BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz

BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz
BG
Vereinigung der MetallBerufsgenossenschaften
BGI 523
BG-Information
Mensch
und Arbeitsplatz
Weitere Informationsschriften finden Sie auf der DVD
„Prävention – Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz“.
Hans-Jürgen Kiepsch
Christian Decker
Gudrun Harlfinger-Woitzik
Mensch und Arbeitsplatz
Verantwortlich für den Inhalt:
BG
Berufsgenossenschaft
Metall Nord Süd
Ziel der Broschüre ist es, einen Gesamtüberblick sowie grundlegende Sachinformationen für einen vorwiegend praktisch orientierten Leserkreis bereitzustellen
und das Verständnis durch das Aufzeigen von Zusammenhängen zu fördern.
Sachverhalte sind daher überwiegend vereinfacht und verkürzt dargestellt. Verbindlich
sind die Originalquellen.
Wir danken den nachfolgend genannten Unternehmen für die Erlaubnis der Wiedergabe
von Bildmaterialien aus Firmenprospekten und die Überlassung von Bildmaterial:
Bilsom, Lübeck
Bimos, Meßstetten-Tieringen
Bomin Solar, Lörrach
Bosch, Stuttgart
Bartels, Hamburg
Gruse, Aerzen
Delmia, Fellbach
Sandvik Belzer, Wuppertal
Volkswagen, Hannover
KCL, Eichenzell
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
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5
1
Menschengerechte Gestaltung . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Der Begriff Ergonomie . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Zielstellungen menschengerechter Gestaltung der Arbeit
1.3 Belastung und Beanspruchung . . . . . . . . . . . . .
1.4 Ergonomie und Gesundheit . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 Ergonomie und Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . .
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2
Leistungsvoraussetzungen des Menschen . .
2.1 Die Variabilität menschlicher Eigenschaften
2.2 Altersabhängigkeit. . . . . . . . . . . . .
2.3 Der Tagesgang der Leistungsbereitschaft .
2.4 Einfluss des Geschlechtes. . . . . . . . .
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20
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3
Die Schnittstelle Mensch-Technik. . . . . .
3.1 Gestaltungsschwerpunkte . . . . . . . .
3.2 Arbeitsplatztypen . . . . . . . . . . . .
3.3 Körpermaße . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Verwendung von Körpermaßschablonen
3.5 Sehbedingungen . . . . . . . . . . . .
3.6 Wirk- und Greifräume . . . . . . . . . .
3.7 Körperkräfte . . . . . . . . . . . . . . .
3.8 Anzeigen und Stellteile . . . . . . . . .
3.8.1 Sinnfälligkeit der Anordnung . .
3.8.2 Anzeigen . . . . . . . . . . . .
3.8.3 Stellteile . . . . . . . . . . . . .
3.9 Ergonomische Handwerkszeuge . . . .
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44
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4
Arbeitsumweltfaktoren . . . . . . . . . .
4.1 Klima . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Thermische Behaglichkeit . . .
4.1.2 Klimasummenmaße . . . . . .
4.2 Licht und Sehen . . . . . . . . . . . .
4.2.1 Lichttechnische Grundgrößen .
4.2.2 Die Güte einer Beleuchtung . .
4.2.3 Farbgebung im Arbeitsraum. .
4.3 Lärm. . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Mechanische Schwingungen . . . . .
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3
5 Physische Belastungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Handhaben von Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Beurteilung der Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
82
84
6 Psychische Belastungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
89
7 Systematische Arbeitsgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99
8 Aus den Regelwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
9 Weiterführende Schriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
109
10 Quellennachweis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
110
4
Vorwort
Je entwickelter die Technik, desto wichtiger wird der Mensch.
Wenn es um die Gestaltung von Arbeitsprozessen geht, wird der Beitrag der
menschlichen Arbeit zum Gesamtergebnis oft unterschätzt. Besonders bei
automatisierten Systemen scheint es,
dass der Mensch nicht mehr benötigt
wird. Dabei entscheidet auch hier der
menschliche Beitrag über Qualität und
Quantität der Produktion.
Menschliche Arbeit ist teuer, insbesondere aus der Sicht der am Arbeitsergebnis interessierten Unternehmer oder
Auftraggeber. Darum ist es wirtschaftlich
vernünftig, die menschlichen Ressourcen
optimal einzusetzen. Dies ist nicht möglich, ohne die Belange der Beschäftigten
zu berücksichtigen. Die Förderung der
menschlichen Leistungsfähigkeit durch
gestalterische Maßnahmen entwickelt
sich dabei auch zu einem immer bedeutsameren Wettbewerbsfaktor.
Ergonomisch, d. h. nutzergerecht gestaltete Produkte erhöhen die Attraktivität
beim Kunden und die ergonomische
Optimierung der Produktion verbessert
die Arbeitsbedingungen. Sie wirkt
nachteiligen Auswirkungen auf Gesundheit und Leistung entgegen, erhöht
die Zuverlässigkeit und führt zu Produktivitätssteigerungen.
Die Berufsgenossenschaften bieten Beratungen zur menschengerechten Gestaltung und damit zur Vermeidung von arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren an.
5
1 Menschengerechte Gestaltung
1.1 Der Begriff Ergonomie
Der Begriff Ergonomie setzt sich aus zwei
griechischen Worten zusammen:
ergon = das Werk, die Arbeit
nomos = das Gesetz, die Lehre.
Leistungsfähigkeit erhöht und das Arbeitsergebnis verbessert wird.“
Ergonomie hat damit
drei Hauptzielrichtungen:
Humanität:
Gestaltung beeinträchtigungsfreier und
gesundheitlich unbedenklicher Arbeitsbedingungen.
Wörtlich übersetzt bedeutet Ergonomie die
„Lehre von der Arbeit“. Der Zusatz „ergonomisch“ lässt sich gut mit „menschengerecht“ übersetzen.
Das Technische Komitee Ergonomie der
Internationalen Standard Organisation (ISO)
definiert die Ergonomie sehr umfassend:
„Die Ergonomie erarbeitet und verarbeitet
humanwissenschaftliches Wissen mit dem
Ziel, eine Anpassung von Arbeit, Arbeitssystem und Umgebungen an die physischen und psychischen Fähigkeiten
des Menschen herbeizuführen und damit
Sicherheit, Gesundheit und Wohlbefinden
sicherzustellen, indem gleichzeitig die
Produktivität:
Erhöhung von Qualität und Rentabilität.
Motivation und Zufriedenheit:
Eingehen auf das Anspruchsniveau der
Beschäftigten.
Grundanliegen ist die Anpassung der
Arbeit an den Menschen durch Gestaltung
des Arbeitssystems, bestehend aus
Arbeitsplatz, Arbeitsraum, Arbeitsmittel,
Umgebungsbedingungen und Organisation
(Bilder 1-1 und 1-2 auf Seite 8).
Bild 1-1: Vereinfachte Darstellung eines Arbeitssystems.
Die Ergonomie betrachtet ein Arbeitssystem stets als Ganzes
Arbeitsraum
Arbeitsplatz
Arbeitsgegenstand
Arbeitsmittel
Material
Energie
Information
Mensch
Ergebnis
Qualität
Quantität
Umgebungseinflüsse
Arbeitsumfeld, soziales Umfeld
7
Notwendig ist auch die Anpassung des
Menschen an die Erfordernisse der
Arbeitstätigkeit durch die Auswahl von
Personen mit erforderlicher Eignung
sowie durch Übung und Gewöhnung, Einarbeitung, Training und Ausbildung.
1.2 Zielstellungen menschengerechter Gestaltung
der Arbeit
Die Gestaltung der Arbeit sollte folgenden Forderungen genügen:
● Arbeit muss ausführbar und
erträglich sein und
● Arbeit sollte zumutbar und
zufriedenstellend sein.
Bild 1-2: Aus einem Baukastensystem erstellter Montageplatz für das Arbeiten
im Stehen und Sitzen (Foto: Bosch)
8
Ausführbarkeit
Es ist zu beurteilen, ob die Ausführung
der Arbeit überhaupt möglich ist.
Hierbei ist beispielsweise zu beachten:
● Sind Körpermaße so berücksichtigt,
dass Stellteile ohne Hilfsmittel erreicht
werden können?
● Sind die Körperkräfte größer als
die maximale erforderliche Muskelkraft
am Stellteil?
Zur Beantwortung dieser Fragen sind
Methoden der Ergonomie und der
Arbeitsmedizin anwendbar, z. B. Normen
über Körpermaße und Körperkräfte sowie
Sicherheitsvorschriften.
Erträglichkeit im Sinne von
Schädigungslosigkeit
Es ist zusätzlich zu beurteilen, ob die
Arbeit bei täglicher Wiederholung über
das gesamte Arbeitsleben ohne Gesundheitsschädigung möglich ist. Beispielsweise muss hinterfragt werden:
● Ist die Belastung durch Lärm
sicher unterhalb der schädigenden
Grenze?
● Ist die körperliche Belastung
auf Dauer ohne Schädigung zu
ertragen?
Zur Beantwortung dieser Fragen
sind Erkenntnisse der Ergonomie und der
Arbeitsmedizin anzuwenden.
Zumutbarkeit im Sinne von
Beeinträchtigungsfreiheit
Es ist zu beurteilen, ob die vorhandenen Erschwernisse und Beeinträch-
tigungen von den Betroffenen als zumutbar empfunden werden. Die Beantwortung dieser Frage ist mit Methoden
der Sozialwis-senschaften, nicht mit
Methoden der Ergonomie und Arbeitsmedizin möglich.
Zufriedenheit im Sinne von
Persönlichkeitsförderlichkeit
Es ist zu beurteilen, ob die Betroffenen
mit der Arbeit zufrieden sind. Der komplexe Begriff der Zufriedenheit wird
heute in der Praxis mit der Frage nach
der Persönlichkeitsförderlichkeit oder
den Möglichkeiten zur Persönlichkeitsentfaltung konkretisiert. Die Beantwortung dieser Frage ist nur mit Methoden der Psychologie und der Soziologie,
nicht mit Methoden der Ergonomie
möglich.
1.3 Belastung
und Beanspruchung
Jede Tätigkeit ist mit verschiedenen, von
außen auf den Menschen einwirkenden
Belastungen verbunden. Hierzu zählen:
● physische Belastungen,
● psychische Belastungen und
● Umgebungsbelastungen.
Physische und psychische Belastungen
sowie das Vorhandensein von Einwirkungen aus der Arbeitsumgebung sind
normaler Bestandteil der Arbeit. Die auf
den Menschen wirkenden Belastungen
werden individuell als Beanspruchungen
erlebt.
9
Diese können zu negativen Folgen führen,
aber auch positiv empfunden werden.
Entscheidend sind die Leistungsvoraussetzungen von Mitarbeitern und die
Ausprägung, Dauer und Kombination
der jeweiligen Belastungen. Umgangssprachlich wird der Begriff Belastung eher
negativ verwendet.
Eine beanspruchungsoptimierte Gestaltung hilft, dass der Beschäftigte seine
Tätigkeit als anregend erlebt, seine Fähigkeiten optimal einsetzen kann, durch die
Technik effektiv unterstützt wird und dass
die Arbeit Spaß macht und durch eine
hohe Produktivität gekennzeichnet ist.
Sowohl Über- als auch Unterbelastungen können zu Fehlbeanspruchungen führen. Es geht daher bei physischen und
psychischen Belastungen nicht primär um
deren Reduzierung, sondern um die individuelle Optimierung. Bei Einwirkungen
aus der Arbeitsumgebung ist in der Praxis
meist eine Verminderung der Einwirkung
anzustreben.
Die Beanspruchung ist abhängig von:
● Höhe der Belastung,
● Dauer der Belastung,
● Eigenschaften und Fähigkeiten des
Menschen,
● Übungs- und Trainingszustand,
● Kondition und Disposition sowie
● Leistungsbereitschaft und Motivation.
Beispielsweise liegt beim Tragen einer
schweren Last für alle Mitarbeiter die
gleiche Belastung vor. Je nach Konstitu-
10
tion, Geschlecht, Alter usw. wird es dabei
zu unterschiedlichen Beanspruchungen
kommen (Bild 1-3). Genauso kann Zeitdruck von einem Mitarbeiter als anregend
und aktivierend empfunden werden,
während ein anderer mit Stresserleben
reagiert.
Belastungen sind die Gesamtheit
der äußeren Bedingungen und Anforderungen.
Belastungen führen in Abhängigkeit
von individuellen Eigenschaften
und Fähigkeiten zu unterschiedlichen
Beanspruchungen.
Bild 1-3: Klassisches Modell zur Beschreibung der Beziehung zwischen einwirkender
Belastung und der daraus resultierenden
Beanspruchung (nach /1/)
Eine erweiterte Darstellung des Konzeptes zu Belastung und Beanspruchung
unter Einschluss psychischer und sozialer
Faktoren enthält Abschnitt 6 zur psychischen Belastung.
1.4 Ergonomie und Gesundheit
Gesund und leistungsfähig zu sein gehört zu den wertvollsten Gütern jedes Menschen. Zugleich ist der Erhalt der Gesundheit Grundlage für die Erwerbstätigkeit.
Die Weltgesundheitsorganisation definiert
Gesundheit als einen Zustand völligen
körperlichen, geistigen und sozialen Wohlbefindens.
Mehr pragmatische Ansätze legen beispielsweise die Krankenversicherer zugrunde. Danach sind Erkrankungen Störungen im normalen Ablauf der Lebensvorgänge in Organen und Organsystemen, die einer Behandlung bedürfen.
Die Fragestellung, warum Menschen
gesund bleiben, beinhaltet dagegen eine
positive Orientierung (nach /2/):
Menschen, die ein tief sitzendes
Vertrauen in ihre Fähigkeit besitzen
● das, was um sie herum geschieht,
zu verstehen,
● Mittel und Wege zu finden, mit
den unterschiedlichsten Situationen
fertig zu werden und
● immer wieder den Sinn des eigenen
Tun’s zu erkennen
sind objektiv gesünder, als jene,
die ein solches Vertrauen nicht haben.
Auf die Unternehmensebene übertragen
heißt das:
● sind alle Vorgänge im Unternehmen
transparent, dann können Mitarbeiter
ein Gefühl des Vertrauens in die
Verstehbarkeit ihrer Umgebung entwickeln,
● sind Arbeitsaufgaben so organisiert,
Werkzeuge so gestaltet, Wissen so
vorhanden, dass die Arbeitsaufgaben
bewältigt werden können, dann können
Mitarbeiter ein Gefühl des Vertrauens
in ihre Umgebung gewinnen,
● sind die Unternehmensziele, die Motive
und die Entwicklungsperspektiven
sowohl der Unternehmung als auch
des Einzelnen erkennbar, dann können
Mitarbeiter ihre persönlichen Ziele mit
denen des Unternehmens in Beziehung
setzen und einen Sinn für ihr eigenes
Tun feststellen.
Eine menschengerechte Arbeitsgestaltung beinhaltet, Gesundheitsgefahren
in Arbeitssystemen frühzeitig zu erkennen
und durch gestalterische Maßnahmen
zu beseitigen bzw. zu mindern und die
Gesundheit zu fördern.
Arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren sind Zustände, Ereignisse und Einwirkungen bei der Arbeit und/oder
in der Arbeitsumwelt, die Gesundheitsstörungen nachvollziehbar verursachen, begünstigen oder die Gesundheit in sonstiger Weise nachteilig
beeinflussen können (ARGE Metall
1998).
11
Die Tatsache, dass außerberufliche
Ursachen beteiligt sind oder im Vordergrund stehen, schließt die Annahme
einer arbeitsbedingten Erkrankung nicht
grundsätzlich aus.
Im Gegensatz dazu ist eine Berufskrankheit ausschließlich arbeitsbedingt.
Für die Anerkennung einer Berufskrankheit ist ein bestimmtes Maß an schädigender Einwirkung im Beruf und eine
definierte körperliche Schädigung Voraussetzung.
Eine Berufskrankheit ist eine Krankheit,
die nach den Erkenntnissen der medizinischen Wissenschaft durch besondere Einwirkungen verursacht ist, denen
bestimmte Personengruppen durch
die Arbeit in erheblich höherem Maße
als die übrige Bevölkerung ausgesetzt
sind.
Möglichkeiten zur Gesundheitsförderung
(nach /19/):
● Belastungsmindernde Gestaltung
von Arbeitsmitteln
– Ergonomische Grundregeln
● Arbeitsorganisatorische Gestaltung
– Handlungs- und Entscheidungsspielräume, Mischarbeit, Anreicherung der Arbeitsinhalte, Transparenz der Abläufe, Arbeitszeit
und Pausenregelung, Störfreiheit
● Sozialbeziehungen
– Verbesserung der Kommunikation,
Problemlösungsmechanismen,
flache Hierarchien, Ausgeglichenheit
von Leistung und Gratifikation
12
● Individuelle Anpassung
– Einweisung und Unterweisung,
Funktionsgymnastik, Training,
Flexibilitätstraining, Weiterbildung
● Präventiv unterstützende Umwelt
– Klagen ernst nehmen,
Schonarbeitsplätze auf Zeit
1.5 Ergonomie und
Wirtschaftlichkeit
Eine menschengerechte Arbeitsgestaltung ist immer auch wirtschaftlich.
Sie führt zu einer Steigerung von Produktivität, Motivation und Wettbewerbsstärke (Bild 1-4). In dieser vorwärts
gerichteten Betrachtungsweise liegen
die wesentlichen ökonomischen Potenziale.
Grundsätzlich ist belegbar:
● Menschengerecht gestaltete
Arbeitsplätze können die Leistung
deutlich erhöhen.
● Die Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter wird nicht durch schlechte
Arbeitsmittel und Organisationsmängel verbraucht, sondern kann
über den ganzen Arbeitstag zur
Produktion genutzt werden.
Aufwendungen zur menschengerechten
Gestaltung stehen als Investitionen immer
in Konkurrenz mit anderen Ausgabeerfordernissen des Unternehmens. Bei
der Entscheidung stehen die Vorschriftenlage und der Nachweis eines wirtschaftlichen Nutzens im Mittelpunkt.
Bild 1-4: Positive Auswirkungen einer menschengerechten Gestaltung ergeben sich sowohl für
das Unternehmen als auch für die Beschäftigten
Nutzen für das Unternehmen
es nehmen zu
es nehmen ab
● Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter
● Unfallhäufigkeit
● Qualität der Erzeugnisse und Leistungen
● arbeitsbedingte Erkrankungen
● Marktchancen und Image
des Unternehmens
● Trainings- und Ausbildungsaufwand
● Ausschussquote
Nutzen für die Beschäftigten
● Reduzierung der physischen und psychischen Belastungen
● Erlangen einer schnelleren und präziseren Handlungskompetenz beim
Bedienen und Führen
● Erschließung von Leistungsreserven
● Motivation durch eigenen Erfolg
● Gesundheits- und Persönlichkeitsförderung
Es ist leider selten auf einfache Weise
möglich, den positiven Nutzen einer Maßnahme nachzuweisen, wenn sie nicht
direkt eine Produktivitätserhöhung bewirkt. Da es sich im Arbeitsschutz oft um
nicht stattgefundene Ereignisse, beispielsweise nicht aufgetretene Ausfalltage handelt, kann eine Effizienzerfassung nur
durch Einbeziehung dieser Faktoren in die
Kostenrechnung erfolgen.
Auch durch den Abbau arbeitsbedingter
Gesundheitsgefahren lassen sich positive
ökonomische Effekte erzielen. Der Nachweis der Senkung von Fehltagen durch
arbeitsbedingte oder mitbedingte Erkrankungen ist eine häufig verwendete Methode. Nicht ausdrücken lässt sich der Gewinn an Lebensqualität und Motivation.
Beispielsweise ist es bei Einlege- und
Abnahmearbeitsplätzen realistisch, wenn
etwa die Hälfte der geschätzten Fehltage
den dabei auftretenden Belastungen
zugeordnet wird. Ursachen sind u. a.
ungünstiges Heben, ständiges und zu
13
tiefes Bücken, Drehbewegungen der
Wirbelsäule, unsymmetrische Belastung
des Körpers oder weites Vorbeugen.
schnell amortisiert, insbesondere dann,
wenn er im Schichtbetrieb von mehreren
Mitarbeitern verwendet wird.
Geeignete Hilfsmittel, wie Hub- und
Kippeinrichtungen, sind höhenverstellbar
und kippbar, sowohl robust als auch
sehr flach zum Unterfahren von Paletten
gestaltet. Fahrbare Ausführungen verhindern das lästige Bücken an Sitzund Steharbeitsplätzen, die nur gelegentlich benutzt werden.
Ein zusätzlicher Gewinn durch ergonomische Arbeitsplatzgestaltung muss
auch im damit verbundenen verbesserten „Betriebsklima“ gesehen werden;
auch dieses kann sich auszahlen.
Hubtische mit Federkraft und Drehauflage eignen sich insbesondere, wenn
gleich schwere Teillasten gestapelt oder
abgenommen werden müssen (Bild 1-6).
Setzt man die Kosten für einen Fehltag z. B. mit 250 Euro an, dann hat sich
ein Scherenhubwagen für 2500 Euro
Spüren Beschäftigte Zuwendung und Aktivitäten zur Verbesserung ihrer Situation,
kann sich das über die erhöhte Motivation
direkt auf die Leistung auswirken.
Auch neue Geräte und Maschinen müssen mitunter erst ergänzt werden, um
menschengerechtes Arbeiten zu ermöglichen. Nachträgliche Verbesserungen
sind „Reparaturergonomie“ und führen zu
höheren Kosten (Bild 1-5).
Bild 1-5:
Kosten ergonomischer
Maßnahmen in verschiedenen Stadien der Projektausführung
14
Bild 1-6: Beispiele für Hubgeräte und Handhabetechnik zur Belastungsminderung (Fotos: Bartels)
15
2 Leistungsvoraussetzungen des Menschen
Grundsätzlich gilt die Forderung, die
Arbeit, und damit das gesamte Arbeitssystem, dem Menschen anzupassen. Es
geht nicht darum, Mitarbeiter zu finden,
die extreme Anforderungen erfüllen, sondern eine Aufgabe so zu gestalten,
dass viele Mitarbeiter sie erfüllen können.
Kein Mensch gleicht jedoch dem anderen. Alter, Geschlecht, Veranlagung, Fähigkeiten, körperliches Wachstum und
viele weitere Eigenschaften sind verschieden. Zu den Abweichungen von
Mensch zu Mensch kommt hinzu, dass
sich jeder im Laufe seines Arbeitslebens
in seiner Leistungsfähigkeit verändert
(Bild 2-1).
Die wichtigsten Eigenschaften werden im
Folgenden erläutert:
● Variabilität physischer
und psychischer Eigenschaften,
● Einfluss des Lebensalters,
● Einfluss des Geschlechtes und
● Einfluss der Tageszeit.
Bild 2-1: Struktur und Beeinflussbarkeit menschlicher Eigenschaften,
Fähigkeiten und Merkmale (nach /17/)
bevorzugt durch
Personenauswahl beeinflussbar
Konstitutionsmerkmale
auch durch Arbeitsgestaltung beeinflussbar
Dispositionsmerkmale
Qualifikationsmerkmale
Anpassungsmerkmale
im
Lebenszyklus
unveränderlich
direkter
Einflussnahme
unzugänglich, aber
veränderlich
durch
langfristige Prozesse veränderbar
durch
Eingriffe kurzfristig
veränderbar
Geschlecht
Alter
Erfahrungen
Beanspruchung
Körperbau
Körpergewicht
Fähigkeiten
Ermüdung
Erbanlagen
Gesundheitszustand
Fertigkeiten
Stimmung
Bildung
Motivation
Wissen
Konzentration
ethnische Herkunft
physiologische
Leistungsbereitschaft
16
hernd symmetrische Normalverteilung.
Diese findet sich nicht nur bei den Körpermaßen des Menschen, sondern auch
bei Körperkräften und Sinnesleistungen,
wie dem Sehvermögen und dem Reaktionsvermögen.
2.1 Die Variabilität menschlicher Eigenschaften
Physische und psychische Eigenschaften des Menschen unterliegen,
wie für biologische Systeme typisch,
einer Variabilität oder Verteilung.
In einer Stichprobe von 250 zufällig ausgewählten Personen ergibt sich im vorliegenden Fall eine fast symmetrische
Normalverteilung (Bild 2-2). Wird eine kleinere Gruppe betrachtet, ergeben sich häufig Abweichungen. Eine Abweichung ist
immer dann zu erwarten, wenn die untersuchte Gruppe – z. B. bei Alter und
Geschlecht – nicht dem Durchschnitt in
der Bevölkerung entspricht.
Beispielhaft ist die Verteilung von Körpergrößen in einem Diagramm dargestellt. Die
meisten Personen haben Körpergrößen,
die sich in der Nähe des Mittelwertes konzentrieren. Die Häufigkeit nimmt mit wachsendem Abstand
vom Mittelwert schnell ab und nähert sich
dann nur langsam dem Wert Null. In vielen
Fällen handelt es sich um eine annä-
Bild 2-2: Darstellung der Variabilität menschlicher Körpermaße am Beispiel von Körpergrößen
Mittelwert
50
45
42
30
28
18
15
Stichprobe n = 250
9
7
2
1
150
160
170
180
190
Stichprobe n =
60
Körpergröße in cm
90 %-Bereich
17
Der Bereich um den Mittelwert, in den
90 % aller Werte fallen, hat bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen eine besondere Bedeutung. Es ist Standard, Arbeitsplätze so einzurichten, dass sie
für mindestens 90 % der zu erwartenden
Beschäftigten nutzbar bzw. akzeptabel
sind. Dazu sind Verstellmöglichkeiten,
z. B. bei Tischen und Sitzen oder zusätzliche Hilfsmittel, wie Podeste und
Fußstützen, erforderlich. Für besonders
große und besonders kleine Personen
wird in der Regel eine individuelle Sonderlösung notwendig.
2.2 Altersabhängigkeit
Die Altersstruktur in Deutschland unterliegt seit Jahrzehnten einem Wandel.
Sinkende Geburtenraten und eine Steigerung der Lebensdauer werden mittelbis langfristig zu einer erheblichen Veränderung der Altersstrukturen führen (Bilder
2-3 und 2-4).
Bild 2-3: Altersverteilung in der deutschen Bevölkerung
am 01.12.1910
am 01.01.1999 und am 01.01.2050
Alter in Jahren
100
Alter in Jahren
100
95
Männer
Frauen
95
Männer
90
90
85
85
80
80
75
75
70
70
65
65
60
60
55
55
01.01.1999
50
0
01.01.1999
50
45
45
40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
1000 800 600 400 200
Tausend Personen
Frauen
0
0
200
400 600 800 1000
Tausend Personen
1000 800 600 400
Tausend Personen
200
0
0
200
400 600 800 1000
Tausend Personen
Statistisches Bundesamt 2000-15-0346
18
Bild 2-4: Im Arbeitsprozess typische Veränderungen bei älter werdenden Menschen (nach /1/)
es nehmen zu
es nehmen ab
● Geübtheit sowie Arbeits- und
Berufserfahrung
● Muskelkraft und
körperliche Leistungsfähigkeit
● Gesprächs- und Urteilsfähigkeit
● Fähigkeiten der Sinnesorgane
● Fähigkeiten im Umgang mit Menschen
● Reaktionsgeschwindigkeit
● Zuverlässigkeit und
Verantwortungsbewusstsein
● Qualitätsbewusstsein
● Risikobereitschaft
● Merkfähigkeit
● Betriebstreue
● Lernfähigkeit für
abstrakte Zusammenhänge
● Bewältigung von Stress und Hektik
● Aktualität der Ausbildung
● Lernfähigkeit für strukturierte,
mit Bekanntem assoziierbare
Zusammenhänge
Der demographische Wandel bringt eine
deutliche Alterung der Erwerbsbevölkerung sowie eine kontinuierliche Abnahme
der Anzahl jüngerer Erwerbstätiger mit
sich. In Zukunft werden die Erwerbstätigen über 45 Jahre einen deutlich größeren
Anteil der Beschäftigten ausmachen. Vor
diesem Hintergrund sind Engpässe, die
sich schon heute bei der Gewinnung von
qualifiziertem betrieblichen Nachwuchs
zeigen, zu erwarten. Aus Gründen der Veränderungen in der Altersstruktur wird es
bereits mittelfristig erforderlich sein, mehr
Arbeitsplätze auch für eine ältere Belegschaft zu konzipieren.
Langzeituntersuchungen zur Förderung
der altersgerechten Beschäftigung
haben gezeigt, dass die Leistungsfähigkeit der Beschäftigten im Wesentlichen
von folgenden Faktoren abhängt:
● Betriebsklima,
● Gestaltung der Arbeitssysteme und
● gesundheitsförderliche Lebensweise.
Vorteilhaft ist die frühzeitige ergono-mische Gestaltung des Arbeitssystems, mit
Blick auf älter werdende Belegschaften als
alternsbegleitende Gestaltung (Bild 2-5 auf Seite 20).
19
Bild 2-5: Maßnahmen alter(n)sgerechter Arbeitsgestaltung
Gestaltung
der Arbeitstätigkeit
Altersgerechte Arbeitsgestaltung
Anpassung von Arbeitsanforderungen
an das Leistungsvermögen Älterer
Aufgabenverteilung
Laufbahngestaltung
Alternsgerechte Arbeitsgestaltung
Arbeitszeitgestaltung
Erhalt und Förderung von Gesundheit,
Qualifikation und Motivation
über den gesamten Erwerbsverlauf
Alter und Sehvermögen
Im Arbeitsleben hat gut sehen zu können
eine große Bedeutung. Mit zunehmendem
Alter lässt allerdings die Elastizität der Augenlinse nach, d. h., die Entfernung, bei
der gerade noch scharf gesehen wird,
nimmt zu. Im Nahbereich entsteht ein
unscharfes Bild. Etwa ab dem 40. Lebensjahr beginnt diese so genannte „Alterssichtigkeit“. Viele Beschäftigte brauchen
dann eine Brille. Kurzsichtige benötigen
in der Regel eine Zweistärkenbrille, mit all
ihren Problemen in der Eingewöhnungsphase.
Ebenfalls mit zunehmendem Alter wird
die Pupille starrer und enger. Es gelangt
weniger Licht auf die Netzhaut. Ältere
Menschen brauchen deshalb mehr Licht
zum Verrichten von Tätigkeiten. Bei
hohem Beleuchtungsniveau ist der Unterschied des Lichtbedarfs deutlich geringer.
Ein hohes Beleuchtungsniveau wirkt
sich gleichzeitig positiv auf Sicherheit,
Leistung und Qualität aus.
20
2.3 Der Tagesgang der
Leistungsbereitschaft
Physiologische Funktionen des Menschen sind tageszeitabhängig. Dies ist
begründet im 24-stündigen Tagesrhythmus (Bild 2-6). Gleiche Arbeiten werden
deshalb zu verschiedenen Tageszeiten
als unterschiedlich beanspruchend empfunden. Arbeiten, bei denen immer die
gleiche Anforderung besteht, sind
bei Nacht anstrengender als am Tage.
Dies sollte grundsätzlich bei der Schichtgestaltung bzw. bei der Verteilung von
Aufgaben auf verschiedene Schichten
oder Tageszeiten Berücksichtigung finden.
Im modernen Arbeitsleben wird immer
mehr Flexibilität, insbesondere bei der
Gestaltung der Arbeitszeit, vorausgesetzt.
Innovative Arbeitszeitmodelle gestatten
es grundsätzlich, Wirtschaftlichkeit und
Humanität zu verbinden. Aktivitäten in
dieser Richtung berücksichtigen bis heute
noch überwiegend die Wirtschaftlichkeit.
heitliche Beeinträchtigungen auf die Dauer nicht auszuschließen.
In der Europäischen Union leisten derzeit
etwa 20 % der Beschäftigten Schichtarbeit. Die Betroffenen sind mit ihren Beschwerden oft auf sich allein gestellt.
Die meist für eine Tagschicht konzipierte
Gestaltung des Arbeitsplatzes lässt
nachts häufig zu wünschen übrig. Hinzu
kommen psychosoziale Belastungen aus
dem privaten Bereich. Die Leistungsreserven sind schneller aufgebraucht, Überforderungen zu erwarten und gesund-
In Schichtsystemen entstehende Probleme sind auch durch Unterschiede zwischen betroffenen Personen, den
so genannten Morgen- und Abendtypen erklärbar. Morgentypen entwickeln
bei Nachtarbeit und Abendtypen
bei Frühschichten erhebliche Schlafdefizite.
Fehlerzahl
Frühschicht
6000
Mittagsschicht
Nachtschicht
5000
tatsächliche Fehlerzahl
wahrscheinlich mittlere Fehlerzahl
bei zufälliger Verteilung der etwa
75000 Einzelwerte
3000
angenommene
Ausgleichskurve
2000
Durch Umkehrung der Ausgleichskurve abgeleiteter
Verlauf der „physiologischen Leistungsbereitschaft“
besser
als im Mittel
Mittel
schlechter
als im Mittel
6
10
14
18
22
2
6
Uhrzeit
Bild 2-6:
Die biologische Leistungskurve (unten) hat im Tagesgang einen typischen Verlauf
mit einem Maximum am Vormittag und einem ausgeprägten Minimum in den Nachtstunden. Diese aus dem
täglichen Leben bekannte
Tatsache wurde erstmalig an
der Fehlerzahl beim Ablesen
von Zählerständen (oben)
wissenschaftlich nachgewiesen und hat sich in
weiteren Untersuchungen
bestätigt (nach /1/)
21
2.4 Einfluss des Geschlechtes
Der Einfluss des Geschlechtes in der modernen Berufsarbeit wird häufig überschätzt. Die historisch gewachsenen
Strukturen und Rollenverständnisse bei
der Berufstätigkeit verändern sich ebenfalls nur langsam. Dieser Prozess wird
durch die Gleichstellung von Mann und
Frau im modernen europäischen Recht
unterstützt. Viele Frauen wollen heute
auch außerhalb der frauentypischen Berufe Karriere machen. Studien haben gezeigt, dass dabei immer mehr berufstätige Frauen unter den früher als typisch
männlich geltenden stressbedingten Problemen und Beschwerden aus dem Berufsleben leiden, wie Herzproblemen.
Menschengerechte Gestaltung muss die
Unterschiede bei physischen Eigenschaften berücksichtigen. Durch den Körperbau
bedingte Unterschiede finden sich vor allem bei der Körperkraft. Darum waren und
22
sind bis heute Frauen verschiedene Berufe
verschlossen. Frauen gelten als geschickter, wenn es um einfache Handarbeiten
geht. Im Gegensatz zur Körperkraft zeigt
sich, dass im Jugendalter, etwa bis zum
18. Lebensjahr, kein Unterschied der Geschicklichkeit zwischen Jungen
und Mädchen besteht. Etwa mit dem 18.
Lebensjahr zeigt sich aber eine bessere
Geschicklichkeit der Frau gegenüber der
des Mannes. Dies wird mehr auf eine entwicklungsbedingte Spezialisierung bereits
im Jugendalter zurückgeführt.
Geringere, aber nachweisbare Unterschiede finden sich im sprachlich kommunikativen Bereich, wobei Frauen
tendenziell besser abschneiden. Im Bereich der Abstraktionsfähigkeit und
des räumlichen Vorstellungsvermögens
bestehen Vorteile für Männer. Diese
psychischen Eigenschaften werden
für typische Vorlieben bei den Berufswünschen verantwortlich gemacht.
3 Die Schnittstelle Mensch-Technik
3.1 Gestaltungsschwerpunkte
Informationsaufnahme
Die Schnittstelle Mensch-Technik wird
als traditionelles Kerngebiet der Ergonomie angesehen. Sie umfasst die folgenden Schwerpunkte:
● Die Erkennbarkeit oder Wahrnehmbarkeit von dargebotenen Informationen ist durch die Gestaltung
von Anzeigen, Schriftgrößen,
Kontrasten und deren Anordnung sowie den Beleuchtungsbedingungen
zu sichern.
Räumlich ergonomische Gestaltung
● Körpermaße,
● Wesentlich ist, dass Art und Darbietung der Information das Aufnahmevermögen des Bedieners nicht überfordern.
● Körperhaltung,
● Sichtgeometrie,
● Bewegungsräume und -häufigkeiten
und
● Anpassung von Handwerkszeugen, Griffen und Bedienelementen
an die Form und Beweglichkeit der
Hand.
Kraft- und Energieaufwand
Ein erheblicher Kraftaufwand beim
Bedienen von Stellteilen an Maschinen
und Anlagen ist in immer geringerem
Umfang erforderlich. Von Bedeutung ist
der Kraftaufwand bei handwerklichen Tätigkeiten, wie Aufbau, Wartung, Instandhaltung und Demontage sowie beim
Umgang mit Lasten, die beispielsweise zu
heben, tragen, halten, zu schieben oder
zu ziehen sind.
Verstehbarkeit des Systems
● Immer wichtiger wird es, die Bedienerführung moderner Geräte,
Maschinen und Anlagen so zu gestalten, dass sie dem Vermögen
der menschlichen Informationsverarbeitung entsprechen. Bedeutsam
sind Gebrauchstauglichkeit,
Bedienbarkeit und Verstehbarkeit.
● Wesentliche Kriterien sind auch
die leichte Erlernbarkeit und eine
enge Verknüpfung von Aktion
und Reaktion beim Bedienen. Erleichtert wird dies durch gleiche Verwendung und Verständlichkeit von
Begriffen sowie durchgängig gleiche
Strukturierung.
23
Bild 3-1: Systemelemente des Arbeitssystems mit Beispielen für Gestaltungsansätze
Elemente des Arbeitssystems
Beispiele für Gestaltungsfelder
Arbeitsraum
Abmessungen
Heizung, Lüftung, Wärmedämmung
Beleuchtung
Sichtbeziehungen
Schalldämmung und -dämpfung
Arbeitsplatz
Arbeitsplatztyp
Arbeitshöhen
Beinraum
Greifraum
Sehwinkel und Sehabstand
Beleuchtung
Arbeitsmittel
Abmessungen und Gewichte
Emissionen (Lärm, Gefahrstoffe, …)
Körperhaltung
Handhabbarkeit
Hardware, Software
Arbeitsgegenstand
Abmessungen und Gewichte
Handhabbarkeit
Material
Emissionen
Arbeitsumgebung
Immissionen (Lärm, Gefahrstoffe, Klima, Beleuchtung, …)
Arbeitsorganisation
Einzel- oder Gruppenarbeit
Schichtsystem
Arbeitszeit- und Pausenregime
Arbeitsplatzwechsel
3.2 Arbeitsplatztypen
Die bei der Arbeit dominierenden
Körperhaltungen sind Stehen und Sitzen.
Für solche Arbeitsplätze gibt es in
der Literatur Bemessungsvorschläge.
24
Der Sitzarbeitsplatz ist dem Steharbeitsplatz vorzuziehen, da diese Körperhaltung energetisch weniger aufwändig ist.
Falls technologisch möglich, sollte ein
selbstgewählter Wechsel realisiert werden
können (Bild 3-2).
Man unterscheidet sechs ArbeitsplatzGrundtypen:
Typ 1
Sitz-Arbeitsplatz höhenverstellbar
Typ 2
Sitz-Arbeitsplatz nicht
höhenverstellbar (Tischhöhe angepasst an 95. Perzentil)
Typ 3
Sitz-/Steh-Arbeitsplatz
höhenverstellbar
Typ 4
Sitz-/Steh-Arbeitsplatz nicht höhenverstellbar (Tischhöhe angepasst an 95. Perzentil)
Typ 5
Steh-Arbeitsplatz höhenverstellbar
Typ 6
Steh-Arbeitsplatz nicht
höhenverstellbar (Tischhöhe angepasst an 95. Perzentil)
Typ 1
Typ 2
Typ 3
Typ 4
Typ 5
Typ 6
Bild 3-2:
Arbeitsplatzgrundtypen im Stehen
und Sitzen
25
Steharbeitsplatz
Beim Steharbeitsplatz wird die Festlegung der optimalen Arbeitshöhe
eher von der ausgeübten Tätigkeit als
von den Körpermaßen bestimmt
(Bild 3-3).
Bei Tätigkeiten mit höheren Anforderungen an die Hand- und Armkraft
bestimmt sich die Arbeitshöhe aus
der optimalen Armhaltung.
Grundregeln sind:
● Körperhaltung aufrecht,
● Oberarme senkrecht nach unten,
● rechter Winkel zwischen Ober- und Unterarm oder größer sowie
● Kopf- und Blickneigung zusammen
ca. 30 bis 35°.
Bei höheren Stehanforderungen leitet
sich die Arbeitshöhe aus dem optimalen
Sehabstand ab.
Bild 3-3: Die Arbeitshöhe im Stehen ergibt sich
aus der aufzubringenden Kraft und den Sehanforderungen
26
Sitzarbeitsplatz
Zu beachtende Grundregeln sind:
Die Gestaltung und Einrichtung eines
Sitzarbeitsplatzes muss die Voraussetzungen dafür schaffen, dass ein gutes
Sitzen und Sehen möglich ist.
● Oberkörper aufrecht,
Insbesondere ist Fehlbeanspruchungen
des Nackens, des Schultergürtels und
des Rückens vorzubeugen. Außerdem
sind Zwangshaltungen durch ausreichende Freiräume für Arm- und Beinbewegungen zu vermeiden (Bild 3-4).
● Oberarme senkrecht,
● Unterarme waagerecht,
● Blickwinkel ca. 40° nach unten,
● Oberschenkel waagerecht,
● Unterschenkel senkrecht sowie
● flächiger Bodenkontakt der
Füße.
Bild 3-4: Beispiel für Arbeitsplatzmaße bei einer Arbeitsstellenhöhe über Tisch von 150 mm
und einem Konstruktionsmaß (hier die Tischplattenstärke) von 30 mm für einen kombinierten Sitzund Steharbeitsplatz nach DIN 33406
27
Statisches Sitzen kann zu einer Dauerbelastung der Wirbelsäule führen.
Besser ist so genanntes „dynamisches
Sitzen“, d. h. wechselnde Sitzhaltung.
Tätigkeiten, die ganztägig im Sitzen ausgeführt werden, sind aus ergonomischer
Sicht zu vermeiden.
Anzustreben sind vielmehr Tätigkeiten,
bei denen Sitzen, Stehen und Gehen
wechseln.
Arbeitsstuhl
Für alle Arbeiten, die ganz oder teilweise
im Sitzen verrichtet werden können,
müssen Sitzgelegenheiten vorhanden
sein. Hierfür sind Arbeitsstühle nach
DIN 68877 geeignet.
Das sind höhenverstellbare Sitzmöbel
mit drehbarem Unterteil, deren Konstruktion verschiedene Tätigkeiten
in unterschiedlicher Sitzhöhe ermöglicht
(Bilder 3-5 und 3-6).
Bild 3-5: Empfohlen wird nicht statisches, sondern dynamisches Sitzen. Dabei werden
im Sitzen verschiedene Haltungen, z. B. vorgebeugt, gerade oder zurückgelehnt, abwechselnd
eingenommen. Hierfür sollten die Stühle entsprechende Voraussetzungen bieten (Bilder: Bimos)
28
Bild 3-6:
Einsatz eines höhenverstellbaren Arbeitsstuhles nach
DIN 68877 mit Aufstieghilfe und
Fußstütze
3.3 Körpermaße
Für die räumliche Gestaltung von Arbeitsplätzen und Betriebsmitteln müssen als
erstes Kriterium die Körpermaße der dort
arbeitenden Person bekannt sein.
Die in DIN 33402-2 „Ergonomie –
Körpermaße des Menschen; Werte“
(Dezember 2005) wiedergegebenen Werte
von Körpermaßen beruhen auf statistisch
gesicherten Messungen an Personen,
die im Gebiet der Bundesrepublik
Deutschland wohnen.
Die Körpermaße stammen aus Untersuchungen in den Jahren 1999 bis 2002.
Sie sind sowohl als gemittelte Werte der
Gesamtpopulation 16 – 65 Jahre als
auch in verschiedenen Altersgruppen angegeben.
Im Vergleich zu früheren Körpermaßangaben wurden mit der aktualisierten
Werterfassung zum einen der Akzelerationsprozess (Wachstumsbeschleuni-
gung) der zurückliegenden Jahre und
zum anderen alle im Untersuchungsgebiet wohnenden Personen (Wohnbevölkerung) erfasst.
Zur Angabe der Variabilität wird der Begriff Perzentil verwendet. Der kleinere
Wert gibt das 5. Perzentil an, d. h. 5 % aller ermittelten Körpergrößen sind kleiner
als der angegebene Wert. Der höhere
Wert gibt das 95. Perzentil an, d. h. 95 %
aller ermittelten Größen sind kleiner als
der angegebene Wert.
Die angegebene Spanne umfasst 90 %
aller ermittelten Körpermaße, welche
bei der Gestaltung zu berücksichtigen
sind.
Im Interesse einer Vereinheitlichung in
Europa wird eine Definition des so
genannten „Europamenschen“ vorgeschlagen. Als 5. Perzentil wurde das der
Südeuropäer und als 95. Perzentil das
der Nordeuropäer definiert. Durch
Einbeziehung von nord- und südeuro29
päischen Bevölkerungsdaten wird die
Verteilung eine größere Breite aufweisen
(Bild 3-7). Die Angaben beziehen sich in
einigen Fällen auf abweichende Messpunkte.
3.4 Verwendung von
Körpermaßschablonen
Bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen,
Maschinen und Werkzeugen nach
ergonomischen Gesichtspunkten sind
Körpergrößenbereiche und nicht mittlere oder konkrete Körpermaße einer einzelnen Person zu berücksichtigen
(Bild 3-7).
Die Körpermaße des Menschen sind
dabei nicht als feststehende Größen zu
verwenden. Die Beweglichkeit des
Körpers und seiner Gliedmaßen ist
bei der Ermittlung der Werte nicht berücksichtigt worden. Ebenso lässt sich
aus einer Angabe, beispielsweise der
Körpergröße, nicht direkt auf die anderen Körpermaße schließen. Alle Maße
gelten für den unbekleideten Menschen.
Für Arbeits- und Schutzkleidung sind entsprechende Zuschläge erforderlich.
Bei der Einrichtung von Arbeitsplätzen
ist die Verteilung der Körpergrößen der zu
erwartenden Bediener als Maßstab anzunehmen. In der Regel wird das 5. Perzentil Frau bis zum 95. Perzentil Mann benutzt. Damit werden 90 % der erwachsenen Bevölkerung erfasst, wenn Männer
und Frauen die Arbeitsplätze besetzen.
30
Für diese Größenbereiche sind Verstellmechanismen vorzusehen. Für sicherheitskritische Einrichtungen sind mindestens das 1. und das 99. Perzentil zu
verwenden.
Ein praktisches Verfahren zur Berücksichtigung der Körpermaße beim zeichnerischen Entwurf der Arbeitsplätze war
bisher die Verwendung von Schablonen
der menschlichen Gestalt. Bekannt sind
mehrere Grundtypen, die alle die folgenden wesentlichen Vereinfachungen enthalten:
● Der Umriss der menschlichen Gestalt
besteht nur aus Geraden und Kreisbögen und schließt Arbeitskleidung und
Schuhwerk ein.
● Von der Körperhöhe sind die Körpermaße, z. B. Arm- und Beinlängen, und
die Körperumrisse abgeleitet.
● Die Gelenke werden vereinfacht
durch Drehpunkte dargestellt.
Weitere anatomische Bewegungsmöglichkeiten, z. B. des Hüft- oder
Schultergelenkes, sind nicht berücksichtigt.
Mit diesen Schablonen kann sowohl der
Konstrukteur den Menschen mit seinen
Körpermaßen in den Arbeitsplatz „hineinkonstruieren“ als auch der Anwender
überprüfen, ob sowohl kleine (5. Perzentil) als auch große Personen (95. Perzentil) an dem Arbeitsplatz tätig sein bzw.
Maschinen und Werkzeuge benutzen
können.
Bild 3-7: Körpermaße des Menschen nach DIN 33402 Teil 2 von 12/2005
und dem „Internationalen anthropometrischen Datenatlas“ der BAUA /7/
obere Zeile:
mittlere Zeile:
untere Zeile:
5. bis 95. Perzentil Männer von 18 – 65 Jahren
5. bis 95. Perzentil Frauen von 18 – 65 Jahren
5. bis 95. Perzentil Europamensch
31
Körpermaßschablonen auf der Basis der
neuen DIN 33402 Teil 2 stehen noch nicht
zur Verfügung.
Unterschiede im Verhältnis Ober- und
Unterkörper sowie durch schlanke oder
füllige Gestalt.
Der Einsatz von Körperschablonen hat
Grenzen. Menschliche Körperformen und
Proportionen haben teilweise deutliche
Die Schablonen sind für Lehr- und Demonstrationszwecke und für den Praxiseinsatz geeignet (Bilder 3-8 bis 3-10).
Bild 3-8: Verwendung von Zeichenschablonen in der Konstruktion (Foto: Bosch)
32
Bild 3-9: Anwendung der KörperumrissSchablonen nach Bosch/Jenik zur
Überprüfung der räumlichen Gestaltung
des Arbeitsplatzes nach /6/
Überprüfung eines Pressenarbeitsplatzes (stehend) für
den Körpergrößenbereich „Männer und Frauen“
1. Stellteile am Schaltschrank können von der
kleinen Frau nicht bedient werden.
2. Die Wirkstelle kann vom großen Mann in natürlich
stehender Haltung nicht eingesehen werden.
Schalter
Schaltschrank
Wirkstelle
Taster
gelb:
5. Perzentil Frau
rosa:
95. Perzentil Mann
1000
Professionelle Anwender greifen zunehmend auf computergestützte
Methoden unterschiedlichster Ausführung zurück (Bilder 3-11 und 3-12
auf Seite 34).
Dabei gewinnen dreidimensionale Menschendarstellungen als Computermodelle an Bedeutung. Die interaktive dreidimensionale Simulation, auch virtuelle
Realität oder VR genannt, erlaubt es,
im Computer Prototypen zu simulieren,
die das gleiche Verhalten zeigen wie
das reale Produkt. In der bisher am
meisten verwendeten Variante arbeitet
der Benutzer mit einer Spezialbrille
aus zwei LCD-Bildschirmen, die ein
stereoskopisches Sehen ermöglichen.
Durch den räumlichen Eindruck ist
es möglich, deutlich mehr Fehler in einer
kürzeren Zeit zu finden als in der konventionellen Vorgehensweise.
Bild 3-10:
Bei der Anwendung von
Körpermaßen für die Gestaltung von Arbeitsplätzen ist
für Innenmaße, z. B. Beinräume, die Schablone des
großen Mannes und für Außenmaße zur Sicherung
der Erreichbarkeit oder der
Sehhöhe das Maß der
kleinen Frau zu verwenden.
Der nur für den mittelgroßen
Menschen gestaltete Arbeitsplatz ist für große und kleine
Personen nicht geeignet
33
Bild 3-11:
Die Verwendung von
computergestützten
Methodiken zur Planung
von Arbeitsplätzen ist bei
Herstellern von Arbeitsplatzbausätzen bereits
Standard (Foto: Bosch)
Bild 3-12:
Hoch entwickelte
Computerprogramme
verbinden Gestaltung und
Produktionsplanung
(Bild: Delmia)
34
3.5 Sehbedingungen
Etwa 80 bis 90 % unserer Sinneseindrücke nehmen wir mit dem Auge wahr.
Bei fast allen anfallenden Arbeiten
muss der Ablauf visuell gesteuert oder
kontrolliert werden. Dabei ist der Bereich
des Gesichtsfeldes, in dem bei ruhendem
Auge scharf gesehen werden kann,
vergleichsweise klein. Dies führt dazu,
dass die Sehachse durch Bewegungen
des Auges und Kopfes und auch des
Körpers insgesamt ständig neu auf
das zu erkennende Objekt eingerichtet
wird. Scharfsehen bedeutet aufgrund
der Muskeltätigkeit des Auges zusätzlich
eine energetische Beanspruchung mit
entsprechenden Ermüdungserscheinungen. Arbeitsplätze sollten so gestaltet sein, dass Augen- und Kopfbewegungen minimiert und Zwangshaltungen
vermieden werden.
bewegungen wahrgenommen werden
können.
Der Blickwinkel ergibt sich als Winkel
zwischen der Blicklinie und der
Horizontalen unter Einschluss der Kopfhaltung.
Er sollte für Sitzarbeitsplätze etwa 40°
und für Steharbeitsplätze etwa 30°
betragen. Ein zu großer Blickwinkel durch
starkes Beugen der Halswirbelsäule
kann bei langzeitiger Ausführung zu krankhaften Veränderungen führen (Bilder 3-14
bis 3-16 auf Seite 36).
Bild 3-13: Schematische Darstellung
der maximalen und optimalen Gesichts-,
Blick- und Umblickfelder
Der Sehraum wird durch die Lage der
Sehachse und die Größe des Gesichts-,
Blick- und Umblickfeldes beschrieben
(Bild 3-13).
Das Gesichtsfeld ist der Bereich des Sehraumes, in dem Objekte ohne
Kopf- und Augenbewegungen wahrgenommen werden können. Der Bereich
des Scharfsehens umfasst dabei nur
ca. 2 % um die Sehachse. Das Blickfeld
umfasst den Bereich, in dem Gegenstände bei unbewegtem Kopf und bewegten Augen fixiert werden können.
Das Umblickfeld ist der Bereich, in
dem Objekte mit Kopf- und Augen35
Bild 3-14:
Blickwinkel im Stehen
bei aufrechter und
natürlicher Kopfhaltung und
im Sitzen (nach /15/)
40∞
35∞
18
70
32∞
17
60
28∞
166
0
0
37
0
44
0
53
154
0
24
0
150
1050
Bild 3-15:
Kopfneigung, Sehabstand
und Unterarmstellung in
Abhängigkeit von der
Körpergröße bei fester
Arbeitsstellenhöhe (nach /4/)
Bild 3-16:
Das Sehen eines Nutzers
lässt sich am
Computermodell abbilden
(Bild: Delmia)
36
3.6 Wirk- und Greifräume
Der Wirkraum ist der Bewegungsraum des Menschen und seiner Gliedmaßen bei der jeweiligen Tätigkeit
(Bild 3-17).
Bei der Festlegung von Abmessungen
des Arbeitsplatzes und der unmittelbaren
Umgebung sind nicht nur der Wirkraum,
sondern auch weitere Kriterien zu berücksichtigen:
● haltungs- und tätigkeitsspezifische
Funktionsmaße des Menschen,
● allgemeine Bewegungsfreiheit,
● der Luftraum bei natürlicher Lüftung und
● das psychische Wohlbefinden.
Bild 3-17:
Richtmaße für den
Raumbedarf
37
Der Raumbedarf muss dem Menschen
angepasst sein. Ansonsten können Zwangshaltungen oder ermüdende Körperhaltungen sowie Behinderungen und Gefährdungen, aber auch psychisches Unwohlsein auftreten.
Unter Zwangshaltungen sind physiologisch ungünstige bis extreme Körperhaltungen zu verstehen, die wegen
unphysiologischer Stellung der Gelenke
und bei andauernder Ausführung zu
schneller Ermüdung oder schmerzhaften
Beschwerden führen. Beispiele sind
Überkopfarbeit, Arbeiten mit vor oder
seitlich gebeugtem oder verdrehtem
Oberkörper, vorgebeugte gedrehte Kopfhaltung u. Ä. Auch sehr langes Verharren in einer normalen Arbeitshaltung kann als Zwangshaltung empfunden werden.
Oft werden Durchgangsbreiten, Raumund Flächenbedarf für Spezialfälle in
Vorschriften separat geregelt. Diese
angegebenen Maße sind daher nur Richtwerte, wenn an anderer Stelle nichts
Spezielles gefordert wird.
Greifräume
Der Umfang des Raumes in dem der
Mensch greifen kann, ist abhängig von
der Größe der Gliedmaßen, ihren Bewegungsmöglichkeiten sowie der Körperhaltung. Die Beweglichkeit der Gliedmaßen im Greifraum ist sehr unterschiedlich. Verschiedene Stellungen der
38
Gelenke engen die Beweglichkeit ein.
Harmonische Bewegungsabläufe sind nur
in bestimmten Bewegungsräumen und
Richtungen möglich.
Die physiologisch beste Armhaltung
ist die mit senkrecht abfallendem Oberarm, wobei der Unterarm nach vorn
gerichtet leicht nach unten abfällt. Das
bedeutet, dass die Hände etwa in
Magenhöhe arbeiten. Arbeiten über Herzhöhe sollten bei länger dauernden
Tätigkeiten vermieden werden. Bei sehr
feinen Arbeiten mit kurzer Sehentfernung müssen Kompromisse zwischen der
idealen Arm- und Kopfhaltung gemacht
werden.
Die Bewegungen des menschlichen
Körpers sind insgesamt komplex und
lassen sich nicht durch eine starre Betrachtungsweise erklären. Eine Bewegung
läuft auf der Basis von Gelenkwinkelketten ab, d. h. der Mensch führt keine
Einzelbewegungen in den Gelenken,
sondern Bewegungsabläufe aus. Bei
einer größeren Bewegung, beispielsweise
beim Ablesen einer Anzeige, werden immer Kopf sowie Ober- und Unterkörper
automatisch mitbewegt (Bild 3-20 auf
Seite 40).
Bei der Gestaltung der Arbeitsplätze ist
zu beachten (Bild 3-18):
● Anzeigen, Stellteile, Werkzeuge und
Werkstücke, die häufig abzulesen
und bewegungsintensiv zu handhaben
sind, sollten in Zone 1 oder 2 angeordnet sein.
● Bewegungen außerhalb des normalen
Greifraumes, z. B. weites Reichen, sind
zu vermeiden.
● Die Muskelkräfte und die Genauigkeit
der Bewegungen sind an der Grenze
der Zonen 3 und 4 eingeschränkt.
● Für kleine, genaue Bewegungen, die
mit den Augen kontrolliert werden müssen, sollte Zone 1 bevorzugt werden,
damit zusätzliche Blickverschiebungen
vermieden werden.
● Bei der Montage von Kleinteilen
haben sich Greifbehälter in Zone 3 oder 4
bewährt.
● Der häufige Wechsel der Sehentfernung
sollte vermieden werden.
mm
400
1
200
0
2
3
4
Tischkante
200
800
600
400
200
0
200
400
600
mm
Zone 1
Zone 3
Arbeitszentrum
Einhandzone
Beide Hände arbeiten nahe
beieinander, Montageort,
Ort für Aufnahmevorrichtungen.
Zone zum Lagern von Teilen
und Werkzeugen, die mit einer
Hand oft gegriffen werden.
Zone 2
Zone 4
Erweitertes Arbeitszentrum
Erweiterte Einhandzone
Beide Hände erreichen alle
Punkte dieser Zone.
Äußerste noch nutzbare
Zone, beispielsweise für Greifbehälter.
Bild 3-18:
Grundvorstellungen über
die Maße des Greifraumes in
normaler Arbeitshöhe.
Die angegebenen Werte
sind Mittelwerte. Ein Streubereich der Körpermaße
ist zu berücksichtigen
(nach /8/)
39
Bild 3-19: Greifraumplanung am Computer
(Bild: Delmia)
3.7 Körperkräfte
Körperkräfte werden durch das Zusammenwirken von Muskeln, Skelett,
Sehnen und Bändern ausgeübt. Für
die Aufrechterhaltung von Kräften ist
eine kontinuierliche Blutzufuhr der
Muskeln wichtig. Die Körperkräfte des
Menschen sind abhängig von Alter,
Geschlecht, Körpergröße und Gewicht.
Sie sind bei 20- bis 25-jährigen Männern
am größten.
Bild 3-20: Eine Gesamtbewegung
setzt sich immer aus der Bewegung mehrerer
Körperteile zusammen
␣ = Blickfeld
␤ = Umblickfeld
␥ = Oberkörperdrehung
Die nach außen abgegebenen Kräfte
des Körpers werden durch den Energieumsatz im Muskel erzeugt (Bild 3-21).
Bei der vom Körper aufzubringenden Muskelkraft sind zwei Fälle zu unterscheiden:
● Verrichtung einer Arbeit bei
dynamischer Muskelbelastung
und
● Aufbringen einer Kraft
bei statischer Muskelbelastung.
Bei dynamischer Muskelbelastung, z. B.
Schaufelarbeit, kommt es zu stetigem
Wechsel zwischen Spannung und Entspannung des Muskels. Bei statischer
Muskelbelastung, z. B. Bohren über Kopf,
verharrt der Muskel in einem bestimmten
Spannungszustand. Die erträgliche
Haltedauer bei statischer Belastung ist
von der Belastungshöhe abhängig.
Bei statischer Muskelarbeit unterhalb
15 % der Maximalkraft tritt keine
messbare Abnahme der Muskelkraft
auf. Dieser Wert gilt als Dauerleistungsgrenze für statische Muskelarbeit.
40
Bild 3-21: Grundformen der Muskelarbeit (nach /17/)
Grundform
der Muskelarbeit
Arbeitstyp mit
Beschreibung
Beispiele
Haltungsarbeit
Halten des
Durchblutung wird
Oberkörpers beim ge- bereits bei Anspanbeugten Stehen
nung von 15 %
der maximalen Kraft
durch den
Muskelinnendruck
gedrosselt
keine Bewegung von
Gliedmaßen,
keine Kräfte auf
Werkstück, Werkzeug oder Stellteile
statische
Arbeit
Haltearbeit
keine Bewegung
von Gliedmaßen,
Kräfte auf Werkstück,
Werkzeug oder
Stellteile
Kontraktionsarbeit
Überkopfarbeit,
Tragearbeiten
dadurch starke
Beschränkung der
Arbeitsdauer
auf wenige Minuten
Gussputzen
Übergangsbereich
als Folge statischer
Kontraktionen bei geringen Bewegungsfrequenzen
Handhebelpresse,
Schere betätigen,
Maschinenbedienung
maximale Arbeitsdauer durch
Arbeitsfähigkeit
des Muskels
beschränkt
schwere dynamische
Arbeit
Schaufelarbeit
Muskelgruppen
über 1⁄7 der gesamten
Skelettmuskelmasse
Verladen
von Stückgut
Begrenzung durch
Leistungsfähigkeit
der Sauerstoffversorgung durch
Herz, Kreislauf und
Atmung
Folge statischer
Kontraktionen
einseitig dynamische
Arbeit
dynamische
Arbeit
Kennzeichen der
Beanspruchung
kleine Muskelgruppen mit
höherer Bewegungsfrequenz
41
Die Größe der abgebbaren Kraft
ist von der Körperhaltung, der Bewegungsrichtung und der Lage
des Kraftangriffspunktes abhängig
(Bild 3-22).
Regel:
Statische Muskelbelastungen
und ungünstige Körperhaltungen sind
grundsätzlich zu vermeiden.
Bild 3-22: Maximale Dauer einer statischen Muskelarbeit in Abhängigkeit vom Kraftaufwand.
Die Kraft insgesamt ist bei etwa 25-jährigen Männern am größten
42
3.8 Anzeigen und Stellteile
Anzeigen und Stellteile sind die wesentlichen Kontaktelemente des Bedieners
zu einer Maschine oder Anlage. Bei Auswahl und Gestaltung wird das System
Mensch-Technik zweckmäßigerweise
als ein geschlossenes Regelsystem be-
trachtet. Die Maschine zeigt dem Benutzer Informationen an. Dieser wirkt über
Stellteile auf die Maschine ein, die ihrerseits dem Benutzer erneut Informationen
liefert. Die DIN EN 894-1 legt allgemeine
Kriterien fest, um Fehler des Benutzers
auf ein Minimum zu reduzieren (Bild 3-23).
Dies soll insbesondere Gefährdungen so-
Bild 3-23: Gemeinsame Anforderungen an die
Gestaltung von Anzeigen und Stellteilen nach DIN EN 894-1
Aufgabenangemessenheit:
● Die Maschine darf keine unerfüllbaren Forderungen, z. B. hinsichtlich der Antwortgeschwindigkeit
und Genauigkeit, stellen.
● Der Umfang der Anforderungen ist auf ein angemessenes Maß zu beschränken, z. B. können Zeiger
von Anzeigen dazu auf eine bestimmte Richtung konzentriert werden.
● Die Anzeigen und Stellteile sind nach ihrer Wichtigkeit, Bedienreihenfolge u. a. sinnfällig anzuordnen.
● Stellteile und Anzeigen sollen entsprechend ihrer Funktion leicht unterscheidbar sein.
● Bei der Anordnung soll der funktionelle Zusammenhang leicht erkennbar sein.
Selbsterklärungsfähigkeit:
● Der Benutzer muss die Anzeigen und Stellteile mühelos erkennen und verstehen können.
● Informationen über den Systemzustand müssen ohne Störung anderer Aktivitäten verfügbar sein.
Steuerbarkeit:
● Das System muss sicher beherrschbar sein. Der Operateur darf nicht vom Eigenrhythmus
des Systems beherrscht werden.
● Notwendige Informationen müssen leicht zugänglich sein. Sicherheitsrelevante Teile
sind redundant auszuführen.
Erwartungskonformität:
● Die Grundmuster bei Bewegung und Lage der Elemente müssen den erlernten Arbeitsweisen und den
praktischen Erfahrungen entsprechen.
● Gleiche Funktionen sollen durch gleiche Anordnungen und Ausführungen erkennbar sein.
● Es muss ein widerspruchsfreies System von Codes und Symbolen verwendet werden.
Fehlerrobustheit:
● Das System sollte das Ergebnis auch bei offensichtlichen Bedienfehlern nicht infrage stellen.
● Es muss Fehler prüfen können und dem Benutzer geeignete Hilfen und Hinweise anbieten
sowie ausreichend Zeit für Korrekturen einräumen.
Anpassbarkeit und Erlernbarkeit:
● Das System muss sich an persönliche Bedürfnisse erfahrener und unerfahrener Nutzer, deren Fähigkeiten
und auch an kulturelle Unterschiede anpassen lassen.
43
wohl für den Benutzer selbst als auch für
Dritte verhindern und weitere Anforderungen erfüllen. Hierbei sind verschiedene
Betriebszustände, wie Normalbetrieb,
Wartung, Reparatur, Störfall, zu berücksichtigen.
3.8.1 Sinnfälligkeit der Anordnung
Jede Maschine, jede Anlage und jedes
Transportmittel besitzt Bedienteile oder
Bedienstände. Bei der Gestaltung
sind Grundsätze der Kompatibilität bzw.
Sinnfälligkeit zu beachten (Bilder 3-24
bis 3-27 auf Seite 46). Zum Erkennen und
Reagieren gibt es ererbte und erlernte
Verhaltensmuster, die es gestatten, die
Wahrnehmungs- und Reaktionszeiten
kurz zu halten. Bei Missachtung dieser
Prinzipien ist mit einer Verlängerung in
nicht unbeträchtlichem Umfang zu rechnen. In Stress- und Notsituationen kann
es lebensrettend sein, durch schnelles Erkennen die richtige Schalthandlung auszulösen. Im täglichen Betrieb spart es viel
Aufwand, der besser für andere Zwecke
einzusetzen ist. Kritisch ist die Gestaltung
von Bedienteilen in Fahrzeugen, da hier oft sehr kurze Reaktionszeiten gefordert sind.
3.8.2 Anzeigen
Anzeigen dienen der Kommunikation
und der Angabe von Maschinenzuständen. Wesentlich sind optische Anzeigen
für die Übermittlung von Informationen
durch
44
● Ablesen,
● Beobachten,
● Vergleichen und
● Warnen.
Bild 3-24: Grundsätzliche Kompatibilitätsregeln:
Drehen, Schalten oder Schieben nach rechts
bedeutet eine Zunahme, wobei sich die Anzeige
in gleicher Weise bewegen soll wie das Stellteil
Bild 3-25: Die Aufteilung der Stellteile auf Bedienständen
soll der zu steuernden Realität entsprechen. Schalter und Anzeigen sind einander zuzuordnen
In Verbindung mit Stellteilen dienen die
Anzeigen zum
● Regeln,
● Steuern,
● Nachführen und
● Einregulieren.
Kriterien für die Anordnung von Anzeigen
sind
● die Auffindbarkeit durch Anordnung
im Gesichtsfeld (15° Abweichung) bzw.
in einem noch geeigneten Bereich
(30° Abweichung) um die Sehachse und
● die Erkennbarkeit durch die Gestaltung
von Größe, Form, Farbe, Kontrast
sowie die Wahl geeigneter Symbole,
Zeichen- und Skalenformen.
Die DIN EN 894-2 unterscheidet optische, akustische und als Sonderform
taktile Anzeigen, wobei die Form
durch Berühren erkannt werden muss.
Akustische Anzeigen sollten sparsam, hauptsächlich für Warnzwecke,
eingesetzt werden.
Gestaltungsrichtlinien für Anzeigen
● Ablesegenauigkeit nicht größer als
erforderlich gestalten,
● zusätzliche und unnötige Informationen
vermeiden,
● Anzeige einfach und
unmissverständlich gestalten,
● bei fester Skala: Ziffern aufrecht
anordnen,
● bei bewegter Skala: Ziffern tangential
anordnen,
● Zeigerspitze und Skalenstrich
gleich stark ausführen,
● Ablesefehler durch Parallaxe bei
schräger Beobachtung vermeiden und
● Skala nicht durch Zeiger verdecken.
45
Bild 3-26: Beispiele für Skalenteilungen und Beschriftungen nach DIN EN 894-2
Bild 3-27: Richtung für die Bewegung von Zeigern nach DIN EN 894-2
3.8.3 Stellteile
Stellteile dienen zum Ein- und Ausschalten, Steuern, Regeln und Bedienen
von Maschinen, Anlagen und Appa46
raten. Sie müssen der Funktion und
Anatomie des Menschen angepasst sein.
Für kleine Stellkräfte und hohe
Stellgeschwindigkeiten eignet sich
Fingerbetätigung mittels
●
●
●
●
Bild 3-28: Ausnahme: Bei Ventilen und
Absperrvorrichtungen bedeutet Drehen nach
rechts „Drosseln“
Tastatur,
Knopf,
Schalter und
Schieber.
Für mittlere bis große Stellkräfte und
mittlere und große Stellwege eignet sich
Handbetätigung mittels
● Hebel,
● Handgriff,
● Handrad und
● Kurbel.
Für große Stellkräfte eignet sich
Fußbetätigung mittels
● Fußschalter und
● Pedal.
Die Vereinbarkeit und Sinnfälligkeit von z. B.
Stellteilbewegung und Bewegung der
Anzeige dient der Erleichterung des Anlernprozesses und der Verringerung des
Risikos von Fehlhandlungen. Deshalb
sollten sich Skala oder Zeiger des Anzeigegerätes in gleicher Richtung wie das
Stellteil bewegen.
Drehen oder
Bewegen:
dient zum:
nach rechts
➜
Anschalten
nach vorn
➜
Verstärken
nach oben
➜
Beschleunigen,
Erhöhen
Einzelheiten sind in der DIN EN 894-3
„Stellteile“ geregelt. Die Norm liefert auch
ein Auswahlverfahren, das sich an
den wichtigsten Anforderungen an handbetätigte Stellteile orientiert.
3.9 Ergonomische
Handwerkszeuge
Ergonomische Handwerkszeuge werden
durch Anpassung an die Geometrie und
Beweglichkeit der menschlichen Hand
so konstruiert, dass sie hohe Anforderungen erfüllen.
Hierbei gilt Folgendes:
● Die Anpassung an die Körpermaße
und -formen ermöglicht einen besseren
Krafteinsatz.
● Durch die Anpassung an die Beweglichkeit der Hand wird die Beanspruchung der Skelettmuskulatur vermindert.
● Ein bequemes und sicheres Halten des
Werkzeuges wird bei Beachtung der
Handstellung und einer korrekten Gewichts- und Kraftverteilung ermöglicht.
● Die Griffe geben eine sensorische
„Rückmeldung“, die ein genaueres Arbeiten und eine bessere Werkzeugführung ermöglicht.
47
Bild 3-29: Die Beweglichkeit der Hand ist in verschiedenen Richtungen unterschiedlich begrenzt
Die Entwicklung scheinbar einfacher,
allgemein verbreiteter Handwerkszeuge
kann durchaus mit einem erhöhten
Aufwand an ergonomischer Projektierung verbunden sein, wenn ein größerer
Nutzerkreis angesprochen wird
(Bilder 3-29 bis 3-31).
Für die Konstruktion und Auswahl von
Handwerkszeugen sind eine Reihe von
Gesichtspunkten zu berücksichtigen:
● Wozu soll das Handwerkszeug dienen?
● Wie oft wird es angewendet?
● Wie lange wird es angewendet?
● Wird es mit einer oder mit beiden
Händen verwendet?
● Welche Qualitätsanforderungen
bestehen an das Resultat der Arbeit?
● Soll das Werkzeug für viele oder
nur für einen Zweck verwendbar sein?
48
● Wer soll das Werkzeug anwenden?
● Wie werden derartige Handwerkszeuge
in der Regel angewendet?
● Werden Handschuhe getragen?
● Welche Positionen und Haltungen
hat der Anwender einzunehmen?
● Wie ist die Umgebung bezüglich
Temperatur, Feuchtigkeit,
Sicht, Vibrationen, Lärm und Schmutz
geartet?
Bild 3-30: Beispiel für die Griffgestaltung
einer Zange unter Berücksichtigung
der Gelenkwinkel im Handgelenk und der
Öffnungsweite
Vorzüge einer Ergo-Wasserpumpenzange
sind:
● viele Abstufungen bieten
bessere Grifföffnungspositionen,
● Knopfbedienung zur bequemen
und schnellen Einstellung,
● eingebauter Klemmschutz,
● langer Handschutz, Druck gut
verteilt und angenehm zu halten und
verbesserte
Anpassung
● optimale Maulöffnung und lange Backen schaffen Universalität,
d. h. weniger Werkzeug im Kasten.
Standardausführung
Bild 3-31: Beispiel einer Ergo-Wasserpumpenzange (Bild: Sandvik Belzer)
49
4 Arbeitsumweltfaktoren
Arbeitsumweltfaktoren sind ein Teil des
komplexen Arbeitssystems. Wesentlich
sind die folgenden:
● Arbeitsumgebung,
z. B. Klima und Beleuchtung,
● physikalische Einwirkungen, wie Lärm,
Schwingungen, Strahlungen und Felder,
● chemische Einwirkungen durch Stäube,
Gase und Dämpfe sowie auf und durch
die Haut wirkende Stoffe und
● biologische Einwirkungen
durch Mikroorganismen und Viren.
Die grundsätzliche Schutzmaßnahme
ist das Einhalten von Grenzwerten für die
Höhe der Einwirkung. In einigen Fällen,
wie bei klimatischen Einwirkungen, gibt
es Optimalbereiche, z. B. Behaglichkeitsbereiche.
Viele Grenzwerte, beispielsweise für Gefahrstoffe, waren auch in der Vergangenheit bereits durch zusätzliche
Schutzstufen, wie die Auslöseschwelle
für arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen, untersetzt.
Bild 4-1: Das Schweißen ist eine Technologie, bei der in Form von Schweißrauchen Gefahrstoffe
im Bearbeitungsprozess entstehen. Im Beispiel werden diese wirksam abgesaugt. Es treten
aber auch ungünstige Körperhaltungen und Lärm auf. Über die notwendigen Schutzmaßnahmen
informieren die BG-Informationen „Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren“
(BGI 593), „Lichtbogenschweißer“ (BGI 553) sowie „Gasschweißer“ (BGI 554)
50
Die Aktivitäten zur Vereinheitlichung des
europäischen Rechts streben grundsätzlich einen gestuften Grenzwert an (Bild 4-2).
Dabei wird als untere Stufe ein Auslösewert definiert, bis zu dessen Einwirkungshöhe eine Gefährdung ausgeschlossen
werden kann (grüner Bereich). Oberhalb
dieses Bereiches liegen Belastungen vor,
die in Abhängigkeit von den individuellen
Eigenschaften und Fähigkeiten eine Gesundheitsgefährdung darstellen (gelber Bereich). Der eigentliche Grenzwert darf in
keinem Fall überschritten werden, da Gesundheitsgefahren mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erwarten sind (roter Bereich).
Einwirkungen am Arbeitsplatz beschränken sich selten auf nur einen Gefährdungsfaktor. Die Tätigkeit eines Schweißers beinhaltet beispielsweise mehrere Belastungen, wie Schweißrauche, Funkenflug,
Lärm, ungünstige Körperhaltungen, kriti-
sche Platz-, Klima-, und Lichtverhältnisse
sowie das Tragen von Schutzausrüstungen (Bild 4-1).
Es ist daher wichtig, die Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Hierzu gehören die folgenden, die sich in der
Planungsphase oft einfach und billig
vermeiden lassen, z. B.:
● Lüftungs- und Klimaanlagen
können Probleme durch einen höheren
Lärmpegel verursachen,
● bei Glasfassaden wird die Helligkeit
der Sonneneinstrahlung mit ihrer Rückwirkung, z. B. auf Bildschirmarbeitsplätze, nicht berücksichtigt,
● die Sonneneinstrahlung
heizt Arbeitsräume unnötig auf,
● Lärmschutzwände und -kapseln stören
die Luftzirkulation,
● technische Absaugungen erzeugen
Zuglufteffekte.
Bild 4-2: Der gestaffelte Aufbau des Systems von Grenzwerten nach Richtlinien der
Europäischen Union
roter Bereich
Expositions-Grenzwert ist
der Grenzwert, der nicht
überschritten werden darf
Expositions-Auslösewert ist
der Grenzwert, bei dessen
Überschreitung Maßnahmen
erforderlich werden
Gesundheitsschäden sind zu erwarten
Maßnahmen sind dringend erforderlich
gelber Bereich
Schutzmaßnahmen und Maßnahmen
zur Expositionsminderung sind erforderlich
grüner Bereich
Es sind keine gesundheitlichen
Beeinträchtigungen zu erwarten
51
4.1 Klima
Klimatische Einflüsse gehören zur natürlichen Umwelt des Menschen. Bereits
Schwankungen durch Wetterwechsel haben Einfluss. Häufig sind Beschwerden über zu hohe oder zu niedrige Temperaturen bei Wetterwechsel, wegen
sehr trockener Luft oder Zugluft. Bei
technischen Prozessen, z. B. in der Metallurgie, treten Hitze- und, z. B. bei
der Tiefkühllagerung, Kälteeinwirkungen
auf.
Klima ist der Sammelbegriff der physikalischen Größen, die den Wärmeaustausch des Körpers mit seiner Umgebung
beeinflussen. Die Wirkung des Klimas
auf den Menschen wird bestimmt durch
die Klimagrößen
● Lufttemperatur,
● Luftfeuchtigkeit,
● Luftgeschwindigkeit und
● Strahlungstemperatur der
Umgebung
und die tätigkeits- und personenbezogenen Größen
● Arbeitsschwere,
● Bekleidung,
● Dauer der Einwirkung und
● körperliche Verfassung.
Wohlbefinden, Gesundheit und Leistungsfähigkeit des Menschen können nur
gewährleistet werden, wenn die Temperatur des Körperkernes (Kopf, Brust,
Bauchhöhle) im Bereich von 37,0 °C
52
± 0,8 °C gehalten werden kann. Deshalb
wird mehr oder weniger Wärme, die in
den Körperorganen und Muskeln erzeugt
wird, an die Umgebung abgegeben.
Entsprechend den Klimabedingungen
reguliert der Körper den Wärmeaustausch
durch Änderungen von:
● Hautdurchblutung,
● Puls- und Atemfrequenz und
● Schweißabgabe.
Auch wenn sich keine Schweißtropfen
auf der Haut bilden, gibt der Körper
durch Verdunstung von Schweiß Wärme
an die Umgebung ab (Bilder 4-3 und 4-4).
Bild 4-3: Welche Lufttemperatur als ideal
empfunden wird, hängt auch von der Bekleidung und der körperlichen Aktivität ab. Im
Beispiel wird gezeigt, wie sich die körperlichen Belastungen von 400 kJ/h im Sitzen,
750 kJ/h im Gehen und 1150 kJ/h im Steigen
in Abhängigkeit von der Bekleidung auf die
als am behaglichsten empfundene Temperatur auswirken /9/
Bild 4-4: Mechanismen der Wärmeabgabe des menschlichen Körpers
Wärmeabgabe
an die Umgebung durch:
Strahlung
Atmung
Verdunstung
Bildung von Schweißtropfen auf der Hautoberfläche.
Die zur Verdunstung der Schweißtropfen notwendige Wärme
wird der Haut
entzogen.
Konvektion
Leitung
Wärmeabgabe durch Kontakt mit anderen Körpern.
Wärmeübertragung von der
Haut an die Umgebungsluft. Erwärmte
Luft strömt ab, sodass die nachströmende Luft sich
gleichfalls erwärmen und abströmen kann.
53
kältere noch wärmere Verhältnisse
wünschen, empfinden sie das Klima
als behaglich. Hierbei sind zusätzlich die
klimatische Anpassung (Akklimatisation),
das Alter, das Geschlecht und die gesundheitliche Verfassung wichtige Einflussgrößen.
Das Klima am Arbeitsplatz lässt sich grob
in drei Bereiche einteilen:
● Kältebereich,
● Behaglichkeitsbereich (neutrales Klima)
und
● Wärme- oder Hitzebereich.
Informationen zu Hitzearbeit, einschließlich Messung und Bewertung, finden sich
u. a. in der BG-Information „Arbeiten unter Hitzebelastung“ (BGI 579) und zu
Kältearbeit in der DIN 33403 oder in /11/.
Im Sommer liegen die Behaglichkeitstemperaturen infolge der Klimaanpassung 2 bis 3 °C höher als im Winter.
Die relative Luftfeuchtigkeit soll möglichst
um 50 % liegen. Die Temperatur der
umgebenden Flächen soll höchstens
2 bis 3 °C von der Lufttemperatur abweichen. Größere Abweichungen führen
zu Unbehaglichkeit. Die angegebenen
Werte gelten für den normal bekleideten
Menschen (Bild 4-6).
4.1.1 Thermische Behaglichkeit
Der Mensch empfindet einen Klimazustand als behaglich, wenn die Wärmebilanz des Körpers ohne verstärkte Inanspruchnahme des körpereigenen Regulationssystems – Schwitzen bei Wärme, Gänsehaut bei Kälte – ausgeglichen
ist. Das heißt, wenn Personen weder
Die Beurteilung einer gegebenen Temperatur durch einen größeren Personenkreis unter Versuchsbedingungen
100
Anteile der Beurteilungen
%
80
etwas
warm
bis kalt
etwas
kühl
bis kalt
behaglich
60
40
20
0
18
20
22
24
26
28
Umgebungstemperatur
54
30
32 ∞C 34
Bild 4-5:
Individuelle Unterschiede
im thermischen Empfinden
bei Beschäftigten im Büro
(nach /9/)
temperatur wird durch verschiedene
Bekleidung und Akklimatisierung
erreicht.
zeigt charakteristische Unterschiede
(Bild 4-5). Deutlich größere Übereinstimmung mit einer gegebenen Raum-
Bild 4-6: Mindesttemperatur- und Behaglichkeitsbereiche in Abhängigkeit von der Schwere der körperlichen Arbeit
Arbeitsschwere
Mindesttemperatur °C
ArbStättRichtlinie
ASR 6/3
Behaglichkeitsbereiche
TrockenFeuchtRelative
temperatur temperatur Luftfeuchte
°C
°C
%
Mini- Maxi- Mini- Maxi- Mini- Maximum mum mum mum mum mum
Luftgeschwindigkeit m/s
Normaleffektivtemp. °C
Maximum
Mittelwert
Geistige Tätigkeit
im Sitzen,
z. B. Büroarbeit,
Überwachungstätigkeit
20
20
24
12,5 20
40
70
0,1
19
Tätigkeit im Sitzen,
leichte körperliche
Arbeit, z. B. Steuertätigkeit, Sortieren
kleiner Teile
19
19
24
11,5 20
40
70
0,1
18
Tätigkeit im Stehen,
leichte körperliche
Arbeit, z. B. Drehen,
Fräsen,
Maschinenarbeit
19
17
22
10
18,5
40
70
0,2
15,5
Tätigkeit im
Stehen, mittlere
körperliche
Arbeit,
z. B. Montage
17
15
21
7,5
17,5
30
70
0,4
14,5
Schwere körperliche Arbeit, z. B. Gussputzen, Kiesschaufeln,
Transport schwerer
Lasten von Hand
12
12
20
5
16,5
30
70
0,5
13,5
55
Allgemein ist nachgewiesen, dass
psychosoziale Faktoren den Stellenwert
des Klimas im Behaglichkeitsbereich
überlagern (nach /10/).
● Bei fehlender Selbstständigkeit in der
Tätigkeit und geringer Anforderung an
geistige Leistung steigen Beschwerden
über Befindlichkeitsstörungen.
● Personen mit einem hohen Maß an
Verantwortung äußern viel weniger Beschwerden als Personen ohne eigenen
Verantwortungsbereich.
● An Computerarbeitsplätzen mit ergonomisch negativ bewerteter Software steigt das Risiko einer Befindlichkeitsstörung.
4.1.2 Klimasummenmaße
Die Vielzahl der Einflussgrößen führt zu
Schwierigkeiten bei einer Bewertung
des Klimas. Damit das Klima mit nur wenigen Angaben beschreibbar wird, sind
Klimasummenmaße erarbeitet worden.
Die Entwicklung der Klimasummenmaße
geht auf die Erfahrung des täglichen
Lebens zurück, dass sich die Wirkungen
der einzelnen Klimagrößen auf den
Menschen gegenseitig kompensieren
können. Steigt z. B. die Lufttemperatur
eines Raumes an, in dem man sich behaglich fühlt, so bleibt eine zunehmende
Wärmeempfindung aus, wenn die Luft
gleichzeitig durch einen Ventilator stärker
bewegt wird. Entsprechend fühlt man
sich auch bei einer Lufttemperatur
unterhalb der behaglichen Werte nicht
56
unbehaglich, wenn man gleichzeitig
Strahlungswärme, z. B. von der Sonne
her, erhält.
Ein gebräuchliches Klimasummenmaß
ist z. B. die Normal-Effektiv-Temperatur.
Sie wird mit NET abgekürzt und in Grad
Celsius angegeben.
Sie fasst die Faktoren Temperatur,
Feuchtigkeit und Geschwindigkeit der
Luft in einem Wert zusammen. Bei
gleicher Normal-Effektiv-Temperatur ist
mit gleichem Klimaempfinden bei unterschiedlichen Klimafaktoren zu rechnen,
wenn, wie sehr häufig anzutreffen, die
Temperatur der umgebenden Flächen
nur unwesentlich von der Lufttemperatur
abweicht.
Einer der neueren Vorschläge, das
Klima im neutralen Bereich durch ein
Summenmaß anzugeben, ist die psychophysikalische Skala nach Prof. Fanger
/12/ und DIN EN ISO 7730. Aus sechs
Messgrößen wird ein so genannter
PMV-Index gebildet, der sich direkt in die
Zufriedenheit der Nutzer der Räume
umrechnen lässt (Bild 4-7). Auf der Basis
eines umfangreichen Datenmaterials
werden die durch einen Sensor ermittelten objektiven Klimagrößen mit den
Bekleidungs- und Aktivitätsgrößen verknüpft. Speziell entwickelte Messgeräte
gestatten es unmittelbar anzugeben,
wie viel Prozent der zu erwartenden Beschäftigten im Mittel mit einer gegebenen
Klimasituation zufrieden sind. Das Verfahren ermittelt eine objektive Bewertung
ohne psychosoziale Einflüsse.
Bild 4-7: Methodik und Gerätebeispiel für die Messung des Wärmekomforts (nach /12/)
zu erwartender prozentualer
Anteil thermisch Unzufriedener (PPD)
%
80
60
40
30
20
10
8
6
5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0
0,5
1,0
1,5
2,0 K
zu erwartende mittlere Beurteilung PMV
+ 3 Heiß
+ 2 Warm
+ 1 Leicht warm
Die
PMVSkala
Lufttemperatur
Luftfeuchtigkeit
Mittlere
Strahlungstemperatur
0 Neutral
Luftgeschwindigkeit
Gleichung
von Fanger
PMV
+ 1 Leicht kühl
Aktivität
+ 2 Kühl
Kleidungswert
+ 3 Kalt
57
4.2 Licht und Sehen
Licht gehört wie das Klima und die
Qualität der Luft zur natürlichen Umwelt
des Menschen. Es hat nicht nur direkten Einfluss auf das Sehvermögen, sondern beeinflusst auch das vegetative
Nervensystem und damit viele Lebensfunktionen des Körpers.
Die Lichtwirkungen können damit
nicht nur auf die Beleuchtungsstärke
und die Erkennbarkeit von Gegenständen und Informationen reduziert
werden.
Schon beim ersten Eindruck unterscheiden wir mehrere Lichtqualitäten.
Das strahlende Licht eines Schönwettertages hebt unser Wohlbefinden. Sind
damit allerdings stärkere Wärmeeinwirkungen oder blendende Helligkeit verbunden, wird die Anregung zur Erregung
übersteigert und trägt nicht mehr zum
Wohlbefinden bei. An einem trüben Tag
fühlen wir uns vielfach bedrückt. Wir
sind ungeduldig, unzufrieden.
Zwischen übermäßiger Helligkeit und
anhaltender Dunkelheit liegt ein Optimum. Bedeutung hat auch der Wechsel
zwischen Anregung durch die Helligkeit des Tages und die Beruhigung durch
das gedämpfte Licht der Dämmerung.
Ausgangspunkt allen Lebens ist das
Tageslicht. Auf natürliche Beleuchtung
ist der Mensch am besten eingestellt.
Tageslicht variiert aber nach Tages- und
Jahreszeit, nach Wetter und geografischer Lage. Aufgrund dieser Schwan58
kungen ist künstliches Licht in Innenräumen auch tagsüber unverzichtbar.
Tageslicht kann durch Fenster, aber
auch durch Glasdächer, Lichtkuppeln
und Lichtsysteme eingebracht werden.
Durch konstruktive Maßnahmen sind
zu vermeiden:
● Wärmeverluste durch Abstrahlung
im Winter,
● Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung im Sommer und
● Blendung durch direkte Sonneneinstrahlung.
Bild 4-8: Sonnenschutz lässt sich auch durch
vorgesetzte Bauteile erreichen, welche das
Licht durch Prismenstrukturen nicht nur
abschirmen, sondern gezielt und blendfrei
weiterleiten und verteilen (Foto: Bomin Solar)
Das Zusammenspiel von Tages- und
künstlichem Licht können Lichtmanagement-Systeme organisieren – z. B. in
der Ausführung als Konstantlichtregelung für ein gleich bleibendes Beleuchtungsniveau aus der Summe von Tagesund Kunstlicht, unabhängig davon, wie
viel von jedem gerade zur Verfügung
steht (Bilder 4-8 und 4-9).
Zur optimierten Nutzung des Tageslichts
gibt es auch Tageslichtsysteme, die
das Tageslicht kontrolliert in Innenräume
lenken, zu hohe Leuchtdichten vermeiden und die Wärmeeinstrahlung im Sommer reduzieren (Bild 4-10).
Nach der Arbeitsstättenverordnung
müssen Arbeitsräume möglichst ausreichend Tageslicht erhalten. Eine Sichtverbindung nach außen, durch Einhaltung einer Mindestfensterfläche in Verbindung mit Sonnenschutz, ist immer zu
bevorzugen.
Bei Konstruktionen mit großen Glasflächen ist auf die folgenden sicherheitstechnischen Anforderungen hinzuweisen:
● ausreichende Stabilität,
● gefahrlos zu reinigen,
● leicht von einem festen Standplatz
aus zu betätigen,
● beim Öffnen und Schließen keine
Verletzungsgefahr,
● Einrichtungen zum Schutz gegen
direkte Sonneneinstrahlung,
Bild 4-10: Prinzip eines Lichtleitsystems
Tageslichteintritt
über Dach
Bild 4-9: Industriehalle mit hohem
Lichtdachanteil
Weiterleitung durch
innen verspiegelte
Röhren
Tageslichtaustritt an der
Raumdecke
59
● gesichert gegen herabfallende
Gegenstände und
● im Brandfall nicht tropfend und keine
toxischen Gase freisetzend.
In der modernen Arbeitswelt ist das Sehen einer der am stärksten belasteten
Sinneskanäle. Einer gut gestalteten Beleuchtung kommt dabei eine besondere
Bedeutung zu. Wahrnehmung, Konzentration und Aufmerksamkeit werden
durch höhere Beleuchtungsstärken verbessert und die Leistungsbereitschaft
nimmt zu.
Die Wirkung höherer Beleuchtungsstärken ist umso größer, je höher der
Anteil der Sehanforderungen und je
schwieriger die Aufgabe ist. Durch höhere Beleuchtungsstärken können
Fehler- sowie Unfallhäufigkeit gesenkt
werden.
4.2.1 Lichttechnische Grundgrößen
Lichtstrahlung ist ein Teilbereich elektromagnetischer Wellen, der nach Eintritt
in das Auge eine Hell- oder Farbempfindung hervorruft. Sie unterscheidet sich
von Röntgenstrahlung sowie von Radar-,
Fernseh- und Radiowellen allein durch
die Wellenlänge.
Im Wellenbereich zwischen 380 nm und
780 nm ist Strahlung für das menschliche
Auge wahrnehmbar. Jede Farbe kann
einer Wellenlänge zugeordnet werden.
60
Wellenbereiche oberhalb von 780 nm
sind Wärme- oder Infrarotstrahlung und
unterhalb von 380 nm Ultraviolettstrahlung. Beide werden mit dem Auge nicht
mehr wahrgenommen.
Der Lichtstrom ist ein Maß für die von
einer Lampe ausgehende Lichtmenge.
Eine 60-Watt-Glühlampe erzeugt
einen höheren Lichtstrom als eine mit
20 Watt. Entscheidend für die Wirksamkeit ist die von einer Leuchte erzeugte
Lichtstärke in die gewünschte Richtung.
Der von einer Lichtquelle ausgehende
Lichtstrom, gemessen in Lumen, erzeugt
als wirksame Lichtstärke auf einer beleuchteten Fläche die Beleuchtungsstärke E, die in Lux (lx) gemessen wird
(Bild 4-12). Die erzeugte Beleuchtungsstärke nimmt quadratisch mit der Entfernung zur Lichtquelle ab. Das menschliche Auge kann Beleuchtungsstärken
von 0,2 Lux (klare Mondnacht) bis ca.
100 000 Lux (sonniger Sommertag) wahrnehmen. Die Beleuchtungsstärke ist für
viele technische Bereiche normiert.
Ein beleuchtetes oder selbstleuchtendes
Objekt hat eine Leuchtdichte, gemessen
in Candela/m2. Der aus dem täglichen
Sprachgebrauch bekannte Begriff „Helligkeit“ darf damit nicht verwechselt
werden. Die gleiche Leuchtdichte, z. B.
die eines brennenden Streichholzes,
wird in der Nacht viel heller empfunden
als am Tage.
Bei der Auswahl einer Lichtquelle sind
die Lichtausbeute der Lampe, gemessen
in Lumen pro Watt, der Wirkungsgrad
Bild 4-11: Auswirkungen der Beleuchtungsstärke auf Leistung, Ermüdung,
Qualität und Arbeitssicherheit (nach /13/)
Ermüdung
ige
Ar
be
ite
n
Die Zunahme
der Leistung
ist abhängig
vom Schwierigkeitsgrad
20
hw
ier
30
10
A
che
einfa
0,2
it
rbe
en
0,5
1,0
Anteil der Arbeitenden, die sich
ermüdet fühlen in %
40
sc
Steigerung der Leistung in %
Leistung
80
60
40
20
0,2
2,0 3,0
0,5
1,0
2,0 3,0
Beleuchtungsstärke in 1000 Lux
Qualität
20
Arbeitssicherheit
rbe
ite
n
40
iten
60
80
0,2
Reflexionsgrad
0,5
1,0
2,0 3,0
Ausgangswert
der Beleuchtungsstärke
Abnahme der Unfälle in %
ein
fac
he
A
e
Arb
rige
wie
sch
Abnahme der Fehler in %
Ausgangswert
der Beleuchtungsstärke
40
30
20
10
0,2
0,5
1,0
2,0 3,0
Bild 4-12:
Zusammenhänge zwischen
den Grundgrößen Lichtstrom,
Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte und Reflexionsgrad
61
der Leuchte und die erzeugte Lichtfarbe
und Qualität wichtige Größen. Die Lichtausbeute einer Glühlampe liegt bei etwa
15 und die einer Leuchtstofflampe mit
Vorschaltgerät bei etwa 50 Lumen pro
Watt. Lichtausbeute und Lichtstrom von
Lampen und Lichtstärkeverteilungen
von Leuchten werden vom Hersteller auf
Datenblättern angegeben.
4.2.2 Die Güte einer Beleuchtung
Anforderungen an eine Beleuchtungsanlage haben drei Schwerpunkte
(nach /14/):
● Sehleistung
Beleuchtungsniveau
Blendungsbegrenzung
● Sehkomfort
Leuchtdichteverteilung
Kontrastwiedergabe
Farbwiedergabe
● visuelles Ambiente
Lichtfarbe
Lichtrichtung
Schattigkeit
Die Größen Beleuchtungsniveau, Blendungsbegrenzung und Leuchtdichteverteilung sind bei der Planung und
Ausführung einer Beleuchtungsanlage
von vorrangiger Bedeutung. Wahrnehmung, Konzentration und Aufmerksamkeit werden dadurch besonders be62
einflusst. Nur bei Beachtung aller Einflussfaktoren kann eine gute Beleuchtungsqualität erreicht werden.
Beleuchtungsniveau bzw. -stärke
Mit steigender Beleuchtungsstärke
wird sowohl die Sehleistung als auch
die Aufmerksamkeit, Wachsamkeit und
Konzentration erhöht. Die Höhe der
erforderlichen Beleuchtungsstärke
für eine Tätigkeit oder Art des Raumes
richtet sich nach der Sehaufgabe
(Bild 4-13).
Die Beleuchtungsstärke in einem Raum
oder einer Raumzone ist abhängig
von der Anordnung der vorhandenen
Leuchten. Deshalb ist die Beleuchtungsstärke nicht an jeder Stelle eines Raumes
gleich groß.
Damit die Unterschiede der Beleuchtungsstärken nicht zu groß werden,
sollten die Beleuchtungsstärken an
keinem Arbeitsplatz des Raumes oder
der Raumzone kleiner als 60 % der
erforderlichen Beleuchtungsstärke
sein.
Zum gefahrlosen Verlassen von Räumen
und Arbeitsplätzen müssen bei Ausfall
der Allgemeinbeleuchtung folgende
Mindestbeleuchtungsstärken vorhanden
sein:
● Rettungswege 1 lx
● Arbeitsplätze mit besonderer
Gefährdung 0,1 x Nennbeleuchtungsstärke, mindestens 15 lx
Bild 4-13: Erforderliche Beleuchtungsstärke nach DIN EN 12464 (Beispiele)
Art des Raumes bzw. Tätigkeit (Beispiele)
Beleuchtungsstärke
in Lux (lx)
● Verkehrsflächen und Flure
● Pausenräume
● Vorrats- und Lagerräume (nicht ständig besetzt)
100
● Laderampen und Ladebereiche
● Fahrwege mit Personenverkehr
● Leitstände
150
●
●
●
●
●
●
●
grobe Montagearbeiten
Gussputzerei, Maschinenformerei, Sandaufbereitung
Verarbeiten von schweren Blechen (ab 5 mm)
Schalterräume und haustechnische Anlagen
Freiformschmieden
Kantinen, Teeküchen
Garderoben, Waschräume, Toiletten, Bäder
200
●
●
●
●
●
●
●
●
mittelfeine Montagearbeiten
Verarbeiten von leichten Blechen (bis 5 mm)
Versand- und Verpackungsbereiche
grobe und mittlere Maschinenarbeiten (Toleranzen ab 0,1 mm)
Galvanisieren
Schweißen, Gesenkschmieden, Hand- und Kernformerei
Steuerstände in Walz-, Hütten- und Stahlwerken
Produktionsanlagen mit ständigen manuellen Eingriffen
300
● feine Maschinenarbeiten, Schleifen (Toleranzen unter 0,1 mm)
● feine Montagearbeiten
● Karosseriebau und Montage
500
●
●
●
●
●
Oberflächenbearbeitung und Lackierung
sehr feine Montagearbeiten
Herstellen von Werkzeugen und Schneidwaren
Lackier-, Spritz- und Schleifkabinen im Automobilbau
Anreißen und Kontrolle
750
● Lackieren: Ausbessern und Inspektion im Automobilbau
● Werkzeug-, Lehren- und Vorrichtungsbau
● Präzisions- und Mikromechanik
1000
63
Leuchtdichteverteilung
Bild 4-15: Unterschiede in der Leuchtdichte
am Arbeitsplatz;
oben: Kontrast weich, flau, unbefriedigend
Mitte: Kontrast 1:3 bis 3:1, ausgewogen
unten: Kontrast größer als 3:1, hart
Die Leuchtdichte ist der Helligkeitseindruck einer selbstleuchtenden oder
Licht reflektierenden Fläche. Bei Licht
reflektierenden Flächen ist die Leuchtdichte abhängig von der Beleuchtungsstärke sowie vom Reflexionsgrad und Glanzgrad der Oberfläche
(Bild 4-14).
Da sich die Empfindlichkeit des
Auges entsprechend der vorhandenen
Leuchtdichten im Gesichtsfeld anpasst,
sollten die Unterschiede der Leuchtdichten im Gesichtsfeld (Kontraste)
nicht zu groß sein. Bei häufigem Wechsel zwischen sehr hellen und sehr
dunklen Flächen (große Kontraste)
wird das Auge durch ständiges Ändern
der Empfindlichkeit stark belastet
(Bild 4-15).
Deshalb sollte der Unterschied der
Leuchtdichte am Arbeitsplatz nicht größer als 3:1 und im weiteren Umfeld nicht
größer als 10:1 sein.
Raumbegrenzungsfläche
Reflexionsgrad
Decke
0,6 – 0,9
Wände
0,3 – 0,8
Boden
0,1 – 0,5
Möbel
0,2 – 0,5
Maschinen, Apparate
0,3 – 0,5
Arbeitstischoberflächen
0,2 – 0,6
64
Bild 4-14:
Empfohlene Reflexionsgrade von Flächen
in Arbeitsräumen
Große Unterschiede der Leuchtdichten
im Blickfeld führen zur Blendung. Durch
Blendung wird die Sehleistung herabgesetzt, das Wohlbefinden beeinträchtigt und die Ermüdung gefördert.
Das Blendempfinden hängt von der
Größe der leuchtenden Flächen und
dem Winkel zwischen Blickrichtung
und Blendquelle ab.
Direktblendung wird von Leuchten und
anderen Flächen mit hoher Leuchtdichte,
z. B. Sonneneinstrahlung in Fenster, verursacht. Reflexblendung entsteht durch
Spiegelung auf glänzenden Flächen,
z. B. auf Bildschirmen, Kunstdruckpapier
oder auch auf nassen Straßen.
Entsprechend der Art des Raumes
oder der Tätigkeit sind bestimmte Güten
für die Blendungsbegrenzung erforderlich.
Direktblendung lässt sich durch abgeschirmte Lampen und abgedunkelte
Fenster vermeiden.
Vor Reflexblendungen schützen die
richtige Anordnung der Leuchten im
Raum und die Verwendung matter
Oberflächen.
Leuchten sind durch Reflektoren,
Raster u. Ä. in ihrer Blendwirkung zu
begrenzen. Hierbei ist ein Mindestabschirmwinkel einzuhalten (Bild 4-16).
Bild 4-16: Zur Begrenzung der Blendung ist ein Mindestabschirmwinkel einzuhalten
Reflexblendung
α
Mindestabschirmwinkel α
α
Lampenleuchtdichte in kcd/m2
Lampentyp
20 – 50
Leuchtstofflampen (high output)
und Kompaktleuchtstofflampen
15°
50 – 100
Hochdruckentladungslampen
Glühlampen mit mattierten
Kolben
20°
über 500
Hochdruckentladungslampen
mit klarem Kolben
30°
Direktblendung
65
Lichtrichtung und Schattigkeit
Anzahl, Verteilung und Anordnung der
Leuchten im Raum bestimmen neben der
Beleuchtungsstärke auch die Lichtrichtung und die Schattigkeit. Zur guten Erkennbarkeit von Körpern und ihrer Flächen im Raum muss eine ausreichende
Schattenwirkung durch die Lichtquellen
erzielt werden.
Indirekte Beleuchtung kann wegen ihrer
Schattenarmut ebenso unangenehm
empfunden werden, wie direkte Beleuch-
tung mit z. B. nur einer Lichtquelle
und harten Schlagschatten (Bilder 4-17
und 4-18).
Anzustreben sind ausgewogene Schatten
mit weichen Rändern. Dabei sollte der
Hauptanteil des Lichtes wie bei natürlichem Licht seitlich von oben einfallen.
Ein geringerer Teil sollte durch Wand- und
Deckenreflexion indirekt erzeugt werden.
Nur für Sonderfälle, z. B. Fehlerkontrolle
auf Gewebestrukturen, ist stark gerichtetes
Licht mit harten Schatten erforderlich.
Bild 4-17: Starke Schattenwirkung durch schräg von oben einfallendes Licht
Bild 4-18: Geringe Schattenwirkung durch stark diffuses Licht
66
Farbwiedergabe und Lichtfarbe
Natürliches Licht enthält Anteile verschiedener Wellenlängen, die, wie
beim Regenbogen, nach Durchgang
durch ein Prisma als Farben sichtbar werden.
Das Licht künstlicher Lichtquellen
weicht in seiner Farbzusammensetzung
von der des Sonnenlichtes ab. Je nachdem, welche Farbanteile überwiegen,
wirkt weißes Licht der Glühlampe gelblich-warm oder der Quecksilberdampfhochdrucklampe bläulich-kalt.
Für Büroräume, Produktionsstätten,
Räume zur Erholung und Entspannung
wird warmweiße Beleuchtung, für Farbprüfung und Qualitätskontrolle mit hohen
Nennbeleuchtungsstärken tageslichtweiße Beleuchtung bevorzugt.
Die Lichtfarbe und die Farbzusammensetzung des weißen Lichtes beeinflussen
nicht nur seine psychische Wirkung,
z. B. Entspannung oder Aufmerksamkeit,
sondern auch die Farbwiedergabe.
Eine rote Fläche wird als „rot“ erkannt,
weil nur diese Wellenlänge reflektiert
und alle übrigen absorbiert werden. Enthält die Lichtquelle aber nur einen geringen Rotanteil, kann auch nur wenig
Rot reflektiert werden.
Das farbige Aussehen beleuchteter Gegenstände ist damit abhängig von ihren
Körperfarben und den Farbwiedergabeeigenschaften der Lampen (Bild 4-19).
Bild 4-19: Der Farbeindruck bei Beleuchtung durch verschiedene Lampentypen
Glühlampe
Leuchtstofflampe
Quecksilberdampfhochdrucklampe
Natriumdampfhochdrucklampe
67
Die Farbigkeit eines Raumes hat vielfältige Rückwirkungen auf die Nutzer
(Bilder 4-20 und 4-21).
bestehen. Bei größeren Flächen ist zu
beachten, dass keine starken Helligkeitskontraste auftreten und keine leuchtenden Farben eingesetzt werden.
Helle Farben wirken leicht, freundlich,
aufheiternd. Sie verbreiten mehr Licht
und hellen die Räume auf. Dunkle Farben
wirken bedrückend und entmutigend.
Bei Arbeitsgut aus Material von Ockerbis Brauntönen ist z. B. eine Unterlage
von mattgrüner, hellwassergrüner
oder mattbläulicher Farbe zu empfehlen.
Monotone Arbeit erfordert einige
anregende Farbelemente, z. B. an Säulen,
Türen oder Trennwänden.
Wichtige Griffe, Hebel o. Ä. sollten mit
hervorstechenden Farben als Blickfang
gestaltet werden. Ein solches Maschinenteil ist besser sichtbar, die Zeit zur
Erfassung einer Sehaufgabe wird verkürzt, eine Ablenkung durch Suchen vermindert.
4.2.3 Farbgebung im Arbeitsraum
Bei hohen Anforderungen an die Konzentration müssen Ablenkungen und
Beunruhigung vermieden werden.
Es sollten hier helle, unauffällige Farben
verwendet werden.
Zum Erleichtern der Orientierung und
zum visuellen Erfassen des Arbeitsgutes
sollte zur Umgebung ein Farbkontrast
Eine Beschränkung auf 3 bis max. 5
Blickfänge an einem Arbeitsplatz ist zu
empfehlen. Der größte Kontrast wird
zwischen gelb und schwarz erzielt.
Bild 4-20: Psychologische Wirkung von Farben
Farbe
68
Distanzwirkung
Temperaturwirkung
Psychische Stimmung
Enfernung
kalt
beruhigend
Entfernung
sehr kalt
bis neutral
sehr beruhigend
Nähe
warm
sehr aufreizend
beunruhigend
sehr nahe
sehr warm
anregend
Nähe
sehr warm
anregend
sehr nahe
einengend
neutral
anregend
sehr nahe
kalt
aggressiv, beunruhigend,
entmutigend
Bild 4-21: Farbliche Abstimmung einer Werkhalle und der Betriebseinrichtungen
69
4.3 Lärm
Lärm ist Schall (Geräusch) der stören, belästigen, die Gesundheit schädigen oder
zu Unfallgefahren führen kann. Die am
meisten beachtete Auswirkung von Lärm ist
der bleibende Gehörschaden. In Deutschland steht die Lärmschwerhörigkeit mit
deutlichem Abstand zu allen anderen anerkannten Berufskrankheiten an erster Stelle.
Die Lärmschwerhörigkeit ist nicht heilbar.
Eine Gewöhnung an Lärm gibt es nicht.
Da sich der messbare Schalldruck über
einen sehr großen Bereich erstreckt, wird
der Lärm durch ein logarithmisches Maß
in Dezibel (dB) angegeben. Der Mensch
empfindet bei konstantem Schalldruck
hohe Töne lauter als tiefe. Soll das Ergebnis von Geräuschmessungen dem Empfinden des menschlichen Ohres entsprechen,
müssen die Tonhöhen und damit die Frequenzen entsprechend bewertet werden.
Dies geschieht in den Schallpegelmessgeräten durch genormte elektronische
Filter. Im Arbeitsschutz wird vornehmlich
das A-Filter verwendet. Der Schalldruckpegel wird dann als A-bewertet und in
dB(A) angegeben (Bilder 4-23 und 4-24).
Bei langjähriger Lärmeinwirkung ab 85 dB(A)
besteht ein erhöhtes Gehörschadensrisiko. Teilweise wird eine solche Schädigung schon ab 80 dB(A) beobachtet.
Gefährdungen durch Lärm betreffen nicht
nur Schädigungen des Hörorgans, die zu
einem Gehörschaden führen, sondern auch
die nicht über das Gehör wirkenden, als
extraaurale Wirkungen bezeichneten, Reaktionen des menschlichen Organismus.
70
Dies betrifft vegetative, d. h. physiologische Reaktionen verschiedener Organsysteme bei Schallpegeln ab etwa 60 dB(A)
und psychische Wirkungen ab etwa
30 dB(A), wobei auf dem Umweg über das
Bewusstsein schon hier physiologische
Rückwirkungen möglich sind. Dass Lärm
am Arbeitsplatz als ein Risikofaktor
die Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen begünstigt, erscheint derzeit
wahrscheinlich (Bild 4-22).
Bild 4-22: Übersicht zu den extraauralen
Lärmwirkungen
Psychische Wirkungen in Form von:
● innerer Anspannung
● Reizbarkeit bis Aggressivität
● Konzentrationsstörungen
● Nervosität
Vegetative Reaktionen wie:
● vermehrte Ausschüttung von
Stresshormonen
● Veränderung der Herzschlagfrequenz,
Steigerung des Blutdrucks
● Anspannung der Muskulatur
● Reduzierung der Magen- und
Darmaktivität
● schlechte Tiefensehschärfe und
schlechtes räumliches Sehen,
Gesichtsfeldeinengung
● verzögerte Signalverarbeitung
im Gehirn
Leistungsminderungen durch:
● Herabsetzung der Aufmerksamkeit
und Konzentration
● Verlangsamung von Denkprozessen
● Verminderung des Handgeschicks
● Verminderung der Reaktionsleistung
Bild 4-23: Beispiele unterschiedlicher
Schalldruckpegel (Bild Fa. Bilsom)
Lärm lässt sich mit kleinen handlichen
Schallpegelmessern leicht überschlägig
ermitteln. Möglich ist eine orts- oder personenbezogene Messung und Beurteilung,
sodass den individuellen Belastungen
Rechnung getragen werden kann.
Die Messung und Beurteilung des Lärms
erfolgt für repräsentative Zeitabschnitte
und Arbeitsabläufe. Die Einwirkdauer
und die Intensität der Geräusche werden
berücksichtigt. Aus diesen Größen wird
der energieäquivalente Dauerschallpegel
bezogen auf eine Arbeitsschicht von
8 Stunden ermittelt und als Tages-Lärmexpositionspegel (LEX, 8h) bezeichnet.
Faustregel:
3 dB(A) Zunahme bedeutet Verdopplung
der Gehörgefährdung
3 dB(A) Abnahme bedeutet Halbierung der
Gehörgefährdung
Bild 4-24: Die Berücksichtigung des logarithmischen Maßes führt dazu, dass die Halbierung der Einwirkzeit in Verbindung mit der Pegelerhöhung von 3 dB den gleichen energieäquivalenten Dauerschallpegel
(d. h. gleicher Energieinhalt des Dauerschallpegels) ergibt. Es zeigt sich, dass auch schon eine vergleichsweise kurze Einwirkzeit eines hohen Schalldruckpegels zu einer Gehörgefährdung werden kann
Einwirkzeit
Energieäquivalenter
Dauerschallpegel über 8 h
(Tages-Lärmexpositionspegel) in dB(A)
85
8h
85
88
4h
85
91
2h
85
94
1h
85
97
30 min
85
100
15 min
85
103
7,5 min
85
Schalldruckpegel in dB(A)
71
Um den negativen Auswirkungen des
Lärms zu begegnen, wurden verschiedene Vorschriften für den Arbeitsschutz
und zum Schutz Dritter (Nachbarschaft)
erlassen. Danach sind Grenzwerte der
Lärmeinwirkung am Arbeitsplatz, aber
auch der Lärmemission einzuhalten.
Zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen ihrer Gesundheit und Sicherheit durch Lärm bei der Arbeit gilt die
Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV). Sie
ist die Umsetzung der RL 2003/10/EG in
nationales Recht (Bild 4-25).
Die Arbeitsstättenverordnung fordert im
Anhang, in Arbeitsstätten den Schallpegel
so niedrig zu halten, wie es nach Art des
Betriebes möglich ist. Der Beurteilungs-
pegeldarf höchstens 85 dB(A) betragen.
Ist dieser nach der betieblich möglichen
Lärmminderung nicht einzuhalten, darf
er bis zu 5 dB(A) überschritten werden
(Bild 4-26).
Bild 4-26: Höchstzulässige Tages-Lärmexpositionspegel an Arbeitsplätzen nach VDI 2058
Blatt 3 – Beurteilung von Lärm unter Berücksichtigung unterschiedlicher Tätigkeiten –
Tätigkeit
Tages-Lärmexpositionspegel
Überwiegend
geistige Tätigkeit
höchstens
55 dB(A)
Einfache oder überwiegend mechanisierte bis Bürotätigkeiten sowie vergleichbare Tätigkeiten
höchstens
70 dB(A)
Bild 4-25: Auslösewerte und erforderliche Maßnahmen gemäß
Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung
Auslösewerte
Erforderliche Maßnahmen
Untere Auslösewerte
LEX, 8h = 80 dB(A)
LpC, peak = 135 dB(C)
Obere Auslösewerte
LEX, 8h = 85 dB(A)
LpC, peak = 137 dB(C)
72
–
–
–
–
–
Lärmschutzmaßnahmen durchführen
Gehörschutz zur Verfügung stellen
Beschäftigte unterweisen
Beschäftigte arbeitsmedizinisch beraten
Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen
anbieten
Zusätzliche Maßnahmen:
– Kennzeichnung, Abgrenzung und Zugangsbeschränkung der Arbeitsbereiche
– Lärmminderungsprogramm
ausarbeiten und durchführen
– Gehörschutz-Tragepflicht
– Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen
veranlassen
Technische Schutzmaßnahmen
konzentrieren sich je nach der Problemlage auf
Arbeitsmittel:
z. B. Beschaffung geräuscharmer
Maschinen und Anlagen
Arbeitsverfahren:
z. B. Anwendung lärmarmer
Technologien
Arbeitsräume:
z. B. akustische Raum- und Arbeitsplatzabtrennungen, Kapselungen,
raumakustische Maßnahmen (Wandund Deckenverkleidungen)
Informationen über die Schallemission
und den erreichten Stand der Lärmminderung enthält die Betriebsanleitung
zu den Arbeitsmitteln.
Diese Angaben müssen aufgrund der
3. und 9. Verordnung zum Geräteund Produktsicherheitsgesetz geliefert
werden.
Ein geeigneter Typ von Gehörschutz
ist nach der Höhe der Lärmeinwirkung
und dem Frequenzspektrum auszuwählen:
● Gehörschutzstöpsel, z. B. Gehörschutzwatte oder Kunststoffe,
die im Gehörgang oder in der Gehörmuschel getragen werden
oder
● Kapselgehörschützer, die über
das Ohr gesetzt werden.
Das Tragen von Gehörschutz entbindet den Unternehmer nicht davon,
ein Lärmminderungsprogramm aufzustellen und technische Lärmschutzmaßnahmen durchzuführen.
Umfangreichere Angaben zu Grundlagen, Messung und Lärmschutz enthalten die BG-Information „Lärm
am Arbeitsplatz in der Metall-Industrie“
(BGI 688) sowie die Lärmschutzarbeitsblätter der BGen.
Bild 4-27: Beispiele für Gehörschutzstöpsel und -kapseln
73
4.4 Mechanische
Schwingungen
wirken belastend auf die Wirbelsäule
und können zu Erkrankungen, insbesondere der Lendenwirbelsäule, führen.
Mechanische Schwingungen, auch
als Vibrationen oder Erschütterungen
bezeichnet, wirken vorwiegend über
vibrierende Werkzeuge und Fahrzeuge
auf den Menschen ein. Sie können
in Abhängigkeit von Frequenz, Intensität, Einwirkrichtung und Dauer der
Einwirkung das Wohlbefinden, die
Leistungsfähigkeit und die Gesundheit
beeinträchtigen.
Zur Beurteilung der Gesundheitsgefahren sind Einflussgrößen, wie Frequenz,
Intensität, Richtung und Dauer der Einwirkung, zu ermitteln. Grundlage für
die Beurteilung der Schwingungsbelastung ist die VDI 2057 „Einwirkung
mechanischer Schwingungen auf den
Menschen“.
In Abhängigkeit von der Einwirkstelle
der Schwingungen spricht man von
Hand-Arm-Schwingungen und Ganzkörper-Schwingungen.
Hand-Arm-Schwingungen werden beim
Arbeiten, z. B. mit Meißel- oder Bohrhämmern und Handschleifmaschinen,
in das Hand-Arm-System eingeleitet und
können zu Knochen- und Gelenkschäden, Durchblutungsstörungen und
Nervenfunktionsstörungen der oberen
Gliedmaßen führen.
Ganzkörper-Schwingungen werden
über die Füße des stehenden Menschen
oder über das Gesäß des sitzenden
Menschen eingeleitet. Sie können u. a.
Störungen des Wohlbefindens (z. B. Seekrankheit bei tieffrequenten Schwingungen), Ermüdungserscheinungen, Konzentrationsschwäche und Sehstörungen
verursachen.
Die beim Fahren von Fahrzeugen in
das Gesäß eingeleiteten Schwingungen
74
Bei Darstellung der Wirkrichtungen in
einem Koordinatensystem werden
die Hauptbelastungen der z-Richtung
zugeordnet. Bei Ganzkörper-Schwingungen ist dies die Wirbelsäule und
bei Hand-Arm-Schwingungen die Unterarmrichtung.
Hauptkenngröße ist die frequenzbewertete Beschleunigung. Diese kann
messtechnisch ermittelt oder aus Datenbanken sowie Herstellerangaben entnommen werden.
Handgeführte Maschinen oder Fahrzeuge erzeugen in Frequenz und Schwingbeschleunigung typenspezifische
Schwingungen. Unterschiede ergeben
sich durch Besonderheiten der Konstruktion, Qualität der Fertigung und Erhaltungszustand (Bild 4-28).
Aus der Kenntnis der frequenzbewerteten Beschleunigung und der täglichen
Einwirkungsdauer lässt sich der TagesVibrationsexpositionswert A(8) bezogen
auf eine Arbeitsschicht ermitteln. Er dient
n = 272 und 448
Schubmast-,
Regal- und
Vierwegestapler
n = 54 und 63
NiederhubwagenToplader
n = 13 und 14
Sitzmontage Sitzfläche
Gabel-, Gelände-,
Querstapler
Sitzmontage Sitzfläche
n = 20 und 21
x
y
z
x
y
z
Sitzmontage Sitzfläche
Portalstapler
x
y
z
Sitzmontage Sitzfläche
Bild 4-28: Bespiel für eine Zusammenstellung von Kennwerten für Schwingungen
aus dem BGIA-Report 6/2006. Der Report enthält auch zahlreiche aktuelle Werte für Schwingbeschleunigungen bei handgeführten Geräten
x
y
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
αWG
0
5
10
15
20
25
K-Wert
30
35
40
45
50
75
der Abschätzung für das mögliche Auftreten einer Gesundheitsgefährdung.
Diese Abschätzung ist auf der Grundlage
der Lärm- und Vibrations-Arbeitschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV)
vorzunehmen (Bild 4-29). Diese Verordnung ist die in nationales Recht umgesetzte EU-Richtlinie 2002/44/EG.
Die Beziehungen zwischen Schwingungsgesamtwert bzw. frequenzbewer-
teter Beschleunigung und täglicher
Einwirkungsdauer bei Hand-Arm- und
Ganzkörper-Schwingungen lassen
sich grafisch darstellen (Bild 4-30 und
Bild 4-31).
Bei Schwingungsbelastungen oberhalb
der Auslösewerte sind zur Vermeidung
gesundheitlicher Schäden Präventionsmaßnahmen angezeigt (gelber Bereich,
Bilder 4-33 bis 4-35 auf Seite 80).
Bild 4-29: Auslöse- und Expositionsgrenzwerte und erforderliche Maßnahmen gemäß
Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung
Auslöse-/
Expositionsgrenzwerte
Art der
Schwingung
Auslösewert A(8)
Hand-ArmVibration
2,5 m/s2
– Sachgerechte Ermittlung und
Bewertung der Risiken
GanzkörperVibration
0,5 m/s2
– Vibrationsminderungsprogramm
technischer und organisatorischer
Maßnahmen ausarbeiten und
durchführen
Erforderliche Maßnahmen
– Beschäftigte unterweisen
– Beschäftigte arbeitsmedizinisch
beraten
– Arbeitsmedizinische
Vorsorgeuntersuchungen anbieten
Expositionsgrenzwert (A8)
Hand-ArmVibration
5 m/s2
GanzkörperVibration
0,8 m/s2 in
in z-Richtung
1,15 m/s2 in
x-/y-Richtung
76
Zusätzliche Maßnahmen:
– Schutzmaßnahmen nach dem Stand
der Technik und gegebenenfalls
weitere Maßnahmen durchführen
– Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen veranlassen
Schwingungsgesamtwert in m/s2
100
Grenzwert A(8) = 5 m/s2
10
Auslösewert A(8) = 2,5 m/s2
1
10
30
50
100
300
480
1000
tägliche Einwirkdauer in Minuten
Bild 4-30:
Gesundheitsgefährdung bei
Hand-Arm-Vibration in
Abhängigkeit von Beschleunigung und täglicher
Einwirkdauer mit Grenz- und
Auslösewerten nach der
Lärm- und VibrationsArbeitsschutzverordnung.
Die Expositionszeiten mit
durchgezogenen Linien
sind durch Studien gut, die
gestrichelten weniger gut
belegt
Schwingungsgesamtwert in m/s2
10
Grenzwert A(8), xy = 1,15 m/s2
1
Grenzwert A(8), z = 0,8 m/s2
Auslösewert A(8) = 0,5 m/s2
0,1
40
60
100
300
480
1000
tägliche Einwirkdauer in Minuten
Bild 4-31:
Gesundheitsgefährdung bei
Ganzkörper-Vibration in
Abhängigkeit von Beschleunigung und täglicher
Einwirkdauer mit Grenz- und
Auslösewerten nach der
Lärm- und VibrationsArbeitsschutzverordnung.
Der Grenzwert in der
Hauptwirkungsrichtung
(z-Richtung) ist gegenüber
der EU-Richtlinie von
1,15 m/s2 auf 0,8 m/s2
verringert
77
Bei Belastungen oberhalb der Grenzwerte
ist mit einer deutlichen Gefährdung zu
rechnen (roter Bereich).
Die Mehrzahl der vorhandenen Messwerte ist dabei in die neue Messgröße
umzurechnen.
Die Anpassung an die internationale
Normung machte es im Jahr 2002 notwendig, das ursprüngliche Konzept der
Beurteilung aller Arten der Schwingungseinwirkung mit nur einer Richtwertkurve
und dem K-Wert, auch als bewertete
Schwingstärke K bezeichnet, aufzugeben.
Wird bei einer Gefährdungsbeurteilung eine Gefährdung durch Vibration festgestellt, fordert die Lärm- und VibrationsArbeitsschutzverordnung beispielsweise
folgende Maßnahmen:
Zwischen der frequenzbewerteten Beschleunigung und der bewerteten
Schwingstärke K besteht folgende rechnerische Beziehung:
a) sitzender und stehender Mensch
X-Richtung:
Y-Richtung:
Z-Richtung:
awx = KX [m/s2]
28
KY
awy =
[m/s2]
28
awz = KZ [m/s2]
20
b) Hand-Arm-System
alle Richtungen:
ahw = KH [m/s2]
6,3
Ausgehend davon, dass einerseits nur
wenige Betriebe und Einrichtungen über
messtechnische Voraussetzungen verfügen und andererseits Schwingungsmessungen im Allgemeinen zeitaufwändig sind, erfolgt die Gefährdungsbeurteilung durch die Verwendung von Datensammlungen für Schwingstärken der unterschiedlichsten Arbeitsmittel.
78
● alternative Arbeitsverfahren prüfen,
● Berücksichtigung der
Vibrationswerte (Pflichtangabe
in der Betriebsanleitung) bei
der Kaufentscheidung,
● Beschaffung zusätzlicher Ausrüstung oder technische Maßnahmen
zur Vibrationsminderung,
● Sicherung planmäßiger Wartungsarbeiten zur Vibrationsminderung und
● organisatorische Maßnahmen
zur Verkürzung der Einwirkzeiten.
Zur Minderung mechanischer
Schwingungen kommen u. a. folgende
Maßnahmen in Betracht:
● schwingungsisolierte
Aufstellung von Maschinen,
● Schwingsitze mit Einstellmöglichkeiten auf das Fahrergewicht,
● vibrationsgeminderte
Handgriffe an Elektro- und
Druckluftwerkzeugen,
● Beseitigung unebener Fahrbahnen
und Verhindern von Stößen,
● luftbereifte Räder und
● schwingungsisolierte Kabinen.
Notwendige Angaben in der Betriebsanleitung:
Gesetz
Angaben in der Betriebsanleitung
Hand-Arm-Schwingungen
9. GPSGV
Gewichteter Effektivwert der Beschleunigung,
falls der Wert über 2,5 m/s2 liegt. Wird dieser
Wert nicht überschritten, so ist dies anzugeben (handgehaltene und handgeführte Maschinen, bewegliche Maschinen).
Ganzkörper-Schwingungen
9. GPSGV
Gewichteter Effektivwert der Beschleunigung,
falls der Wert über 0,5 m/s2 liegt. Wird dieser
Wert nicht überschritten, so ist dies anzugeben (bewegliche Maschinen).
Mit diesen Maßnahmen wird in den
meisten Fällen gleichzeitig eine längere
Lebensdauer der Maschinen und
Fahrzeuge erzielt.
Als persönliche Schutzausrüstungen
können für die Minderung hochfrequenter
Schwingungsbelastungen (z. B. beim
Arbeiten mit Handschleifmaschinen
oder Schwingschleifern) Anti-Vibrationshandschuhe geeignet sein (Bild 4-32).
Eine Positivliste mit geprüften Anti-Vibrationshandschuhen hat das Berufsgenossenschaftliche Institut für Arbeitsschutz
(BGIA) in St. Augustin aufgestellt.
Bild 4-32:
Anti-Vibrationshandschuh (Fa. KCL)
79
Bild 4-33: Das nachrüstbare Auto-BalancingSystem zur Vibrationsminderung bei
Handschleifmaschinen durch dynamischen
Unwuchtausgleich erreicht eine
Vibrationsminderung von 10 bis 70 %
Bild 4-35: Durch Schwingsitze mit
einem Feder-Dämpfer-System ist eine
deutliche Vibrationsminderung zu
erreichen (auf richtige Gewichtseinstellung
achten)
aktive Schwingungsminderung
an der Maschine
passive Schwingungsminderung
am Aufenthaltsort des Menschen
Bild 4-34:
Aktive und passive
Schwingungsminderung
durch Systeme aus
Federn und Dämpfern
80
5 Physische Belastungen
Jede Stufe in der technischen Entwicklung bringt neue Formen der Belastung
mit. Der traditionelle Begriff der körperlich schweren Arbeit reicht zur Beschreibung moderner Belastungen allein
nicht aus. Schwerpunkte aus heutiger
Sicht sind:
● Handhabung von Lasten,
● erzwungene Körperhaltungen,
● häufig wiederkehrender
Einsatz kleiner Muskelgruppen,
● Bewegung unter ungünstigen räumlichen Bedingungen und
● überhöhter Kraftaufwand, vor allem
bei handwerklichen Tätigkeiten.
Bedeutsam sind größere körperliche
Belastungen auch dann, wenn sie
nur selten oder in Ausnahmefällen auftreten. Gewöhnlich sind bei seltenen
Anforderungen die technischen Hilfsmittel
mangelhaft oder gar nicht vorhanden
sowie Übung und Erfahrung gering.
Körperliche Beanspruchungen betreffen
hauptsächlich drei Fälle:
● Skelettbeanspruchung
kann Verschleiß von Lenden- und
Halswirbelsäule sowie an Knie-,
Hand-, Arm- und Schultergelenken,
einschließlich Sehnen
und Muskelansätzen, bewirken,
Diese Beanspruchungen treten gleichzeitig auf. Gesundheitsschäden durch
Kreislauf- und Muskelbeanspruchungen
sind eher eine Ausnahme. Schäden durch
Verschleißerscheinungen am Skelett,
insbesondere sowohl im Lendenwirbelals auch im Halswirbelsäulenbereich,
erreichen dagegen eine volkswirtschaftlich bedeutsame Größenordnung.
Schwere körperliche Arbeit
Obwohl schwere körperliche Arbeit insgesamt abnimmt, wird es in bestimmten
Berufen immer einen Bedarf an körperlichem Einsatz geben. Dabei handelt
es sich in der Regel um Tätigkeiten mit
erhöhtem Energieaufwand. Der Energieumsatz ist über den Sauerstoffverbrauch oder über die Herzschlagfrequenz
bestimmbar (Bilder 5-1 und 5-2 auf
Seite 82).
Zur vereinfachten Abschätzung wird in
der Praxis auf vorliegende Vergleichswerte und analytische Berechnungen aus
Einzeltätigkeiten zurückgegriffen.
● Kreislaufbeanspruchung
führt zum Ansteigen der Herzschlag- und Atemfrequenz sowie des
Energie- und Sauerstoffbedarfs,
Die Beanspruchung ist abhängig von
der Größe der bewegten Muskelmassen,
der Geschwindigkeit der Bewegung,
der Häufigkeit der Bewegungen und der
Größe der aufzubringenden Kraft sowie
von der körperlichen Konstitution und
Verfassung. Auch klimatische Einflüsse
sind zu berücksichtigen. Die Fähigkeit
zum Erbringen von körperlichen Leistungen ist trainierbar.
● Muskelbeanspruchung
führt zur Ermüdung des Muskels.
Für die Schwere einer körperlichen Arbeit
existiert eine Dauerleistungsgrenze. Sie
81
ist erreicht, wenn die Herzschlagfrequenz
bei Fortführung der gleichen Arbeitsleistung nicht mehr ansteigt. Eine Arbeitsherzfrequenz von ca. 110/min gilt
bei Männern und Frauen als Grenze der
Dauerleistungsfähigkeit (Bild 5-2). Sie
liegt etwa bei 30 bis 40 Herzschlägen/min
über der Ruhefrequenz. Eingruppierungen der Schwere der körperlichen Arbeit
bezogen auf die Herzschlagfrequenz
oder den Energieumsatz gemessen pro
Minute oder pro Arbeitschicht haben
weitgehend an Bedeutung verloren.
Bild 5-2: Bei kontinuierlicher Aufzeichnung der
Herzschlagfrequenz ist die individuelle Dauerleistungsgrenze dann erreicht, wenn bei Fortführung der Belastung die Herzschlagfrequenz nicht ansteigt. Die Anzahl der
Herzschläge bis zum Erreichen der Ruhewerte
im Verlauf der Erholung heißt Erholungspulssumme. Im Bereich der Dauerleistungsgrenze
(DLG) beträgt sie etwa 100 Schläge
Pulsfrequenz (1/min)
Belastung > DLG
Belastung = DLG
Belastung < DLG
Bild 5-1: Der Energieumsatz pro Tag kann abhängig von der körperlichen Belastung in weiten
Grenzen schwanken. Kurzzeitig kann der Energieumsatz erheblich über der Dauerleistungsgrenze
liegen. Zur Klassifizierung der Arbeitsschwere
im Beruf wurden zusätzlich Bereiche der Arbeitsschwere definiert
Tagesenergieumsatz
in kJ pro 24 Stunden
45000
40000
Höchstleistungen pro Tag
(42000kJ)
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
82
Arbeitsenergieumsatz
in kJ pro Schicht
1 kJ = 0,24 kcal
1 kcal = 4,2 kJ
10400
Saisonarbeit über Wochen
(30000kJ)
Grenze der Enegieaufnahme
(23000kJ)
Dauerleistungsgrenze
(18000kJ)
einfache Lebensfunktionen
(10000kJ)
sehr schwer
8400
schwer
6300
mittelschwer
4200
leicht
2000
sehr leicht
0
Grundumsatz:
Männer: 5500–8500kJ, Frauen: 5300–7100kJ
Ruhe- oder
Bezugs-Pulsfrequenz
Erholungs-Puls-Summe
(EPS)
Arbeitsdauer
Erholungsdauer
t
5.1 Handhaben von Lasten
Lasten werden immer dann mit menschlicher Kraft bewegt, wenn der Arbeitsvorgang entweder nur gelegentlich auszuführen
ist oder maschinell nicht wirtschaftlich
ausgeführt werden kann. Die Handhabung
erfolgt am häufigsten durch Heben, Tragen,
Absetzen, Schieben, Ziehen oder Halten.
Beim Handhaben von Lasten werden
besonders beansprucht:
● Skelett
(Wirbelsäule, Gelenke, Fußskelett),
● Muskulatur
(Bauchdecke, Oberschenkel,
Rückenmuskulatur),
● Herz-Kreislauf-System
(Herz, Gefäße, Lunge) und
● Beckenbodenmuskulatur von Frauen.
Zur Vermeidung von Unfall- und
Gesundheitsgefahren beim Handhaben
von Lasten ist zu beachten:
● Die Handhabung muss so gestaltet
sein, dass durch den Druck auf die
Wirbelsäule und die Häufigkeit
ihrer Belastung die Grenzen der Erträglichkeit nicht überschritten werden.
● Die körperliche Eignung und der
Gesundheitszustand der Beschäftigten
muss berücksichtigt werden.
● Unterweisungen über Gesundheitsgefahren und Schutzmaßnahmen
müssen vorgenommen werden.
● Training und Ausbildung der Beschäftigten über Heben und Tragen ist
erforderlich (Bild 5-4 auf Seite 84).
Den Schutz der Beschäftigten gegen
Gefährdungen bei der manuellen Handhabung von Lasten regelt die „Verordnung
über Sicherheit und Gesundheitsschutz
bei der manuellen Handhabung von Lasten
bei der Arbeit“ (Lastenhandhabungsverordnung).
Auszüge aus der Lastenhandhabungsverordnung:
● Der Arbeitgeber hat organisatorische
oder geeignete technische Maßnahmen
zu treffen, um eine gefährdende manuelle Handhabung von Lasten zu vermeiden. Können diese nicht vermieden
werden, sind die Bedingungen entsprechend den Forderungen im Anhang
der Verordnung zu beurteilen. Hieraus
Bild 5-3: Merkmale, aus denen sich eine Gefährdung von Sicherheit und Gesundheit, insbesondere der
Lendenwirbelsäule, der Beschäftigten ergeben kann (gemäß Anhang zur Lastenhandhabungsverordnung)
Die Höhe der Beanspruchung des Menschen hängt insbesondere ab von
Last
Arbeitsaufgabe
Arbeitsplatz, Arbeitsumgebung
● Gewicht, Form,
Größe
● erforderliche Körperhaltung
oder Körperbewegung,
insbesondere Drehbewegung
● in vertikaler Richtung zur
Verfügung stehender Platz
und Raum
● Lage der
Zugriffsstellen
● Schwerpunktlage
● Möglichkeit
einer unvorhergesehenen
Bewegung
● Entfernung der Last
vom Körper
● durch Heben, Senken oder
Tragen zu überbrückende
Entfernung
● Höhenunterschied über
verschiedene Ebenen
● Temperatur, Luftfeuchtigkeit,
Luftgeschwindigkeit
● Beleuchtung
● Ausmaß, Häufigkeit und
Dauer des Kraftaufwandes
● Ebenheit, Rutschfestigkeit oder Stabilität
der Standfläche
● persönliche
Schutzausrüstungen
● Bekleidung, insbesondere
Schuhwerk
● Arbeitstempo
● Erholungs- oder Ruhezeiten
83
sind auch geeignete Maßnahmen
abzuleiten, um eine Gefährdung möglichst gering zu halten.
● Bei der Übertragung von Aufgaben
hat der Unternehmer die körperliche
Eignung zu berücksichtigen.
● Der Arbeitgeber hat die Beschäftigten
über die sachgemäße Handhabung
von Lasten und über mögliche weitere
Gefahren zu unterweisen.
5.2 Beurteilung der Belastung
Verfahren zur Bestimmung der Größenordnung der Gefährdung durch das
Heben und Tragen von Lasten gliedern
sich in drei Anforderungsstufen:
● Beurteilung anhand
einfacher orientierender Kriterien,
● Beurteilung durch
quantitative analytische Verfahren
und
Bild 5-4: Sportler heben schwere Lasten
aus den Beinen; der Werker sollte das ebenfalls tun
● spezialisierte Analysen
durch Fachleute.
Die Grobbeurteilung und einfache
analytische Verfahren erfordern wenige
spezielle Kenntnisse und sind auch
für den Laien anwendbar.
Es gibt gegenwärtig drei bedeutsame
Ansätze:
● die Festlegung von
maximalen Lastgewichten,
● die Leitmerkmalmethode
und
● analytisch-rechnerische Methoden.
Die Festlegung von maximalen Lastgewichten erscheint zunächst sehr einfach, gestattet aber keine Berücksichtigung von Randbedingungen. Die Lastgrenzen beziehen sich auf Hebe- und
Tragevorgänge die richtig, d. h. mit geradem Rücken unter optimalen Bedingungen, durchgeführt werden. Abweichungen
von den optimalen Bedingungen reduzieren die Grenzlasten zum Teil erheblich
(Bild 5-5).
84
Ein allgemein zulässiges Lastgewicht
kann bei bestimmten Körperhaltungen
bereits extrem gefährdend sein. Andererseits ist es möglich und erforderlich,
dass ausgewählte und ausgebildete Personen auch deutlich höhere Lasten
bewegen. Insoweit sind allgemeingültige
tabellarische Wertvorgaben für zumutbare Lasten nur bedingt sinnvoll. Die
Einhaltung bietet nur eine relative
Sicherheit. Als rasche Groborientierung
bei fehlender Zeit für tiefer gehende
Analysen können sie jedoch dienlich sein.
Lastgrenzen nach dem Mutterschutzgesetz:
gelegentlich
10 kg
häufig
5 kg
Bild 5-5: Richtwerte für das Heben und Tragen von Lasten nach /21/. Die Angaben gelten
für das Heben unter optimalen Bedingungen mit geradem Rücken. Abweichungen von diesen
Bedingungen reduzieren die Grenzlasten erheblich
Tätigkeit
Heben
Geschlecht
Männer
Frauen
Tragen
Männer
Frauen
Alter
in
Jahren
zumutbare Last in kg
abhängig von der Häufigkeit pro Schicht
selten
< 5%
wiederholt
5 - 10 %
häufig
11 - 35 %
15 - 18
35
25
20
19 - 45
55
30
25
> 45
50
25
20
15 - 18
13
9
8
19 - 45
15
10
9
> 45
13
9
8
15 - 18
30
20
15
19 - 45
50
30
20
> 45
40
25
15
15 - 18
13
9
8
19 - 45
15
10
10
> 45
13
9
8
85
Leitmerkmalmethode
Die Leitmerkmalmethode wurde entwickelt, um die Forderungen des Anhanges der Lastenhandhabungsverordnung
quantitativ mit einem Punktesystem bewerten zu können. Für Interessierte wurde
sie unter http://www.baua.de im Internet
verfügbar gemacht /18/.
Bei der Leitmerkmalmethode wird aus
der Summe von Lastwichtung, Haltungswichtung und Wichtung der Ausführungsbedingungen, multipliziert mit der Zeitwichtung, ein Punktwert errechnet.
den. Die Punktzahlen für Lastwichtung,
Haltungswichtung, Ausführungswichtung und Zeitwichtung sind aus den
Tabellen in Bild 5-6 zu entnehmen. Hieraus ergibt sich ein Punktwert von 16.
(1)
Lastwichtung
4
(2)
Haltungswichtung
4
(3)
Ausführungsbedingungen
0
(4)
Summe aus (1) bis (3)
8
(5)
Zeitwichtung
2
(6)
Punktwert (4) x (5)
16
Hierzu folgendes Beispiel:
Eine Last von 20 kg muss in einer Schicht
von einem Mann ca. 30-mal von einer
Palette in Bodennähe aufgenommen und
auf einem Arbeitstisch abgestellt wer-
Demnach handelt es sich um eine erhöhte Belastung. Bei vermindert belastbaren Personen sind Gestaltungsmaßnahmen angezeigt.
Bild 5-6: Tabellen zur Bestimmung von Lastwichtung, Haltungswichtung,
Wichtung von Ausführungsbedingungen und Zeitwichtung nach der Leitmerkmalmethode
Lastwichtung
86
Männer
Frauen
Punkte
< 10 kg
< 5 kg
1
10 kg bis < 20 kg
5 kg bis < 10 kg
2
20 kg bis < 30 kg
10 kg bis < 15 kg
4
30 kg bis < 40 kg
15 kg bis < 25 kg
7
≥ 40 kg
≥ 25 kg
25
Haltungswichtung
Charakteristische Körperhaltung
und Lastposition
Körperhaltung, Position der Last
Oberkörper aufrecht und nicht verdreht,
Punkte
1
Last am Körper
geringes Vorneigen oder Verdrehen des
Körpers,
2
Last am Körper oder körpernah
tiefes Beugen oder weites Vorneigen,
4
geringe Vorneigung bei gleichzeitigem
Verdrehen des Oberkörpers,
Last körperfern oder über Schulterhöhe
weites Vorneigen und gleichzeitiges
Verdrehen des Oberkörpers,
8
Last körperfern,
eingeschränkte Haltungsstabilität
beim Stehen, Hocken oder Knien
Ausführungsbedingungen
Punkte
gute ergonomische Bedingungen
(z. B. ausreichend Platz, keine Hindernisse im Arbeitsbereich, ebener
rutschfester Boden, ausreichend beleuchtet, gute Griffbedingungen)
0
Einschränkung der Bewegungsfreiheit
und ungünstige ergonomische Bedingungen
(z. B. Bewegungsraum durch zu geringe Höhe oder durch eine Arbeitsfläche
unter 1,5 m2 eingeschränkt oder Standsicherheit durch unebenen weichen
Boden eingeschränkt)
1
stark eingeschränkte Bewegungsfreiheit
und/oder Instabilität des Lastschwerpunktes
(z. B. Patiententransfer)
2
87
Zeitwichtung
Hebe- oder Umsetzvorgänge
(Dauer bis 5 Sek.)
Anzahl pro Schicht
Halten
(Dauer über 5 Sek.)
Dauer pro Schicht
Gesamtweg pro Schicht
< 10-mal
< 5 min
< 300 m
1
5 min – < 15 min
300 m – < 1 km
2
40 – < 200-mal
15 min – < 1 h
1 km – < 4 km
4
200 – < 500-mal
1h–<2h
4 km – < 8 km
6
500 – < 1000-mal
2h–<4h
8 km – < 16 km
8
10 – <
40-mal
≥ 1000-mal
≥4h
Tragen über 5 m
≥ 16 km
Punkte
10
Tabelle zur Ableitung des Risikobereiches
Risikobereich
Punktwert
1
< 10
2
10 – 24
erhöhte Belastung
(Eine körperliche Überbeanspruchung ist bei vermindert
belastbaren Personen möglich. Für diesen Personenkreis
sind Gestaltungsmaßnahmen sinnvoll)
3
25 – 49
wesentlich erhöhte Belastung
(Eine körperliche Überbeanspruchung ist auch für normal
belastbare Personen möglich. Gestaltungsmaßnahmen
sind angezeigt)
4
> 50
hohe Belastung
(Eine körperliche Überbeanspruchung ist wahrscheinlich.
Gestaltungsmaßnahmen sind erforderlich)
88
Beschreibung
geringe Belastung
(Eine Gesundheitsgefährdung durch körperliche
Überbeanspruchung ist unwahrscheinlich)
6 Psychische Belastungen
Das früher eher durch schwere körperliche Arbeit und die schädigende Einwirkung von Arbeitsumweltfaktoren
gekennzeichnete Anforderungs- und Belastungsspektrum in der Arbeitswelt
hat sich durch intelligenten Technikeinsatz in den letzten Jahren zu psychomentalen und psychosozialen Belastungen hin verschoben. Oft werden diese
auch durch den Wegfall der klassischen
physischen Belastungen verstärkt wahrgenommen (Bild 6-1).
So können nicht nur ungünstige Arbeitsplatzgestaltungen und unergonomische
Arbeitsabläufe, sondern auch rasche
Innovation, Zeitdruck, Konflikte oder so-
ziale Isolation am Arbeitsplatz zu arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren werden.
Da diese Faktoren zunehmen, verwundert es nicht, dass den entstehenden
psychomentalen und -sozialen Problemen gegenwärtig erhöhte Aufmerksamkeit
gewidmet wird. Durch die Verminderung
psychischer Belastungen erhofft man
sich sowohl größere Einsparpotenziale
als auch Anstöße für eine betriebliche
Gesundheitsförderung.
Neben dem Beruf wirken Belastungen,
wie Probleme mit Kindererziehung
und Partnerschaft, finanzielle Sorgen und
Zukunftsängste, auch aus dem Privatleben in den Arbeitsprozess hinein.
Bild 6-1: 3-Stufen-Konzept für das Erkennen,
Beurteilen und Verhüten von psychischen Fehlbeanspruchungen /22/
Stufe 3
Verhüten von
psychischen
Fehlbeanspruchungen
durch Arbeits- und
Organisationsgestaltung
umfassend
Stufe 2
Einsatz spezieller arbeitspsychologischer Analyse- und
Bewertungsverfahren
vertiefend
Stufe 1
Einsatz von Screening-Verfahren
in der Risikobeurteilung
orientierend
89
Häufig genannte psychische Belastungsfaktoren infolge des wirtschaftlichen
Wandels sind:
● monotone Arbeitsbedingungen,
● steigende Arbeitsmenge,
● schwierige Kunden,
● ständige Überwachung,
● Isolation,
● Konkurrenz zwischen
jüngeren und älteren Kollegen,
● Gruppendruck
und
● schlechte Aufstiegschancen.
Auch die Globalisierung und der dabei
oft wachsende Abstand zwischen Produktionsstandort und Entscheidungsebene sowie Angst um den Arbeitsplatz
werden als belastend genannt.
Psychomentale Probleme kennzeichnen Sachverhalte, die eher auf die
Auseinandersetzung der Person mit der
Technik bezogen sind, wie unangemessene Anforderungen an Aufmerksamkeit, Konzentration, Nachdenken
und Verantwortung.
Psychosoziale Probleme entstehen
durch den Kontakt und insbesondere
Konflikte zwischen den handelnden Personen, einschließlich der Beziehungen
in und zwischen Arbeitsgruppen und
bei Organisation und Führung, beispielsweise bei der Zusammenarbeit mit
Kollegen, Vorgesetzten und Kunden.
90
Vorhandene Kenntnisse, Fähigkeiten und
Fertigkeiten, persönliche Bewertungsmuster und Problemlösungsstrategien
spielen im Bereich psychischer Belastungen eine noch größere Rolle als im
Bereich der körperlichen oder physikalischen Belastungen. Was für eine
Person in erheblichem Maße psychisch
belastend wirkt, kann für andere lediglich eine Herausforderung darstellen
und zählt für wieder andere zur täglichen
Routine am Arbeitsplatz (Bild 6-2).
Eine beanspruchungsoptimierte Arbeitsaufgabe, die durch die Technik effektiv
unterstützt wird, lässt die Arbeitsaufgabe als anregend erleben und gestattet
es, Fähigkeiten optimal einzusetzen.
Die Arbeit macht Spaß und wird durch
eine höhere Produktivität gekennzeichnet
sein.
Definition psychischer Belastungen und Beanspruchungen nach
der DIN EN ISO 10075
Unter psychischen Belastungen wird
die Gesamtheit der erfassbaren
Einflüsse verstanden, die von außen
auf den Menschen zukommen und
auf ihn psychisch einwirken.
Psychische Beanspruchung wird als
die individuelle, zeitlich unmittelbare
und nicht langfristige Auswirkung der
auf den Menschen, in Abhängigkeit
von seinen individuellen Voraussetzungen und seinem Zustand einwirkenden Belastungen, bezeichnet.
Bild 6-2: Erweitertes Belastungs-Beanspruchungs-Konzept
unter Einschluss von Faktoren aus dem psychosozialen Umfeld (nach /16/)
Arbeitsbedingte Belastungen,
z. B.
● Klima
● Lärm
● Zeitdruck
● hohe Verantwortung
Randbedingungen, z. B.
● Tätigkeits-,
● Handhabungsund
● Entscheidungsspielraum
Belastungen aus dem privaten
Umfeld, z. B.
● Nebentätigkeiten
● familiäre Probleme
● Krankheit
● persönliche Sorgen
Beanspruchung
als unmittelbare
Reaktion des
Organismus auf
die Belastungen
Persönliche Ressourcen, z. B.
● Gesundheit
● Qualifikation
● Anlagen
● Erfahrungen
● Persönlichkeitseigenschaften
Kurze Folgen, z. B.
negativ
● Fehlerzunahme
● Monotoniegefühle
● psychische Sättigung
positiv
● Aktivierungseffekte
● Anregungseffekte
● Abwechslung
Mittlere und langfristige Folgen, z. B.
negativ
● Unzufriedenheit
● Krankheiten
● Burnout
● Fluktuation
● verringerte Leistungsfähigkeit
● Konflikte
● innere Kündigung
● Suchtmittel
● Ermüdung
positiv
● Trainings- und Lerneffekte
● Identifikation mit der Tätigkeit
● Motivationseffekte
● Erfolgserlebnisse
91
Psychische Belastungen lassen sich
auf folgende Ursachenkomplexe zurückführen:
● Überforderung,
● Unterforderung,
● Arbeitszeitregelungen,
● Erschwernisse aus der Arbeitsumwelt
und der Organisation sowie
● Belastungen durch soziale Konflikte.
Sie lassen sich mit geeigneten Methoden
analysieren. Die Erfahrungen zeigen, dass
die in der Wissenschaft anerkannten
und weit verbreiteten Instrumente zur
Analyse der bestehenden Situation für
praktische Zwecke nur bedingt geeignet
sind. Sie sind umfangreich, in ihrer Anwendung kompliziert und sehr spezifisch.
Aus diesem Grund wurden auf praktische
Bedürfnisse auch für Nichtfachleute
zugeschnittene Erhebungsinstrumente,
die so genannten „Screeninginstrumente“,
zur Bewertung und Gestaltung menschengerechter Arbeitstätigkeiten erarbeitet (Bild 6-1 auf Seite 89).
Die Methodiken arbeiten mit zwei
Ansätzen:
● Bewertung erfolgt mit Hilfe von
Beobachtungs- und Beobachtungsinterviewdaten durch externe
Beobachter (objektive Anforderungen).
● Psychologische Bewertung von
Arbeitsbedingungen für Arbeitsplatzinhaber. Schriftliche, anonyme
Befragung von Beschäftigten zum
eigenen Arbeitsplatz (erlebte Anforderungen).
92
Methoden der Fremd- und Selbstbeurteilung liefern oft unterschiedliche
Ergebnisse.
Analysen müssen nicht immer das standardisierte Bewerten zum Ziel haben. Die
Ergebnisse lassen bei der Erprobung von
Verbesserungsmaßnahmen Vergleiche
zwischen vorher und nachher zu. Aus dem
Vergleich von Betriebsbereichen lassen
sich oft Verbesserungen ableiten.
Auch wenn das Problem der Erfassung
einer gegebenen Situation mit geeigneten
Mitteln zu lösen ist, stellt sich immer noch
das der Bewertung. Grenzwerte für psychische Belastungen existieren noch nicht.
Ab wann konkret arbeitsgestalterische
Maßnahmen zur Minimierung psychischer
Belastungen ergriffen werden sollten oder
müssen, ist nicht eindeutig geklärt.
Gelegentlich wird von den Berufsgenossenschaften und den Arbeitsschutzbehörden im Zusammenhang mit psychischen
Belastungen verlangt, reglementierend
im Unternehmen einzugreifen. So sollen
beispielsweise die Arbeitsabläufe in einem Betrieb weniger monoton gestaltet
oder zusätzliches Personal eingestellt
werden, um mögliche Überforderungen
durch die zu leistende Arbeitsmenge
zu vermeiden.
Die wesentlichen Möglichkeiten liegen
gegenwärtig auf dem Feld der Beratung
zu den negativen Folgen einer nicht an den
fundamentalen menschlichen Bedürfnissen orientierten Arbeitsgestaltung. Verschiedene sicherheitstechnische Normen
enthalten Forderungen z. B. an Konstrukteure, Planer und Gestalter, die längerfristig eine Minderung der psychomentalen Belastungen bewirken sollen (siehe
beispielsweise Bild 3-24 auf Seite 44).
Arbeitsbelastung“ bisher nur auf wenige
normative Regelungen verständigt.
Im Gegensatz zu der vielfach hohen
Regelungsdichte bei Fragen des technischen Arbeitsschutzes, hat man sich
in der EN ISO 10075: „Ergonomische
Grundlagen bezüglich psychischer
● fördernde Effekte
Die Norm legt derzeit im Teil 1
„Allgemeines und Begriffe“ als gesichert
geltende Begriffe fest:
– Aufwärmeffekt
– Aktivierung
– Übungseffekt
Mögliche Langzeitfolgen psychischer Fehlbelastungen äußern sich sehr komplex:
körperliches Befinden
● Verschlechterung des allgemeinen Gesundheitszustandes
● Schlafstörungen, Kopfschmerzen
● erhöhte Häufigkeit von Herz-Kreislauf-Erkrankungen
psychisches Erleben
● Unzufriedenheit, depressive Verstimmung
● Erleben von Kontrollverlust
● Neigung zu Überreaktionen
● geringe Arbeitszufriedenheit
Arbeitsverhalten
● Leistungsschwankungen, -rückgang
● Verschlechterung der Grundeinstellung zur Arbeit („Dienst nach Vorschrift“)
● Verlust an Können und Kompetenz, mangelhafte Flexibilität
● Fehlhandlungen, Qualitätseinbußen, Nacharbeit, Arbeitsunfälle
● Fehlzeiten, Krankheitstage
soziales Verhalten
● Konflikte, Streit, Aggressionen gegen andere
● Rückzug, Isolation innerhalb und außerhalb der Arbeit
● vermehrter Nikotin-, Alkohol- und Medikamentenkonsum
93
● beeinträchtigende Effekte
– psychische Ermüdung
– ermüdungsähnliche Zustände
– Monotonie
– herabgesetzte Wachsamkeit
– psychische Sättigung
Nicht normiert sind beispielsweise das
Gefühl der Überforderung, z. B. durch
Stress und das Gefühl der Langeweile.
Im Teil 2 „Gestaltungsgrundsätze“ finden sich als Einflussfaktoren auf die
Ermüdung Monotonie, die herabgesetzte
Wachsamkeit und die psychische Sättigung. Diese können als „Leitsätze“
für eine bessere Gestaltung benutzt
werden.
Der Teil 3 enthält „Methoden zur Erfassung und Bewertung“.
Psychische Ermüdung
… ist eine vorübergehende Beeinträchtigung der psychischen und physischen
Funktionstüchtigkeit, die von Intensität,
Dauer und Verlauf der vorangegangenen
psychischen Beanspruchung abhängt.
auslösende Faktoren
Überforderung der Leistungsvoraussetzungen
zeitlich anhaltende Forderungen der Leistungsvoraussetzungen
Erleben
Anstrengung, Mühe, Erschöpfung
Konzentrationsverlust
Müdigkeit ohne Langeweile
Auftreten und Verlauf
nach längerer Ausübung der Tätigkeit stetig ansteigend
Aktivierung anfangs kompensatorisch erhöht,
bei längerer Dauer gesenkt
keine kurzfristige Verbesserung durch Tätigkeitswechsel möglich
begünstigende Bedingungen
beim Betroffenen
fehlende Fähigkeiten und Fertigkeiten verstärken
psychische Ermüdung
mögliche Folgen
Defizite der Informationsverarbeitung
Vorbeugung
Veränderungen der Tätigkeitsstruktur (arbeitsgestalterische
Maßnahmen der Mensch-Maschine-Funktionsteilung)
Training der Fertigkeiten (zur Verbesserung der Leistungsvoraussetzungen)
Pausengestaltung (Kurzpausensysteme)
94
Monotonie
... ist ein langsam entstehender Zustand
herabgesetzter Aktivierung, der bei länger andauernden, einförmigen Wiederholungstätigkeiten auftreten kann und
der hauptsächlich mit Schläfrigkeit, Müdigkeit, Leistungsabnahme und -schwankungen, Verminderung der Umstellungsund Reaktionsfähigkeit sowie Zunahme
der Herzfrequenzarhythmie verbunden ist.
auslösende Faktoren
Unterforderung der Leistungsvoraussetzungen
bei notwendiger Zuwendung zur Arbeitstätigkeit keine
Möglichkeit zur gedanklichen Auseinandersetzung
Erleben
Interessenlosigkeit, Eintönigkeit
Langeweile, Müdigkeit
Auftreten und Verlauf
nach längerer Ausübung der Tätigkeit
wellenförmiger Verlauf
Aktivierung gesenkt
sofortige Leistungsverbesserung durch Tätigkeitswechsel
möglich
begünstigende Bedingungen
beim Betroffenen
Neigung zur Unterforderung durch fehlende
Leistungsvoraussetzungen und eingeschränkte
Aufgabenvielfalt
mögliche Folgen
Aufmerksamkeitsverlust
Verlernen des Könnens
Abnahme der Arbeitszufriedenheit
erhöhter Krankenstand
Vorbeugung
Aufgabenbereicherung
dauerhafte Bindung der Aufmerksamkeit vermeiden
95
Psychische Sättigung
... ist ein Zustand nervös unruhevoller, stark
affektbetonter Ablehnung einer sich wiederholenden Tätigkeit oder Situation, wobei das Gefühl des „auf der Stelle Tretens“
oder „nicht weiter Kommens“ besteht.
auslösende Faktoren
fehlende Sinnhaftigkeit der Arbeitstätigkeit bei
Bereitschaft zur Aufgabenerfüllung
Erleben
ärgerliche, unlustbetonte Gereiztheit
Widerwillen
Auftreten und Verlauf
Auftreten vorwegnehmend und während der Tätigkeit
möglich
Aktivierung erhöht
begünstigende Bedingungen
beim Betroffenen
keine
Folgen
Abnahme der Arbeitszufriedenheit, „Dienst nach Vorschrift“
Vorbeugung
systematisches Wechseln von Aufgaben und Tätigkeiten
individuelle Sinn- und Zielbildung durch Beteiligung
an Planung und Entscheidungen
96
Stress
... Zustand erregt-geängstigter Gespanntheit, innerer Unruhe sowie Sorge um die
Erfüllbarkeit der Aufgabe. Das Aktivierungsniveau ist allgemein erhöht. Erste Anzeichen von krankheitsrelevanten Langzeitfolgen sind zu erkennen.
auslösende Arbeitsstrukturen
Bedrohung von individuellen Zielen
objektive Überforderung ohne Ausweichmöglichkeit,
z. T. im Zusammenhang mit negativen Einstellungen
infolge der Überforderung
Erleben
erregt-ängstliche Spannung, innere Unruhe
Sorge um die Erfüllbarkeit der Arbeitsaufgabe
Auftreten und Verlauf
Auftreten vorwegnehmend und während der
Arbeitstätigkeit möglich
keine kurzfristige Leistungsverbesserung durch
Tätigkeitswechsel
begünstigende Bedingungen
beim Arbeitenden
erhöhte Anfälligkeit bei emotionaler Unausgeglichenheit
fehlende soziale Unterstützung
mögliche Folgen
Konfusion, Hektik
offene und verdeckte Aggressionen am Arbeitsplatz
(Mobbing)
Vorbeugung
Verringerung der emotionalen Belastung durch erweiterte
Entscheidungsbefugnisse in der Arbeitstätigkeit
therapeutisches Vorgehen bei emotionaler Labilität
Erwerb von Stressbewältigungstechniken
97
Konkrete Maßnahmen der Arbeitsgestaltung
1.
Verringerung von Zeitzwängen durch Zwischenschaltung von Zeitpuffern
2.
systematischer Arbeitswechsel durch Wechsel von Arbeitsaufgaben und Arbeitsorten
Ausgleich einseitiger Belastung
keine dauerhafte Motivation erreichbar, keine Qualifikationserhöhung
3.
Arbeitserweiterung durch quantitative Erweiterung der Aufgaben
Erweiterung des Arbeitszeittaktes, bessere Qualifikationsnutzung
keine Motivationssteigerung und zusätzliche Kommunikationsmöglichkeiten
4.
Arbeitsbereicherung durch Zusammenfassen von Arbeitsaufgaben zu einer
größeren Aufgabe
Erhöhung der Motivation, größere Arbeitszufriedenheit, Qualifikationssteigerung,
Senkung von Krankenstand und Fluktuation
erhöhte Lohn- u. Trainingskosten, technische Arbeitsplatzausstattung
5.
98
Teilautonomie in Arbeitsgruppen mit Übertragen von Planungs-, Entscheidungsund Kontrollfunktionen
7 Systematische Arbeitsgestaltung
Warum scheitern
ergonomische Gestaltungslösungen?
Eine menschengerechte Gestaltung
von Arbeitsplätzen wird im Arbeitsschutzgesetz und in diversen Vorschriften und
Normen gefordert.
Vorgesetzte, Planer, Handwerksmeister
und Kleinunternehmer, aber auch
Konstrukteure und Entwickler sind daher
heute mit einem breiten Angebot an
technischen Hilfsmitteln für zu erwartende gestalterische Probleme konfrontiert.
lich ist auch, dass vereinbart wird, zu erproben und verbleibende Mängel kontinuierlich abzustellen.
Im Anschluss an eine weitgehend für
die Belange der menschengerechten Gestaltung optimierten Fertigungsplanung
wird sich im praktischen Betrieb oder
bei Gefährdungsanalysen nur noch deutlich seltener die Notwendigkeit einer
Verbesserung ergeben.
Wie ist eine gute Gestaltungslösung
zu ereichen?
Häufig wird aus Katalogen ausgewählt, angepasst oder auch individuell entwickelt,
wobei Lösungen entstehen, die nicht erprobt werden können. Eine Einführung
bringt fast zwangsläufig zeitweilige
Produktivitäts- und Qualitätseinbußen mit
sich, wenn Fähigkeiten, Gewohnheiten
und Vorstellungen der späteren Nutzer
nicht berücksichtigt sind. Hieraus entsteht eine ablehnende Haltung der betroffenen Mitarbeiter, die sich mit Recht
nicht ernst genommen fühlen. Es können
Spannungen bis hin zur Konfrontation
zwischen den Beteiligten entstehen. Häufig ist festzustellen, dass die betreffenden Einrichtungen demontiert oder einfach
nicht genutzt werden.
Die Berücksichtigung der Ergonomie im
Rahmen der Gestaltung sollte sich
heute nicht allein auf die Frage nach
„Maßzahlen“ und Normen für die Gestaltung, wie räumliche Abmessungen,
zulässige Bedienkräfte oder Größe
und Anordnung von Bedienelementen,
richten. Eine maßliche Bestgestaltung
muss nicht zwangsläufig auch zu bestmöglichen Ergebnissen führen, wenn
beispielsweise fehlende Akzeptanz
zur neuen Lösung, Mängel in der Führungstätigkeit oder Probleme zwischen
einzelnen Beschäftigten dem im Wege
stehen.
Es ist grundsätzlich erforderlich, die
Erfahrungen der Nutzer einzubeziehen.
Dabei müssen allen beteiligten Seiten insbesondere die Vorteile erläutert werden,
damit sie sich mit dem angestrebten
Vorgehen identifizieren können. Wesent-
Zunächst ist der Umfang der Fragestellung abzugrenzen. Zum Beseitigen
eines offensichtlichen Mangels an
einem einzelnen Arbeitsplatz werden
kaum systematische Betrachtungen benötigt.
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Zur Beurteilung wird stets ein gestuftes
Vorgehen empfohlen:
1. Beobachtung durch den Praktiker
2. Analyse durch ausgebildetes Personal
3. Expertise durch Fachleute
Allein durch das gezielte Beobachten
lässt sich die Mehrzahl der Probleme erkennen und gegebenenfalls
beseitigen.
Ist das Problem größer, d. h. sind mehrere
oder viele Personen betroffen, umfangreichere Anlagen einbezogen, unbekannte
Bedienergruppen zu berücksichtigen, ist
mehr Aufwand sinnvoll.
Ausgangspunkt eines menschbezogenen
Gestaltungsprozesses ist die Analyse der
Aufgaben, für deren Erfüllung Arbeitsplätze, Produkte bzw. Dienstleistungen
zu gestalten sind. Weiterhin sind Eigenschaften, Fähigkeiten, Fertigkeiten aber
auch Bedürfnisse der Nutzergruppen und
Kunden für die zu gestaltenden Produkte,
den zu gestaltenden Arbeitsplatz bzw.
die zu gestaltende Dienstleistung Gegenstand der Analyse. Erst aus einer solchen
Analyse können menschbezogene Gestaltungsanforderungen sinnvoll und
dauerhaft abgeleitet werden. Der Gestaltungsprozess benötigt Ziele. Diese beschreiben Eigenschaften des Gestaltungsergebnisses, wonach später das Gestaltungsergebnis als gut oder als
schlecht beurteilt wird. Als Anforderungen haben diese gewünschten Eigenschaften eine wesentliche Funktion bei
der Gestaltung.
100
Für einen auf die Analysephase folgenden Entwurfsprozess stellt die Ergonomie
Erkenntnisse und Methoden, z. B. rechnergestützte Modelle menschlicher
Abmaße, Software und Simulationsprogramme, zur Verfügung. Das vorhandene
Instrumentarium ist allerdings aufwändig und erfordert das Hinzuziehen
externer Fachleute.
Auch in großen Konzernen mit ihren
streng strukturierten Arbeitsprozessen
ist es heute schwer, alle zur Gestaltung
von Arbeitsprozessen notwendigen Kompetenzen vorzuhalten. Kleinere Betriebe
müssen sich notwendigerweise auf primäre Gestaltungsaufgaben, die Erfüllung
ihrer gesetzlichen Verpflichtungen, Krisenmanagement und die Intuition und Erfahrung ihrer Verantwortlichen beschränken
oder Fremdleistungen in Anspruch nehmen (Bilder 7-1 bis 7-3 auf Seite 102).
Es ist eine Tatsache, dass auch im Falle
einer ergonomischen Bestgestaltung
der Anlagen, Arbeitsstätten, Arbeitsplätze,
Maschinen und Geräte immer noch bestimmte Aufwendungen zur Instruktion,
zur Ausbildung und zum Training erforderlich sind. Dies gilt mitunter sogar
für die Durchführung von eignungsdiagnostischen Maßnahmen. Die Entwicklung
von Ausbildungs- und Trainingsmitteln,
Ausbildungsunterlagen, Anschauungsmodellen, Trainern und Simulatoren und
die fundierte Gestaltung von Instruktionen
und Bedienungsanleitungen nach
psychologischen Erkenntnissen zählt
ebenfalls hierzu.
Bild 7-1: Durch die Schrägmontage in der Automobilfertigung wird die belastende
Überkopfarbeit ersetzt. Neben dem Belastungsabbau ergibt sich die Möglichkeit zur präziseren
Arbeit und damit zur Erhöhung der Qualität. Diese Gestaltungsmaßnahme ist das Ergebnis
einer komplexen Prüfung, Planung und Gestaltung (Foto VW)
Planen
Beurteilen
Entscheiden
Beobachten
Beauftragen
Realisieren
Bild 7-2:
Beim Gestalten kommt
es darauf an, aus dem
üblichen Ablauf analysieren,
planen und realisieren
einen Kreisprozess zu
machen, der nach dem
Auswerten bei Erkennen
eines Defizits erneut
in eine Planungsphase
übergeht
101
Bild 7-3: Einzelschritte bei der Gestaltung von komplexen Arbeitssystemen
Allgemeine Wertvorstellungen definieren
● Welches sind die allgemeinen Ziele und Anforderungen des
Unternehmens?
● Welche Probleme oder Chancen können sich zukünftig ergeben?
Anforderungen festlegen
● Was wird mit der Gestaltung hauptsächlich angestrebt?
● Welchen weiteren Anforderungen soll die Lösung genügen?
Arbeitssystem als Gestaltungsobjekt abgrenzen
● Was soll oder muss gestaltet werden?
● Was wird vom Beitrag der menschlichen Arbeit erwartet?
● Welche Rahmen- und Randbedingungen sind zu berücksichtigen?
Gestaltungsfelder und Gestaltungsmerkmale feststellen
● Welche Gestaltungsfelder mit welchen Gestaltungsmerkmalen
sind gestaltbar, um das oder die Ziele und die Anforderungen erfüllen
zu können?
Vorschläge/Alternativen erarbeiten
● Mit welchen Gestaltungsmaßnahmen und in welchen
Gestaltungsfeldern kann man das oder die Ziele erreichen?
Lösung auswählen
● Welches ist die beste Lösung von mehreren Alternativen?
Lösung einführen
● Wie kann die ausgewählte Lösung verwirklicht werden?
● Welche Probleme können dabei auftreten?
Ergebnis überprüfen
● Hat die verwirklichte Lösung das Ziel und die Anforderungen erfüllt?
102
8 Aus den Regelwerken
Die Forderung nach einer menschengerechten Gestaltung der Arbeit ist in vielfältiger
Weise in Regelwerke eingeflossen.
BGV A 1 „Grundsätze der Prävention“ – Allgemeine Anforderungen gemäß § 2
Der Unternehmer hat zur Verhütung von Arbeitsunfällen Einrichtungen, Anordnungen und
Maßnahmen zu treffen, die den Bestimmungen dieser Unfallverhütungsvorschrift und
den für ihn sonst geltenden Unfallverhütungsvorschriften und im Übrigen den allgemein
anerkannten sicherheitstechnischen und arbeitsmedizinischen Regeln entsprechen.
Arbeitsschutzgesetz
Im Arbeitsschutzgesetz sind in Umsetzung der EG-Rahmenrichtlinien die Grundpflichten
des betrieblichen Arbeitsschutzes und ein moderner Arbeitsschutzbegriff einheitlich im
deutschen Recht verankert. Das Arbeitschutzgesetz verpflichtet den Arbeitgeber, die
Gesundheitsgefahren am Arbeitsplatz zu beurteilen (Gefährdungsbeurteilung), entsprechende Schutzmaßnahmen zu treffen und fordert für eine menschengerechte Gestaltung
der Arbeit zu sorgen. Die Ergebnisse sind zu dokumentieren. Es berücksichtigt damit
die ständige Anpassung des Arbeitsschutzes an die sich wandelnde Arbeitsumwelt.
Sicherheitskonzepte sollen ganzheitlich angelegt sein, d. h. alle relevanten Faktoren müssen sachgerecht verknüpft werden.
Maßnahmen des Arbeitsschutzes im Sinne dieses Gesetzes sind Maßnahmen zur Verhütung von Unfällen bei der Arbeit und arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren einschließlich der menschengerechten Gestaltung der Arbeit.
Der Arbeitgeber hat bei Maßnahmen des Arbeitsschutzes alle Umstände, welche die Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten beeinflussen, zu berücksichtigen und eine Verbesserung anzustreben.
Dabei ist von folgenden allgemeinen Grundsätzen auszugehen (Auszüge):
1. die Arbeit ist so zu gestalten, dass eine Gefährdung für Leben und Gesundheit
möglichst vermieden und die verbleibende Gefährdung möglichst gering gehalten
wird;
2. Gefahren sind an ihrer Quelle zu bekämpfen;
3. bei den Maßnahmen sind der Stand von Technik, Arbeitsmedizin und Hygiene sowie
sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse zu berücksichtigen;
4. Maßnahmen sind mit dem Ziel zu planen, Technik, Arbeitsorganisation, sonstige
Arbeitsbedingungen, soziale Beziehungen und Einflüsse der Umwelt auf den Arbeitsplatz sachgerecht zu verknüpfen;
5. individuelle Schutzmaßnahmen sind nachrangig zu anderen Maßnahmen;
103
6. spezielle Gefahren für besonders schutzbedürftige Beschäftigtengruppen
sind zu berücksichtigen;
7. den Beschäftigten sind geeignete Anweisungen zu erteilen;
8. mittelbar oder unmittelbar geschlechtsspezifisch wirkende Regelungen sind nur zulässig, wenn dies aus biologischen Gründen zwingend geboten ist.
Betriebsverfassungsgesetz – Unterrichtungs- und Beratungsrechte im § 90
Der Arbeitgeber hat den Betriebsrat über die Planung
● von Neu-, Um- und Erweiterungsbauten von
Fabrikations-, Verwaltungs- und sonstigen betrieblichen Räumen,
● von technischen Anlagen,
● von Arbeitsverfahren und Arbeitsabläufen oder
● von Arbeitsplätzen
rechtzeitig zu unterrichten und die vorgesehenen Maßnahmen unter Berücksichtigung
„gesicherter arbeitswissenschaftlicher Erkenntnisse“ mit dem Betriebsrat zu beraten.
Mitbestimmungsrecht im § 91
Werden Arbeitnehmer in besonderer Weise belastet, weil gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse bei Änderung der Arbeitsplätze, des Arbeitsablaufes und der Arbeitsumgebung nicht beachtet wurden, so kann der Betriebsrat angemessene Maßnahmen zur
Abwendung oder Minderung der Belastung verlangen.
Arbeitsstättenverordnung – Errichten und Betreiben von Arbeitstätten
Der Arbeitgeber hat dafür zu sorgen, dass Arbeitsstätten den Vorschriften dieser Verordnung, einschließlich ihres Anhanges entsprechend so eingerichtet und betrieben werden,
dass von ihnen keine Gefährdungen für die Sicherheit und die Gesundheit der Beschäftigten ausgehen. Der Arbeitgeber hat die Regeln für Arbeitsstätten zu berücksichtigen.
In den Arbeitsstättenrichtlinien (ASR) werden diese Erkenntnisse konkretisiert.
Arbeitssicherheitsgesetz
Das Gesetz enthält die Aufgaben der Fachkräfte für Arbeitssicherheit und die Aufgaben der Betriebsärzte. Sie bestehen auch darin, den Arbeitgeber in allen Fragen der
Arbeitssicherheit, einschließlich der „menschengerechten Gestaltung der Arbeit“ zu beraten.
104
Geräte- und Produktsicherheitsgesetz
Das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz soll perspektivisch dafür Sorge tragen, dass
bei der Gestaltung von Maschinen und Anlagen durch Konstrukteure und Gestalter
Sicherheit und eine menschengerechte Gestaltung gesichert werden. Das Gesetz ist auch
wegen der zahlreichen zugehörigen Normen von Bedeutung.
Betriebssicherheitsverordnung
Die Betriebssicherheitsverordnung gilt für die Bereitstellung und die Benutzung von Arbeitsmitteln. Der Arbeitgeber hat die dabei entstehenden Gefährdungen zu beurteilen und
Maßnahmen für die Sicherheit und den Gesundheitsschutz zu treffen. Bei der Festlegung
der Maßnahmen sind auch die ergonomischen Zusammenhänge zwischen Arbeitsplatz,
Arbeitsmittel, Arbeitsorganisation, Arbeitsablauf und Arbeitsaufgabe zu berücksichtigen.
Anhang 1: Mindestvorschriften für Arbeitsmittel
Anhang 2: Mindestvorschriften zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigten bei der Benutzung von Arbeitsmitteln
Normenreihe „Sicherheit von Maschinen“
Auftrag der Europäischen Normung ist es, zur Wettbewerbsfähigkeit Europas beizutragen
und die europäische Wirtschaft im globalen Handelsgeschehen zu fördern. Sowohl von
Herstellern und Importeuren von Maschinen, die diese entsprechend der EG-MaschinenRichtlinie herstellen bzw. in den Verkehr bringen müssen, als auch von den Normungsgremien, die Produktnormen entwickeln, wird festgestellt, dass im Bereich der Ergonomie
vielfach noch praxistaugliche übergeordnete Normen fehlen. Das führt dazu, dass teilweise in Produktnormen Festlegungen bezüglich ergonomischer Sachverhalte mehrfach
und abweichend voneinander geregelt sind. Normenrecherchen sind daher aufwändig und
bedürfen einer gewissen Erfahrung /20/.
In Umsetzung und zur Ausfüllung von Gesetzen, Verordnungen und europäischen Richtlinien wird das Normensystem zurzeit überarbeitet. Die Normenreihe DIN 33400 regelt heute
die Problematik der menschengerechten Gestaltung nicht mehr überwiegend. Einen großen
Anteil haben bereits die folgenden Normen der Reihe „Sicherheit von Maschinen“:
● DIN EN ISO 12100-1, Ausgabe 2004-04
„Sicherheit von Maschinen, Grundbegriffe, allgemeine Gestaltungsleitsätze –
Teil 1: Grundsätzliche Terminologie, Methodologie“
● DIN EN ISO 12100-2, Ausgabe 2004-04
„Sicherheit von Maschinen, Grundbegriffe, allgemeine Gestaltungsleitsätze –
Teil 2: Technische Leitsätze“
105
● DIN EN 349, Ausgabe 1993-06
„Sicherheit von Maschinen; Mindestabstände zur Vermeidung des Quetschens von
Körperteilen“
● DIN EN 614-1, Ausgabe 2006-7
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Gestaltungsgrundsätze –
Teil 1: Begriffe und allgemeine Leitsätze“
● DIN EN 614-2, Ausgabe 2000-10
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Gestaltungsgrundsätze – Teil 2: Wechselwirkungen zwischen der Gestaltung von Maschinen und den Arbeitsaufgaben“
● DIN EN 894-1, Ausgabe 1997-04
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Anforderungen für die Gestaltung von
Anzeigen und Stellteilen – Teil 1: Benutzer-Interaktion mit Anzeigen und Stellteilen“
● DIN EN 894-2, Ausgabe 1997-04
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Anforderungen für die Gestaltung von
Anzeigen und Stellteilen – Teil 2: Anzeigen“
● DIN EN 894-3, Ausgabe 2000-06
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Anforderungen für die Gestaltung von
Anzeigen und Stellteilen – Teil 3: Stellteile“
● DIN EN 894-4, Ausgabe 2004-07 (Norm-Entwurf)
„Sicherheit von Maschinen – Ergonomische Anforderungen für die Gestaltung von
Anzeigen und Stellteilen – Teil 4: Lage und Anordnung von Anzeigen und Stellteilen“
● DIN EN 547-1, Ausgabe 1997-02
„Sicherheit von Maschinen – Körpermaße des Menschen – Teil 1: Grundlagen zur
Bestimmung von Abmessungen für Ganzkörper-Zugänge an Maschinenarbeitsplätzen“
● DIN EN 547-2, Ausgabe 1997-02
„Sicherheit von Maschinen – Körpermaße des Menschen –
Teil 2: Grundlagen für die Bemessung von Zugangsöffnungen“
● DIN EN 547-3, Ausgabe 1997-09
„Sicherheit von Maschinen – Körpermaße des Menschen – Teil 3: Körpermaßdaten“
● DIN EN 1005-1, Ausgabe 2002-02
„Sicherheit von Maschinen – Menschliche körperliche Leistung – Teil 1: Begriffe“
● DIN EN 1005-2, Ausgabe 2003-09
„Sicherheit von Maschinen – Menschliche körperliche Leistung – Teil 2: Manuelle Handhabung von Gegenständen in Verbindung mit Maschinen und Maschinenteilen“
● DIN EN 1005-3, Ausgabe 2002-05
„Sicherheit von Maschinen – Menschliche körperliche Leistung –
Teil 3: Empfohlene Kraftgrenzen bei Maschinenbetätigung“
● DIN EN 1005-4, Ausgabe 2005-05
„Sicherheit von Maschinen – Menschliche körperliche Leistung – Teil 4: Bewertung
von Körperhaltungen und Bewegungen bei der Arbeit an Maschinen“
106
● DIN EN 1005-5, Ausgabe 2006-02
„Sicherheit von Maschinen – Menschliche körperliche Leistung – Teil 5: Risikobewertung für kurzzyklische Tätigkeiten bei hohen Handhabungsfrequenzen“
● DIN EN 14738, Ausgabe 2005-03
„Sicherheit von Maschinen – Anthrogometrische Anforderungen an die Gestaltung
von Maschinenarbeitsplätzen“
Normen aus weiteren Normenreihen:
● DIN 33403-3, Ausgabe: 2001-04
„Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung – Teil 3: Beurteilung des Klimas im
Warm- und Hitzebereich auf der Grundlage ausgewählter Klimasummenmaße“
● DIN 33403-5, Ausgabe: 1997-01
„Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung –
Teil 5: Ergonomische Gestaltung von Kältearbeitsplätzen“
● DIN EN ISO 7250, Ausgabe 1997-10
„Wesentliche Maße des menschlichen Körpers für die technische Gestaltung“
● DIN 33402-1, Ausgabe: 1978-01
„Körpermaße des Menschen; Begriffe, Messverfahren“
● DIN 33402-2, Ausgabe: 2005-12
„Ergonomie – Körpermaße des Menschen – Teil 2: Werte“
● DIN 33402-2 Beiblatt 1, Ausgabe: 2006-08
„Körpermaße des Menschen; Werte; Anwendung von Körpermaßen in der Praxis“
● DIN 33402-3, Ausgabe: 1984-10
„Körpermaße des Menschen; Bewegungsraum bei verschiedenen Grundstellungen und
Bewegungen“
● DIN 33406, Ausgabe: 1988-07
„Arbeitsplatzmaße im Produktionsbereich; Begriffe, Arbeitsplatztypen, Arbeitsplatzmaße“
● DIN 33408-1, Ausgabe: 1987-01
„Körperumrissschablonen für Sitzplätze“
● DIN 33408-1 Beiblatt 1, Ausgabe: 1987-01
„Körperumrissschablonen für Sitzplätze; Anwendungsbeispiele“
● DIN 33411-1, Ausgabe: 1982-09
„Körperkräfte des Menschen; Begriffe, Zusammenhänge, Bestimmungsgrößen“
● DIN 33411-3, Ausgabe: 1986-12
„Körperkräfte des Menschen; Maximal erreichbare statische Aktionsmomente männlicher
Arbeitspersonen an Handrädern“
● DIN 33411-4, Ausgabe: 1987-05
„Körperkräfte des Menschen; Maximale statische Aktionskräfte (Isodynen)“
107
● DIN 33411-5, Ausgabe: 1999-11
„Körperkräfte des Menschen – Teil 5: Maximale statische Aktionskräfte, Werte“
● DIN EN ISO 10075-1, Ausgabe 2000-11
„Ergonomische Grundlagen bezüglich psychischer Arbeitsbelastung –
Teil 1: Allgemeines und Begriffe“
● DIN EN ISO 10075-2, Ausgabe 2000-06
„Ergonomische Grundlagen bezüglich psychischer Arbeitsbelastung –
Teil 2: Gestaltungsgrundsätze“
● DIN EN ISO 10075-3, Ausgabe 2004-12
„Ergonomische Grundlagen bezüglich psychischer Arbeitsbelastung –
Teil 3: Grundsätze und Anforderungen an Verfahren zur Messung und Erfassung
psychischer Arbeitsbelastung“
● DIN EN 12464-1, Ausgabe 2003-03
„Beleuchtung von Arbeitsstätten – Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen“
● DIN EN 12464-2, Ausgabe 2003-04 (Entwurf)
„Beleuchtung von Arbeitsstätten – Teil 2: Arbeitsstätten im Freien“
● DIN EN 12665, Ausgabe 2002-09
„Licht und Beleuchtung – Grundlegende Begriffe und Kriterien für die Festlegung von
Anforderungen an die Beleuchtung“
● DIN-Fachbericht 128, Ausgabe 2003
„Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung – Grundlagen der Klimaermittlung“
● DIN EN ISO 11399, Ausgabe: 2001-04
„Ergonomie des Umgebungsklimas – Grundlagen und Anwendung relevanter
internationaler Normen“
● DIN EN ISO 7726, Ausgabe: 2002-04
„Umgebungsklima – Instrumente zur Messung physikalischer Größen“
● DIN EN ISO 7730, Ausgabe: 2006-05
„Gemäßigtes Umgebungsklima – Ermittlung des PMV und des PPD und Beschreibung
der Bedingungen für thermische Behaglichkeit“
● VDI 2057 Blatt 1, Ausgabe 2002-09
„Einwirkungen mechanischer Schwingungen auf den Menschen –
Ganzkörperschwingungen“
● VDI 2057 Blatt 2, Ausgabe 2002-09
„Einwirkungen mechanischer Schwingungen auf den Menschen –
Hand-Arm-Schwingungen“
● DIN EN 13861, Ausgabe 2003-04
„Sicherheit von Maschinen – Leitfaden zur Anwendung von Ergonomie-Normen bei der
Gestaltung von Maschinen“
108
9 Weiterführende Schriften
● Bullinger, H.-J.: Ergonomie: Produkt und Arbeitsgestaltung,
B. G. Teubner, Stuttgart 1994
● Grandjean, E.: Physiologische Arbeitsgestaltung,
eco-med Verlag, 1991
● Kirchner, J.-H., Baum, E.: Ergonomie für Konstrukteure und Arbeitsgestalter,
Carl Hanser Verlag, München-Wien 1990
● Laurig, W.: Grundzüge der Ergonomie (4. Auflage),
Beuth Verlag, Berlin 1992
● Lehder, G., Uhlig, D.: Betriebsstättenplanung,
Verlagsgesellschaft W.E. Weinmann mbh, Filderstadt 1998
● Luczak, H.: Arbeitswissenschaft (2. Auflage),
Springer-Verlag, Berlin 1998
● Neudörfer, A.: Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte,
Springer-Verlag, Berlin 2001
● Schmidtke, H.: Ergonomie (3. Auflage),
Carl Hanser Verlag, München-Wien 1993
NORA (Normen Recherche Arbeitsschutz)
der Kommission Arbeitsschutz und Normung (KAN)
www.kan.de/nora
Checkliste ergonomische Maschinengestaltung
Fachausschuss MFS (Dez. 2005)
www. hvbg.de/d/bia/pra/checkliste/index.html
Kleine ergonomische Datensammlung
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
109
10 Quellennachweis
/1/ Laurig W.: Grundzüge der Ergonomie, 1992
/2/ Antonovsky A.: Salutogenese, DGVT-Verlag, Tübingen, 1997
/3/ Jenik, P.: Maschinen menschlich konstruiert,
Maschinenmarkt Industriejournal 78, 1972, S. 87-90
/4/ BOSCH: Arbeitshilfen für die ergonomische Arbeitsplatzgestaltung, 1985
/5/ Schablonensätze und Programme bestellbar über die Firma IWA, www.iwa.de
/6/ Schultetus W.: Montagegestaltung; Köln, TÜV Rheinland, 1980
/7/ Jürgens, H. W., Aune, I., Pieper, U.: Internationaler anthropometrischer Datenatlas,
Fb 587 und 670, Dortmund 1998
/8/ Rohmert, W. und Rutenfranz, J. (Hersg.): Praktische Arbeitsphysiologie,
Thieme Verlag, Stuttgart 1983
/9/ Wenzel G., Piekarski C.: Klima und Arbeit, 1980
/10/ ProKlima-Forschungsbericht 2000, Frauenhofer IRB-Verlag, Stuttgart
/11/ Hahne, H.: Ergonomische Gestaltung von Kältearbeitsplätzen, Die BG 2/97
/12/ P. O. Fanger: Thermal Comfort, New York 1973
/13/ Zeiss-Ikon: Licht und Leuchten, 1975
/14/ Fördergemeinschaft Gutes Licht: Gutes Licht für Handwerk und Industrie
/15/ Kirchner und Baum: Ergonomie für Konstrukteure und Arbeitsgestalter
/16/ Leitfaden „Psychische Belastungen“ für Aufsichtspersonen,
Herausgeber HVBG, Entwurf 3/2002
/17/ Luczak, H.: Arbeitswissenschaft, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 1998
/18/ Leitmerkmalmethode nach BAUA und LASI, 2001, siehe www.baua.de
/19/ Elkeles, Lenhardt, Rosenbrock in WZB public health, 1994
/20/ www.kan.de
/21/ Hettinger, Th.: Handhabung von Lasten, Carl Hanser Verlag, 1991
/22/ Debitz, Gruber, Richter: Psychische Gesundheit am Arbeitsplatz Teil 2,
Verlag Technik & Information e.K.
110
Notizen
111
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Baden-Württemberg
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112
Vereinigung der MetallBerufsgenossenschaften
40210 Düsseldorf · Kreuzstraße 45
Telefon 0211 8224-0 · Telefax 0211 8224-444 und 545
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Maschinenbau- und Metall-Berufsgenossenschaft
Hütten- und Walzwerks-Berufsgenossenschaft
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Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd (BGM)
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E-Mail: [email protected]
Internet: www.bg-metall.de
11.08
Federführung: Maschinenbau- und Metall-Berufsgenossenschaft
Herausgeber:
Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften
Maschinenbau- und Metall-Berufsgenossenschaft
Hütten- und Walzwerks-Berufsgenossenschaft
Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd
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