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Unter- oder Überdruck

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Unter- und Überdruck beeinflussen die Aufnahme bzw. Abgabe von Atemgasen.

  • Unterdruck in Höhenlagen, Flugzeugen oder Unterdruckkammern schränkt die Sauerstoffversorgung ein und kann insbesondere bei gleichzeitiger körperlicher Beanspruchung zu physiologischen Störungen bis zu schwerer Höhenkrankheit und tödlichen Lungen- und Hirnödemen führen.
  • Bei Überdruck beim Tauchen und im Spezialtiefbau unter Wasser reichern sich Atemgase im Körper an, die bei zu schneller Druckabnahme lebensgefährliche physiologische Störungen und Schädigung von Knochen- und Muskelgewebe, der Kreislauffunktionen, des Zentralnervensystems und der Atemorgane hervorrufen können.
    Pro 10 000 Tauchgängen kommt es durchschnittlich bei Sporttauchern zu einem, bei Berufstauchern zu 9,5 Unfällen [1].

Druck

Druck wird als die auf eine Fläche wirkende Kraft verstanden und in verschiedenen Einheiten angegeben. Üblich sind die Einheiten Pascal (Pa) und bar[1]:

1 Pa = 1 N/m2 = 0,01 mbar
1 bar = 1000 mbar = 100.000 Pa = 1000 HPa = 100 kPa

Umgebungsdruck

Dieser Abschnitt bezieht sich auf die Druckverhältnisse, denen ein Mensch ausgesetzt ist (Umgebungsdruck).

Technischer Über- oder Unterdruck in Leitungen, Geräten usw., denen der Mensch nicht als Ganzes ausgesetzt ist, gehört zu den mechanischen Faktoren (siehe dort unter "Unkontrolliert bewegte Teile").

Abbildung 6.7-1. Druckzu- und abnahme in Abhängigkeit von Wassertiefe beziehungsweise Höhe über Normalhöhennull (NHN) Abbildung 6.7-1. Druckzu- und abnahme in Abhängigkeit von Wassertiefe beziehungsweise Höhe über Normalnull (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster) Abb. 6.7-1. Druckzu- und abnahme in Abhängigkeit von Wassertiefe beziehungsweise Höhe über Normalhöhennull (Quelle: Autor)

Atmosphärendruck auf Normalhöhennull (NHN)

Vielfach werden die Druckverhältnisse durch Aufenthalt in größeren Höhen über dem Meeresspiegel oder unter der Wasseroberfläche bestimmt.

Angaben zu Unterdruck oder Überdruck beziehen sich meist auf den Atmosphärendruck auf Meereshöhe (ca. 1 bar). Ein Überdruck von 0,5 bar entspricht beispielsweise einem Gesamtdruck von 1,5 bar; ein Unterdruck von 0,2 bar entspricht dem Gesamtdruck von 0,8 bar.

Unterdruck

Unterdruck bezeichnet den Zustand, bei dem ein Mensch einem Druck ausgesetzt ist, der den normalen Luftdruck auf Meereshöhe von etwa 1 bar unterschreitet.

Unterdruckarbeiten

Als Arbeiten in Unterdruck gelten ([2], S. 64):

  • Tätigkeiten bei einem Umgebungsdruck kleiner als 0,73 bar
  • Tätigkeiten in großen Höhenlagen ab etwa 2 500 Metern über dem Meeresspiegel

Auftreten und Tätigkeiten

Unterdruck tritt u. a. auf

  • in Luftfahrzeugen während des Flugs[2] (bei Piloten, Flugbegleitern und Passagieren),
  • an hoch gelegenen Arbeitsplätzen (z. B. Bergführer, professionelle Bergsteiger, Arbeiten auf hoch gelegenen Baustellen, Tätigkeiten in hoch gelegenen Hotels, an Skiliften usw., Auslandstätigkeiten, Entwicklungshelfer usw. in großen Höhenlagen),
  • in Unterdruckkammern (z. B. Forschungstätigkeiten, Training von Leistungssportlern in Unterdruckkammern, Lagerung von Salaten in Unterdruckkammern).

Nicht zu Arbeiten in Unterdruck zählen Arbeiten unter sog. "Schutzdruckatmosphäre", bei denen ein leichter Unterdruck verhindern soll, dass gefährliche Stoffe (z. B. Asbest, biologische Arbeitsstoffe) in die Umwelt gelangen. Hier treten in der Regel nur geringe Unterdrücke auf.

Überdruck

Überdruck bezeichnet den Zustand, bei dem ein Mensch einem Druck ausgesetzt ist, der den normalen Luftdruck von etwa 1 bar übersteigt.

Überdruckarbeiten

Als Arbeiten in Überdruck gelten

  • Arbeiten in Druckluft mit einem Überdruck von mehr als 0,1 bar,
  • Arbeiten unter Wasser, bei denen der Beschäftigte über ein Tauchgerät mit der erforderlichen Atemluft versorgt wird.

Nicht als Arbeiten in Überdruck sind anzusehen:

  • Tätigkeiten in Räumen, in denen aus lüftungstechnischen Gründen ein Druck herrscht, der geringfügig höher ist als der atmosphärische Druck (also weniger als 0,1 bar Überdruck).
  • Arbeiten mit Atemschutzgeräten, die z. B. entsprechend DIN EN 137 als Überdruckpressluftatmer in Normaldruck zum Einsatz kommen

Auftreten und Tätigkeiten

Überdruck wird zum einen gezielt erzeugt, um das Eindringen von unerwünschten Stoffen zu vermeiden, etwa im Spezialtiefbau, meist um Wasser zu verdrängen und unter Wasser trockenes Arbeiten zu ermöglichen (Taucherglocke, Senkkasten/Schwimmtauchgeräte (sog. Caissons), Schildvortrieb im Tunnelbau – hier fallen u. a. Bau-, Schweiß- und Transportarbeiten, Überwachungs- und Instandhaltungsarbeiten an).

Überdruck tritt zum anderen beim Tauchen als unerwünschte Begleiterscheinung auf. Bei Tauchgängen werden handwerkliche Tätigkeiten sowie Bergungs-, Sicherungs-, Such-, Überwachungs- und Messarbeiten durchgeführt. Die meisten arbeitsbedingten Tauchereinsätze erfolgen in Häfen und an Wasserbauwerken in Wassertiefen bis ca. 30 m [3].[1] Veraltete Einheiten sind z. B. die technische Atmosphäre (1 ta = 1 kp/cm2 = 0,981 bar), die physikalische Atmosphäre (1 atm = 1,013 bar), Millimeter-Quecksilbersäule (1 mmHg = 1 Torr = 1,33 mbar) oder im angloamerikanischen Bereich Pounds-force per square inch (1 psi ≈ 69 mbar).

[2] Übliche Flughöhen sind 30 000 bis 42 000 ft (entspricht 10 000 bis 12 000 m, entspricht einem Luftdruck von 0,27 bis 0,19 bar). In dieser Flughöhe werden Flugzeuge mit Druckkabinen eingesetzt, die einen höheren Kabinendruck aufrechterhalten (0,76 bar ≈ 2 438 m über NHN).

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