4.3 Klima am Arbeitsplatz Faktoren der Arbeitsumwelt wirken leistungsfördernd bzw. leistungshemmend

Belastungen = Stressoren

Beanspruchungen

Aktivationsniveau

Stressoren Arbeitsumwelt

Schall

Licht

Klima

Luftverunreinigungen

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-100

Dr.Risch/Prof. Lindner

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 + 50C bis + 250C 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

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-101

Dr.Risch/Prof. Lindner

Arbeitender Mensch empfindet Klima „neutral“

ideal

4.3.1 Physiologische Wirkungen klimatischer Bedingungen

- Temperaturregulation im menschlichen Körper Voraussetzung aller wichtigen Lebensfunktionen

Mensch = homoisothermes (warmblütiges) Lebewesen

Konstante Körpertemperatur von ca. 370 C

200C

350C

Isotherme des Menschen in Abhängigkeit von der Außentemperatur

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-102

Dr.Risch/Prof. Lindner

Wasserverdunstung Erhöhter Stoffwechsel (zusätzliche Körperwärme) Wärme an Gewebe

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-103

Dr.Risch/Prof. Lindner

Kritische physiologische Temperaturbereiche Rektaltemperatur in 0C

Symptome

42 - 44 41 - 42 39 - 40

37

35 32 25 - 27

Tod Hitzschlag,Kollaps Starke Schweißverdampfung, geringe Durchblutung, Kreislaufreduzierung Normaltemperatur

Verzögerung zerebraler Vorgänge Noch ansprechbar Erlöschen Reflexe(Licht), Herzversagen,Tod

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-104

Dr.Risch/Prof. Lindner

Beispiele zum Einfluß Klima auf die Leistungsbereitschaft des Menschen

Änderung der Fehleranzahl bei Funkern

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-105

Dr.Risch/Prof. Lindner

Änderung der Reaktionszeit bei einem Wachsamkeitstest

Häufigkeitsverteilung der Unfälle bei Hitzearbeitsplätzen

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-106

Dr.Risch/Prof. Lindner

Verlauf Rektaltemperatur und Puls beim Bergaufgehen

Zusammenhang Unfallhäufigkeit -Lebensalter und Arbeitstemperatur

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-107

Arbeitswissenschaft Dr.Risch/Prof. Lindner

- 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 00 K ( -2730 C) - menschlicher Körper ca. 250 - 400 W !! Zu Wasserverdunstung - Wirkt auch bei negativem Temperaturgradienten - schwere Körperarbeit bis 8 l/Schicht; Luftfeuchte setzt Wasserverdunstungsrate herab

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-108

Dr.Risch/Prof. Lindner

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

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-109

Dr.Risch/Prof. Lindner

Elektronische Temperturmeßmittel

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-110

Dr.Risch/Prof. Lindner

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

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-111

Dr.Risch/Prof. Lindner

Nomogramm zur Bestimmung der Luftfeuchte nach ASSMANN

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-112

Dr.Risch/Prof. Lindner

3. Windgeschwindigkeit - Meßinstrumente

Anemometer

Schalenanemometer

Flügelradanemometer Thermische Anemometer

4. Wärmestrahlung Meßinstrument

Neben Lufttemperatur muß Strahlungstemperatur von Körpern in Betrachtungen einbezogen werden Globethermometer (Gummiballon,Thermometer)

Globethermometer stellt sich nach ca.20 min. auf einen Wert ein, der die mittlere Strahlungstemperatur der Umgebung am Meßort bestimmt

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-113

Dr.Risch/Prof. Lindner

- Einflußgrößen auf Behaglichkeitsbereiche Man kann Klimabereiche definieren, die sich in Abhängigkeit der Klimakenngrößen ergeben

1. Außentemperatur (Sommer,Winter) Außentemperatur

Raumtemperatur ( in 0C)

< 20

22

25

23

30

25

32

26

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-114

Dr.Risch/Prof. Lindner

2. Körperliche Belastung

Arbeitsschwere

Sitzende, geistige Tätigkeit (Büroarbeit) Kontrolltätigkeit (Bildschirmarbeit) Sitzende , leichte Arbeit

Arbeitsenergieumsatz

20 - 230 C

19 - 20

Stehende, leichte Arbeit (Drehen, Fräsen)

17 - 18

Stehende schwere Arbeit (Montage schwerer Teile)

16 - 17

Sehr schwere Arbeit

15 - 16

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-115

Dr.Risch/Prof. Lindner

3. Luftfeuchtigkeit Temperatur in 0C

Rel. Luftfeuchte in %

Indikatoren

21

40 75 85 91

24

20 65 80 100

Kein Unbehagen Unbehagen Pausen notwendig Keine Schwerarbeit

30

25 50 65 80 90

Unbehagen Arbeit noch möglich

Größtes Wohlbefinden Arbeit ohne Unbehagen Wohlbehagen bei Ruhe Müdigkeit

Keine Schwerarbeit Körpertemperaturanstieg Gesundheitsgefahr

100 80 60

40 20

15

25

35

45

55

65 Temperatur in Grd. C

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-116

Dr.Risch/Prof. Lindner

4. Windgeschwindigkeit (in Abhängigkeit von der Temperatur)

Zu warm 26

24

22

behaglich 20

18

16

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 Windgeschwindigkeit in m/s

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-117

Dr.Risch/Prof. Lindner

5. Bekleidung Komforttemperatur in Abhängigkeit von Bekleidung und Arbeitsschwere (Windgeschwindigkeit < 0,1 m/s)

- met : „ metabolism“ (Energieumsatz; 1 met = 400 KJ/h = sitzende Tätigkeit) Isolationswert der Kleidung in clo 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

0,5 clo : leichte Sommerbekleidung 0,7 clo : leichte Arbeitsbekleidung 1,0 clo : Innenraum-Winterbekleidung 1,5 clo: Winterbekleidung

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-118

Dr.Risch/Prof. Lindner

- 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

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-119

Dr.Risch/Prof. Lindner

summa

Trockentemp.0C Feuchttemp.0C Rel.Luftfeuch.% Luftgesch.m/s min opt. max

min opt. max min opt. max

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

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

18

5

35 60

1,0

Büroarbeit

Hitzearbeit

12

15

7

18,5

13,5

20

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-120

Dr.Risch/Prof. Lindner

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 m2 • lichte Höhe der Arbeitsräume: < 50m2 - 2,50 m > „ -2,75 m >100 - 3,00m

Mindestluftraum je Person im Raum

Überwiegend sitzende Tätigkeit

12 m3

Überwiegend nichtsitzende Tätigkeit

15 m3

Schwere körperliche Arbeit

18 m3

Zuzuführende Luftrate je Person und Stunde in m 3 Mindestrate Arbeitskategorie Sehr leicht leicht mittel schwer

30 35 50 60

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-121

Dr.Risch/Prof. Lindner

- 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

Arbeitswissenschaft

Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4-122

Dr.Risch/Prof. Lindner