
Czas trwania |
Metoda szczegółowych tablic wydatku energetycznego |
|
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
czynności od-do[min] |
Nazwa czynności |
Rodzaj czynności |
Warunki pracy |
Pozycja ciała |
Rodzaj pracy |
1. |
7.00 7.20 |
Cięcie bednarki |
Piłowanie żelaza |
Pozycja stojąca przy 42 ruchach na min. |
Stojąca pochylona |
Praca jednego ramienia ciężka |
2. |
7.20 7.50 |
Formowanie haków rynnowych |
Praca młotkiem |
Ciężar młota 4,4kg 15 uderzeń na min uderzenia zwykłe |
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
3. |
7.50 8.00 |
Formowanie renajz |
Wiercenie przy użyciu wiertarki |
|
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
4. |
8.00 8.10 |
Załadunek narzędzi i materiałów |
Podnoszenie ciężarów oburącz |
Ciężąr 10kG i 10 podniesień na min |
Chodzenie |
Praca mięśni kończyn i tułowia - ciężka |
5. |
8.10 8.20 |
Dojazd do miejsca pracy |
Prowadzenie ciężarówki 1 tonowej |
Siedząca |
Praca obu ramion lekka |
|
6. |
8.20 8.30 |
Rozładunek narzędzi i materiałów |
Podnoszenie ciężarów oburącz i chodzenie po równej i twardej drodze 10kg 4km/h |
Chodzenie |
Praca mięśni kończyn i tułowia - ciężka |
|
7. |
8.30 8.45 |
Wnoszenie narz. materiałów na dach |
Wchodzenie po drabinie |
drab.pochylona 70 z prędk 11,2m/min z obciążenim 20kg |
Chodzenie |
-----//----- b.ciężka |
8. |
8.45 9.45 |
Pasowanie łat drewnianych |
Piłowanie drzewa ręczne |
w poz.klęczącej 60 podwójnych posuwów na min |
Na kolanach |
-----//----- ciężka |
9. |
9.45 10.45 |
Przybijanie łat |
Praca młotkiem |
Ciężar młota 4,4kg 15 uderzeń |
W kucki |
-----//----- ciężka |
10 |
10.45 11.00 |
Przerwa na posiłek |
|
|
Siedząca |
Palce dłoni lekka |
11 |
11.00 11.30 |
Noszenie blachy |
Chodzenie z ciężarem na plecach po równej i twardej drodze z cięż.10kg 4km/h |
|
Chodzenie |
Praca mięśni kończyn i tułowia - ciężka |
12 |
11.30 12.10 |
Wnoszenie blachy na dach |
Wchodzenie pod górę |
Po schodach przy wznies 30.5 ciężar umoc.na pasie przez ramię 20kg |
Chodzenie |
-----//-----
|
13
|
12.10 12.50 |
Mocowanie haków rynnowych i rynny |
Praca młotkiem |
Ciężar młota 4,4kg 15 uderzeń |
Na kolanach |
Praca mięśni kończyn i tułowia -średnia |
14 |
12.50 13.50 |
Formowanie felców w blasze |
Obróbka blach młotkiem
|
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
|
15 |
13.50 14.00 |
Mocowanie blachy |
Wiercenie blach wiertarką elektryczną
|
Na kolanach |
Praca obu ramion średnia |
|
16
|
14.00 14.30 |
Mocowanie blachy |
Wkręcanie śrub |
Przy użyciu klucza nasadowego śr.pion. 8kGm/min |
Na kolanach |
Praca palców, dłoni i przedramienia |
17 |
14.30 14.45 |
Mocowanie blachy |
Wbijanie nitów młotkiem nitowniczym elektrycznym |
|
W kucki |
Praca jednego ramienia ciężka |
18 |
14.45 15.00 |
Sprzątanie narzędzi |
Chodzenie z ciężarem |
Po równej , twardej drodze z ciężarem 10kg i prędkością 4 km/h |
Chodzenie |
Praca obu ramion średnia |
Lp. |
Czas trwania czyn [min] |
Wielkość efektywnego wydatku energetycznego
|
|||||
|
|
Szczegółowe tabl. |
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
|
|
[min] |
kcal/min |
kcal/czynn. |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/czynn. |
1 |
20 |
2 |
40 |
0.8 |
2 |
2.8 |
56 |
2 |
30 |
7 |
210 |
0.8 |
2.8 |
3.6 |
108 |
3 |
10 |
2 |
20 |
0.8 |
3 |
3.8 |
38 |
4 |
10 |
5.7 |
57 |
3.5 |
8.2 |
11.7 |
117 |
5 |
10 |
1.3 |
13 |
0.3 |
2 |
2.3 |
23 |
6 |
10 |
3.6 |
36 |
3.5 |
8 |
11.5 |
115 |
7 |
15 |
10.2 |
153 |
3.5 |
9.5 |
13 |
195 |
8 |
60 |
9 |
540 |
0.5 |
8 |
8.5 |
510 |
9 |
60 |
7 |
420 |
0.5 |
6 |
6.5 |
390 |
10 |
15 |
- |
- |
0.3 |
0.4 |
0.7 |
10.5 |
11 |
30 |
3.6 |
108 |
3.5 |
7 |
10.5 |
315 |
12 |
40 |
13.7 |
548 |
3.5 |
7 |
10.5 |
420 |
13 |
40 |
7 |
280 |
0.5 |
5 |
5.5 |
220 |
14 |
60 |
6 |
360 |
0.8 |
3 |
3.8 |
228 |
15 |
10 |
3.8 |
38 |
0.5 |
2.5 |
3 |
30 |
16 |
30 |
0.7 |
21 |
0.5 |
1.2 |
1.7 |
51 |
17 |
15 |
3.9 |
58.5 |
0.5 |
2.2 |
2.7 |
40.5 |
18 |
15 |
3.6 |
54 |
3.5 |
2.5 |
6 |
90 |
|
480 |
|
2956.5 |
|
2957 |
||