Kein Folientitel - Hochschule Mittweida
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6.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 147 Prof. Dr. H. 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 - 250C angesiedelt • Klima hat ewntsprechend 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 148 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitender Mensch empfindet Klima „neutral“ ideal 6.1 Physiologische Wirkungen klimatischer Bedingungen 6.1.1 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 149 Prof. Dr. H. Lindner Wasserverdunstung Erhöhter Stoffwechsel (zusätzliche Körperwärme) Wärme an Gewebe Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 150 Prof. Dr. H. 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 151 Prof. Dr. H. Lindner Beispiele zum Einfluß Klima auf die Leistungsbereitschaft des Menschen Änderung der Fehleranzahl bei Funkern Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 152 Prof. Dr. H. Lindner Änderung der Reaktionszeit bei einem Wachsamkeitstest Häufigkeitsverteilung der Unfälle bei Hitzearbeitsplätzen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 153 Prof. Dr. H. Lindner Verlauf Rektaltemperatur und Puls beim Bergaufgehen Zusammenhang Unfallhäufigkeit -Lebensalter und Arbeitstemperatur Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 154 Prof. Dr. H. Lindner 5.1.2 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 155 Prof. Dr. H. Lindner 6.2 Klima und Leistung 6.2.1 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 156 Prof. Dr. H. Lindner Elektronische Temperturmeßmittel Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 157 Prof. Dr. H. Lindner 2. Luftfeuchte - absolute Luftfeuchte: Wasserdampfmasse in g/m3 - 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 158 Prof. Dr. H. Lindner Nomogramm zur Bestimmung der Luftfeuchte nach ASSMANN Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 159 Prof. Dr. H. 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 160 Prof. Dr. H. Lindner 6.2.2 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 161 Prof. Dr. H. Lindner 2. Körperliche Belastung Arbeitsschwere Sitzende, geistige Tätigkeit (Büroarbeit) Kontrolltätigkeit (Bildschirmarbeit) Arbeitsenergieumsatz 20 - 230 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 162 Prof. Dr. H. 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 Keine Schwerarbeit Körpertemperaturanstieg Gesundheitsgefahr Größtes Wohlbefinden Arbeit ohne Unbehagen Wohlbehagen bei Ruhe Müdigkeit 100 80 60 40 20 15 25 35 45 55 65 Temperatur in Grd. C Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 163 Prof. Dr. H. 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 164 Prof. Dr. H. 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 165 Prof. Dr. H. Lindner 6.2.2.1 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 166 Prof. Dr. H. Lindner Für Personen mit „normaler“ Hausbekleidung 270C Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 167 Prof. Dr. H. 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 168 Prof. Dr. H. Lindner 6.3 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 m3 Mindestrate Arbeitskategorie Sehr leicht leicht mittel schwer 30 35 50 60 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 169 Prof. Dr. H. Lindner 6.4 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 170 Prof. Dr. H. Lindner
