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Grenzwerte, Beurteilungskriterien

Einflussgrößen

Einflussgrößen der thermischen Belastung sind:

  • Lufttemperatur
  • Luftfeuchtigkeit
  • Luftgeschwindigkeit
  • Wärmestrahlung
  • energetische Arbeitsbelastung
  • Wärmeisolation der Bekleidung
  • Expositionszeit

Klimasummenmaße

Klimasummenmaße sollen die durch verschiedene Einflussgrößen bedingte komplexe thermische Beanspruchung des Menschen in einem Zahlenwert zusammenfassen.

Beurteilungsmaßstäbe

Als Beurteilungsmaßstab im Hitzeklima können die Klimasummenmaße nach DIN 33403-3 dienen:

  • Normal-Effektivtemperatur NET (ohne Wärmestrahlung, normale Kleidung)
  • Basis-Effektivtemperatur BET (ohne Wärmestrahlung, Arbeit mit unbekleidetem Oberkörper)
  • WBGT-Index (Wet Bulb Globe Temperature, mit Wärmestrahlung)
  • vorhergesagte Wärmebeanspruchung PHS (DIN EN ISO 7933, Anlage 6)

Die zur Ermittlung der Klimasummenmaße erforderlichen Klimagrößen werden in DIN-Fachbericht 128 sowie DIN EN ISO 7726 beschrieben.

Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen

Bei der Anwendung der Klimasummenmaße muss berücksichtigt werden, dass sie nicht bei allen Umgebungsbedingungen zuverlässige Orientierungswerte liefern.

Die Normal-Effektivtemperatur unterschätzt die Klimabelastung im trocken-warmen Klimabereich und berücksichtigt die Belastung durch Wärmestrahlung nicht. Sie wird aus einem Nomogramm ermittelt und in den Auswahlkriterien für die arbeitsmedizinische Vorsorge als Klimamaß für die Angabe von Richtwerten verwendet (siehe AMR Nr. 13.1).

Die Anwendung der Basis-Effektivtemperatur ist besonders im feucht-warmen Klima durch Erfahrungswerte aus dem Bergbau abgesichert, berücksichtigt aber ebenfalls die Belastung durch Wärmestrahlung nicht.

Der WBGT-Index ist relativ einfach zu erfassen. Er ist für die Bewertung zeitlich konstanter Klimabedingungen geeignet.

Das Klimasummenmaß "Vorhergesagte Wärmebeanspruchung" beruht auf einem physiologischen und physikalischen Modell der Wärmeabgabe des Menschen an die Umgebung und berücksichtigt alle Einflussgrößen der thermischen Belastung. Es bestimmt die für den Ausgleich der Wärmebilanz (Wärmeabgabe = Wärmezufuhr) erforderliche Schweißabgabe und erlaubt es, innerhalb eines weiten Bereichs der Klimaparameter maximale zulässige Expositionsdauern abzuschätzen. (Anlage 6: Berechnung der vorhergesagten Wärmebeanspruchung – PHS)

Orientierungswerte für die Erträglichkeit von Klimabelastungen

Ermittlung der Erträglichkeitsgrenze

In Tabelle 8.1-3 sind Orientierungswerte für die Erträglichkeitsgrenze anhand des WBGT-Indexes angegeben. Zur Einstufung des Arbeitsenergieumsatzes ist Tabelle 1 der DIN 33403-3 anzuwenden. Die Orientierungswerte gelten für eine achtstündige Expositionszeit bei konstanten Klimabedingungen. Bei zeitlich schwankenden Klimabelastungen ist ein angemessen langer Beurteilungszeitraum zu betrachten (siehe DIN EN 27243). Die angegebenen Orientierungswerte gelten für eine Bekleidungsisolation von etwa 0,6 clo (siehe DIN EN ISO 7730). Im allgemeinen erfordert das Tragen wasserdampfundurchlässiger Kleidung eine Verminderung der Orientierungswerte und das Tragen wärmestrahlungsreflektierender Kleidung eine Erhöhung.

Tabelle 8.1-3. Orientierungswerte der Erträglichkeitsgrenze für den WBGT-Index in Abhängigkeit vom Arbeitsenergieumsatz (AU) für akklimatisierte Personen (nach DIN 33403-3:2001-04)
StufeArbeitsenergieumsatz AU

Orientierungswerte
für den WBGT-Index [°C]

kJ/minW
I AU ≤ 8 AU ≤ 130 32
II 8 < AU ≤ 12 130 < AU ≤ 200 29
III 12 < AU ≤ 16 200 < AU ≤ 270 28
Luftbewegung
(-geschwindigkeit)
nicht spürbar
Luftbewegung
(-geschwindigkeit)
spürbar
IV 16 < AU ≤ 20 270 < AU ≤ 330 26 26.5
V 20 < AU ≤ 23 330 < AU ≤ 380 24.5 26
VI 23 < AU ≤ 25 380 < AU ≤ 420 24 25.5
VII AU > 25 AU > 420 23 25

Hinweis: In der aktuellen DIN 33403-3:2011-07 sind die Werte der Tabelle nicht mehr enthalten. Dafür wird auf die DIN EN 27243 verwiesen, die gültige Fassung vom Oktober 1993 enthält jedoch nicht dem Stand der Technik entsprechende Werte. Derzeit erfolgt eine Aktualisierung dieser Norm, der Entwurf befindet sich im öffentlichen Stellungnahmeverfahren. Veröffentlicht wird sie als DIN EN ISO 7243, dann erfolgt eine Anpassung der Werte an dieser Stelle.

Wärmestrahlung

Belastungen durch technisch bedingte Wärmestrahlung lassen sich nicht immer ausschließen. Belastungsgrenzen durch Wärmestrahlung (Orientierungswerte) sind in Bild 5 der DIN 33403-3 für Dauerbelastung (Achtstundenschicht) und in Bild 6 der DIN 33403-3 für Kurzzeitbelastung (1 bis 2 Stunden) angegeben.

Effektive Bestrahlungsstärke

Durch Wärmestrahlung nimmt der Mensch aus seiner Umgebung Wärme auf und gibt gleichzeitig Wärme ab. Die Differenz zwischen der durch Strahlung zugeführten und der durch Strahlung abgeführten Wärmestromdichte wird effektive Bestrahlungsstärke Eeff genannt. Sie wird aus Gründen einer einheitlichen Bezugsbasis auf eine Haut- oder Oberflächentemperatur des Menschen von 32 °C bezogen. Sie stellt damit den auf diese Basis bezogenen, aus Wärmestrahlung resultierenden Wärmestrom je Fläche dar.

Die Wärmestrahlungsexposition kann in Abhängigkeit von der effektiven Bestrahlungsstärke (siehe DIN 33403-3) grob in drei Bereiche (A, B, C) unterteilt werden.

(A) Eeff =< 35 W/m2:

Ist die mittlere effektive Bestrahlungsstärke nicht höher als 35 W/m2, so hat die Wärmestrahlung keinen zusätzlich arbeitsbelastenden Einfluss. Hier sind die übrigen Klimaparameter insbesondere Lufttemperatur und Luftfeuchte - ausschlaggebend. Arbeitsenergieumsätze bis zu 300 W sind möglich.

(B) 35 W/m2 < Eeff =< 300 W/m2:

In diesem Wertebereich der mittleren effektiven Bestrahlungsstärke ist eine Dauerexposition nur bei Arbeitsenergieumsätzen unterhalb der in Bild 4 der DIN 33403-3 eingetragenen Geraden möglich. Oberhalb dieser Geraden sind Muskelerholzeiten erforderlich. Ein Verbleib im Wärmestrahlungsbereich ist möglich.

(C) Eeff > 300 W/m2:

Bei mittleren effektiven Bestrahlungsstärken oberhalb von 300 W/m2 sind in jedem Fall Entwärmungsphasen erforderlich. Eine Dauerexposition ist nicht zulässig. Bei höherer Bestrahlungsstärke ist auch bei kurzer Einwirkung auf die ungeschützte Haut unter Umständen eine Verbrennungsgefahr gegeben.

Unbekleidete Hautpartien

Auf unbekleidete Hautpartien darf Wärmestrahlung nicht unbegrenzt einwirken. Aus Bild 7 der DIN 33403-3 ist zu entnehmen, ob eine Wärmestrahlungs-Schutzkleidung zum Schutz vor Verbrennungen getragen bzw. ob die Zeitspanne des Arbeitseinsatzes ohne Verwendung von Schutzkleidung begrenzt werden muss.

Arbeitsmedizinische Vorsorge

Arbeitgeber haben für Beschäftigte, die einer extremen Hitzebelastung ausgesetzt sind, arbeitsmedizinische Pflichtvorsorge zu veranlassen (siehe § 4 Abs. 1 in Verbindung mit Anhang Teil 3 Abs. 1 Nr. 1 ArbMedVV). Richtwerte der Normal-Effektivtemperatur (NET) in [°C] sowie für die effektive Bestrahlungsstärke Eeff in [W/m2], die für die Auswahl der zu untersuchenden Beschäftigten dienen, sind in der AMR Nr. 13.1 zu finden.

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