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Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences
Fachbereich Wirtschaftswissenschaften
Arbeitswissenschaft
Prof. Dr. H. Lindner147
6.Klima am Arbeitsplatz
Faktoren der Arbeitsumwelt wirken leistungsfördernd bzw. leistungshemmend
Belastungen = Stressoren
Beanspruchungen
Aktivationsniveau
Stressoren Arbeitsumwelt
SchallSchall LichtLicht KlimaKlima Luftverun-Luftverun-reinigungenreinigungen
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Arbeitswissenschaft
Prof. Dr. H. Lindner148
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
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Arbeitswissenschaft
Prof. Dr. H. Lindner149
ideal Arbeitender Mensch empfindet Klima „neutral“
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
Isotherme des Menschen in Abhängigkeit von der Außentemperatur
200C 350C
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Prof. Dr. H. Lindner150
Wärme an Gewebe
Wasserverdunstung
Erhöhter Stoffwechsel (zusätzliche Körperwärme)
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Kritische physiologische Temperaturbereiche
Rektaltemperatur in 0C Symptome
42 - 44 Tod
41 - 42 Hitzschlag,Kollaps
39 - 40Starke Schweißverdampfung, ge-ringe Durchblutung, Kreislauf-reduzierung
37 Normaltemperatur
35 Verzögerung zerebralerVorgänge32Noch ansprechbar
25 - 27 Erlöschen Reflexe(Licht),Herzversagen,Tod
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Prof. Dr. H. Lindner152
Beispiele zum Einfluß Klima auf die Leistungsbereitschaft des Menschen
Änderung der Fehleranzahl bei Funkern
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Änderung der Reaktionszeitbei einem Wachsamkeitstest
Häufigkeitsverteilung derUnfälle bei Hitzearbeitsplätzen
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Verlauf Rektaltemperaturund Puls beim Bergaufgehen
Zusammenhang Unfallhäufigkeit-Lebensalter und Arbeitstempe-ratur
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5.1.2 Wärmehaushalt des Menschen
- Wirkungsgrad des Menschen beim Umsetzen chemischer in mechanischer Energie 5- 15 %
- anfallende Wärme muß abgeführt werden
Mechanismen
• WärmeleitungWärmeleitung• KonvektionKonvektion• WärmestrahlungWärmestrahlung• WasserverdunstungWasserverdunstung
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
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6.2 Klima und Leistung
6.2.1 Klimagrundgrößen
1. Lufttemperatur
- Meßinstrumente :Glasthemometer ( Flüssigkeit,Quecksilber) Bimetallthermometer Widerstandsthermometer Infrarotmessung u.v.a.m
Temperaturskalen
Achtung: keine Verfälschung der Meßwerte durch Wärmestrahlung
Meßfühler mit reflektierender Folie umhüllen
Celsius Anders1701-1744
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Elektronische Temperturmeßmittel
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2. Luftfeuchte
- absolute Luftfeuchte: Wasserdampfmasse in g/m3
- relative Luftfeuchte: Anteil des Sättigungsdampfdruckes bei gegebener Temperatur in %
- Meßinstrumente HaarhygromterPsychrometer nach ASSMANN
- 2 Quecksilberthermometer in reflektierenden Metallhülsen - Lüfter saugt Raumluft an den Thermometern vorbei
- ein Meßfühler mit wasserbefeuchteten Ge- webestrumpf überzogen
Verdampfendens Wasser kühlt Thermometerab = Feuchttemperatur
- anderes Thermometer = Trockentemperatur
Aus Trocken- und Feuchttemperatur kann relative Luftfeuchte nach Nomogramm bestimmt werden
elektronische Meßmittel
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Nomogramm zur Bestimmung der Luftfeuchte nach ASSMANN
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3. Windgeschwindigkeit
- Meßinstrumente Anemometer
Schalenanemometer Flügelradanemometer
Thermische Anemometer
4. Wärmestrahlung Neben Lufttemperatur muß Strahlungstemperatur vonKörpern in Betrachtungen einbezogen werden
Meßinstrument Globethermometer (Gummiballon,Thermometer)
Globethermometer stellt sich nachca.20 min. auf einen Wert ein, der diemittlere Strahlungstemperatur derUmgebung am Meßort bestimmt
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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
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2. Körperliche Belastung Arbeitsschwere Arbeitsenergieumsatz
Sitzende, geistige Tätigkeit(Büroarbeit) 20 - 230 CKontrolltätigkeit(Bildschirmarbeit)
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
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3. Luftfeuchtigkeit
Temperatur in 0C Rel. Luftfeuchte in % Indikatoren
21 40758591
Größtes WohlbefindenArbeit ohne UnbehagenWohlbehagen bei RuheMüdigkeit
24 206580100
Kein Unbehagen
UnbehagenPausen notwendig
Keine Schwerarbeit
30 2550658090
UnbehagenArbeit noch möglich
Keine SchwerarbeitKörpertemperaturanstiegGesundheitsgefahr
Temperatur in Grd. C
Re
l. L
uft
feu
ch
te i
n % 100
80
60
40
20
15 25 35 45 55 65
Schwülebereich
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Prof. Dr. H. Lindner164
4. Windgeschwindigkeit (in Abhängigkeit von der Temperatur)L
uft
tem
pe
ratu
r in
0 C
Windgeschwindigkeit in m/s
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
26
24
22
20
18
16
behaglich
Zu warm
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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 : liegen1,0 met : ruhig sitzen1,2 met : sitzende Büroarbeit1,6 met : leichte Arbeit im Stehen2,0 met : Verkäuferin, Hausarbeit
Isolationswert der Kleidung in clo
0,5 clo : leichte Sommerbekleidung0,7 clo : leichte Arbeitsbekleidung1,0 clo : Innenraum-Winterbekleidung1,5 clo: Winterbekleidung
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6.2.2.1 Klimasummenmaße Angabe der Zahlenwerte der Klimagrundgrößen,die gleichzeitig vorliegen, um gleiches Klima-empfinden 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 Klima-grundgrößen die gleicheEmpfindung generieren
Klimakammer
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Für Personen mit „normaler“ Hausbekleidung
270C
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Trockentemp.0C Feuchttemp.0C 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 imStehen 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
summa
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Prof. Dr. H. Lindner169
6.3 Raumabmessungen und Lufträume
Nach ArbeitsstättenverordnungArbeitsstättenverordnung muß sich während der Arbeitszeit ( in Abhängigkeitvon Arbeitsschwere und Technologie) ausreichend gesunde Luft vorhanden sein
• Mindestgrundfläche Arbeitsräume 8 mMindestgrundfläche Arbeitsräume 8 m22
• lichte Höhe der Arbeitsräume: < 50mlichte Höhe der Arbeitsräume: < 50m2 2 - 2,50 m - 2,50 m > „ -2,75 m> „ -2,75 m >100 - 3,00m>100 - 3,00m
Mindestluftraum je Person im Raum
Überwiegend sitzende Tätigkeit 12 mÜberwiegend sitzende Tätigkeit 12 m33
Überwiegend nichtsitzende Tätigkeit 15 mÜberwiegend nichtsitzende Tätigkeit 15 m33
Schwere körperliche Arbeit 18 mSchwere körperliche Arbeit 18 m33
Zuzuführende Luftrate je Person und Stunde in m3 Mindestrate
ArbeitskategorieArbeitskategorie
Sehr leicht 30Sehr leicht 30leicht 35leicht 35mittel 50mittel 50schwer 60schwer 60
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6.4 Verordnungen und Empfehlungen zum Thema Klima
Achtung!! Angegebene Optimalwerte gelten für ca 70% allerAchtung!! Angegebene Optimalwerte gelten für ca 70% aller Betroffenen; Betroffenen; zusätzliche Beachtung von Alter,zusätzliche Beachtung von Alter, Geschlecht, Akklimatisationsgrad,BekleidungGeschlecht, Akklimatisationsgrad,Bekleidung
• Arbeitsstättenverordnung ASR 6/1.3 RaumtemperaturenArbeitsstättenverordnung ASR 6/1.3 Raumtemperaturen
• DIN 33400 Gestaltung von ArbeitssystemenDIN 33400 Gestaltung von Arbeitssystemen
• DIN 18421 WärmedämmungDIN 18421 Wärmedämmung
•VDI 2070 HeizungstechnikVDI 2070 Heizungstechnik
• VDI 2080 LüftungVDI 2080 Lüftung
• VDI 3511 technische TemperaturmessungVDI 3511 technische Temperaturmessung
• DIN 18380 Mindesttemperaturen in RäumenDIN 18380 Mindesttemperaturen in Räumen
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