4.3 Klima am Arbeitsplatz Faktoren der Arbeitsumwelt wirken leistungsfördernd bzw. leistungshemmend Belastungen = Stressoren Beanspruchungen Aktivationsniveau Stressoren Arbeitsumwelt Schall Licht Klima Luftverunreinigungen 4-100
Einführung - Bedeutung des thermischen Zustandes in Umgebung des Menschen spiegelt sich bereits in der Besiedlung der Erdoberfläche durch Menschen wieder Bevölkerungsverteilung auf der Erde in Abhängigkeit der mittleren Jahrestemperatur Mehrzahl der Bevölkerung hat sich in Gebieten mit Temperaturen + 5 0 C bis + 25 0 C angesiedelt Klima hat entsprechend seiner Kenngrößen spezifische Wirkungen auf den Menschen Mehrzahl der Menschen leben unter künstlichen Klimata Es existieren Klimabereiche in denen sich Mensch wohl fühlt 4-101
ideal Arbeitender Mensch empfindet Klima neutral 4.3.1 Physiologische Wirkungen klimatischer Bedingungen - Temperaturregulation im menschlichen Körper Voraussetzung aller wichtigen Lebensfunktionen Mensch = homoisothermes (warmblütiges) Lebewesen Konstante Körpertemperatur von ca. 37 0 C 20 0 C 35 0 C Isotherme des Menschen in Abhängigkeit von der Außentemperatur 4-102
Wasserverdunstung Wärme an Gewebe Erhöhter Stoffwechsel (zusätzliche Körperwärme) 4-103
Kritische physiologische Temperaturbereiche Rektaltemperatur in 0 C Symptome 42-44 Tod 41-42 Hitzschlag,Kollaps 39-40 Starke Schweißverdampfung, geringe Durchblutung, Kreislaufreduzierung 37 Normaltemperatur 35 Verzögerung zerebraler 32 Vorgänge Noch ansprechbar 25-27 Erlöschen Reflexe(Licht), Herzversagen,Tod 4-104
Beispiele zum Einfluß Klima auf die Leistungsbereitschaft des Menschen Änderung der Fehleranzahl bei Funkern 4-105
Änderung der Reaktionszeit bei einem Wachsamkeitstest Häufigkeitsverteilung der Unfälle bei Hitzearbeitsplätzen 4-106
Verlauf Rektaltemperatur und Puls beim Bergaufgehen Zusammenhang Unfallhäufigkeit -Lebensalter und Arbeitstemperatur 4-107
- Wärmehaushalt des Menschen - Wirkungsgrad des Menschen beim Umsetzen chemischer in mechanischer Energie 5-15 % - anfallende Wärme muß abgeführt werden Mechanismen Wärmeleitung Konvektion Wärmestrahlung Wasserverdunstung Wärmeaustausch :Zimmertemperatur,Windstille Konvektion : 25 % Wärmestrahlung : 45 % Wasserverdunstung : 20 % Zu Wärmeleitung = Wärmeentzug durch Berühren von Gegenständen - Kontaktstellen Fußboden, Tischplatten,Bedienelemente Zu Konvektion = Wärmeaustausch mit umgebenden Medien - Luft,Wasser,Kleidung minimiert Konvektion Zu Wärmestrahlung - Bei allen Körpern über 0 0 K ( -273 0 C) - menschlicher Körper ca. 250-400 W!! Zu Wasserverdunstung - Wirkt auch bei negativem Temperaturgradienten - schwere Körperarbeit bis 8 l/schicht; Luftfeuchte setzt Wasserverdunstungsrate herab 4-108
4.3.2 Klima und Leistung - Klimagrundgrößen 1. Lufttemperatur - Meßinstrumente :Glasthemometer ( Flüssigkeit,Quecksilber) Bimetallthermometer Widerstandsthermometer Infrarotmessung u.v.a.m Achtung: keine Verfälschung der Meßwerte durch Wärmestrahlung Meßfühler mit reflektierender Folie umhüllen Temperaturskalen Celsius Anders 1701-1744 4-109
Elektronische Temperturmeßmittel 4-110
2. Luftfeuchte - absolute Luftfeuchte: Wasserdampfmasse in g/m 3 - relative Luftfeuchte: Anteil des Sättigungsdampfdruckes bei gegebener Temperatur in % - Meßinstrumente Haarhygromter Psychrometer nach ASSMANN - 2 Quecksilberthermometer in reflektierenden Metallhülsen - Lüfter saugt Raumluft an den Thermometern vorbei - ein Meßfühler mit wasserbefeuchteten Gewebestrumpf überzogen Verdampfendens Wasser kühlt Thermometer ab = Feuchttemperatur - anderes Thermometer = Trockentemperatur Aus Trocken- und Feuchttemperatur kann relative Luftfeuchte nach Nomogramm bestimmt werden elektronische Meßmittel 4-111
Nomogramm zur Bestimmung der Luftfeuchte nach ASSMANN 4-112
3. Windgeschwindigkeit - Meßinstrumente Anemometer Schalenanemometer Flügelradanemometer Thermische Anemometer 4. Wärmestrahlung Neben Lufttemperatur muß Strahlungstemperatur von Körpern in Betrachtungen einbezogen werden Meßinstrument Globethermometer (Gummiballon,Thermometer) Globethermometer stellt sich nach ca.20 min. auf einen Wert ein, der die mittlere Strahlungstemperatur der Umgebung am Meßort bestimmt 4-113
- Einflußgrößen auf Behaglichkeitsbereiche Man kann Klimabereiche definieren, die sich in Abhängigkeit der Klimakenngrößen ergeben 1. Außentemperatur (Sommer,Winter) Außentemperatur Raumtemperatur ( in 0 C) < 20 22 25 23 30 25 32 26 4-114
2. Körperliche Belastung Arbeitsschwere Arbeitsenergieumsatz Sitzende, geistige Tätigkeit (Büroarbeit) Kontrolltätigkeit (Bildschirmarbeit) 20-23 0 C Sitzende, leichte Arbeit 19-20 Stehende, leichte Arbeit (Drehen, Fräsen) 17-18 Stehende schwere Arbeit (Montage schwerer Teile) 16-17 Sehr schwere Arbeit 15-16 4-115
3. Luftfeuchtigkeit Temperatur in 0 C Rel. Luftfeuchte in % Indikatoren 21 40 75 85 91 Größtes Wohlbefinden Arbeit ohne Unbehagen Wohlbehagen bei Ruhe Müdigkeit 24 20 65 80 100 Kein Unbehagen Unbehagen Pausen notwendig Keine Schwerarbeit 30 25 50 65 80 90 Unbehagen Arbeit noch möglich Keine Schwerarbeit Körpertemperaturanstieg Gesundheitsgefahr 100 80 60 40 20 15 25 35 45 55 65 Temperatur in Grd. C 4-116
4. Windgeschwindigkeit (in Abhängigkeit von der Temperatur) 26 Zu warm 24 22 20 behaglich 18 16 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Windgeschwindigkeit in m/s 4-117
5. Bekleidung Komforttemperatur in Abhängigkeit von Bekleidung und Arbeitsschwere (Windgeschwindigkeit < 0,1 m/s) - met : metabolism (Energieumsatz; 1 met = 400 KJ/h = sitzende Tätigkeit) O,8 met : liegen 1,0 met : ruhig sitzen 1,2 met : sitzende Büroarbeit 1,6 met : leichte Arbeit im Stehen 2,0 met : Verkäuferin, Hausarbeit Isolationswert der Kleidung in clo 0,5 clo : leichte Sommerbekleidung 0,7 clo : leichte Arbeitsbekleidung 1,0 clo : Innenraum-Winterbekleidung 1,5 clo: Winterbekleidung 4-118
- Klimasummenmaße Angabe der Zahlenwerte der Klimagrundgrößen, die gleichzeitig vorliegen, um gleiches Klimaempfinden zu generieren Bsp.: Bei Temperaturerhöhung kann subjektives Wärmeempfinden ausbleiben, wenn Windgeschwindigkeit erhöht wird (Klimaanlage Auto) Nomogramm zur Ermittlung der Normal-Effektivtemperatur nach YAGLOU Kombination aller Klimagrundgrößen die gleiche Empfindung generieren Klimakammer 4-119
summa Trockentemp. 0 C Feuchttemp. 0 C Rel.Luftfeuch.% Luftgesch.m/s min opt. max min opt. max min opt. max Büroarbeit 20 21 24 12 15 20 40 50 70 0,1 Leichte Handarb. Im Sitzen 19 20 24 11,5 14 20 40 50 70 0,1 Leichte Arbeit im Stehen 17 18 22 10 12 18,5 40 50 70 0,2 Schwerarbeit 15 17 21 7,5 11,5 17,5 30 50 70 0,4 Schwerstarbeit 12-14 16 20 5-6,5 10,5 16,5 30 50 70 0,5 Hitzearbeit 12 15 18 5 7 13,5 20 35 60 1,0 4-120
4.3.3 Raumabmessungen und Lufträume Nach Arbeitsstättenverordnung muß sich während der Arbeitszeit ( in Abhängigkeit von Arbeitsschwere und Technologie) ausreichend gesunde Luft vorhanden sein Mindestgrundfläche Arbeitsräume 8 m 2 lichte Höhe der Arbeitsräume: < 50m 2-2,50 m > -2,75 m >100-3,00m Mindestluftraum je Person im Raum Überwiegend sitzende Tätigkeit 12 m 3 Überwiegend nichtsitzende Tätigkeit 15 m 3 Schwere körperliche Arbeit 18 m 3 Zuzuführende Luftrate je Person und Stunde in m 3 Mindestrate Arbeitskategorie Sehr leicht 30 leicht 35 mittel 50 schwer 60 4-121
- Verordnungen und Empfehlungen zum Thema Klima Achtung!! Angegebene Optimalwerte gelten für ca 70% aller Betroffenen; zusätzliche Beachtung von Alter, Geschlecht, Akklimatisationsgrad,Bekleidung Arbeitsstättenverordnung ASR 6/1.3 Raumtemperaturen DIN 33400 Gestaltung von Arbeitssystemen DIN 18421 Wärmedämmung VDI 2070 Heizungstechnik VDI 2080 Lüftung VDI 3511 technische Temperaturmessung DIN 18380 Mindesttemperaturen in Räumen 4-122