MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos kirjoittaja: TaM Martti Launis, vanhempi asiantuntija, Työterveyslaitos otsikko: Miten työpisteet suunnitellaan ihmisen mittojen mukaisiksi? SFS-EN ISO 14738 Koneeseen liittyvien työskentelypaikkojen suunnittelun antropometriset vaatimukset julkaisupäivä: 15.4.2010 Artikkelin sisällysluettelo: 1 Standardin perussisältö ja tarkoitus....................................................................................................... 2 2 Ketkä tarvitsevat tätä standardia? ......................................................................................................... 2 3 Standardin rakenne ............................................................................................................................... 3 4 Mittojen määrittämisen periaate............................................................................................................. 3 5 Millaisiin mittatietoihin standardi perustuu? ........................................................................................... 4 6 Mittasuositusten perustana olevat asennot ........................................................................................... 4 7 Pääasiallisiin asentoihin liittyviä suunnitteluvaatimuksia ja opastavia ohjeita........................................ 5 8 Kehon liikkeiden huomioon ottaminen (liite B)....................................................................................... 5 Viiteluettelo .................................................................................................................................................. 6 Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry ● PL 10, 00131 Koneturvallisuuden verkkojulkaisu: http://www.metsta.fi/koneturvallisuus 1 (6) Helsinki ● email: [email protected] MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos 1 Standardin perussisältö ja tarkoitus Ihmisen mittojen mukaisuus on kaikkien koneeseen liittyvien työpisteiden perusvaatimus. Väärä mitoitus johtaa huonoihin ja rasittaviin työasentoihin ja liikuntaelinten vaivoihin pitemmällä aikavälillä. Se voi myös vaikeuttaa työkohteiden havainnointia ja aiheuttaa turvallisuuongelmia. Koneeseen liittyvien työpaikkojen mitoitusta koskeva standardi SFS-EN ISO 14738 [1] on (Euroopassa) koneturvallisuuden alueen ns. yhdenmukaistettu, EU:n direktiivien olennaisia vaatimuksia tukeva ergonomiastandardi. Se on käyttöalaltaan yleinen, ja ajateltu sovellettavaksi kaikenlaisten koneiden yhteydessä olevien istuma- ja seisomatyöpaikkojen suunnitteluun. Se ei ole kuitenkaan tarkoitettu liikkuvien koneiden, huoltotyöpaikkojen eikä näyttöpääteasemien suunnitteluun. Vuonna 2009 hyväksytty standardi on muuten sama kuin ensimmäisenä julkaisuvuotenaan v. 2002, mutta siinä on korjattu muutamia kuviin ja taulukkohin liittyviä toimituksellisia virheitä. Standardissa määritetään kehon koon ja sen normaalin vaihtelun asettamat perusvaatimukset työpisteille. Ihmistä koskeva tilastollinen mittatieto (antropometria) on standardin vaatimusten lähtökohtana. Standardin esittämillä työpisteiden kiinteillä mitoilla ja säätörajoilla halutaan varmistaa, että kaikenkokoiset käyttäjät voivat toimia työpisteessä normaaleissa ja vaihtelevissa työskentelyasennoissa. Standardi määrittää siis mitoituksen perusvaatimukset, mutta ei kuitenkaan eri käyttötilanteisiin tai työtehtäviin tarkoitettuja optimiarvoja. Esimerkiksi tällaisia puuttuvia mitta-arvoja ovat työtason optimikorkeus ja katselukohteiden optimisijoitus. Näitä työpisteen mittoja ei voi perustella puhtaasti ihmisen mitoilla, vaan määrityksessä on otettava huomioon tilanteeseen sopiva työskentelyasento ja monet muut tekijät. Standardi ei myöskään määritä esimerkiksi toiminnallisia ulottuvuusalueita, joissa otettaisiin huomioon ojentautuminen kohteen suuntaan. Standardin keskeisenä sisältönä on lukuarvoina taulukoissa ja mitoituskuvissa annetut ohjearvot. Mitoitusarvojen täydennykseksi on tekstiosassa lisäksi runsaasti yleisperiaatteita sekä opastavaa tietoa ohjearvojen soveltamiseksi. Esimerkiksi työtason optimikorkeuden määrittämiseksi on esitetty periaatteita, miten työn tarkkuus- ja voimankäyttövaatimukset tai käsiteltävien kappaleiden koko vaikuttavat työtason korkeuteen. Lisäksi standardin viittauksissa edellytetään huomioimaan muissa ergonomiastandardeissa esitetyt työpisteen mitoitukseen ja järjestelyihin liittyvät vaatimukset. Nämä vaatimukset koskevat esimerkiksi työtehtävien suunnittelua (SFS-EN 614-2 [2]), erilaisten työasentojen hyväksyttävää ajallista kestoa (SFSEN 1005-4 [3]), voiman käyttöä (SFS-EN 1005-3 [4]) tai näyttölaitteiden sijoittelua (SFS-EN 894-2 [5]). Jos koneen yhteydessä on näyttöpäätetyöpisteitä, kehotetaan käyttämään näyttöpäätetyöpistestandardia EN ISO 9241-5 [6] tämän standardin kanssa. 2 Ketkä tarvitsevat tätä standardia? Kaikkiaan standardi sisältää runsaasti hyödyllistä tietoa teollisten työpaikkojen suunnitteluun. Vaikka se on eurooppalaisena standardina koneiden turvallisuuteen laadittu, ovat ohjeet täysin yleispäteviä minkä tahansa kiinteän työpaikan suunnitteluun. Vastavaa mitoitusohjeistusta teollisten työpaikkojen suunnitteluun ei löydy muissa standardeissa. Kun standardi on samalla kansainvälinen ISO:n standardi, on se sitä kautta vahvistettu ohje sovellettavaksi yleisemminkin kuin osana eurooppalaisia koneturvallisuuden säädöksiä. Standardin mitoitusohjeita voidaan käyttää esimerkiksi tuotantolinjojen äärellä olevien työpisteiden tai prosessin ohjausyksikköjen tai kokoonpanolinjastojen suunnitteluun. Teollisuudessa ei aina puhuta työpisteistä, kun töitä tehdään ajoittain linjastojen tai koneiden äärellä (esimerkiksi materiaalin tai tuotteiden käsittely ja siirtely). Myös tällaisten tilanteiden suunnitteluun voidaan standardin tietoja käyttää, esimerkiksi kun asennetaan linjoja tai koneita. Linjojen rakenteet usein ehkäisevät hyvän työasennon saavuttamisen, ja siksi standardin perusvaatimukset ovat kaikkiin toimintapisteisiin hyvänä mitoituksen lähtökohtana. Sen sijaan esimerkiksi kuljetinradat, joissa käsitellään tai siirrellään suuria tai painavia esineitä, tulisi suunnitella myös taakkojen käsittelystandardin SFS-EN 1005-2 [7] periaatteiden mukaan. 2 (6) MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos 3 Standardin rakenne Standardin sisältö on rakennettu seuraavanlaisesti: Luku 3 esittää mitä tehtävän vaatimuksia ja työtilan rajoituksia on selvitettävä pääasiallisen työasennon valitsemiseksi (istuminen, kohotettu istuminen, seisominen tuen avulla ja seisominen). Luku 4 esittää kaavioimaisen tarkastelun pääasiallisen työasennon valitsemiseksi. Luvussa 5 kuvataan periaate, jolla työpisteiden mitat on johdettu väestön antropometrisista mittatiedoista. Luvuissa 6. Istuminen, 7. Kohotettu istuminen, 8. Seisominen tuen avulla ja 9. Seisominen esitetään näiden pääasiallisten työasentojen yleisvaatimukset ja niihin liittyvät mitoitussuositukset. Istumista käsittelevän luvun (6) yhteydessä esitetään lisäksi kaikkiin asentoihin sovellettavat katselusuuntien suositukset, käsien työskentelyalueet sekä yleisperiaate työtason korkeuden määrittämiseksi eri tehtävän piirteiden mukaan. Liitteessä (A) esitetään ne antropometriatiedot, joita on käytetty työpistesuosituksien määrittämisen pohjana. Liite (B) antaa opastusta kehon dynamiikan ja poikkeavien työasentojen huomioon ottamiseksi työpistesuunnittelussa. 4 Mittojen määrittämisen periaate. Standardissa on käytetty samaa menettelytapaa kuin muissakin uusissa ns. antropometriastandardeissa (esimerkiksi kulku- ja huoltoaukkoja koskeva standardisarja SFS-EN 547, osat 1-3 [8, 9 ja 10]). Kukin mitta johdetaan väestön antropometrisista tiedoista laskemalla arvoja yhteen (joskus myös vähentämällä). Esimerkiksi istumisasennossa on pöydän alapinnan korkeus lattiasta tai jalkatuesta (kuva 1, mitta A) selkeä antropometriasta määräytyvä mitta, ja peräti ns. kriittinen mitta suurimpien käyttäjien tilaan sovittautumista ajatellen. Mitan määrittämiseksi lasketaan yhteen säären pituus lattiasta polvitaipeeseen (mikä on istuimen korkeus) ja reiden paksuus (mikä on istuimen ja pöytäpinnan väliin jäävä minimitila). Kuva 1. Esimerkki standardin mittojen määrittämisestä (lähde: SFS-EN ISO 14738). Kuvan mitta A, pöydän alapinnan korkeus, koostuu säären pituudesta, reiden paksuudesta, kengän korosta ja mahdollisesta jalkojen liikevarasta. Kiinteässä mitoituksessa käytetään tilastollisesti suuria (P95) mitta-arvoja. Pöydän korkeuden alinta säätörajaa määritettäessä käytetään pienimpien (P5) käyttäjien mitta-arvoja ja vastaavasti ylärajaa määritettäessä suurimpien (P95) käyttäjien mitta-arvoja. Kiinteitä mittoja määritettäessä käytetään ainoastaan suurimpien (P95) käyttäjien mitta-arvoja, ja oletetaan, että pienempien henkilöiden vaatimukset huomioidaan säädettävällä jalkatuella. 3 (6) MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos Kyseisiin mittoihin lisätään vielä joku standardin tarjoamista lisämitoista, joilla otetaan huomioon joko vain kengän koron korkeus tai sen lisäksi myös jalkojen asennon vaihtelumahdollisuus. Kukin työpisteen mitta on esitetty kaavana, johon sijoitetaan joitakin ihmisen antropometrisiä mitta-arvoja ja lisäksi joku vakiolisämitta. Käytettyjen mittojen eurooppalaiset mitta-arvot esitetään liitteessä A, ja ne ovat tämän yhdenmukaistetun SFS-EN -standardin velvoittavia arvoja. Käyttäjää helpottamaan on työpisteen suositustaulukoissa kunkin mitan arvo laskettu valmiiksi näillä eurooppalaisilla mitoilla omaan sarakkeeseensa. Tämän menettelytavan tarkoituksena on luoda maailmassa yhtenäinen järjestelmä, jossa samaa standardia voitaisiin soveltaa millä tahansa koneiden markkina-alueella. Mittojen lasketakaavaan vaihdetaan vain kyseisen alueen väestön antropometriset mitta-arvot. Standardissa ei ole kuitenkaan vielä esitetty muita kuin Euroopan alueelle soveltuvia lukuarvoja 5 Millaisiin mittatietoihin standardi perustuu? Mittojen määrittelyssä noudatetaan Eurooppalaisessa antropometriastandardoinnissa sovittua periaatetta, joka on kuvattu kulku- ja huoltoaukkojan koskevassa standardissa SFS-EN 547-3 [10] . Sen mukaan mitat esitetään pientä ja suurta tilastoarvoa kuvaavina prosenttipisteinä (P5 ja P95). Nämä mitat on laskettu aikuisväestön yhdistetystä mies- ja naispopulaatiosta, eli käyttäjien osalta ei tehdä erottelua miesten ja naisten välillä. Pienten (P5) ja suurten (P95) arvojen väliin jää mittojen osalta 90% käyttäjistä. Euroopan väestön kokovaihtelu on varmennettu vielä siten, että mittojen suurten arvojen perustana ovat kookkaimmat eurooppalaiset väestöt (norjalaiset ja hollantilaiset) ja vastaavasti pienten arvojen perustana pienikokoisimmat eurooppalaiset väestöt (portugalilaiset ja etelä-italialaiset). Näiden mittojen mukaan mitoitettu työpiste sopii siten lähes kaikenkokoisille eurooppalaisille käyttäjille. 6 Mittasuositusten perustana olevat asennot Standardin suosituksissa on lähtökohtana asennon vaihtelumahdollisuus. Jalkatilan osalta asennon vaihtelumahdollisuus otetaan huomioon mm. kaavoissa esiintyvillä lisämitoilla. Istuma-asennossa on lisäksi otettu huomioon mahdollisuus ojennella jalkoja tilapäisesti suoraan eteenpäin. Jalkatilan syvyysmitassa on siten perusteena suuren henkilön (P95) eteen ojennetun jalan pituus. Saatu jalkatilan syvyysmitta 882 mm on poikkeuksellisen suuri suositusarvo. Pienempikin arvo, esimerkiksi toisaalla standardissa esitetty jalkatuen syvyyden vähimmäissuositus 700 mm voi teknisten mahdollisuuksien puuttuessa olla riittävä. Käytännössä merkittävä suositus on pöytätason paksuuden maksimi 30 mm. Tämä mahdollistaa sekä jalkojen että käsien vapaat liikkeet istuma-asennossa. Työntekijän polvien liikealueella ei saisi siis olla tämän ylittäviä tukirakenteita tai muita esteitä. Katselusektorit ja -suunnat eivät perustu tässä standardissa toiminnallisiin tai kuormittavuusperustaisiin tietoihin tai kokemuksiin. Näitä suosituksia on esimerkiksi näyttöjen sijoittamiseksi standardissa SFS-EN 894-2 [5] ja yleisemmin liikuntaelimistön kannalta työasentostandardissa SFS-EN 1005-4 [3]. Tässä työpisteen mitoitusstandardissa on yksinkertaisesti ajateltu erilaisia kääntymismahdollisuuksia, ja jätetty kokonaisuuden arviointi standardin käyttäjälle. Siten keskeisen näkökentän (30 asteen sektori suoraan edessä) perusteena on silmien liikuttelumahdollisuus pään ollessa paikallaan perusasennossa. Tämän lisäksi standardi esittää lisäksi kuinka paljon päätä voi kallistaa tai kääntää vartalon asentoa muuttamatta. Kolmanneksi esitetään kuinka laaja katselualue voidaan tilapäisesti hallita kun vielä tämän lisäksi vartaloa käännetään tai kallistetaan maksimaalisesti. Työskentelyaluesuositukset perustuvat ns. kriittisen mitan ajattelutavan mukaan pienen henkilön mittoihin. Jos laaditaan kiinteitä mitoituksia, on pienen henkilön ulottumismahdolisuus mitoittamisen lähtökohta. Esimerkiksi Suurin mahdollinen työskentelyalue syvyyssuunnassa on selkä pystyssä istuvan pienen henkilön (P5) suoraan eteen ojennetun käden ulottuvuus, josta on vähennetty vartalon liikemahdollisuuksien huomioimiseksi 190 mm vakioarvo (yhteensä 415 mm pöydän reunasta). Standardin esittämät muutkin suurimmat mahdolliset työskentelyalueet syvyys- korkeus- ja leveyssuunnissa on määritetty tavalla, joka mahdollistaa kaiken kokoisten henkilöiden ulottumisen ilman 4 (6) MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos kurottumista kohteen puoleeen. Vastaavasti ovat suositeltavat työskentelyalueet määritetty pienen henkilön (P5) työskentelyalueina vartalon normaaleissa asennoissa, käsi tuettuna ja ilman tukea. 7 Pääasiallisiin asentoihin liittyviä suunnitteluvaatimuksia ja opastavia ohjeita Kutakin pääasiallista asentoa (istuminen, kohotettu istuminen, seisominen tuen avulla ja seisominen) käsittelevissä luvuissa on kuvattu, minkätyyppisiin työtehtäviin kyseinen asento soveltuu. Tämän jälkeen on esitetty, mitä fysiologisia tai toiminnallisia ongelmia voi kyseiseen asentoon liittyä. Kolmantena aiheena ovat suunnitteluperiaatteet, joilla mahdollisia ongelmia voidaan ehkäistä. Työtasojen säädettävyyden perustelut ja sen toteuttamistapojen vaatimukset on kuvattu. Lisäksi on huomautuksia erityisistä käyttäjien ominaisuuksista, jotka on otettava huomioon, kuten ikääntyneiden rajoittuneet vartalon liike-alueet tai silmälasien käyttö. Kun kyseisen asentoon liittyy istuimen tai seisomistuen käyttö, on tämän istuimen tai tuen perusvaatimuksia myös kuvailtu. 8 Kehon liikkeiden huomioon ottaminen (liite B) Opastavassa liitteessä on kerrottu, mitä tilavaatimuksia tuo mukanaan asentojen vaihtelu, kuten eteen ja taakse nojaaminen tai vartalon kiertyminen, tai kääntyminen esimerkiksi istuimella. Esimerkiksi kun katselukohteita on sivulla, olisi oltava mahdollisuus kääntää koko vartalo kohteen suuntaan, mikä puolestaan edellyttää jalkatilan järjestämistä myös tässä suunnassa. Työpisteessä voi olla tehtäviä, joissa ollaan polvillaan tai kumarassa, tai vedetään tai työnnetään työkohdetta. Näissä tilanteissa vartalon liikkumisen viemän tilan ohjearvot on esitetty. Myös istuimen käytön, varsinkin istuimelta nousemisen ja asettautumisen viemän kokonaistilan ohjearvo on esitetty. Vapaa liikkumistila koneen edessä on myös turvallisuusvaatimus, ja siihen on esitetty eräiden Euroopan maiden säädöksissä ollut minimiarvo. 5 (6) MetSta ry » Verkkojulkaisut » Koneturvallisuus » Artikkelit » Nro 07/2010 » 15.4.2010 » » Martti Launis, Työterveyslaitos Viiteluettelo1 [1] SFS-EN ISO 14738 Koneturvallisuus. Koneeseen liittyvien työskentelypaikkojen suunnittelun antropometriset vaatimukset. [2] SFS-EN 614-2+A1 Koneturvallisuus. Ergonomiset suunnitteluperiaatteet. Osa 2: Työtehtävien ja koneen suunnittelun väliset vuorovaikutukset [3] SFS-EN 1005-4+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen suorituskyky. Osa 2: Koneesta aiheutuvien työasentojen arviointi [4] SFS-EN 1005-3+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen suorituskyky. Osa 3: Koneen käytön suositellut voimarajat [5] SFS-EN 894-2+A1 Koneturvallisuus. Merkinantolaitteiden ja ohjaimien suunnittelun ergonomiset vaatimukset. Osa 2: Merkinantolaitteet [6] SFS-EN ISO 9241-5 Näyttöpäätteillä tehtävän toistotyön ergonomiset vaatimukset. Osa 5: Työpisteen järjestelyt ja työasennot [7] SFS-EN 1005-2+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen suorituskyky. Osa 2: Koneen ja sen osien manuaalinen käsittely [8] SFS-EN 547-1+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen mitat. Osa 1: Koneiden kulkuaukkojen mittojen määrittämisperiaatteet [9] SFS-EN 547-2+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen mitat. Osa 2: Työskentelyaukkojen mittojen määrittämisperiaatteet [10] SFS-EN 547-3+A1 Koneturvallisuus. Ihmisen mitat. Osa 3: Antropometriset tiedot [11] SFS-käsikirja 93-10 Koneiden turvallisuus. Osa 10: Turvaetäisyydet ja toimintatilan mitoitus, 2010 (julkaistaan) 1 Tarkemman tiedot voimassa olevista SFS- ja EN- ja ISO-standardeista sekä SFS-käsikirjoista löytyy SFS-verkkokaupasta: http://sales.sfs.fi/ ja SFS-käsikirjojen osalta myös osoitteesta: http://www.sfs.fi/julkaisut/sfs_julkaisut/sfs_kasikirjat/ 6 (6)