Art der Gefährdungen und deren Wirkungen

Ursachen

An vielen Arbeitsplätzen, zum Beispiel in der Metall-, Glas-, Keramik- und Gummiindustrie, treten neben den witterungsbedingten Hitzeeinwirkungen auch technologisch bedingte Wärmebelastungen durch hohe Temperaturen und hohe Wärmestrahlungsintensitäten auf.

Gesundheitsgefahren

Steigen die Umgebungstemperaturen über 26°C an, ist mit Konzentrationsmängeln, Leistungsabfall, Zunahme von Arbeitsfehlern, Erschöpfung, Ermüdung und Zunahme von Unfällen zu rechnen. Hochgradige Wärmeeinwirkung kann auch zur Belastung des Herz-Kreislauf-Systems, der Atemwege und des Wasser- und Elektrolyt-Haushalts führen. Im extremen Fall können Hitzekrankheiten wie Hitzekrämpfe, Hitzekollaps und Hitzschlag ausgelöst werden. Durch direkten Kontakt mit heißen Oberflächen, Flüssigkeiten, Dämpfen oder durch Einwirkung intensiver Wärmestrahlung können lokale Gewebeschäden (Verbrennungen, Verbrühungen) entstehen (siehe auch Abschnitt "Thermische Gefährdungen").

Grenzwerte, Beurteilungskriterien

Einflussgrößen

Einflussgrößen der thermischen Belastung sind:

Lufttemperatur
Luftfeuchtigkeit
Luftgeschwindigkeit
Wärmestrahlung
energetische Arbeitsbelastung
Wärmeisolation der Bekleidung
Expositionszeit

Klimasummenmaße

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

Beurteilungsmaßstäbe

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

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

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

Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen

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

Die Normal- Effektivtemperatur unterschätzt die Klimabelastung im trocken-warmen Klimabereich und berücksichtigt die Belastung durch Wärmestrahlung nicht. Sie wird aus einem Nomogramm ermittelt und in den Auswahlkriterien für die arbeitsmedizinische Vorsorge als Klimamaß für die Angabe von Richtwerten verwendet (siehe Tabelle 2 und 3; BGI 504-30).

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

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

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

Orientierungswerte für die Erträglichkeit von Klimabelastungen

Ermittlung der Erträglichkeitsgrenze

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

**Tabelle 8.1-3.** Orientierungswerte der Erträglichkeitsgrenze für den WBGT-Index in Abhängigkeit vom Arbeitsenergieumsatz (AU) für akklimatisierte Personen (nach DIN 33403-3)
Stufe	Arbeitsenergieumsatz AU		Orientierungswerte für den WBGT-Index [°C]
Stufe	kJ/min	W	Orientierungswerte für den WBGT-Index [°C]
I	AU ≤ 8	AU ≤ 130	32
II	8 < AU ≤ 12	130 < AU ≤ 200	29
III	12 < AU ≤ 16	200 < AU ≤ 270	28
			Luftbewegung (-geschwindigkeit) nicht spürbar	Luftbewegung (-geschwindigkeit) spürbar
IV	16 < AU ≤ 20	270 < AU ≤ 330	26	26.5
V	20 < AU ≤ 23	330 < AU ≤ 380	24.5	26
VI	23 < AU ≤ 25	380 < AU ≤ 420	24	25.5
VII	AU > 25	AU > 420	23	25

Wärmestrahlung

Belastungen durch technisch bedingte Wärmestrahlung lassen sich nicht immer ausschließen. Belastungsgrenzen durch Wärmestrahlung (Orientierungswerte) sind in Bild 4 der DIN 33403-3 für Dauerbelastung (8 h-Schicht) und in Bild 5 der DIN 33403-3 für Kurzzeitbelastung (1 - 2 h) angegeben.

Effektive Bestrahlungsstärke

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

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

(A) E_eff=< 35 W/m²:

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

(B) 35 W/m2 < E_eff =< 300 W/m²:

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

(C) E_eff > 300 W/m²:

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

Unbekleidete Hautpartien

Auf unbekleidete Hautpartien darf Wärmestrahlung nicht unbegrenzt einwirken. Aus Bild 6 der DIN 33403-3 ist zu entnehmen, ob eine Wärmestrahlungs-Schutzkleidung zum Schutz vor Verbrennungen getragen bzw. ob die Zeitspanne des Arbeitseinsatzes ohne Verwendung von Schutzkleidung begrenzt werden muss.

Arbeitsmedizinische Vorsorge

Beschäftigte sind arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen zu unterziehen, wenn die in den Tabellen 8.1-4 und 8.1-5 angegebenen Richtwerte überschritten werden (Erläuterungen dazu siehe BGI 504-30).

**Tabelle 8.1-4.** Richtwerte der Normaleffektivtemperatur (NET) in °C für die Auswahl der zu untersuchenden Beschäftigten (nach BGI 504-30)
Arbeitsenergieumsatz (W)	Expositionszeit* < 15 Min.	Expositionszeit 15 - 30 Min.	Expositionszeit 31 - 60 Min.	Expositionszeit > 60 Min.
Gruppe 1: hitzeadaptierte Beschäftigte
bis 100 W	-	> 36	36	34
bis 200 W	-	36	34	32
bis 300 W	-	34	32	30
> 300 W	35	32	30
Gruppe 2: gelegentlich exponierte, nicht hitzeadaptierte Beschäftigte
bis 100 W	-	> 36	34
bis 200 W	-	34	32
bis 300 W	35	32	30
> 300 W	35	30	28

*ununterbrochene Expositionszeit

**Tabelle 8.1-5.** Richtwerte der effektiven Bestrahlungsstärke in W/m² für die Auswahl der zu untersuchenden Beschäftigten (nach BGI 504-30)
Arbeitsenergieumsatz (W)	Expositionszeit* < 15 Min.	Expositionszeit 15 - 30 Min.	Expositionszeit 31 - 60 Min.	Expositionszeit > 60 Min.
Gruppe 1: hitzeadaptierte Beschäftigte
bis 100 W	1000	750	500	300
bis 200 W	750	500	300	200
bis 300 W	500	300	200	100
> 300 W	250	200	100
Gruppe 2: gelegentlich exponierte, nicht hitzeadaptierte Beschäftigte
bis 100 W	1000	500	300
bis 200 W	750	300	200
bis 300 W	500	200	100
> 300 W	250	100	35

*ununterbrochene Expositionszeit

Arbeitsschutzmaßnahmen

Technische Maßnahmen

Gebäudegestaltung
Dachüberstände, Auskragungen, Jalousien, absorbierendes oder reflektierendes Fensterglas können die Sonnenstrahlung erheblich abschirmen.

Luftführung
Natürliche Lüftung oder lüftungstechnische Anlagen (Ventilatoren, Luftduschen) sorgen für Abkühlung durch erhöhten Luftwechsel oder höhere Luftgeschwindigkeiten.

Luftkühlung
In räumlich engumgrenzten Bereichen (Steuerstände, Krankabinen) sollte die zugeführte Luft gekühlt werden. Die Temperaturdifferenz zwischen dem gekühlten Raum und der Umgebung sollte nicht mehr als 4 bis 6°C betragen.
Klimatisierung
Die Klimatisierung von Arbeitsplätzen und -bereichen ist anzustreben. Strahlungswärme muss auf andere Art beseitigt werden.
Wärmestrahlenschutz
Die Wärmestrahlung sollte verringert werden, zum Beispiel durch:
- Anlagenkapselung
- Schutzgläser
- Drahtgewebe
- Hitzeschutzschirm
- Kettenvorhänge

Ergonomisch-organisatorische Maßnahmen:

Reduzierung der Arbeitsschwere
Reduzierung der Muskelarbeit großer Muskelgruppen (Arm-, Bein- und Rumpfmuskulatur) auf das unbedingt erforderliche Maß.
Muskel-Erholungszeiten
Viele kurze muskuläre Pausen im klimabelasteten Bereich sind effektiver als wenige, längere.
Entwärmungsphasen
Die Entwärmungsphasen sollten länger als 10 min sein. Das Klima in den Aufenthaltsräumen sollte im Behaglichkeitsbereich liegen (Anlage 5: Entwärmungsphasen).
persönliche Schutzausrüstung
Lassen sich durch technische und ergonomisch-organisatorische Maßnahmen die Klimabelastungen nicht weiter reduzieren, müssen persönliche Schutzausrüstungen getragen werden, die den jeweiligen Anforderungen (§ 4 ArbSchG; PSA-BV) bestmöglich anzupassen sind.
Akklimatisation, Hitzegetränke
Eine langsame Gewöhnung an Hitzearbeit (Akklimatisation) und eine ausreichende Getränkeaufnahme tragen wesentlich zur Herabsetzung der Hitzebeanspruchung bei.
Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen
Für Beschäftigte, die Tätigkeiten mit extremer Hitzebelastung ausüben, sind regelmäßig arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen nach ArbMedVV zu veranlassen .

Vorschriften, Regelwerk, Literatur

Gesetze, Verordnungen

Technische Regelwerke zu den Arbeitsschutzverordnungen

Vorschriften der Unfallversicherungsträger

Weitere Regeln der Technik

DIN 33 403-3:2001 Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung : Beurteilung des Klimas im Warm- und Hitzebereich auf der Grundlage ausgewählter Klimasummenmaße
DIN 50010-2:1981 Klimate und ihre technische Anwendung : Klimabegriffe : Physikalische Begriffe
DIN EN 340:2004 Schutzkleidung - Allgemeine Anforderungen
DIN EN 531:1998 Schutzkleidung für hitzeexponierte Arbeiter
DIN EN 27243:1993 Warmes Umgebungsklima : Ermittlung der Wärmebelastung des arbeitenden Menschen mit dem WBGT-Index (wet-bulb-globe-temperature)
DIN EN ISO 7726:2002 Umgebungsklima - Instrumente zur Messung physikalischer Größen
DIN EN ISO 7933:2004 Ergonomie der thermischen Umgebung - Analytische Bestimmung und Interpretation der Wärmebelastung durch Berechnung der vorhergesagten Wärmebeanspruchung
DIN EN ISO 9886:2004 Ergonomie - Ermittlung der thermischen Beanspruchung durch physiologische Messungen
BGI 504-30 (ZH 1/600.30): Auswahlkriterien für spezielle arbeitsmedizinische Vorsorge nach dem Berufsgenossenschaftlichen Grundsatz G 30 "Hitzearbeiten"
BGI 579: Hitzearbeit
BGI 7002: Beurteilung von Hitzearbeit
BGI 7003: Beurteilung des Raumklimas

Literatur

[1] Spitzer, H.; Hettinger, Th.; Kaminsky, G.:
Tafeln für den Energieumsatz bei körperlicher Arbeit
6. Auflage Berlin: Beuth 1982
[2] Wenzel, H. G.; Piekarski, G.:
Klima und Arbeit
München: Bayerisches Staatsministerium für Arbeit 1982
[3] Hettinger, Th.; Müller, B. H. und andere.:
Belastung und Beanspruchung bei unterschiedlicher Effektivtemperatur und Arbeitsschwere
Bremerhaven: Wirtschaftsverlag NW 1991
(Bundesanstalt für Arbeitsschutz: Forschung, Fb 634)
[4] Gebhard, H.; Kampmann, B. und andere:
Systematische Analyse aktueller Klimasummenmaße für Hitzearbeitsplätze
Bremerhaven: Wirtschaftsverlag NW 1999
(Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin: Forschung, Fb 829)
[5] Pangert, R.; Bux, K.; Frener, P.:
Hitzearbeit – Hitzepausen
ErgoMed (2003), 3, 82–89
[6] Gebhard, H.; Kampmann, B.; Müller, B.:
Arbeits- und Entwärmungsphasen in wärmebelasteten Arbeitsbereichen
Dortmund: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2007 (Forschung Projekt, F 1860)
[7] Grendjean, E.:
Physiologische Arbeitsgestaltung
4. Aufage Landsberg: ecomed 1991
[8] Bux, K.; Pangert, R.:
Sommerlich bedingte hohe Raumtemperaturen in Arbeitsstätten – Rechtliche Lage, Wirkungen auf den Menschen und Maßnahmen
ErgoMed (2007), 3, 84 – 88
[9] Bux, K.:
Klima am Arbeitsplatz- Stand arbeitswissenschaftlicher Erkenntnisse; Bedarfsanalyse für weitere Forschungen
Dortmund, Dresden: BAuA 2006 (Forschung Projekt, F 1987)

Textbausteine für Prüflisten und Formblätter

Prüffragen

Bestehen Hitzebelastungen durch Witterungseinflüsse, Geräte und Verfahren oder durch Wärmestrahlung?
Ist die Sonneneinstrahlung ausreichend durch bauliche Einrichtungen, Jalousien oder Vorhänge abgeschirmt?
Wird ausreichend für natürliche Lüftung gesorgt?
Werden Lüftungsanlagen / Klimaanlagen regelmäßig gereinigt und gewartet?
Sind Pausen zur Muskelerholung (Arbeitsschwere) und zur Entwärmung ausreichend?

Festgestellte Gefährdungen/Mängel

Hitzebelastung durch Geräte / Verfahren
Hitzebelastung durch Witterungseinflüsse
Hitzebelastung durch Wärmestrahlung

Maßnahmen

Sonnenstrahlung abschirmen durch (Jalousien; Dachüberstände)
natürliche Lüftung ermöglichen
Lüftungsanlagen installieren (zum Beispiel Ventilatoren, Luftduschen)
Steuerständen oder Kabinen gekühlte Luft zuführen
Arbeitsbereiche klimatisieren
Wärmestrahlung verringern durch (Anlagenkapselung; Schutzgläser);
Arbeitsschwere reduzieren
viele kurze Pausen zur Muskelerholung vorsehen
längere Entwärmungspausen (Anlage 5) einplanen
PSA anwenden

Sections

Benutzerspezifische Werkzeuge

Hitze

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