Энергетические затраты при напряженном физическом труде составляют

 

Уровень энергозатрат человека при различных формах деятельности служит критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатратопределяют методом полного газового анализа, при этом учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Тяжесть и напряженность трудахарактеризуются степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы (при физическом труде), и эмоциональным (при умственном труде), когда имеет место информационная перегрузка.

Физический трудхарактеризуется большой нагрузкой на организм, требующей преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, а также оказывает влияние на функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), стимулирует обменные процессы. Основным его показателемявляется тяжесть. Энергозатраты при физическом труде в зависимости от тяжести работы составляют 4000–6000 ккал в сутки, а при механизированной форме труда энергетические затраты составляют 3000–4000 ккал.


Умственный трудобъединяет работы, связанные с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным снижением двигательной активности. Основным показателемумственного труда является напряженность, отражающая нагрузку на центральную нервную систему. Энергозатраты при умственном труде составляют 2500–3000 ккал в сутки. Но затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. Так, при рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5-10 % уровень основного обмена; стоя – на 10–25 %, при вынужденной неудобной позе – на 40–50 %. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15–20 % общего обмена в организме.

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Суточный расход энергии при умственном трудеповышается на 48 % при чтении вслух сидя, на 90 % – при чтении лекций, на 90-100 % – у операторов ЭВМ. Кроме того, мозг склонен к инерции, так как после прекращения работы мыслительный процесс продолжается, что приводит к большему утомлению и истощению ЦНС, чем при физическом труде.


 

Тяжесть и напряженность труда. Статические и динамические нагрузки. Монотонность труда.

Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда.

Напряженность труда — количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.

На производстве (в соответствии с гигиенической классификацией труда Р.2.2.013— 94) различают четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:

1. комфортные условия труда обеспечивают оптимальную динамику работоспособности человека и сохранение его здоровья;

2. относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;

3. экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека, не вызывают функциональные изменения, выводящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим изменениям;

4. сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности.

Медико-физиологическая классификация тяжести и напряженности труда проводится на основании комплексной количественной оценки факторов условий труда, называемой интегральной величиной тяжести и напряженности труда.


К I категории относят работы, выполняемые в оптимальных условиях труда при благоприятных нагрузках.

II категория включает работы, выполняемые в условиях, соответствующих предельно допустимым значениям производственных факторов.

К III категории относят работы, при которых вследствие не вполне благоприятных условий труда у людей формируются реакции, характерные для пограничного состояния организма (ухудшение некоторых показателей психофизиологического состояния к концу работы).

IV категория включает работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для предпатологического состояния у большинства людей.

К V категории относят работы, при которых в результате воздействия весьма неблагоприятных условий труда у людей в конце рабочего периода формируются реакции, характерные для патологического функционального состояния организма.

VI категория включает работы, при которых подобные реакции формируются вскоре после начала трудового периода (смены, недели).

I и II категории тяжести и напряженности труда соответствуют комфортным производственным условиям, III—относительно дискомфортным, IV и V —экстремальным и VI —сверхэкстремальным.

Динамическая нагрузка — нагрузка, характеризующаяся быстрым изменением во времени её значения, направления или точки приложения и вызывающая в элементах конструкции значительные силы инерции.


намические нагрузки испытывают детали машин ударного действия, таких, как прессы, молоты и т. д. Детали кривошипно-шатунных механизмов также испытывают во время работы значительные динамические нагрузки от изменения величины и направления скоростей, то есть наличия ускорений[1]. К динамическим нагрузкам относят и ударные нагрузки. При проектировании частей конструкции, находящихся под действием ударной или вибрационной нагрузки от станов, двигателей, молотов и т.д., производят расчёт на действие динамической нагрузки[2]. Для устранения динамических нагрузок их снижают или ограничивают, например, при помощи электропривода, тормозных устройств и других механизмов[3] [4].

Статическая нагрузка — нагрузка, величина, направление и точка приложения которой изменяются во времени незначительно. При прочностных расчетах можно пренебречь влиянием сил инерции, обусловленных такой нагрузкой. Статической нагрузкой, например, является вес сооружения.

Монотонность – однообразное повторение рабочих операций. Опасность монотонности заключается в снижении внимания к процессу производства, быстрой утомляемости и снижении интереса к трудовому процессу, что влияет на безопасность труда в целом. Одной из форм, предрасполагающей к формированию монотонности, является автоматизм – деятельность, осуществляемая без непосредственного участия сознания. Он формируется в результате нескольких факторов: многолетнего опыта деятельности, рутинности работы, отсутствия вовлеченности в трудовой процесс, воображения и творческого подхода, физических перегрузок.


обое значение это имеет на сложных производствах или производствах с вредными условиями труда, где аккуратность и внимание имеют решающее значение. Монотонность сопровождается скукой, апатией к выполнению трудовой деятельности. Но нельзя точно определить, что выполнение именно этих действий является монотонным и скучным занятием. Каждый человек сам для себя определяет род своей деятельности и дает ей свою объективную оценку. К примеру, один сотрудник, работающий на конвейере, считает свою работу монотонной и скучной, а другой, наоборот, считает ее очень интересной. Многие люди, занимающиеся динамичной, активной работой, которую никак нельзя назвать монотонной, считают ее скучной, неинтересной.

В таких случаях многое зависит от мотивации.

Поэтому решающее значение имеет неукоснительное соблюдение техники безопасности труда, контроля за трудовым процессом и чередование периодов труда и отдыха (физ. минутки и прочие).

Источник: studopedia.net

Читайте также

— Расход энергии при физической нагрузке.

Обмен энергии при умственном труде. При умственном труде энергетические затраты значительно ниже, чем при физическом. Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное…


— Расход энергии при физической нагрузке.

Основной обмен и его значение. Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень…

— Расход энергии при физической нагрузке.

Основной обмен и его значение. Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень…

Здравствуйте, друзья.

Сегодня мы поговорим о том, как определить — сколько калорий мы тратим и сколько получаем с пищей.

Потребности в основных факторах пищи

Концепция сбалансированного питания основана на принципе полного удовлетворения потребности организма по необходимым и незаменимым факторам пищи. Эти потребности изменяются в зависимости от целого ряда причин: возраста, пола, профессии, климатогеографических условий и т.д. Организм человека функционирует в соответствии с законами термодинамики, поэтому его энергетические затраты должны соответствовать энергии, получаемой с пищевыми продуктами. Нарушение этого правила вызывает ряд неблагоприятных последствий.

Как определить, сколько калорий мы получаем с пищей


Организм непрерывно расходует энергию. Топливом, обеспечивающим его работу, является пища. Следовательно, любое действие и всякий продукт имеют свой энергетический эквивалент, который можно количественно измерить 8 килоджоулях или килокалориях (1 кДж=0,24 ккал). На практике чаще производят измерения в килокалориях, поэтому другое название энергетической ценности пищевых проектов — калорийность. Каждый из нас не раз видел на фабричных упаковках цифру, которая соответствует калорийности 100 г данного продукта. Зная эту величину, легко подсчитать, сколько энергии получит организм после употребления данного продукта в определенных количествах. Если энергетическая ценность не указана, но приведено содержание белков, жиров и углеводов, то можно определить калорийность, исходя из того, что при окислении в организме 1 г белков так же, как и при окислении 1 г углеводов, выделяется 4,1 ккал, а при окислении 1 г жиров-9,3 ккал. Кроме того, имеются справочники, которых приведены химический состав и калорийность практически всех пищевых продуктов, блюд и кулинарных изделий.

Когда точный состав блюда не известен, можно ориентироваться на следующие цифры. Энергетическая ценность обычной порции (примерно 500 г) большинства первых блюд (щей, борща, рассольника) — 200-300 ккал, молочных и крупяных супов, сборных солянок — 400 ккал. Мясные блюда с гарниром дают 500-600 ккал, рыбные — около 500 ккал, овощные — 200-400 ккал. Калорийность третьих блюд составляет 100-150 ккал. Таким образом, зная состав суточного рациона питания (то есть количество всех съеденных за день продуктов и выпитых напитков), легко подсчитать, сколько энергии было получено за день и, таким образом, узнать общую калорийность суточного рациона, то есть ответить на вопрос «Сколько калорий поступило в организм с пищей?»

Как определить, сколько энергии мы тратим


Не менее важно выяснить, сколько калорий мы тратим, то есть каковы суточные энергозатраты. Их принято делить на две группы:

  • нерегулируемые;
  • регулируемые.

Под нерегулируемыми затратами понимают расход энергии на основной обмен и специфическое динамическое действие пищи, под регулируемыми затратами — энергию, затрачиваемую на любые виды нервно-мышечной деятельности, наибольшее значение среди которых имеет физическая работа, в том числе тренировки и соревнования. Основной обмен — это та энергия, которая необходима для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя, лежа, натощак (не менее чем через 14 ч после приема пищи), при комфортной температуре (около 20-22 °С). Эта энергия затрачивается на работу внутренних органов (сердца и сосудов, нервной системы, эндокринных желез, дыхательных мышц, почек и т. д.), поддержание мышечного тонуса и температуры тела. Основной обмен зависит от массы тела, роста, возраста, пола, состояния нервной и эндокринной систем.


Принято считать, что в среднем у взрослого человека он составляет 1 ккал в час на 1 кг массы тела. Следовательно, средние значения основного обмена у мужчин -1700 ккал/сутки, а у женщин -1400 ккал/сутки. Основной обмен служит для поддержания важных функций систем жизнеобеспечения организма: 60% энергии расходуется на производство тепла, остальное — на работу сердца и кровеносной системы, дыхание, работу почек и мозга. Его величину определяют путем измерения количества выделяемого тепла (прямая калориметрия) или путем регистрации потребления кислорода и выделения углекислого газа (непрямая калориметрия). Интенсивность основного обмена теснее связана с размерами поверхности тела, с массой. Поэтому его величина может быть так же определена по формулам и таблицам Харриса-Бенедикта, в которых учитываются возраст, пол, масса тела и рост человека. Эти формулы выглядят следующим образом:

  • для женщин — 655,1+9,6хМ+1,9хР-4,7хВ
  • для мужчин — 66,5+13,8хМ+5,0хР-6,8хВ

где М — масса тела (в кг), Р — рост (в см), В — возраст (в годах).

Величина основного обмена подвержена незначительным изменениям. Его регуляция осуществляется через вегетативную нервную систему и с помощью гормонов. У женщин величина основного обмена на 5-10% меньше, чем у мужчин; у детей- больше, чем у взрослых; у пожилых-на 10-15% меньше, чем у молодых. Специфически-динамическое действие пищевых веществ соответствует количеству энергии, которая потребуется организму для переработки, введенной в него пищи. Каждый прием пищи приводит к активизации обмена в результате процессов расщепления и превращения пищевых веществ. Специфическое динамическое действие пищи (СДДП) — это дополнительный расход энергии, которая затрачивается организмом на все процессы, связанные с перевариванием, всасыванием и усвоением пищевых продуктов.


Увеличение энергозатрат выше уровня, отмечавшегося до приема пищи, проявляется примерно через час после еды и достигает максимума через 3 ч, что обусловлено значительным повышением к этому времени интенсивности основных процессов пищеварения. Специфическое динамическое действие пищи может продолжаться 12-18 ч. Величина этого показателя зависит от состава продуктов питания, хотя среди ученых нет единого мнения относительно конкретных величин. Количество энергии, необходимое для расщепления различных пищевых веществ, неодинаково.

Для белков оно составляет в среднем около 25%, для жиров — около 4%, а для углеводов — около 8%. При приеме смешанной пищи к величине затрат на основной обмен добавляют приблизительно 10% на энергетические затраты, возникшие только в результате приема пищи. По другим данным считается, что максимальных значений СДДП достигает после приема белковой пищи и составляет 20-40% основного обмена; после приема углеводов — 4-20%, после приема жиров — 2-17%. При употреблении смешанной пищи энергозатраты на СДДП в среднем составляют 10% от величины основного обмена.

Следующей составляющей энергозатрат организма являются так называемые регулируемые затраты энергии. Они соответствуют потребности энергии, используемой на работу сверх основного обмена. Любой вид мышечной деятельности, даже изменение положения тела (из положения лежа в положение сидя), увеличивает энергозатраты организма. Изменение величины потребления энергии определяется продолжительностью, интенсивностью и характером мышечной работы. Поскольку физическая нагрузка может иметь различный характер, энерготраты подвержены значительным колебаниям.

Регулируемые энергозатраты организма

Рассмотрим регулируемые энергозатраты, связанные с различными видами деятельности. Они имеют особенно большое значение, так как у спортсменов и людей, активно занимающихся физкультурой, нередко именно мышечная работа играет ведущую роль в формировании общего суточного расхода энергии. Было установлено, что потребность спортсмена в энергии значительно варьируется в зависимости от вида спорта, периода тренировочного цикла, уровня спортивного мастерства, эмоционального состояния и других факторов. Колебания энергозатрат в зависимости от вида спорта, объема и интенсивности выполняемой работы, весьма значительны — суточные энергозатраты составляют от 2800 ккал (шашки, шахматы) до 6500 ккал (виды спорта, требующие длительных и напряженных тренировок).

В отдельных случаях, при совершении чрезвычайно интенсивной или длительной мышечной работы, возможно возрастание суточных энергозатрат до 8000 ккал и выше, а пловцы-марафонцы за 12 ч заплыва расходуют 10000 ккал. При продолжительных умеренных спортивных нагрузках (марафонский бег, марафонское плавание, спортивная ходьба и т.п.) суточный расход энергии спортсменами настолько велик, что для его компенсации порой недостаточно одних суток.. В таких случаях восстановление потерь энергии проводится в последующие дни и рекомендуется употреблять пищу, богатую углеводами, не менее 3 раз в сутки.

В период подготовки к соревнованиям затраты энергии во время тренировочных занятий достигают 40% суточных энергозатрат. При этом расход энергии на выполнение одних и тех же упражнений во многом зависит от уровня подготовки спортсмена и его психоэмоционального состояния. По мере повышения тренированности и спортивного мастерства эффективность использования энергии возрастает почти в 3 раза. Так что совершенствование мастерства полезно не только для улучшения спортивных результатов, но и для энергообеспечения организма.

Эмоциональное напряжение приводит к существенному увеличению энергозатрат у спортсменов, в связи с чем на соревнованиях при выполнении такой же, как на тренировках, работы эти затраты на 26-28% выше, чем на тренировках. Очевидно, что расход энергии спортсменами, за некоторыми исключениями, сопоставим с расходом энергии рабочими, выполняющими тяжелую немеханизированную физическую работу, а в ряде случаев превышает этот уровень в 1,5-2 раза.

Однако от обычного физического труда с равномерным расходованием энергии в течение рабочего дня спортивные нагрузки отличаются большими колебаниями, резким увеличением в относительно короткие промежутки времени, значительной мощностью выполняемой работы, что требует более высокого расхода энергии в единицу времени. Например, при интенсивной игре в футбол за час тратится около 1000 ккал. Исследования, проведенные в ходе чемпионата мира по футболу, показали, что игроки команд-финалистов расходуют в среднем по 3500-4000 ккал в сутки. Неравномерность энергозатрат спортсменов в течение дня должна учитываться при выборе режима питания. Существует пять групп населения, которые разделяются по интенсивности труда и, соответственно, по количеству расходуемой энергии:

  1. Работники преимущественно умственного труда (руководители организаций, работники науки, культуры, учителя, офисные работники)
  2. Работники, занятые легким физическим трудом (медсестры, официанты, водители легковых автомобилей, продавцы, парикмахеры, работники связи, другие профессии, занятые в сфере обслуживания)
  3. Работники среднего по тяжести труда (врачи-хирурги, водители большегрузных автомобилей, слесари, токари, железнодорожники)
  4. Работники тяжелого физического труда (все строительные профессии, кроме каменщиков и бетонщиков, металлурги, сельскохозяйственные рабочие, животноводы)
  5. Работники особо тяжелого физического труда (грузчики, труд которых не механизирован, шахтеры, лесорубы, каменщики, бетонщики.

Одновременно в организме идут два типа реакций противоположного характера. Происходит синтез белков, жиров, углеводов, других соединений, тканевых и клеточных структур, необходимых для жизнедеятельности. Все эти процессы протекают с использованием энергии, и их совокупность называется анаболизмом Совокупность процессов ферментативного расщепления крупных молекул, направленная на обеспечение энергетических и пластических потребностей организма, называется катаболизмом.

Процессы катаболизма приводят к образованию большого количества энергии. Спортивная деятельность требует огромных затрат энергии, которая образуется в результате мощных катаболических реакций. Для спортсмена необходимо за счет рациональной организации питания обеспечить соответствующий уровень восстановительных анаболических процессов. В противном случае возможно не только истощение запасов углеводов и жиров, но и может начаться расход полноценных мышечных белков для обеспечения энергетических потребностей. А это крайне нежелательно, так как крепкие мышцы -основа спортивных достижений.

В регуляции процессов катаболизма и анаболизма важнейшую роль играют особые химические вещества — гормоны, которые выделяются специализированными эндокринными клетками организма. Восстановительные анаболические процессы в мышцах стимулируются под влиянием таких гормонов, как гормон роста (соматотропин), вырабатываемый гипофизом, инсулин — гормон поджелудочной железы, мужской половой гормон —тестостерон. Адреналин способен выраженно стимулировать процессы использования гликогена для ресинтеза АТФ. Гормон надпочечников кортизол повышает интенсивность процессов катаболизма и т. д. В связи с этим необходимо учитывать не только калорийность пищевых веществ, но и их влияние на уровень гормонов в организме.

Таким образом, энергетический баланс в организме определяется многими факторами и зависит от характера питания, физических нагрузок, генетических особенностей человека, его психоэмоционального состояния, гормонального статуса, факторов окружающей среды и т.д.

Пошаговая диета для похудения

© Copyright 2016 Made4Life.by | Все права защищены

Превращения энергии и обмен веществ являются по сути совокупным процессом. Они тесно связаны друг с другом, поскольку обмен веществ невозможен без расходования энергии и, соответственно, невозможно превращение энергии без полноценного обмена веществ. Ведь энергия не может появляться либо пропадать — она лишь видоизменяется. Механическая энергия превращается в тепловую либо наоборот; при определенных условиях тепловая энергия превращается в механическую, а электрическая энергия – в тепловую и так далее. В конечном итоге все виды энергии человеческий организм направляет в виде тепловой энергии в окружающую среду. Для того, чтобы иметь детальное представление о количестве расходуемой организмом энергии, необходимо измерить количество тепла, поступающее во внешнюю среду.

Единица измерения тепловой энергии — калории. Большой калорией принято называть количество тепла, затрачиваемое на нагрев 1 л воды на 1° (на одну килокалорию), а малая калория – это количество тепла, расходуемое на нагрев1 мл воды на одну килокалорию.

В условиях абсолютного покоя человек тратит определенное количество энергии. Такой расход обуславливается тем что в человеческом организме постоянно расходуется энергия, тесно связанная с его нормальным функционированием. Огромное количество энергии расходует сердце, дыхательные мышцы, почки, печень, а также все другие ткани и органы живого организма. Энергия, расходуемая организмом в состоянии покоя, натощак, то есть примерно через 11-16 часов после приема пищи, и при внешней температуре 15-20° — это и есть основной обмен организма.

Основной обмен, протекающий у здорового взрослого человека составляет в среднем 1 килокалорию из расчета на 1 кг массы в течение 1 ч. Если вес человека составляет 75 кг, то основной обмен подсчитывается следующим образом 75 * 24 = 1 800 килокалорий. Это количество энергии, расходуемое на обеспечение жизнедеятельности организма и полноценного функционирования всех органов. Основной обмен организма зависит от возраста, пола, веса человека и роста. У мужчин основной обмен гораздо больше, чем у женщин аналогичного веса (это зависит еще и от структуры тела – смотря сколько в нем жира либо мышечной массы).

Некоторые изменения основного обмена происходят при нарушении функционирования желез внутренней секреции. К примеру, усиление работы щитовидной железы ведет к увеличению основного обмена.

Расходование энергии при активной деятельности.

Основной обмен у большинства взрослых здоровых людей составляет в среднем около 1 800-2100 Ккалорий. При активной мышечной деятельности расход энергии очень быстро увеличивается: и чем тяжелее такая мышечная работа, соответственно, тем и больше энергии расходует человек. По количеству расходуемой энергии людей различных профессий можно условно делить на несколько групп.

  • 1-я группа. Работа в положении сидя, не требующая значительных мышечных движений: как правило, это офисные работники (библиотекарь, офисный работник, фармацевт и др.) они тратят в примерно 2 250 — 2 450 больших калорий.
  • 2-я группа. Мышечная деятельность в положении сидя (ювелир, учитель, регистратор и др.) они расходуют примерно 2 650 — 2 850 ккалорий.
  • 3-я группа. Незначительная мышечная работа (врач, почтальон, диджей, официант) – около 3 100 ккалорий.
  • 4-я группа. Очень напряженная мышечная работа (автослесарь, тренер, маляр, дирижер) – около 3 500 — 3 700 ккалорий.
  • 5-я группа. Физически тяжелый труд (профессиональный спортсмен, цеховой рабочий) – около 4 100 ккалорий.
  • 6-я группа. Весьма тяжелый труд (шахтер, каменщик) – примерно 5 100 ккалорий и даже более.

Необходимо учитывать, что при умственной работе расходуется весьма незначительное количество энергии. Именно поэтому умственная работа – это не повод кушать шоколадки.

Источник: pohudenie-tut.ru

2.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ ПРИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Энергия, необходимая человеку для его деятельности, выделя­ется в процессе окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания. Окислительно-восстановитель­ные реакции в живых организмах могут протекать как с участием ки­слорода (аэробное окисление), так и без участия кислорода (анаэроб­ное окисление). Анаэробное окисление характеризуется меньшим количеством высвобождаемой энергии и имеет ограниченное значение у высших организмов.

При аэробном окислении 1 г жира в организме высвобождается 38,94 кДж, а при окислении 1 г белка или 1 г углеводов —17,6 кДж энергии. Эта энергия частично расходуется на совершение полезной работы и частично рассеивается в виде теплоты, нагревая тело человека и окружающую среду (КПД мышечных тканей человека — 40…60%).

Обменомвеществ называется совокупностъ химических реакций в организме человека. Для характеристики суммарного энергетического обмена веществ используют понятия основного обмена и обмена при различных видах деятельности.

Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12…16 ч после приема пищи в положении лежа). Энергозатраты на процессы жизнедеятельности в этих условиях для человека массой 75 кг составляют 87,5 Вт.

Изменение позы, интенсивности мышечной деятельности, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других факторов приводят к дополнительным затратам энергии. Так, в положении сидя, за счет работы мышц туловища, затраты энергии превышают на 5… 10 % уровень общего обмена, в положении стоя — на 10… 15 %, при вынужденной неудобной позе — на 40…50%.

При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15…20 % основного обмена (масса мозга составляет 2% массы тела). Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией — на 94 %, у операторов вычислительных машин — на 60… 100 %. Повышение обмена веществ и расхода энергии при работе приводит к повышению теплообразования. При тяжелой физической работе температура тела повышаться на 1…1,5°С.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеющим важное значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом непрямой калориметрии, т.е. полного анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии, отсюда наблюдаются различные суточные энергозатраты человека, МДж:

Таблица 2.1

Работники умственного труда (инженеры, врачи, педагоги и др.)

10,5… 11,7

Работники механизированного труда и сферы обслуживания (мед­сестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы и др.)

11,3…12,5

Работники, выполняющие работу средней тяжести (станочники, шоферы, хирурги, полиграфисты, литейщики, сельскохозяйствен­ные рабочие и др.)

12,5…15,5

Работники, выполняющие тяжелую работу (лесорубы, грузчики,
горнорабочие, металлурги и др.)

16,3…18,0

Затраты энергии на мышечную работу в труде (сверх уровня покоя и независимо от влияния эмоций, связанных с работой, влияния температуры воздуха и пр.) могут быть рассчитаны для среднего рабочего как сумма затрат на поддержания рабочей позы (табл.2.2) и на выполняемую мышцами механическую работу (табл.2.3).

Таблица 2.2

Поза

Количество затрачиваемой энергии, кДж/мин

Сидя

1,3

На коленях

2,1

На корточках

2,1

Стоя

2.5

Стоя в наклоне более чем на 15 % и другие неудобные позы

3.4

Энергетические затра­ты в процессе трудовой деятельности определяют физическую тяжесть работы, которая в зависимости от энергетических затрат подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.

Таблица 2.3

Части тела, занятые в работе

Количество затрачиваемой энергии при условных сте­пенях интенсивности работы кДж/мин

1

2

3

Кисти и пальцы рук

1,7(1,3 — 2,5)

3,0(2,5 — 3,8)

4,2(3,8 — 5,0)

Руки

4,6(2,9 — 5,9)

7,6(5,9 — 9,2)

10,9(9,2 — 12,6)

Руки и туловище, а также одновре­менная работа трех или четырех ко­нечностей

13,9(10,5 — 16,8)

21,0(16,8 — 25,2)

30,2(25,5 — 35,7)

Легкие физические работы(категория I) подразделяются на две категории: Iа, при которой энергозатраты составляют до 139 Вт, и Iб, при которой энергозатраты составляют 140…174 Вт.

Физические работы средней тяжести (категория II) подразделяются на две категории: IIа, при которой энергозатраты составляют 175…232 Вт, и IIб, при которой энергозатраты составляют 233 … 290 Вт.

Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии
более 290 Вт.

2.3. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ДИНАМИКА

Одним из главных показателей здоровья человека является такой социально значимый фактор, как его работоспособность.

Под работоспособностью понимается способность человека производить сформированные, целенаправленные действия. С физиологической точки зрения это способность человеческого организма выдерживать в ходе трудового процесса заданную физическую и эмоциональную нагрузки.

Предел работоспособности является величиной переменной. Ее изменение во времени называют динамикой работоспособности.

Во время выполнения мышечной работы и в течение восстановительного периода наблюдаются многофазные изменения функционального состояния центральной нервной системы. Физиологи Ю.М. Данько и Н.К. Верещагин в своих работах различают три фазы изменения функционального состояния центральной нервной системы во время работы и три фазы после ее прекращения.

Во время работы:

Первая фаза изменений возникает в начале работы, соответствует периоду врабатываемости, кратковременна и является фазой инерционного торможения, характеризующего начальные усилия.

Вторая фаза – состояние рабочего возбуждения, появляющаяся в процессе дальнейшего выполнения работы. Длительность этой фазы зависит от тяжести работы.

Третья фаза – состояние вторичного или охранительного торможения, возникающего к концу тяжелой утомительной работы.

После прекращения работы:

Первой фазой периода восстановления является кратковременное состояние послерабочего возбуждения.

Вторая фаза – период послерабочего торможения, длительность которого тем больше, чем тяжелее была работа.

Третья фаза – период восстановления возбудимости. Протекает часто волнообразно через фазу повышения возбудимости.

На основании этих наблюдений сделано заключение — вся трудовая деятельность протекает по фазам (рис. 2.2) (по В.Л.Лапину):

I фаза. Предрабочее состояние (фаза мобилизации) — субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (идеомоторный акт), определенные предрабочие сдвиги в нервно-мышечной системе, соответствующие характеру предстоящей нагрузки.

II фаза. Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности (фаза гиперкомпенсации) — период, в течение которого совершается переход от состояния покоя к рабочему, т.е. преодоление инертности покоя системы и налаживание координации между участвующими в деятельности системами организма. Длительность периода врабатываемости может быть значительной. Например, утром после сна все характеристики сенсомоторных реакций значительно ниже, чем в дневные часы. Производительность труда в эти часы ниже. Период может занять от нескольких минут до двух-трех часов. На длительность этой фазы оказывают влияние: интенсивность работы, возраст, опыт, тренированность, отношение к работе.

Рис.2.2.Фазы работоспособности человека в течение рабочего дня

III фаза. Период устойчивой работоспособности (фаза компенсации). В этот период устанавливается оптимальный режим работы систем организма, выра­батывается стабилизация показателей, а его длительность составляет ко всему времени работы примерно 2/3. Эффективность труда в этот период максимальная.

IV фаза. Период утомления (фаза декомпенсации). Характеризуется
снижением продуктивности, замедлением скорости реакции, появлением ошибочных и несвоевременных действий, физиологической усталостью.

V фаза. Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.

VI фаза. Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.

VII фаза. Период восстановления — необходим организму для восстановления работоспособности. Продолжительность этого периода определяется тяжестью проделанной работы, величиной кислородного долга, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе. После легкой одно­кратной работы период может длиться 5 мин. После тяжелой одно­кратной работы — 60…90 мин, а после длительной физической нагрузки восстановление может наступить через несколько дней.

Период устойчивой работоспособности определяется выносливостью человека при данном виде работы и заданном уровне интенсивности.

Выносливость обусловливается следующими факторами:

интенсивностью работы. Чем больше интенсивность, тем короче
период устойчивой работоспособности;

спецификой работы. Например, динамическая работа может
продолжаться без признаков утомления в десятки раз дольше, чем
статическая. Имеет значение то, какой орган включен в действие. Для
мышц ног выносливость в 1,5…2 раза больше, чем для мышц рук. Среди
мышц рук выносливее сгибатели, а среди мышц ног — разгибатели;

возрастом. В юношеском и молодом возрасте выносливость увеличивается, в пожилом — снижается;

полом. При нагрузке, равной половине максимальных возможностей, выносливость при статической и двигательной деятельности у мужчин и женщин одинакова. При больших нагрузках мужчины выносливее;

концентрацией внимания и волевым напряжением при интенсивной работе снижают показатели выносливости;

эмоциональным состоянием. Уверенность, спокойствие, хорошее настроение — активизируют деятельность, удлиняя период устойчивой работоспособности. Страх, неуверенность, плохое настроение — оказывают угнетающее действие, снижая период устойчивой работоспособности;

наличием умений, навыков, тренированностью — снижают волевое и эмоциональное напряжение, повышая работоспособность;

типом высшей нервной деятельности (индивидуальные природные возможности нервной системы). Сила нервной системы характеризует работоспособность и надежность работы оператора особенно в экстремальных ситуациях.

В течение суток работоспособность также изменяется определенным образом (рис.2.3) [4].

Рис.2.3.Колебания работоспособности человека в течение суток

С 6 до 15 ч — первый интервал, во время которого способность постепенно повышается. Она достигает своего максимума к 10 — 12 ч, а затем постепенно начинает понижаться. Во втором интервале (15…22 ч) работоспособность повышается, достигая максимума к 18 ч, а затем начинает уменьшаться до 22 ч. Третий интервал (22…6 ч) характеризуется тем, что работоспособность существенно снижается и достигает минимума около трех часов утра, затем начинает возрастать, оставаясь при этом, однако, ниже среднего уровня. Для работоспособности также имеют значения дни недели. Врабатывание приходится на понедельник, высокая работоспособность — на вторник, среду и четверг, а развивающееся утомление — на пятницу и, особенно, на субботу.

Работоспособность создается в результате происходящих в организме процессов, которые определяют потенциальные возможности человека выполнять конкретную работу при заданных режимах. Но энергетические ресурсы человека не беспредельны. При непрерывной работе различные органы человека должны расходовать только определенное количество энергии, не превышающее предела работоспособности. При расходе энергии выше этого предела работоспособность падает. Снижение работоспособности объективно оценивается как утомление, а субъективно воспринимается в виде чувства усталости.

Утомление — снижение работоспособности, возникающее в результате выполнения труда большой тяжести, напряженности или продолжительности и выражающееся в количественном и качественном ухудшении его результатов. Утомление может быть мышечным (физическим) и умственным (психическим).

Различают (М.И.Виноградов) быстро развивающееся утомление в результате непривычной или чрезмерной работы и медленно развивающееся утомление (вторичное) с не резко выраженными изменениями в организме в результате привычной, но слишком длительной работы.

Быстро развивающееся утомление может наступить в результате значительных физических усилий или непривычной очень напряженной работы. Утомление в этом случае наступает вследствие нарушения центральной координации функций и возникновения экстренных очагов торможения в результате несоответствия рабочего задания функциональным возможностям организма. Быстро развивающееся утомление чаще всего наступает до приобретения трудовых навыков. При дальнейшей работе образуется динамический рабочий стереотип, дающий возможность выполнять работу длительное время при высокой работоспособности.

Медленно развивающееся утомление характеризуется постепенным снижением работоспособности в результате привычной, но чрезмерно длительной или монотонной работы.

Утомление представляет собой обратимое физиологическое состояние.

При отсутствии перегрузок работоспособность организма при прекращении работы или смене вида деятельности полностью восстанавливается. Однако, если работоспособность не восстанавливается к началу следующего периода работы, утомление может накапливаться и переходить в переутомление — более стойкое снижение работоспособности, которое в дальнейшем в некоторых случаях ведет к развитию болезни. Утомление может быть причиной повышенного травматизма на производстве.

Признаком переутомления является пониженная работоспособность в начале рабочего дня, мало отличающаяся от уровня работоспособности в последний час работы в предыдущий рабочий день. Первая степень характерна быстрым падением работоспособности в течение рабочего дня. Вторая степень переутомления характеризуется снижением работоспособности против обычного уровня уже в первый час работы.

Хроническое переутомление определяется следующими признаками:

ощущением утомления еще до начала работы;

повышенной раздражительностью;

снижением интереса к работе и окружающим;

снижением аппетита, потерей веса;

нарушением сна, трудным засыпанием и пробуждением, бессонницей;

понижением сопротивляемости организма инфекциям.

Кроме того, при хроническом утомлении возможны тошнота, тремор вытянутых рук, понижение артериального давления.

2.4. МЕРЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Основными направлениями повышения работоспособности являются:

рациональная организация трудового процесса;

создание условий для быстрого овладения трудовыми навыками;

рациональная организация режима труда и отдыха.

Рациональная организация трудового процессавключает комплекс важных мер и, прежде всего, построение рабочих движений. Рациональное движение должно быть построено на физиологически выгодном использовании активных и пассивных сил. Движения должны быть плавными, без резкой смены темпа и направления. При рационализации рабочих движений следует соблюдать принцип экономии мышечной массы. При сочетании в соответствующих соотношениях статической и динамической работах в одном цикле энергия расходуется экономно как при работе, так и в период восстановления. Большое значение при выполнении статической работы имеет поза человека во время работы. Специфической для человека является поза «стоя», к которой он адаптирован. Однако при длительном стоянии возможны расстройства: венозный застой, расширение вен, отеки, плоскостопие и др. В положении сидя тетаническое напряжение мышц заменяется тоническим, улучшается деятельность сердца и других органов. Выбор позы должен выбираться в соответствии с характером работы и обеспечивать устойчивую работоспособность. При позе сидя необходимо предусмотреть условия правильной посадки без вынужденного положения тела.

Упражнение и тренировка являются важными условиями быстрого формирования трудовых навыков. В процессе упражнения образуется устойчивый двигательный стереотип, для которого характерно устранение лишних движений, движения теряют свою первоначальную скованность, становятся точными, легкими, автоматизированными. Автоматизм движений означает не торможение в нервных центрах, а некоторое понижение возбудимости, позволяющее выполнять автоматически условнорефлекторно выработанные движения. В результате тренировки энергетические затраты при мышечной работе снижаются, более экономно работает сердце. Тренировки позволяют удерживать устойчивый уровень работоспособности длительное время.

Кривая работоспособности в процессе тренировки (по М.И. Виноградову) представляется трехфазной (рис.2.4).

Первая фаза (а) – работоспособность непрерывно падает и быстро доходит до уровня, характеризующего невозможность работы; вторая фаза (б) – работоспособность вначале падает, затем повышается и устанавливается на длительно сохраняющемся уровне; в третьей фазе (в) работоспособность быстро устанавливается на высоком устойчивом уровне, и работа может длиться долго без заметного утомления.

К

Рис.2.4.Схема стадий упражнения

ривая работоспособности в первой фазе характеризует работу нетренированного человека. Во второй стадии вследствие упражнения процессы возбуждения преобладают над тормозными процессами и становится возможной длительная работа, несмотря на некоторое падение работоспособности в начале фазы. Третья стадия тренировки характеризуется точным соответствием процессов центрального и периферического аппаратов. При этом устойчивый уровень работоспособности удерживается длительное время. Третья фаза характеризует работу тренированного человека.

Организация рационального режима труда и отдыха имеет огромное значение в комплексе мероприятий по повышению работоспособности и предупреждению утомления. При организации режима труда и отдыха необходимо определить время предоставления перерывов для отдыха в течение рабочего дня и установить длительность перерывов. В течение рабочего дня обязательно предоставляется один длительный перерыв на обед в середине рабочего дня. Кроме этого длительного перерыва, необходимо предоставлять короткие перерывы в течение рабочего дня. Для предупреждения утомления при работе на конвейере вводятся короткие перерывы (5…10 минут) через каждый час. Благотворное влияние на работоспособность может оказать и музыка.

В рациональную организацию режима труда и отдыха входит и так называемый активный отдых. Физиологическое обоснование целесообразности активного отдыха было дано И.М.Сеченовым, который доказал, что утомленные мышцы быстрее восстанавливают свою работоспособность не при полном покое, а при работе других мышц. Феномен Сеченова в производственных условиях используется в виде включения в трудовые процессы специально разработанного комплекса физических упражнений. Они способствуют улучшению деятельности центров коры головного мозга, активизируют функциональные процессы всего организма, повышают эмоциональный тонус и работоспособность. На производстве физические упражнения проводятся в виде гимнастики перед началом и физкультурных пауз во время работы.

Вводная гимнастика создает состояние готовности к работе, усиливает процессы возбуждения и торможения. А это ускоряет процесс врабатывания. При составлении комплекса вводных гимнастических упражнений должны быть учтены движения и ритм, типичные для предстоящего трудового процесса.

Физкультпаузы во время работы применяются в течение дня от одного до трех раз во время регламентированных перерывов. Распределение физкультпауз производится в зависимости от работоспособности и функционального состояния человека. Содержание комплекса физических упражнений определяется характером нервной и мышечной деятельности в трудовом процессе.

Физические упражнения во время работы и особенно во время обеденного перерыва не исключают также и пассивного отдыха, т.е. состояния покоя.

Источник: textarchive.ru