DIN 33403-2-2000 Climate at the workplace and in its environments - Part 2 Effect of the climate on the heat balance of human beings《工作场所的气候及其环境 第2部分 气候对人类热平衡的影响》.pdf

1、DEUTSCHE NORM August 2000Klima am Arbeitsplatz und in derArbeitsumgebungTeil 2: Einfluss des Klimas auf den Wrmehaushalt des Menschen33403-2ICS 13.040.30; 13.100Climate at the workplace and in its environments Part 2: Effect of the climate on the heat balance of human beingsLambiance au lieu de trav

2、ail et dans son environnement Partie 2: Influence de lambiance sur le bilan thermique de lhommeErsatz frDIN 33403-2:1984-04InhaltSeiteVorwort . 21 Anwendungsbereich 22 Normative Verweisungen . 23 Krpertemperaturen . 23.1 Allgemeines . 23.2 Temperatur des Krperkerns . 33.3 Temperatur der Krperschale

3、. 33.4 Grenztemperaturen 34 Wrmebertragung . 34.1 Allgemeines . 34.2 Wrmeleitung 34.3 Wrmekonvektion . 44.4 Wasserverdunstung 44.5 Wrmestrahlung 45 Einfluss der Klimagren 45.1 Allgemeines . 45.2 Lufttemperatur 45.3 Luftfeuchte 45.4 Luftgeschwindigkeit 45.5 Wrmestrahlung 56 Einfluss der Arbeitsschwer

4、e 57 Einfluss der Bekleidung 5Fortsetzung Seite 2 bis 5Normenausschuss Ergonomie (FNErg) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. Nr. DIN 33403-2:2000-08nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Nor

5、mung e.V., Berlin, gestattet. Preisgr. 05 Vertr.-Nr. 0005Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinSeite 2DIN 33403-2:2000-08Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss 7 “Klima“ im Normenausschuss Ergonomie erarbeitet. DIN 33403 “Klimaam Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung

6、“ besteht aus folgenden Teilen: Teil 1: Grundlagen zur Klimaermittlung Teil 2: Einfluss des Klimas auf den Wrmehaushalt des Menschen Teil 3: Beurteilung des Klimas im Ertrglichkeitsbereich Teil 4: Ausgewhlte Klimasummenmasse Teil 5: Ergonomische Gestaltung von KltearbeitspltzennderungenGegenber DIN

7、33403-2:1984-04 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Redaktionell berarbeitet.b) “Einfluss der Arbeitsschwere“ (siehe Abschnitt 6) und “Einfluss der Bekleidung“ (siehe Abschnitt 7) zustzlichaufgenommen.Frhere AusgabenDIN 33403-2: 1984-041 Anwendungsbereich Diese Norm enthlt Angaben zur ergonomis

8、chen Gestaltung des Klimas am Arbeitsplatz und in derArbeitsumgebung.Zweck dieser Festlegungen ist die Vermittlung von Kenntnissen ber den Einfluss des Klimas auf den Menschen.Sie sollen Verstndnis fr das Gestalten des Klimas am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung wecken, umBeeintrchtigungen, be

9、rlastungen und mgliche Gesundheitsschden zu verhindern.2 Normative Verweisungen Diese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diesenormativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend au

10、f-gefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungen dieser Publikationen nurzu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen giltdie letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation.DIN 1946-2, Raumlufttechnik T

11、eil 2: Gesundheitstechnische Anforderungen (VDI-Lftungsregeln).DIN 33403-3, Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung Teil 3: Beurteilung des Klimas im Ertrglich-keitsbereich.DIN 50010-2, Klimate und ihre technische Anwendung Klimabegriffe Teil 2: Physikalische Begriffe.DIN EN ISO 7730, Gemig

12、tes Umgebungsklima Ermittlung des PMV und des PPD und Beschreibung derBedingungen fr thermische Behaglichkeit (ISO 7730:1994); Deutsche Fassung EN ISO 7730:1995.DIN EN 28996, Ergonomie Bestimmung der Wrmeerzeugung im menschlichen Krper (ISO 8996:1990);Deutsche Fassung EN 28996:1993.ISO 9920, Ergonom

13、ie des Umgebungsklimas Abschtzung der Wrmeisolation und des Verdunstungswider-standes einer Bekleidungskombination.3 Krpertemperaturen 3.1 Allgemeines Der menschliche Organismus ist innerhalb gewisser Grenzen auf eine konstante Temperatur im Krperinnernangelegt. Die zur Erhaltung der Krperinnentempe

14、ratur erforderliche Wrme wird durch Stoffwechsel erzeugt.Unterschieden wird zwischen der Temperatur des Krperkerns und der Temperatur der Krperschale.Seite 3DIN 33403-2:2000-083.2 Temperatur des Krperkerns Der Krperkern, der die Organe des Brust- und Bauchraumes und das Zentrale Nervensystem umfasst

15、, hat beigesunden Menschen und ausgeglichener Wrmebilanz eine Temperatur von (37 0,8) C. Bei krperlicher Arbeitund/oder Klimabelastungen kann die Krperkerntemperatur hhere Werte annehmen, die bis etwa 39 C durchunterschiedliche Regulationsvorgnge konstant gehalten werden knnen.3.3 Temperatur der Krp

16、erschale Die den Krperkern umgebende Krperschale besteht aus der Muskulatur von Rumpf und Gliedmaen, demUnterhautfettgewebe und der Haut. Zwischen Krperkern und Krperschale besteht ein Temperaturgeflle. ImBehaglichkeitsbereich betragen die Hauttemperaturen: am Rumpf etwa 36 C; an den Oberschenkeln e

17、twa 34 C; an den Unterschenkeln etwa 31 C; an den Oberarmen etwa 32 C; an den Unterarmen etwa 28 C.Die Hauttemperatur ndert sich im wesentlichen in Abhngigkeit von den Klimabedingungen, der Arbeitsschwere undder Bekleidung.3.4 Grenztemperaturen Nach Ausschpfen der Wrmebertragungsmglichkeiten des Krp

18、ers kann die Krperkerntemperatur ohne Gefahreiner Gesundheitsschdigung auf etwa 38,5 C steigen. Lnger andauernde berschreitungen sollten arbeits-medizinisch berwacht werden, um lebensbedrohliche Zustnde (Hitzschlag) zu vermeiden.Eine Hauttemperatur zwischen 40 C und 45 C kann bei einer Expositionsze

19、it ber 30 s zu Schmerzen fhren; ber 50 C kann Verbrennungen zur Folge haben.Die Krperkerntemperatur kann ohne Gefahr einer Gesundheitsschdigung auf etwa 35 C sinken. Eine weitereAbkhlung kann lebensbedrohlich sein. Eine Abnahme lokaler Hauttemperaturen bis auf 12 C wird als Grenze derErtrglichkeit a

20、ngesehen.4 Wrmebertragung 4.1 Allgemeines Die Wrmebertragung zwischen Krperoberflche und Umgebung erfolgt nach den physikalischen Gesetz-migkeiten: der Wrmeleitung; der Wrmekonvektion; der Wasserverdunstung; der Wrmestrahlung.Durch Leitung, Konvektion und Strahlung kann dem Krper Wrme entzogen oder

21、zugefhrt werden; ber dieVerdunstung ist nur eine Wrmeabgabe mglich. Die ber die einzelnen Formen ausgetauschten Wrmemengensind im wesentlichen vom Klima und von der Schweibildung abhngig.Im Behaglichkeitsbereich erfolgt der Wrmeaustausch hauptschlich ber Strahlung und Wasserverdunstung. Inkalten Kli

22、maten berwiegt die Wrmeabgabe durch Konvektion und in warmen Klimaten durch Wasserverdunstung.Bei hheren Lufttemperaturen ist eine Wrmeabgabe oft nur durch Schweiverdunstung mglich. Bei heienOberflchen in der Arbeitsumgebung knnen erhebliche Wrmemengen durch Wrmestrahlung zugefhrt werden.Die Wrmebil

23、anz des Krpers ist ausgeglichen, wenn sich die Wrmeabgabe und die Summe aus Wrmeerzeugungund Wrmeaufnahme entsprechen.4.2 Wrmeleitung Unter Wrmeleitung versteht man den Wrmestrom innerhalb eines Krpers oder zwischen zwei sich berhrendenKrpern. Fr die Wrmebilanz des Menschen ist der Wrmeaustausch dur

24、ch Leitung aufgrund geringer Kontakt-flchen meist vernachlssigbar. Zu beachten sind lokale Belastungen durch Wrmeleitung, wenn Krperteile mit sehrwarmen oder sehr kalten Oberflchen Kontakt haben.Seite 4DIN 33403-2:2000-084.3 Wrmekonvektion Bei der Konvektion wird dem Krper durch die vorbeistrmende L

25、uft Wrme entzogen oder zugefhrt. Dieausgetausche Wrmemenge ist abhngig von der Luftgeschwindigkeit, der Differenz zwischen der Hauttemperaturund der Lufttemperatur sowie der Bekleidung. Lokal erhhter Wrmeentzug durch Konvektion wird als Zugluftempfunden.4.4 Wasserverdunstung Eine besondere Rolle spi

26、elt bei der Regulierung der Krpertemperatur die Wasserverdunstung. Bei der Verdunstungdes mit dem Schwei abgegebenen Wassers wird dem Krper Wrme entzogen. Die Verdunstungsrate hngt abvon der Wasserdampfdruckdifferenz zwischen Haut und Luft, von der Verdunstungsflche, von der Luftgeschwin-digkeit und

27、 von der Bekleidung. Die dem Krper hierbei entzogene Wrmemenge betrgt etwa 2 500 kJ fr einenLiter Schwei, wenn dieser vllig auf der Haut verdunstet und nicht abtropft. In Abhngigkeit von der Schwere derkrperlichen Arbeit, den Klimaverhltnissen und dem Grad der Hitzeanpassung (Akklimatisation) kann d

28、ieabgegebene Schweimenge bis zu 10 Liter je Tag betragen.4.5 Wrmestrahlung Zwischen Krpern unterschiedlicher Temperatur erfolgt stndig ein Wrmeaustausch durch Wrmestrahlung. InAbhngigkeit von der Differenz zwischen den Temperaturen der Umgebungsflchen und der Krperoberflche findeteine Wrmeaufnahme o

29、der eine Wrmeabgabe statt.5 Einfluss der Klimagren 5.1 Allgemeines Der Wrmeaustausch zwischen Krper und Umgebung wird von den Klimagren Lufttemperatur, Luftfeuchte,Luftgeschwindigkeit und Wrmestrahlung bestimmt. Entscheidend fr die Wrmebilanz sind nicht die einzelnenKlimagren, sondern ihre jeweilige

30、 Kombination.Zuverlssige Aussagen ber die Wirkung des Klimas sind nur dann mglich, wenn alle vier Klimagren unddarber hinaus die Arbeitsbelastung (siehe Abschnitt 6) und die Wrmeisolation der Bekleidung (siehe Abschnitt 7)bekannt sind.5.2 Lufttemperatur Der Mensch kann unter bestimmten Bedingungen u

31、nd bei entsprechender Bekleidung Temperaturen von 50 C bis+50 C, kurzfristig sogar mehr als +100 C, ertragen.Die Lufttemperatur hat einen magebenden Einfluss auf den Wrmeaustausch durch Konvektion und Verdunstung.5.3 Luftfeuchte Die Luftfeuchte kann durch verschiedene Gren angegeben werden. Hufig ve

32、rwendete Messgren sind: relativeLuftfeuchte, Wasserdampfdruck und Feuchttemperatur eines Psychrometers. Den Zusammenhang zwischen diesenGren und der Lufttemperatur zeigt Bild 1.Zum eingetragenen Beispiel (Punkt A) gehren folgende Werte: Lufttemperatur 36 C, relative Luftfeuchte 50 %,Wasserdampfdruck

33、 2,97 kPa, Feuchttemperatur 27 C.Formeln zur Umrechnung der verschiedenen Gren der Luftfeuchte enthlt DIN 50010-2.Bei hoher Luftfeuchte und hoher Lufttemperatur ist die Wrmeabgabe durch Schweiverdunstung erschwert. Dieskann bei lngeren Aufenthalten zu einem Wrmestau fhren.5.4 Luftgeschwindigkeit Luf

34、tbewegung frdert die Wrmeabgabe durch Konvektion und besonders durch Schweiverdunstung. Fr diekonvektive Wrmeabgabe gilt dies nur bis zu Lufttemperaturen unterhalb der Hauttemperatur; bei Lufttemperaturenoberhalb der Hauttemperatur findet eine konvektive Wrmezufuhr statt.Bei hohen Lufttemperaturen u

35、nd/oder schwerer krperlicher Arbeit sind bestimmte Mindestluftgeschwindigkeiten inAbhngigkeit von der Art der Ttigkeit von Vorteil. Unter bestimmten Bedingungen knnen Beeintrchtigungen durchZugluft auftreten. Zugluftempfindungen sind abhngig von der Luftgeschwindigkeit, vom Turbulenzgrad und von der

36、Lufttemperatur (siehe DIN 1946-2 und DIN EN ISO 7730).Seite 5DIN 33403-2:2000-085.5 Wrmestrahlung Die Wrmestrahlung aus der Arbeitsplatzumgebung ist abhngig von der Oberflchentemperatur, dem Emissions-grad (Material, Oberflchenbeschaffenheit, Farbe) und der Flche der Strahlungsquelle sowie deren Abs

37、tand vonder strahlungsempfangenden Krperoberflche des Menschen.6 Einfluss der Arbeitsschwere Im Krper wird durch Stoffwechselprozesse fortlaufend Wrme erzeugt. Die Wrmemenge hngt wesentlich von derArt und Schwere der Krperarbeit ab. Die Wrmeproduktion hat entscheidenden Einfluss auf die Ertrglichkei

38、twarmer und kalter Klimabedingungen; je schwerer die krperliche Arbeit ist, desto khler muss das Klima sein undumgekehrt (siehe DIN 33403-3). Verfahren zur Messung und Schtzung der Wrmeproduktion werden inDIN EN 28996 beschrieben.7 Einfluss der Bekleidung Die Bekleidung spielt eine wesentliche Rolle

39、 beim Wrmeaustausch zwischen der Krperoberflche und derUmgebung. Der Wrmeaustausch ist berwiegend abhngig vom Isolationswert der Bekleidung. Der Isolationswertder Bekleidung wird in sowie in der international gebruchlichen clo-Einheit (1 clo = 0,155 )m2KWm2KWangegeben. Die Isolationswerte der meisten Bekleidungsstcke und -kombinationen sind bekannt und knnen ausTabellen abgelesen werden (siehe ISO 9920).Bild 1 Zusammenhang zwischen den verschiedenen Parametern der Luftfeuchte