Gleitsicherheit Aktuelle Entwicklungen in der Forschung

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1 Würzburg - 1 Würzburg 28.Januar 2010 Industrieverband keramische Fliesen und Platten Gleitsicherheit Aktuelle Entwicklungen in der Forschung

2 Würzburg - 2 Gliederung Zur Person Das Wuppertaler Modell Das komplexe System der BGI Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen Ausblick: Forschungsprojekt smatrix

3 Würzburg - 3 Dipl.-Ing. Christoph Wetzel Jahrgang 1981 Studium der Sicherheitstechnik Schwerpunkte Arbeitssicherheit und Qualitätsmanagement Seit 2008 Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Sicherheitstechnik / Arbeitssicherheit an der Bergischen Universität Wuppertal Forschungsschwerpunkt Gleitsicherheit Gremienarbeit Labor für Tribologie und Schwerpunkt im FG seit ca. 30 Jahren Sämtliche Messgeräte Materialien: Böden, Schuhe, Zwischenmedien 8 Dissertationen, ca. 80 studentische Abschlussarbeiten Mehrere Forschungsprojekte Literatursammlung > 2000 Quellen

4 Würzburg - 4 Gliederung Zur Person Das Wuppertaler Modell Das komplexe System der BGI Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen Ausblick: Forschungsprojekt smatrix

5 Würzburg - 5 Das Wuppertaler Modell muss als System aus Bodenbelag, Zwischenmedium, Schuh und Umgebungsbedingungen betrachtet werden. Unfälle durch Ausgleiten treten auf, wenn das Reibungssystem nicht die Anforderungen des Ganges erfüllt. Die Bewertung muss der praktischen Situation entsprechen Reibungssystem, Praktische Situation Mensch / menschlicher Gang Unfälle / gefährliche Situationen abgeleitet Bewertungskonzept des Reibungssystems

6 Würzburg - 6 Reibungssystem Fußboden Schuh Zwischenmedium Umgebungsbedingungen

7 Würzburg - 7 Anforderungen des menschlichen Ganges F T F R F T γ F Ty F N F E F Tx γ = vertikaler Aufsetzwinkel des Schuhs = horizontaler Aufsetzwinkel des Schuhs F E = Einwirkende Kraft F N = Normalkraft F R = Reibungskraft F T = Tangentialkraft F Ty = Tangentialkraft in Gangrichtung F Tx = Tangentialkraft quer zur Gangrichtung

8 Würzburg - 8 Bewertung der Praxissituation Sebald, J.; 2007: Schutzkonzept Auslöseschwelle und Grenzwert des Reibungskoeffizienten beim Gehen

9 Würzburg - 9 Gliederung Zur Person Das Wuppertaler Modell Das komplexe System der BGI Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen Ausblick: Forschungsprojekt smatrix

10 Würzburg - 10 Inneres und äußeres System - Äußeres System Indirekte Einflüsse und Anforderungen; Wirtschaftliche und politische Interessen, Regelsetzung, Normung, Prüfverfahren - Inneres System Direkte, physikalische, chemische und physiologische Zusammenhänge

11 Würzburg Inneres System Fußboden Schuh Zwischenmedium Umgebungsbedingungen

12 Würzburg - 12 Einflussfaktor Fußboden Material Oberfläche (Rauheit, Härte) Zustand, Verschleiß Reinigung, Pflege Nachbehandlung Verdrängungsraum Spannweite: Beispiel R-Gruppen

13 Würzburg - 13 Einflussfaktor Schuh Art und Form des Schuhs Material Oberfläche Profilierung Härte Elastizität Verschleiß, Abrieb

14 Würzburg - 14 Einflussfaktor Schuh Reibungskoeffizient (µ) 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Betonstein BGR 181: R9 trocken Betonstein BGR 181: R9 mit Wasser Mittelwert der Schuhe (und Spannweite min. - max.) Keramikfliese BGR 181: R10 mit Körnern Keramikfliese BGR 181: R10 mit Wasser PVC-Boden BGR 181: R - mit Holsstaub Keramikfliese BGR 181: R11 mit Öl Keramikfliese BGR 181: R12 mit Öl Industrieboden BGR 181: R13 mit Fleischresten Quelle: Dr. J. Sebald Systemorientierte Konzeption für die Prüfung und Bewertung der Rutschhemmunng von Sicherheits-, Schutz-, und Berufsschuhen ISBN

15 Würzburg - 15 Einflussfaktor Zwischenmedium Art des Zwischenmediums: fest, flüssig, gasförmig Eigenschaften Materials Viskosität Benetzungsverhalten Mischformen: z.b. Schnee, Schlamm Einfluss: Vergleich Trocken / Wasser / Öl

16 Würzburg - 16 Einflussfaktor Umgebungsbedingungen Mensch Klima Gang / Anforderungsquotient Ganggeschwindigkeit Gewicht Temperatur, Luftfeuchtigkeit Gelände: Rampen, Treppen, Steigungen Reinigung Hinweise / Warnungen

17 Würzburg - 17 Inneres und äußeres System - Äußeres System Anforderung Nutzung Unfallversicherungsträger Arbeitsschutz - Inneres System Hersteller Gesetzliche Anforderungen Fußboden Schuh Regelsetzung Normung Architekten Zwischenmedium Umgebungsbedingungen Prüfverfahren Gebäudebetreiber Fußgänger Weitere??? Prüfinstitute

18 Würzburg - 18 Gliederung Zur Person Das Wuppertaler Modell Das komplexe System der BGI Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen Ausblick: Forschungsprojekt smatrix

19 Würzburg - 19 Übertragbarkeit von Prüfverfahren a Übertragbarkeit DIN / Übertragbarkeit Schiefe Ebene Öl - GMG Öl

20 Würzburg - 20 Unterschiede BGR 181 E-BGI 8687 BGR 181 DIN Produktsicherheit beim Inverkehrbringen (Bauprodukten-Richtlinie) Baumusterprüfung Entwurf BGI 8687 DIN Gefährdungsbeurteilung (Arbeitsschutzgesetz) Prüfung des Betriebszustands, Anlässe: - Unfall-Ursachenuntersuchung, - Nutzungsänderungen, - Bodenveränderungen, Bodenbeschichtungen, - Wirksamkeitskontrolle (z.b. Reinigungsmaßnahmen) alle Böden prüfbar Gleitmittel Motorenöl Analogbeispiel Kraftfahrzeug: CE-Konformitätserklärung des Herstellers - In der Praxissituation auftretende gleitfördernde Stoffe Hauptuntersuchung alle 2 Jahre

21 Würzburg - 21 Methode 1: Konzept Betriebsbedingungen Praxissituation Bodenbelag Produktionsmängel, Schäden und Verschleiß Praxissituation gleitfördernde Stoffe Ist-Zustand, Kritische Situationen (produktionsbedingt) Häufigkeit und Menge der gleitfördernden Stoffe berücksichtigen, Kritische Situation Nässe, Einflussfaktor Reinigung Praxissituation Sicherheitsschuh Kontrollierter Bereich mit festgelegten Schuhen? Verbesserung der durch geeignetes Schuhwerk Bewertungskonzept Auslöseschwelle und Grenzwert

22 Würzburg - 22 Methode 2: Konzept Nullmessung Ist der Bodenbelag gemäß BGR 181 in dem Arbeitsbereich zulässig und entspricht der Praxisboden dem Baumuster, so ist der Zustand auch bei Messwerten unterhalb 0,30 bzw. 0,45 in Ordnung Nullmessung des Baumusters Messung des Bodenbelages vor Ort Gleiter SBR-Gummi, Gleitmittel Wasser+Tensid gemäß DIN 51131

23 Würzburg - 23 Praxistest des BGI-Entwurfs am Flughafen Frankfurt (2009) Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung bei der Fraport AG Bachelor-Thesis: Herr Hägerbäumer Laufende Untersuchung, daher vorläufige Ergebnisse Aufgabe: Praxistest des BGI-Entwurfes, Anwenden der Mess- und Bewertungsmöglichkeiten

24 Würzburg - 24 Folgerungen: Konzept zur Messung und Bewertung funktioniert Differenzierte Aussagen sind möglich Kritische Situationen (z.b. Staub) und Bereiche mit Handlungsbedarf werden erkannt Überprüfung der Reinigung ist möglich Konsequenzen: Zwei Bewertungssysteme Festlegen von Mindestanforderungen Prüfen der praktischen Situation Koexistenz möglich? Einheitliches Bewertungssystem möglich? z.b. R-Gruppen nach µ-werten festlegen

25 Würzburg - 25 Gliederung Zur Person Das Wuppertaler Modell Das komplexe System der BGI Bewertung der Rutschgefahr unter Betriebsbedingungen Ausblick: Forschungsprojekt smatrix

26 Würzburg - 26 Forschungsprojekt smatrix Entwicklung einer smatrix für die Auswahl von Fußböden und Schuhen zur Reduzierung von Ausgleitunfällen gefördert von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung e.v. (FP 288) Laufzeit: April 2009 bis Dezember 2012 Projektleitung: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Anke Kahl Bearbeitung: Dipl.-Ing. Christoph Wetzel B.Sc. Lars Rübekeil Laboringenieure: Dipl.-Ing. Michael Kowatzky, Dipl.-Ing. Ulrich Windhövel B.Sc. Tim Schotes Methode Auswahl von 70 Bodenbelägen und 100 Sicherheits- und Straßenschuhe Messungen mit allen Materialien (Öl und Wasser als Zwischenmedien) Qualitätssicherung und Messunsicherheit Statische Auswertung Präventionsinstrumente für die Praxis Projektbericht / Dissertation

27 Würzburg - 27 Möglichkeiten der smatrix Böden mit sehr hoher Klassen der Böden Böden mit erhöhter Böden mit ausreichender Böden ohne ausreichende Quelle: Dr. J. Sebald, C. Wetzel Matrix der Schuhe ohne ausreichende Schuhe mit Schuhe mit ausreichender erhöhter Klassen der Schuhe Schuhe mit sehr hoher

28 Würzburg - 28 Sortieren nach Mittelwerten aller Böden für jeden Schuh Fsz poliert Keramik Laminat Keramik Laminat Supermark Betonstein Betonstein PVC Keramik Holzdiele glasiert Rille Norm Matt t-fl Mittelwert Boden F563 F596 F608 F248-1 F F614 F591 F609 F548 F579 F577 Schuhnummer R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. R-Koeff. SFC S492-A 0,35 0,45 0,31 0,33 0,47 0,57 0,52 0,50 0,46 0,66 0,83 0,49 SD-015 SH-028 0,35 0,33 0,43 0,42 0,46 0,43 0,29 0,34 0,43 0,44 0,54 0,47 0,39 0,40 0,49 0,47 0,45 0,43 0,49 0,53 0,67 0,61 0,46 0,44 UVEX S500-A 0,24 0,39 0,30 0,28 0,43 0,56 0,44 0,47 0,35 0,63 0,77 0,44 Ulli Sandale SH-028 SD-015 0,33 0,35 0,42 0,43 0,46 0,43 0,34 0,29 0,44 0,43 0,47 0,54 0,39 0,40 0,47 0,49 0,43 0,45 0,53 0,49 0,61 0,67 0,44 0,46 SH-027 S512-A 0,28 0,29 0,40 0,33 0,32 0,38 0,31 0,47 0,33 0,40 0,43 0,50 0,43 0,35 0,45 0,50 0,42 0,38 0,54 0,55 0,64 0,57 0,43 0,42 Deichmann SH-034 SH-027 0,29 0,22 0,27 0,40 0,38 0,28 0,24 0,31 0,40 0,36 0,50 0,38 0,35 0,34 0,45 0,38 0,38 0,42 0,75 0,54 0,57 0,72 0,42 0,40 Picasso S512-A SH-034 0,22 0,28 0,33 0,27 0,28 0,32 0,47 0,24 0,36 0,33 0,38 0,43 0,34 0,43 0,38 0,50 0,42 0,55 0,75 0,72 0,64 0,40 0,43 C&A SD-031 SD-008 0,28 0,24 0,23 0,26 0,20 0,22 0,30 0,24 0,32 0,25 0,34 0,49 0,39 0,32 0,36 0,50 0,29 0,57 0,46 0,70 0,53 0,36 0,34 SBR-Gumm S499-A S619 0,18 0,23 0,19 0,21 0,48 0,20 0,24 0,56 0,23 0,25 0,33 0,41 0,46 0,23 0,53 0,30 0,23 0,33 0,55 0,36 0,37 0,58 0,36 0,32 SD-004 SD-031 0,24 0,29 0,21 0,23 0,22 0,20 0,22 0,30 0,32 0,24 0,34 0,24 0,39 0,34 0,36 0,32 0,29 0,53 0,59 0,57 0,53 0,56 0,34 SD-008 SD-004 0,29 0,28 0,26 0,21 0,20 0,30 0,22 0,24 0,24 0,25 0,34 0,49 0,32 0,53 0,50 0,46 0,59 0,56 0,70 0,34 0,36 Slider96 S619 SH-003 0,30 0,18 0,21 0,17 0,30 0,48 0,56 0,20 0,20 0,23 0,16 0,33 0,38 0,46 0,36 0,53 0,45 0,23 0,36 0,57 0,49 0,37 0,33 0,36 SH-003 S499-A 0,23 0,30 0,17 0,19 0,20 0,30 0,20 0,24 0,25 0,20 0,41 0,16 0,23 0,38 0,30 0,36 0,33 0,45 0,57 0,55 0,58 0,49 0,32 0,33 SH-001 0,31 0,16 0,21 0,20 0,20 0,18 0,38 0,33 0,44 0,41 0,45 0,30 Tim Privat SH-002 SH-012 0,27 0,24 0,16 0,15 0,20 0,16 0,17 0,22 0,15 0,16 0,25 0,18 0,27 0,33 0,33 0,28 0,43 0,44 0,44 0,36 0,48 0,28 SH-012 SH-002 0,24 0,27 0,15 0,16 0,16 0,20 0,22 0,17 0,16 0,15 0,18 0,25 0,33 0,27 0,28 0,33 0,44 0,43 0,44 0,48 0,36 0,28 SD-012 0,19 0,15 0,16 0,23 0,14 0,14 0,26 0,24 0,39 0,45 0,38 0,25 Mittelwert 0,27 0,27 0,28 0,29 0,29 0,35 0,38 0,39 0,41 0,53 0,57

29 Würzburg - 29 Öl-Matrix Wasser-Matrix Böden mit sehr hoher Böden mit sehr hoher Klassen der Böden Böden mit erhöhter Böden mit ausreichender Klassen der Böden Böden mit erhöhter Böden mit ausreichender Böden ohne ausreichende Böden ohne ausreichende Quelle: Dr. J. Sebald, C. Wetzel Matrix der Schuhe ohne ausreichende Schuhe mit Schuhe mit ausreichender erhöhter Klassen der Schuhe Schuhe mit sehr hoher Quelle: Dr. J. Sebald, C. Wetzel Matrix der Schuhe ohne ausreichende Schuhe mit Schuhe mit ausreichender erhöhter Klassen der Schuhe Schuhe mit sehr hoher Bodenklassen Öl (R-Gruppe) Bodenklassen Wasser Schuhklassen Öl Schuhklassen Wasser Ermöglicht eine praxisgerechte Auswahl von Fußböden und Schuhen

30 Würzburg - 30 Ermöglicht Gefährdungsbeurteilung und technische Maßnahmen Entwurf BGI unter Betriebsbedingungen

31 Würzburg - 31 Weitere Projektziele Nutzung der Ergebnisse Klassifizierung von Schuhen und Fußböden Bewertung der Kombinationen von Klassen Betrachtung von gewerblichen und öffentlichen Bereichen; Sicherheitsschuhe und Freizeitschuhe Erarbeitung eines Präventionsinstrumentes: Zwei Matrizen für die Zwischenmedien Wasser und Öl Übertragbarkeit zu weiteren Zwischenmedien Prüfung und Klassifizierung zusätzlich mit mobilen Messgeräten Eruierung von möglichen Referenzmaterialien Aussagen zur Übertragbarkeit von Prüfverfahren Verknüpfung der Klassen mit Eigenschaften von Fußböden und Schuhen z.b. Materialmatrix (fiktiv) Roste Holz PVC Keramik Gummi PU TPU

32 Würzburg - 32 Beteiligung von Herstellern und Zusammenarbeit Bodenhersteller: Produktproben nach Absprache zur Verfügung stellen Nach Möglichkeit: Angaben zu Eigenschaften zur Verfügung stellen Universität: Individuelle Rückmeldung zu untersuchten Proben Vertrauliche Handhabung der Ergebnisse und anonymisierte Auswertung Ergebnisse für aktuelle Entwicklungen im Bereich der

33 Würzburg - 33 Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: cwetzel@uni-wuppertal.de 0202 /