МОДЕЛИ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

170
Вестник ХНАДУ, вып. 52, 2011
УДК 658.51
МОДЕЛИ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОФИСА
Л.И. Нефёдов, профессор, д.т.н., Ю.А. Петренко, доцент, к.т.н., Н.Ю. Филь, доцент,
к.т.н, А.С. Кононыхин, преподаватель-стажёр, ХНАДУ
Аннотация. Разработаны модели оценки и анализа среды функционирования офиса по некоторым экологическим факторам, позволяющие повысить комфортность на рабочем месте и
обеспечить нормативные показатели экологических факторов.
Ключевые слова: офис, экологический фактор, метод многокритериальной оценки, инсоляция,
электромагнитное излучение, коэффициент естественного освещения.
МОДЕЛІ ОЦІНКИ Й АНАЛІЗУ СЕРЕДОВИЩА ФУНКЦІОНУВАННЯ ОФІСУ
Л.І. Нефьодов, професор, д.т.н., Ю.А. Петренко, доцент, к.т.н., Н.Ю. Філь, доцент,
к.т.н, О.С. Кононихін, викладач-стажист, ХНАДУ
Анотація. Розроблено моделі оцінки й аналізу середовища функціонування офісу за деякими
екологічними факторами, що дозволяють підвищити комфортність на робочому місці та
забезпечити нормативні показники екологічних факторів.
Ключові слова: офіс, екологічний фактор, метод багатокритеріальної оцінки, інсоляція, електромагнітне випромінювання, коефіцієнт природного освітлення.
MODELS OF ESTIMATION AND ANALYSIS OF OFFICE FUNCTIONING
ENVIRONMENT
L. Nefiodov, Professor, Doctor of Technical Science, Y. Petrenko, Associate Professor,
Candidate of Technical Science, N. Fil’, Associate Professor, Candidate of Technical
Science, A. Kononykhin, assistant, KhNAHU
Abstract. Models of estimation and analysis of office functioning environment have been developed
according to particular ecological factors that allow increasing the comfort at the workplace and
ensuring normative parameters of the ecological factors.
Key words: office, ecological factor, method of multicriterian of an estimation, insolation, electromagnetic radiation, factor of natural illumination
Введение
На сегодняшний день одним из актуальных
вопросов является создание комфортной среды функционирования офиса. Тема оптимальной организации рабочего места в офисе
очень сложна и многогранна, так как необходимо учитывать различные экологические
факторы (ЭФ), такие как электромагнитное
излучение (ЭМИ), естественное освещение,
инсоляция и др. Комфорт офиса складывается из эргономики рабочего места и рационального планирования офисного простран-
ства в целом. Основа последней – деление на
рабочие зоны так, чтобы каждый сотрудник
работал максимально эффективно и сам по
себе, и в команде. Наилучшие результаты
дает использование стационарных перегородок разной высоты и уровня прозрачности.
Анализ публикаций
Тема оптимальной организации рабочего
места в офисе очень сложна и многогранна и
является предметом пристального изучения
[1].
Вестник ХНАДУ, вып. 52, 2011
171
Разнообразие современных ЭФ, имеющих
электромагнитную природу, рассредоточенных в пространстве, существенно затрудняет
оценку и анализ существующей среды функционирования [2, 3].
Задачу оценки и анализа ЭФ помещения
офиса в общей постановке решить трудно
как из-за сложности вычислений, так и из-за
возможности идентификации некоторых
характеристик ЭФ только в процессе функционирования, трудоемкости обследования,
многомерности параметров, определяющих
характеристики экологических факторов
электромагнитной природы.
Цель и постановка задачи
Рассмотрим многокритериальную оценку
нескольких негативных ЭФ однонаправленного действия, которые описываются отдельными частными критериями с различными единицами измерения. Для построения
обобщенного критерия оценки всех ЭФ W(x)
используются функции вредности R f (x),
f = 1, f ′
f′
W ( x) = ∑ Rf ( x) ,
(2)
f =1
где
Цель статьи – повысить эргономичность и
комфортность офисной среды функционирования за счет разработки моделей ее оценки
и анализа.
Для решения этой задачи используется технология анализа и оценки ЭФ, которая состоит в следующем [3, 4]:
– для любой расчетной точки xr (r = 1, r ′) определить значение уровня физического фактора от каждого источника Lir , ( i = 1, i′ ), а
также значение комплексной оценки Lкомпл.r
по всем источникам одновременно данного
ЭФ;
– определить значение комплексной оценки
по всем физическим факторам однонаправленного действия;
– для каждого источника экологического
фактора ui и всех источников одновременно
определить зоны комфорта и дискомфорта и
рассчитать их характеристики.
Методы и технология оценки и анализа
При многокритериальной оценке негативных
ЭФ независимого действия применяется метод по последовательно применяемым критериям, ранжированным по степени вредности ЭФ. Если количественные значения вредности ЭФ Lir не известны, то они ранжируются (лексикографически упорядочиваются) по
степени вредности, например
L1r f L2r f K f Lir .
Тогда оценка экологической обстановки начинается с самого вредного ЭФ.
(1)
R f ( x) =
k f ( x) − k fЛ
k fХ − k fЛ
,
f = 1, f ′ ,
(3)
k f , k fХ , k fЛ – значение уровня f-го экологического фактора в точке x, его гранично допустимый и наилучший (фоновый) уровни
соответственно.
При k fЛ , равного нулю, получим формулу,
аналогичную формуле многокритериальной
оценки ЭФ аддитивного действия [7]:
f′
k f ( x)
f =1
k fХ
W ′( x) = ∑
≤1,
(4)
в которой строгое равенство определяет демаркационную кривую комфорта и дискомфорта. При W ′ > 1 получим зону дискомфорта по всем негативным ЭФ. Усиливающее
или ослабляющее действие одновременно
нескольких негативных ЭФ однонаправленного действия при их многокритериальной
оценке может быть учтено в обобщенном
критерии вида
F
W ′( x) = ∑ λ f R f ( x) ,
(5)
f =1
с помощью выбора значений весовых коэффициентов λ f . Для оценки и анализа среды
функционирования офиса предлагается следующая технология, представленная на
рис. 1.
172
Вестник ХНАДУ, вып. 52, 2011
r
γ rE = Eдоп
− E r , r = 1, r ′ ;
Анализ источников ЭФ
– степень комфорта по ЭМИ для r-й расчетной точки в ближней зоне по магнитной составляющей
Выбор моделей источников ЭФ
Задание расчетных точек
r
γ rH = H доп
− H r , r = 1, r ′ ;
Определение существенных параметров
среды распространения ЭФ
r
γ rППЭ = ППЭ доп
− ППЭ r , r = 1, r ′ , (10)
где γ Qr , γ rI , γ rH , γ rE , γ rППЭ − критерии обеспе-
Разбиение расчетных точек на участки
ченности комфортом по соответствующим
физическим факторам; Q r , I r , E r , H r , ППЭ r −
ожидаемые или расчетные уровни соответствующих экологических факторов в r-й расr
r
r
r
r
, I задан
, Eдоп
, H доп
, ППЭ доп
четной точке; Qзадан
Выбор моделей среды распространения
Оценка каждого фактора в расчетных
точках. Построение демаркационной кривой и зон комфорта и дискомфорта по
каждому фактору и всем факторам
− заданные или допустимые уровни соответствующих экологических факторов в r-й расчетной точке; r ′ − количество расчетных
точек в помещении.
Вычисление эргономических показателей
Рис. 1. Технология оценки и анализа среды
функционирования офиса
Критерии оценки и анализа среды
функционирования помещения офиса
Используя модели оценки инсоляции, коэффициента естественного освещения и электромагнитного излучения, проанализируем
среду функционирования офиса по заданным
критериям [3].
В расчетной точке:
− степень комфорта по естественному освещению
γQ = Q
r
r
− Qзадан
,
r = 1, r ′ ;
(6)
− степень комфорта по продолжительности
инсоляции
r
γ rI = I r − I задан
, r = 1, r ′ ;
(9)
– степень комфорта по ЭМИ для r-й расчетной точки в дальней зоне по плотности потока энергии
Установление предельно-допустимых
уровней ЭФ
r
(8)
(7)
− степень комфорта по ЭМИ для r-й расчетной точки в ближней зоне по электрической
составляющей
Средневзвешенные критерии оценки комфорта для помещения в целом:
– по естественному освещению
1 r′ r
r
);
∑ (Q − Qзадан
r ′ r =1
Q CB =
(11)
– по продолжительности инсоляции
I CB =
1 r′ r
r
( I − I задан
);
∑
r ′ r =1
(12)
– по ЭМИ для r-й расчетной точки в ближней зоне по электрической составляющей
E CB =
1 r′ r
∑ ( Eдоп − E r );
r ′ r =1
(13)
– по ЭМИ для r-й расчетной точки в ближней
зоне по магнитной составляющей
H CB =
1 r′
r
− H r );
∑ ( H доп
r ′ r =1
(14)
– по ЭМИ для r−й расчетной точки в дальней зоне по плотности потока энергии
Вестник ХНАДУ, вып. 52, 2011
ППЭCB =
173
1 r′
∑ ППЭr − ППЭrдоп . (15)
r ′ r =1
(
)
Коэффициенты оценки комфорта и дискомфорта по площади
ηT = SД / Sобщ ,
(16)
ψT = 1 − ηT ,
(17)
где S Д − площадь помещения, находящаяся
в зоне допустимых уровней по ЭМИ оптиче2
ского и радиоволнового диапазона, м ; S −
площадь всего рассматриваемого помеще2
ния, м .
Важным критерием оценки является количество людей, находящихся в зоне комфорта
или дискомфорта.
Компьютерная технология оценки и
анализа среды функционирования офиса
Для оценки и анализа среды функционирования офиса была разработана компьютерная
технология, представленная на рис. 2.
Блок геометрического моделирования
Моделирование эргономической среды функционирования зон комфорта
3-D
проекция
Многокритериальная
оценка
Модуль
нормативносправочной
информации
Модуль
оценки
ЭФ
Модуль
анализа
среды
функционирования
Рис. 2. Компьютерная технология оценки и
анализа среды функционирования офиса
Наиболее эффективными для технологии
поддержки принятия решения являются интерактивные средства компьютерной графики, обеспечивающие процесс оценки и анализа в режиме диалога «человек-ЭВМ».
Компьютерная технология состоит из:
– модуля нормативно-справочной информации, обеспечивающего всей необходимой
информацией;
– блока принятия решений, обеспечивающего оценку и анализ среды функционирования;
– блока геометрического моделирования, позволяющий создать 3-D проекцию зон комфорта дискомфорта на основе проведенного
анализа.
Выводы
Таким образом, в данной статье разработаны
модели оценки и анализа экологических факторов среды функционирования офиса. Разработана компьютерная технология оценки и
анализа среды функционирования офиса,
реализация которой позволит улучшить эргономику и комфортность офиса, а экологические факторы свести к комфортному уровню, требуемому нормативами.
Литература
1. Маслов О.Н. Моделирование волновых
полей средств электронно-вычислительной техники / О.Н Маслов // Радиотехника и электроника. – 1994. – №1. –
С. 6–13.
2. Рудаков М.Л. Зарубежные гигиенические
стандарты на параметры электромагнитных воздействий в диапазоне радиочастот / М.Л. Рудаков // Зарубежная радиоэлектроника. –1997. – №8. – С. 56–60.
3. Модели и методы синтеза офисов по
управлению программами и проектами:
монография / Л.И. Нефёдов, Ю.А. Петренко, Т.В. Плугина и др. – Харьков :
ХНАДУ, 2010 – 344 с.
4. Нефёдов Л.И. Задачи управления проектами реконструкции жилой застройки с
учетом электромагнитной безопасности
/ Л.И. Нефедов, Н.Ю. Филь // Коммунальное хозяйство городов. – 2001.–
Вып. 36. – С. 420–423.
Рецензент: А.В. Полярус, профессор, д.т.н.,
ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 4 ноября
2010г.