Tagung der Sicherheitsfachkräfte & Zentraler Arbeitsschutzausschuss Univ.-Prof. Dr.-Ing. Detlef Heck Dipl.-Ing. Dieter Schlagbauer

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1 Tagung der Sicherheitsfachkräfte & Zentraler Arbeitsschutzausschuss 2011 Arbeitszeit und Arbeitsleistungskurven Univ.-Prof. Dr.-Ing. Detlef Heck Dipl.-Ing. Dieter Schlagbauer Forschungspartner: 1 Übersicht Was ist eine Arbeitsleistungskurve? Was macht eine Baufirma damit? Wie sieht der durchschnittliche Arbeitstag eines Bauarbeiters aus? Wie sieht die Unfallstatistik von Bauarbeitern aus? Wie oft und zu welcher Uhrzeit machen Bauarbeiter Pausen? 2 1

2 Eine Arbeitsleistungskurve bildet den Zusammenhang zwischen der täglichen Arbeitszeit und der Arbeitsleistung graphisch ab. Es gibt zwei unterschiedliche Darstellungsarten: - horizontale Achse tägliche Arbeitszeit - vertikalen Achse Summenlinie der Arbeitsleistung Verhältniszahl zwischen der stündlich erbrachten und der täglichen durchschnittlichen Arbeitsleistung (für 8h). 3 Arbeitsleistungskurve nach Lehmann mäßig anstrengende Arbeit hohe körperliche Belastung Quelle: Praktische Arbeitsphysiologie, Lehmann

3 der Arbeitsvorbereitung zur Bauablaufplanung der Arbeitsablaufplanung auf der Baustelle Präsentation Strabag_ Arbeitskurven nach Burkhardt und Winter Arbeitsleistungskurve nach Burkhardt Arbeitsleistungskurve nach Winter Quelle: Kostenprobleme der Bauproduktion, Burkhardt, 1963 Quelle: : Die Lohnintensive Auftragsfertigung in der Bauindustrie, Winter, Anwendung der Arbeitsleistungskurve in Baufirmen 1) In 2) In 3) Für die Abrechnung von Leistungen (Nachträgen) 6 3

4 Anwendung der Arbeitsleistungskurve in Baufirmen 1) In der Arbeitsvorbereitung b zur Bauablaufplanung 2) In der Arbeitsablaufplanung auf der Baustelle 3) Für die Abrechnung von Leistungen (Nachträgen) 7 Anmerkungen zu den bestehenden Arbeitsleistungskurven nach Lehmann nach Burkhardt und Winter schematische Kurve aufgrund physiologischer Erkenntnisse erstellt keine expliziten Tests als Grundlage Burkhardt Beobachtung von Baggerund Scraperleistungen Winter Mathematische Vereinfachung für die Anwendung 8 4

5 Anwendungsbeispiel für die Arbeitsleistungskurve Beispiel anhand von Mauerwerksarbeiten 9 Berechnungsbeispiel zur Darstellung der Auswirkung unterschiedlicher Arbeitszeiten Ausgangssituation: gss Tätigkeit: Leistungsumfang: Mauerwerksbau 400 m2 Grundaufwandswert aus der Literatur: 0,35 Std/m2 Einarbeitungseffekte werden nach Blecken berücksichtigt: AW E = 0,353 Std/m2 10 5

6 Beschreibung der untersuchten Szenarien Szenario 1: 4 AK 8 h je Arbeitstag Szenario 2: Szenario 3: Szenario 4: Szenario 5: 4 AK 12 h je Arbeitstag 6 AK 9 h je Arbeitstag 5 AK 10 h je Arbeitstag 5 AK 12 h je Arbeitstag 11 Ergebnisse der Szenarien 0,500 Std/m2 0,450 Std/m2 0,400 Std/m2 wandswert Grundaufwandswert = 0,350 Std/m2 0,300 Std/m2 0,250 Std/m nur Einarbeitung 0,354 Std/m2 0,353 Std/m2 0,353 Std/m2 0,353 Std/m2 0,353 Std/m2 Lehmann 0,355 Std/m2 0,440 Std/m2 0,357 Std/m2 0,404 Std/m2 0,468 Std/m2 Winter Standarddiagramm 0,354 Std/m2 0,391 Std/m2 0,357 Std/m2 0,365 Std/m2 0,384 Std/m2 Arbeitskräfte und Arbeitszeit 4 AK / 8h 4 AK / 12 h Szenario 6AK / 9h 5 AK / 10 h 5AK / 12 h 12 6

7 Kostenbetrachtung Aus Aufwandswert und Mittellohnkosten ergeben sich die Lohnkosten. Lohnkosten [EUR] Szenario Lehmann Winter-Standarddiagramm , , , , , , , , , ,21 Verlängerung der Arbeitszeit über 9 Stunden bringt stark erhöhte Lohnkosten 13 Erkenntnisse Eine tägliche Arbeitszeit von mehr als 9 Stunden hat einen wesentlichen Einfluss auf die Aufwandswerte und somit auf die Kosten der zu erbringenden Leistung. Die zuvor dargestellten Berechnungsverfahren (nach Lehmann bzw. Burkhardt und Winter) zeigen starke Abweichungen bei Arbeitszeiten von mehr als 9 Std. Aber beide Kurven gehen von einer gleichartigen g Arbeitstätigkeit über den gesamten Arbeitstag aus! 14 7

8 Zwischenfrage? Führt ein Bauarbeiter während des gesamten Arbeitstages immer nur die eine, gleich belastende Tätigkeit aus? 15 Wie sieht der Arbeitstag eines Bauarbeiters aus? 46% 54% 18% 82% 17% 83% 97% 3% A B C D 26% 0,3% 29% 10% 74% 99,7% 71% 90% E F G H Tätigkeit Unterbrechung 16 8

9 Wie sieht der Arbeitstag eines Bauarbeiters aus? 46% 54% 18% 82% 17% 83% 97% 3% Bauingenieur- und A Bauarbeiter B 4 Wirtschaftbauingenieure C D Umsatzerlöse HB+TB zu restliche Bautätigkeit an der TU Graz Anzahl gefälschte Statistiken 26% 0,3% 29% 10% 74% 99,7% 71% 90% Alle Daten E Verkehrsunfälle F in Bauarbeiter G 9 H Kanada mit Elchen Anteil Bauunternehmen an Unternehmen in AUT 17 Forschungsprojekt TU Graz Arbeitsbelastung und Arbeitsleistungskurven Interdisziplinäres Forschungsprojekt (Kooperation mit dem HPR Graz, Zentrum für Bewegungswissenschaften und Sportmedizinische Forschung Graz) Tätigkeitsbezogene Leistungsfähigkeitskurve - Nicht abhängig von der Arbeitszeit, sondern von den zu erbringenden Tätigkeiten - Ausschließlich Untersuchung von Mauerwerksarbeiten 18 9

10 Projektvorbereitung Projektablauf 2007 Baustellenbeobachtung 10 Baustellen 36 Bauarbeiter 217 Beobachtungstage über Tätigkeitsaufzeichnungen Sportmedizinische Untersuchung Spiroergometrien 21 Bauarbeiter im Zuge der Baustellenbeobachtung Datenauswertung t Projektfertigstellung Grundlegende Problemstellung Infolge der Belastungen bei Bauarbeitstätigkeiten im Mauerwerksbau verändert sich die Leistungsfähigkeit eines Bauarbeiters höhere Leistung höhere Ermüdung höhere Belastung bei einer Tätigkeit höhere Ermüdung WELCHE BELASTUNGEN WIRKEN AUF EINEN MAURER? 20 10

11 Welche Belastungen wirken auf einen Maurer? Welche Tätigkeiten erbringt ein Maurer? Welche Beanspruchung entsteht durch die einzelnen Tätigkeiten für den Mauerer? Wie sind Tätigkeiten und Pausen im Laufe eines Arbeitstages verteilt? 21 Kategorien der Tätigkeitsanalyse Tätigkeit Unterbrechung Haupttätigkeit Nebentätigkeit Zusätzliche Tätigkeit o o o o Ablaufbedingt Störungsbedingt Erholungsbedingt Individuelle id Pausen Vorgegebene Pausen Persönlich bedingt 22 11

12 Verteilung der Arbeitstätigkeiten 9% 2% 9% 23% 1% 17% 37% 68% 3% 4% 27% 1 Tätigkeit 2 Unterbrechung 3 Nicht erkennbar 11 Haupttätigkeit 12 Nebentätigkeit 13 Zusätzliche Tätigkeit 21 Ablaufbedingt 22 Störungsbedingt 23 Erholungsbedingt 24 Persönlich bedingt 31 Nicht erkennbar 23 Unfallzahlen im Bauwesen Darstellung der Unfallzahlen der AUVA Darstellung der Unfallzahlen der STRABAG Im Verlauf des Arbeitstages und Anzahl der Unfälle je Wochentag 24 12

13 Unfallzahlen in der zeitlichen Verteilung Daten der AUVA (2008) Daten der STRABAG zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr nach 24 Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr zwischen Uhr Unfallzahlen je Wochentag Daten der AUVA (2008) Daten der STRABAG Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Tag nach Feiertag Samstag Sonntag Feiertag 0 Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag 26 13

14 Pausenbetrachtung Wann machen die Bauarbeiter Pausen? Sind die Pausen arbeitsphysiologisch gut angeordnet? 27 Verteilung der Pausenzeiten Häufigkeit (alle Tage =45) :00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Uhrzeit 231 Pause 232 Eigene Pause 241 Persönlich bedingte Unterbrechnung 28 14

15 Optimale Pausenanordnung? Kurze Arbeitsabschnitte am Vormittag Langer Arbeitsabschnitt am Nachmittag Je länger der Arbeitstag dauert, desto mehr Belastung Bauarbeiter machen unkoordiniert Pausen auch an den Unfallzahlen ersichtlich 29 Pausen und Arbeitsunfälle Häufigkeit (alle Tage =45) Anzahl der Arbeitsunfälle :00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Uhrzeit 231 Pause 232 Eigene Pause 241 Persönlich bedingte Unterbrechnung 30 15

16 Belastungsverlauf und Pausenanordnung ,0% 40 90,0% 35 80,0% Häufigkeit (alle Tage =45) ,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% % des Tagesarbeitsenergieumsatzes 10 20,0% 5 10,0% 0 0,0% 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Uhrzeit Pause 232 Eigene Pause 241 Persönlich bedingte Unterbrechnung Anteil am Arbeitsnergieumsatz Arbeitstages 231 des 31 Resümee Arbeitsdauer entsprechend der Belastung planen Pausenanordnung überdenken Pausenzeiten abhängig von der Belastung planen Besser geplante Pausen als willkürlich angeordnete Durch belastungsabhängige Betrachtung könnte auch das Alter als die Leistungsfähigkeit begrenzender Faktor berücksichtigt werden 32 16

17 Forschungsausblick Andere Gewerke Derzeit nur Mauerwerksarbeiten Interessant: Schalen, Bewehren, Betonieren Asphaltierungsarbeiten Stahlbauarbeiten Zimmermeisterarbeiten Innenausbauarbeiten (Trockenbau) Maschinenführertätigkeiten Kranführer LKW Spezialtiefbau Temperatureinfluss, Witterung Explizite Untersuchung Von vorausgeplanter Mehrarbeit Nicht vorausgeplanter Mehrarbeit 33 Forschungsprojekt Arbeitsbelastung und Arbeitsleistungskurven e stu u e Univ.-Prof. Dr.-Ing. Detlef Heck Dipl.-Ing. Dieter Schlagbauer Projektpartner: 34 17