umwelt-online: BGI 523 - Mensch und Arbeitsplatz (2)
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Bild 3-7: Körpermaße des Menschen nach DIN 33 402 Teil 2 und dem "Internationalen anthropometrischen Datenatlas" der BAUA [7]

obere Zeile:5. bis 95. Perzentil Männer von 16 - 60 Jahren nach DIN
mittlere Zeile:5. bis 95. Perzentil Frauen von 16 - 60 Jahren nach DIN
untere Zeile:5. bis 95. Perzentil Europamensch


Die Körpermaße des Menschen sind dabei nicht als feststehende Größen zu verwenden. Die Beweglichkeit des Körpers und seiner Gliedmaßen ist bei der Ermittlung der Werte nicht berücksichtigt worden. Ebenso lässt sich aus einer Angabe, beispielsweise der Körpergröße, nicht direkt auf die anderen Körpermaße schließen. Alle Maße gelten für den unbekleideten Menschen. Für Arbeits- und Schutzkleidung sind entsprechende Zuschläge erforderlich.

Bei der Einrichtung von Arbeitsplätzen ist die Verteilung der Körpergrößen der zu erwartenden Bediener als Maßstab anzunehmen. In der Regel wird das 5. Perzentil Frau bis zum 95. Perzentil Mann benutzt. Damit werden 90 % der erwachsenen Bevölkerung erfasst, wenn Männer und Frauen die Arbeitsplätze besetzen.

Für diese Größenbereiche sind Verstellmechanismen vorzusehen. Für sicherheitskritische Einrichtungen sind mindestens das 1. und das 99. Perzentil zu verwenden.

Ein praktisches Verfahren zur Berücksichtigung der Körpermaße beim zeichnerischen Entwurf der Arbeitsplätze ist die Verwendung von Schablonen der menschlichen Gestalt. Bekannt sind mehrere Grundtypen, die alle die folgenden wesentlichen Vereinfachungen enthalten:

Mit diesen Schablonen kann sowohl der Konstrukteur den Menschen mit seinen Körpermaßen in den Arbeitsplatz "hineinkonstruieren" als auch der Anwender überprüfen, ob kleine (5. Perzentil) als auch große Personen (95. Perzentil) an dem Arbeitsplatz tätig sein bzw. Maschinen und Werkzeuge benutzen können.

Körpermaßschablonen auf der Basis der neuen DIN 33402 Teil 2 stehen noch nicht zur Verfügung.

Der Einsatz von Körperschablonen hat Grenzen. Menschliche Körperformen und Proportionen haben teilweise deutliche Unterschiede im Verhältnis Ober- und Unterkörper sowie durch schlanke oder füllige Gestalt.

Die Schablonen sind für Lehr- und Demonstrationszwecke und für den Praxiseinsatz geeignet (Bilder 3-8 bis 3-10).

Bild 3-8: Verwendung von Zeichenschablonen in der Konstruktion (Foto Bosch)


Bild 3-9: Anwendung der Körperumriss-Schablonen nach Bosch/Jenik zur Überprüfung der räumlichen Gestaltung des Arbeitsplatzes nach [6]


Professionelle Anwender greifen zunehmend auf computergestützte Methoden unterschiedlichster Ausführung zurück (Bilder 3-11 und 3-12).

Dabei gewinnen dreidimensionale Menschendarstellungen als Computermodelle an Bedeutung. Die interaktive dreidimensionale Simulation, auch virtuelle Realität oder VR genannt, erlaubt es, im Computer Prototypen zu simulieren, die das gleiche Verhalten zeigen wie das reale Produkt. In der am meisten verwendeten Variante arbeitet der Benutzer mit einer Spezialbrille aus zwei LCD-Bildschirmen, die ein stereoskopisches Sehen ermöglichen.

Durch den räumlichen Eindruck ist es möglich, deutlich mehr Fehler in einer kürzeren Zeit zu finden als in der konventionellen Vorgehensweise.

Bild 3-10: Bei der Anwendung von Körpermaßen für die Gestaltung von Arbeitsplätzen ist für Innenmaße, z.B. Beinräume, die Schablone des großen Mannes und für Außenmaße zur Sicherung der Erreichbarkeit oder der Sehhöhe das Maß der kleinen Frau zu verwenden. Der nur für den mittelgroßen Menschen gestaltete Arbeitsplatz ist für große und kleine Personen nicht geeignet


Bild 3-11: Die Verwendung von computergestützten Methodiken zur Planung von Arbeitsplätzen ist bei Herstellern von Arbeitsplatzbausätzen bereits Standard (Foto Bosch)


Bild 3-12: Hoch entwickelte Computerprogramme verbinden Gestaltung und Produktionsplanung (Bild: Delmia)


3.5 Sehbedingungen

Etwa 80 bis 90 % unserer Sinneseindrücke nehmen wir mit dem Auge wahr. Bei fast allen anfallenden Arbeiten muss der Ablauf visuell gesteuert oder kontrolliert werden. Dabei ist der Bereich des Gesichtsfeldes, in dem bei ruhendem Auge scharf gesehen werden kann, vergleichsweise klein. Dies führt dazu, dass die Sehachse durch Bewegungen des Auges und Kopfes und auch des Körpers insgesamt ständig neu auf das zu erkennende Objekt eingerichtet wird. Scharfsehen bedeutet aufgrund der Muskeltätigkeit des Auges zusätzlich eine energetische Beanspruchung mit entsprechenden Ermüdungserscheinungen. Arbeitsplätze sollten so gestaltet sein, dass Augen- und Kopfbewegungen minimiert und Zwangshaltungen vermieden werden.

Der Sehraum wird durch die Lage der Sehachse und die Größe des Gesichts-, Blick- und Umblickfeldes beschrieben (Bild 3-13).

Das Gesichtsfeld ist der Bereich des Sehraumes, in dem Objekte ohne Kopf- und Augenbewegungen wahrgenommen werden können. Der Bereich des Scharfsehens umfasst dabei nur ca. 2 % um die Sehachse. Das Blickfeld umfasst den Bereich, in dem Gegenstände bei unbewegtem Kopf und bewegten Augen fixiert werden können. Das Umblickfeld ist der Bereich, in dem Objekte mit Kopf- und Augenbewegungen wahrgenommen werden können.

Der Blickwinkel ergibt sich als Winkel zwischen der Blicklinie und der Horizontalen unter Einschluss der Kopfhaltung.

Er sollte für Sitzarbeitsplätze etwa 40° und für Steharbeitsplätze etwa 30° betragen. Ein zu großer Blickwinkel durch starkes Beugen der Halswirbelsäule kann bei langzeitiger Ausführung zu krankhaften Veränderungen führen (Bilder 3-14 bis 3-16).

Bild 3-13: Schematische Darstellung der maximalen und optimalen Gesichts-, Blick- und Umblickfelder

Bild 3-14: Blickwinkel im Stehen bei aufrechter und natürlicher Kopfhaltung und im Sitzen (nach [15])


Bild 3-15: Kopfneigung, Sehabstand und Unterarmstellung in Abhängigkeit von der Körpergröße bei fester Arbeitsstellenhöhe (nach [4])


B
ild 3-16: Das Sehen eines Nutzers lässt sich am Computermodell abbilden (Bild: Delmia)


3.6 Wirk- und Greifräume

Der Wirkraum ist der Mindestbewegungsraum des Menschen und seiner Gliedmaßen bei der jeweiligen Tätigkeit (Bild 3-17).

Bild 3-17: Richtmaße für den Raumbedarf


Bei der Festlegung von Abmessungen des Arbeitsplatzes und der unmittelbaren Umgebung sind nicht nur der Wirkraum, sondern auch weitere Kriterien zu berücksichtigen:

Der Raumbedarf muss dem Menschen angepasst sein. Ansonsten können Zwangshaltungen oder ermüdende Körperhaltungen sowie Behinderungen und Gefährdungen, aber auch psychisches Unwohlsein auftreten.

Unter Zwangshaltungen sind physiologisch ungünstige bis extreme Körperhaltungen zu verstehen, die wegen unphysiologischer Stellung der Gelenke oder bei andauernder Ausführung zu schneller Ermüdung oder schmerzhaften Beschwerden führen. Beispiele sind Überkopfarbeit, Arbeiten mit vor oder seitlich gebeugtem oder verdrehtem Oberkörper, vorgebeugte gedrehte Kopfhaltung u. Ä. Auch sehr langes Verharren in einer normalen Arbeitshaltung kann als Zwangshaltung empfunden werden.

Oft werden Durchgangsbreiten, Raum- und Flächenbedarf für Spezialfälle in Vorschriften separat geregelt. Diese angegebenen Maße sind daher nur Richtwerte, wenn an anderer Stelle nichts Spezielles gefordert wird.

Greifräume

Der Umfang des Raumes in dem der Mensch greifen kann, ist abhängig von der Größe der Gliedmaßen, ihren Bewegungsmöglichkeiten sowie der Körperhaltung. Die Beweglichkeit der Gliedmaßen im Greifraum ist sehr unterschiedlich. Verschiedene Stellungen der Gelenke engen die Beweglichkeit ein. Harmonische Bewegungsabläufe sind nur in bestimmten Bewegungsräumen und Richtungen möglich.

Die physiologisch beste Armhaltung ist die mit senkrecht abfallendem Oberarm, wobei der Unterarm nach vorn gerichtet leicht nach unten abfällt. Das bedeutet, dass die Hände etwa in Magenhöhe arbeiten. Arbeiten über Herzhöhe sollten bei länger dauernden Tätigkeiten vermieden werden. Bei sehr feinen Arbeiten mit kurzer Sehentfernung müssen Kompromisse zwischen der idealen Arm- und Kopfhaltung gemacht werden.

Die Bewegungen des menschlichen Körpers sind insgesamt komplex und lassen sich oft nicht durch eine starre Betrachtungsweise erklären. Eine Bewegung läuft auf der Basis von Gelenkwinkelketten ab, d.h. der Mensch führt keine Einzelbewegungen in den Gelenken, sondern Bewegungsabläufe aus. Bei einer größeren Bewegung, beispielsweise beim Ablesen einer Anzeige, werden immer Kopf sowie Ober- und Unterkörper automatisch mitbewegt (Bild 3-20).

Bei der Gestaltung der Arbeitsplätze ist zu beachten (Bild 3-18):

Bild 3-18: Grundvorstellungen über die Maße des Greifraumes in normaler Arbeitshöhe. Die angegebenen Werte sind Mittelwerte. Ein Streubereich der Körpermaße ist zu berücksichtigen (nach [8])

Bild 3-19: Greifraumplanung am Computer


Bild 3-20: Eine Gesamtbewegung setzt sich immer aus der Bewegung mehrerer Körperteile zusammen


α = Blickfeld
β = Umblickfeld
γ = Oberkörperdrehung

3.7 Körperkräfte

Körperkräfte werden durch das Zusammenwirken von Muskeln, Skelett, Sehnen und Bändern ausgeübt. Für die Aufrechterhaltung von Kräften ist eine kontinuierliche Blutzufuhr der Muskeln wichtig. Die Körperkräfte des Menschen sind abhängig von Alter, Geschlecht, Körpergröße und Gewicht. Sie sind bei 20- bis 25-jährigen Männern am größten.

Die nach außen abgegebenen Kräfte des Körpers werden durch den Energieumsatz im Muskel erzeugt (Bild 3-21). Bei der vom Körper aufzubringenden Muskelkraft sind zwei Fälle zu unterscheiden:

Bei dynamischer Muskelbelastung, z.B. Schaufelarbeit, kommt es zu stetigem Wechsel zwischen Spannung und Entspannung des Muskels. Bei statischer Muskelbelastung, z.B. Bohren über Kopf, verharrt der Muskel in einem bestimmten Spannungszustand. Die erträgliche Haltedauer bei statischer Belastung ist von der Belastungshöhe abhängig. Bei statischer Muskelarbeit unterhalb 15 % der Maximalkraft tritt keine messbare Abnahme der Muskelkraft auf. Dieser Wert gilt als Dauerleistungsgrenze für statische Muskelarbeit.

Bild 3-21: Grundformen der Muskelarbeit (nach [17])

Grundform der MuskelarbeitArbeitstyp mit BeschreibungBeispieleKennzeichen der Beanspruchung
statische ArbeitHaltungsarbeit keine Bewegung von Gliedmaßen, keine Kräfte auf Werkstück, Werkzeug oder StellteileHalten des Oberkörpers beim gebeugten StehenDurchblutung wird bereits bei Anspannung von 15 % der maximalen Kraft durch den Muskelinnendruck gedrosselt dadurch starke Beschränkung der Arbeitsdauer auf wenige Minuten
Haltearbeit keine Bewegung von Gliedmaßen, Kräfte auf Werkstück, Werkzeug oder StellteileÜberkopfarbeit, Tragearbeiten
dynamische ArbeitKontraktionsarbeit
Folge statischer Kontraktionen
GussputzenÜbergangsbereich als Folge statischer Kontraktionen bei geringen Bewegungsfrequenzen
einseitig dynamische Arbeit
kleine Muskelgruppen mit höherer Bewegungsfrequenz
Handhebelpresse, Schere betätigen, Maschinenbedienungmaximale Arbeitsdauer durch Arbeitsfähigkeit des Muskels beschränkt
schwere dynamische Arbeit
Muskelgruppen über 1/7 der gesamten Skelettmuskelmasse
Schaufelarbeit Verladen von StückgutBegrenzung durch Leistungsfähigkeit der Sauerstoffversorgung durch Herz, Kreislauf und Atmung


Die Größe der abgebbaren Kraft ist von der Körperhaltung, der Bewegungsrichtung und der Lage des Kraftangriffspunktes abhängig (Bild 3-22).

Regel: Statische Muskelbelastungen und ungünstige Körperhaltungen sind grundsätzlich zu vermeiden.

Bild 3-22: Maximale Dauer einer statischen Muskelarbeit in Abhängigkeit vom Kraftaufwand.
Die Kraft insgesamt ist bei etwa 25-jährigen Männern am größten


3.8 Anzeigen und Stellteile

Anzeigen und Stellteile sind die wesentlichen Kontaktelemente des Bedieners zu einer Maschine oder Anlage. Bei Auswahl und Gestaltung wird das System Mensch-Technik zweckmäßigerweise als ein geschlossenes Regelsystem betrachtet. Die Maschine zeigt dem Benutzer Informationen an. Dieser wirkt über Stellteile auf die Maschine ein, die ihrerseits dem Benutzer erneut Informationen liefert. Die DIN EN 824-1 legt allgemeine Kriterien fest, um Fehler des Benutzers auf ein Minimum zu reduzieren (Bild 3-23). Dies soll insbesondere Gefährdungen sowohl für den Benutzer selbst als auch für Dritte verhindern und weitere Anforderungen erfüllen. Hierbei sind verschiedene Betriebszustände, wie Normalbetrieb, Wartung, Reparatur, Störfall, zu berücksichtigen.

Bild 3-23: Gemeinsame Anforderungen an die Gestaltung von Anzeigen und Stellteilen nach DIN EN 894-1

Aufgabenangemessenheit:
  • Die Maschine darf keine unerfüllbaren Forderungen, z.B. hinsichtlich der Antwortgeschwindigkeit und Genauigkeit, stellen.
  • Der Umfang der Anforderungen ist auf ein angemessenes Maß zu beschränken, z.B. können Zeiger von Anzeigen dazu auf eine bestimmte Richtung konzentriert werden.
  • Die Anzeigen und Stellteile sind nach ihrer Wichtigkeit, Bedienreihenfolge u.a. sinnfällig anzuordnen.
  • Stellteile und Anzeigen sollen entsprechend ihrer Funktion leicht unterscheidbar sein.
  • Bei der Anordnung soll der funktionelle Zusammenhang leicht erkennbar sein.

Selbsterklärungsfähigkeit:

  • Der Benutzer muss die Anzeigen und Stellteile mühelos erkennen und verstehen können.
  • Informationen über den Systemzustand müssen ohne Störung anderer Aktivitäten verfügbar sein.

Steuerbarkeit:

  • Das System muss sicher beherrschbar sein. Der Operateur darf nicht vom Eigenrhythmus des Systems beherrscht werden.
  • Notwendige Informationen müssen leicht zugänglich sein. Sicherheitsrelevante Teile sind redundant auszuführen.

Erwartungskonformität:

  • Die Grundmuster bei Bewegung und Lage der Elemente müssen den erlernten Arbeitsweisen und den praktischen Erfahrungen entsprechen.
  • Gleiche Funktionen sollen durch gleiche Anordnungen und Ausführungen erkennbar sein.
  • Es muss ein widerspruchsfreies System von Codes und Symbolen verwendet werden.

Fehlerrobustheit:

  • Das System sollte das Ergebnis auch bei offensichtlichen Bedienfehlern nicht infrage stellen.
  • Es muss Fehler prüfen können und dem Benutzer geeignete Hilfen und Hinweise anbieten sowie ausreichend Zeit für Korrekturen einräumen.

Anpassbarkeit und Erlernbarkeit:

  • Das System muss sich an persönliche Bedürfnisse erfahrener und unerfahrener Nutzer, deren Fähigkeiten und auch an kulturelle Unterschiede anpassen lassen.


3.8.1 Sinnfälligkeit der Anordnung von Anzeige- und Stellteilen

Jede Maschine, jede Anlage und jedes Transportmittel besitzt Bedienteile oder Bedienstände. Bei der Gestaltung sind Grundsätze der Kompatibilität bzw. Sinnfälligkeit zu beachten (Bilder 3-24 bis 3-27). Zum Erkennen und Reagieren gibt es ererbte und erlernte Verhaltensmuster, die es gestatten, die Wahrnehmungs- und Reaktionszeiten kurz zu halten. Bei Missachtung dieser Prinzipien ist mit einer Verlängerung in nicht unbeträchtlichem Umfang zu rechnen. In Stress- und Notsituationen kann es lebensrettend sein, durch schnelles Erkennen die richtige Schalthandlung auszulösen. Im täglichen Betrieb spart es viel Aufwand, der besser für andere Zwecke einzusetzen ist. Kritisch ist die Gestaltung von Bedienteilen in Fahrzeugen, da hier oft sehr kurze Reaktionszeiten gefordert sind.

3.8.2 Anzeigen

Anzeigen dienen der Kommunikation und der Angabe von Maschinenzuständen. Wesentlich sind optische Anzeigen für die Übermittlung von Informationen durch

Bild 3-24: Grundsätzliche Kompatibilitätsregeln: Drehen, Schalten oder Schieben nach rechts bedeutet eine Zunahme, wobei sich die Anzeige in gleicher Weise bewegen soll wie das Stellteil


Bild 3-25: Die Aufteilung der Stellteile auf Bedienständen soll der zu steuernden Realität entsprechen. Schalter und Anzeigen sind einander zuzuordnen


In Verbindung mit Stellteilen dienen die Anzeigen zum

Kriterien für die Anordnung von Anzeigen sind

Die DIN EN 894-2 unterscheidet optische, akustische und als Sonderform taktile Anzeigen, wobei die Form durch Berühren erkannt werden muss.

Akustische Anzeigen sollten sparsam, hauptsächlich für Warnzwecke, eingesetzt werden.

Gestaltungsrichtlinien für Anzeigen

Bild 3-26: Beispiele für Skalenteilungen und Beschriftungen nach DIN EN 894-2


Bild 3-27: Richtung für die Bewegung von Zeigern nach DIN EN 894-2


3.8.3 Stellteile

Stellteile dienen zum Ein- und Ausschalten, Steuern, Regeln und Bedienen von Maschinen, Anlagen und Apparaten. Sie müssen der Funktion und Anatomie des Menschen angepasst sein. Für kleine Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeiten eignet sich Fingerbetätigung mittels:

Für mittlere bis große Stellkräfte und mittlere und große Stellwege eignet sich Handbetätigung mittels:

Für große Stellkräfte eignet sich Fußbetätigung mittels:

Die Vereinbarkeit und Sinnfälligkeit von z.B. Stellteilbewegung und Bewegung der Anzeige dient der Erleichterung des Anlernprozesses und der Verringerung des Risikos von Fehlhandlungen. Deshalb sollten sich Skala oder Zeiger des Anzeigegerätes in gleicher Richtung wie das Stellteil bewegen.

Drehen oder Bewegen:dient zum:
nach rechts=> Anschalten
nach vorn=> Verstärken
nach oben=> Beschleunigen, Erhöhen

Einzelheiten sind in der DIN EN 894-3 "Stellteile" geregelt. Die Norm liefert auch ein Auswahlverfahren, das sich an den wichtigsten Anforderungen an handbetätigte Stellteile orientiert.

Bild 3-28: Ausnahme: Bei Ventilen und Absperrvorrichtungen bedeutet Drehen nach rechts "Drosseln"

3.9 Ergonomische Handwerkszeuge

Ergonomische Handwerkszeuge werden durch Anpassung an die Geometrie und Beweglichkeit der menschlichen Hand so konstruiert, dass sie hohe Anforderungen erfüllen.

Hierbei gilt Folgendes:

Bild 3-29: Die Beweglichkeit der Hand ist in verschiedenen Richtungen unterschiedlich begrenzt

Die Entwicklung scheinbar einfacher, allgemein verbreiteter Handwerkszeuge kann durchaus mit einem erhöhten Aufwand an ergonomischer Projektierung verbunden sein, wenn ein größerer Nutzerkreis angesprochen wird (Bilder 3-29 bis 3-31).

Für die Konstruktion und Auswahl von Handwerkszeugen sind eine Reihe von Gesichtspunkten zu berücksichtigen:

Bild 3-30: Beispiel für die Griffgestaltung einer Zange unter Berücksichtigung der Gelenkwinkel im Handgelenk und der Öffnungsweite


Bild 3-31: Beispiel einer Ergo-Wasserpumpenzange


Vorzüge einer Ergo-Wasserpumpenzange sind:

4 Arbeitsumweltfaktoren

Arbeitsumweltfaktoren sind ein Teil des komplexen Arbeitssystems. Wesentlich sind die folgenden:

Die grundsätzliche Schutzmaßnahme ist das Einhalten von Grenzwerten für die Höhe der Einwirkung. In einigen Fällen, wie bei klimatischen Einwirkungen, gibt es Optimalbereiche, z.B. Behaglichkeitsbereiche.

Viele Grenzwerte, beispielsweise für Gefahrstoffe, waren auch in der Vergangenheit bereits durch zusätzliche Schutzstufen, wie die Auslöseschwelle für arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen, untersetzt.

Bild 4-1: Das Schweißen ist eine Technologie, bei der in Form von Schweißrauchen Gefahrstoffe im Bearbeitungsprozess entstehen. Im Beispiel werden diese wirksam abgesaugt. Es treten aber auch ungünstige Körperhaltungen und Lärm auf. Über die notwendigen Schutzmaßnahmen informieren die BG-Informationen "Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren" (BGI 593), "Lichtbogenschweißer" (BGI 553) sowie "Gasschweißer" (BGI 554)


Die Aktivitäten zur Vereinheitlichung des europäischen Rechts streben grundsätzlich einen gestuften Grenzwert an (Bild 4-2). Dabei wird als untere Stufe ein Auslösewert definiert, bis zu dessen Einwirkungshöhe eine Gefährdung auszuschließen ist (grüner Bereich). Oberhalb dieses Wertes werden zusätzliche Maßnahmen gefordert (gelber Bereich). Der eigentliche Grenzwert darf in keinem Fall überschritten werden, da Gesundheitsgefahren mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erwarten sind (roter Bereich).

Bild 4-2: Der gestaffelte Aufbau des Systems von Grenzwerten nach Richtlinien der Europäischen Union


Einwirkungen am Arbeitsplatz beschränken sich selten auf nur einen Gefährdungsfaktor. Die Technologie des Lackierens beinhaltet beispielsweise mehrere Belastungen, wie Farbnebel- und Lösemitteleinwirkung, ungünstige Körperhaltungen, kritische Platz-, Klima-, und Lichtverhältnisse sowie das Tragen von Schutzausrüstungen (Bild 4-1).

Es ist daher wichtig, die Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Hierzu gehören die folgenden, die sich in der Planungsphase oft vergleichsweise einfach und billig vermeiden lassen, z.B.:

4.1 Klima

Klimatische Einflüsse gehören zur natürlichen Umwelt des Menschen. Bereits Temperaturschwankungen durch wetterbedingte Einflüsse, nicht nur bei der Arbeit im Freien, sondern auch in Innenräumen, können sich nachteilig auswirken. Häufig sind Beschwerden über zu hohe oder zu niedrige Temperaturen bei Wetterwechsel, Beschwerden wegen sehr trockener Luft oder Zugluft. Bei technischen Prozessen, z.B. in der Metallurgie, treten Hitze- und z.B. bei der Tiefkühllagerung Kälteeinwirkungen auf.

Klima ist der Sammelbegriff der physikalischen Größen, die den Wärmeaustausch des Körpers mit seiner Umgebung beeinflussen. Die Wirkung des Klimas auf den Menschen wird bestimmt durch die standardisierten Klimagrößen

und die tätigkeits- und personenbezogenen Größen

Wohlbefinden, Gesundheit und Leistungsfähigkeit des Menschen können nur gewährleistet werden, wenn die Temperatur des Körperkernes (Kopf, Brust, Bauchhöhle) im Bereich von 37,0 °C ± 0,8 °C gehalten werden kann. Deshalb wird mehr oder weniger Wärme, die in den Körperorganen und Muskeln erzeugt wird, an die Umgebung abgegeben. Entsprechend den Klimabedingungen reguliert der Körper den Wärmeaustausch durch Änderungen von:

Auch wenn sich keine Schweißtropfen auf der Haut bilden, gibt der Körper durch Verdunstung von Schweiß Wärme an die Umgebung ab (Bilder 4-3 und 4-4).

Bild 4-3: Welche Umgebungstemperatur als ideal empfunden wird, hängt auch von der Bekleidung, der körperlichen Aktivität und der Temperatur ab. Im Beispiel wird gezeigt, wie sich die körperlichen Belastungen von 400 kJ/h im Sitzen, 750 kJ/h im Gehen und 1150 kJ/h im Steigen in Abhängigkeit von der Bekleidung auf die als am behaglichsten empfundene Temperatur auswirken [9]


Bild 4-4: Mechanismen der Wärmeabgabe des menschlichen Körpers


Das Klima am Arbeitsplatz lässt sich grob in drei Bereiche einteilen

Informationen zu Hitzearbeit, einschließlich Messung und Bewertung, finden sich u.a. in der BG-Information "Arbeiten unter Hitzebelastung" (BGI 579) und zu Kältearbeit in der DIN 33403 oder in [11].

4.1.1 Thermische Behaglichkeit

Der Mensch empfindet einen Klimazustand als behaglich, wenn die Wärmebilanz des Körpers ohne verstärkte Inanspruchnahme des körpereigenen Regulationssystems - Schwitzen bei Wärme, Gänsehaut bei Kälte - ausgeglichen ist. Das heißt, wenn Personen weder kältere noch wärmere Verhältnisse wünschen, empfinden sie das Klima als behaglich. Hierbei sind zusätzlich die klimatische Anpassung (Akklimatisation), das Alter, das Geschlecht und die gesundheitliche Verfassung wichtige Einflussgrößen.

Im Sommer liegen die Behaglichkeitstemperaturen infolge der Klimaanpassung 2 bis 3 °C höher als im Winter. Die relative Luftfeuchtigkeit soll möglichst um 50 % liegen. Die Strahlungstemperatur der umgebenden Flächen soll höchstens 2 bis 3 °C von der Lufttemperatur abweichen. Größere Abweichungen führen zu Unbehaglichkeit. Die angegebenen Werte gelten für den normal bekleideten Menschen (Bild 4-6).

Bild 4-5: Individuelle Unterschiede im thermischen Empfinden bei Beschäftigten im Büro (nach [9])


Die Beurteilung einer gegebenen Temperatur durch einen größeren Personenkreis unter Versuchsbedingungen zeigt charakteristische Unterschiede (Bild 4-5). Deutlich größere Übereinstimmung mit einer gegebenen Raumtemperatur wird durch zusätzliche Maßnahmen, z.B. verschiedene Bekleidung und Akklimatisierung, erreicht.

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