DIN 33403-3-2011 Climate at the workplace and its environments - Part 3 Assessment of the climate in the warm and hot working areas based on selected climate indices《工作场所及其周边环境中的气候.pdf

1、Juli 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Ergonomie (NAErg) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.100!$pOy“1774486www.din.deDDIN 33403-3Klima

2、am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung Teil 3: Beurteilung des Klimas im Warm- und Hitzebereich auf derGrundlage ausgewhlter KlimasummenmaeClimate at the workplace and its environments Part 3: Assessment of the climate in the warm and hot working areas based on selectedclimate indicesLambiance a

3、u lieu de travail et dans lenvironnement Partie: 3: valuation du climat dans le secteur de chaleur et de chaud sur la basemesures de total de climat choisiesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 33403-3:2001-04www.beuth.deGesamtumfang 22 SeitenDIN 33403-3:2011-07

4、 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 5 3 Wrmeentwicklung im menschlichen Krper 5 4 Klimasummenmae 6 4.1 Allgemeines. 6 4.2 Effektivtemperatur nach YAGLOU 7 4.2.1 Normal-Effektivtemperatur, NET . 7 4.2.2 Basis-Effektivtemperatur, BET 10 4.3 WBGT-Index, WBGT . 12 4

5、.4 Vorhergesagte Wrmebeanspruchung, PHS . 12 5 Anwendung der Klimasummenmae 13 6 Angabe von Orientierungsbereichen fr ausgewhlte Klimasummenmae 14 6.1 Allgemeines. 14 6.2 Effektivtemperatur nach YAGLOU 14 6.2.1 Normal-Effektivtemperatur, NET . 14 6.2.2 Basis-Effektivtemperatur, BET 15 6.3 WBGT-Index

6、, WBGT . 15 6.4 Vorhergesagte Wrmebeanspruchung, PHS . 15 7 Beurteilung der Wrmestrahlung 16 7.1 Allgemeines. 16 7.2 Orientierungswerte fr Grenzen der Belastung durch Wrmestrahlung 16 7.3 Maximale Belastungszeit in Abhngigkeit von der Bestrahlungsstrke 19 Anhang A (informativ) Hinweise zur Bewertung

7、 von Hitzearbeit 20 Anhang B (informativ) Isolationswerte verschiedener Bekleidungen 21 Literaturhinweise . 22 2 DIN 33403-3:2011-07 Vorwort Diese Norm wurde vom Gemeinschaftsausschuss NA 023-00-05 GA Ergonomie der physikalischen Umgebung“ der Normenausschsse Ergonomie und Maschinenbau erarbeitet. E

8、s wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 33403-3:2001-04 wurden folgende nderungen vorgenommen:

9、 a) das Klimasummenma erforderliche Schweirate“ wurde in Anpassung an die internationale Normung durch das Klimasummenma vorhergesagte Wrmebeanspruchung“ ersetzt; b) zur Veranschaulichung wurde eine Darstellung analog zu Bild 1 aus DIN 33403-2 auch in diese Norm bernommen; c) zur Basis-Effektivtempe

10、ratur“ wurde ein Hinweis auf die Anwendung im Steinkohlenbergbau gegeben; d) die Tabelle 3 wurde durch einen Hinweis auf DIN EN 27243 ersetzt; e) der Hinweis auf DIN 50010-2 wurde durch einen Hinweis auf DIN EN ISO 7726 ersetzt; f) die Zitate wurden dem aktuellen Stand angepasst; g) die Norm wurde r

11、edaktionell berarbeitet und aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN 33403-3: 1988-06, 2001-04 3 DIN 33403-3:2011-07 1 Anwendungsbereich Diese Norm enthlt Festlegungen fr die Anwendung der Klimasummenmae am Arbeitsplatz bei warmen und heien Klimaten auerhalb des Behaglichkeitsbereiches unter Bercksichtigun

12、g von Arbeitsschwere und Bekleidung. Die Klimasummenmae Basis-Effektivtemperatur, BET; Normal-Effektivtemperatur, NET; WBGT-Index (en: wet bulb globe temperature); vorhergesagte Wrmebeanspruchung, PHS (en: Predicted Heat Strain) werden beschrieben und messtechnische Bedingungen fr ihre Erfassung ang

13、egeben. Zur Ermittlung dieser Klimasummenmae sind Klimamessgerte einsetzbar, die die Klimasummenmae direkt ausgeben. Die Klimasummenmae knnen aber auch aus den Klimagren ermittelt werden, die mit geeigneten Klimamessgerten bestimmt werden. Fr die Beurteilung des Klimas am Arbeitsplatz und in der Arb

14、eitsumgebung werden Orientierungsbereiche fr die Klimaexposition angegeben. Sie gelten fr Arbeitspltze, an denen Ttigkeiten unter Klimabelastung regelmig zu verrichten sind und soweit nicht anders angegeben - nur fr hitzeakklimatisierte Personen1). Diese Norm gilt nicht fr Arbeiten im Freien; fr die

15、 untertgigen Betriebe, die der Bergaufsicht unterliegen; fr den Kltebereich; fr einzelne Tage im Jahr, an denen die Auenlufttemperatur ber 32 C ansteigt 1 und hierdurch ein berschreiten der Grenzen der Ertrglichkeit hervorgerufen werden kann; bei Expositionszeiten unterhalb von 20 min; bei Verwendun

16、g spezieller Ganzkrper-Schutzkleidungen. Die Norm gibt Anwendungshinweise fr den Einsatz der verschiedenen Klimasummenmae. Insofern stellt sie eine Ergnzung zu den Normen DIN EN ISO 7933 und DIN EN 27243 dar. Zweck der Festlegung ist die Ableitung ergonomischer Manahmen, um die Beschftigten vor hitz

17、ebedingten Gesundheitsschden zu bewahren. 1) Zur Hitzeakklimatisation siehe Anhang A. 4 DIN 33403-3:2011-07 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatier

18、ten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN 27243, Warmes Umgebungsklima Ermittlung der Wrmebelastung des arbeitenden Menschen mit dem WBGT-Index (wet bulb globe temperature) DIN EN ISO 7726, Umgebungsklima Instrumente zur Messun

19、g physikalischer Gren 3 Wrmeentwicklung im menschlichen Krper Die Wirkung des Klimas auf den Menschen ist durch die physikalischen Klimagren, die krperliche Arbeit und die Bekleidung des Menschen gekennzeichnet. Krperliche Arbeit ist verbunden mit einer erhhten Wrmeentwicklung im menschlichen Krper,

20、 die bei der Bewertung von Klimabedingungen zu bercksichtigen ist. Auer der Wrme, die durch den Stoffwechsel bei Krperruhe (so genannter Ruheumsatz) entsteht, wird bei der Muskelarbeit zustzliche Wrme erzeugt. Bei der Muskelarbeit ist im Hinblick auf die Wrmeerzeugung je nach Muskelmasse zu untersch

21、eiden zwischen dem Einsatz a) kleiner Muskelgruppen (Finger-, Hand- und Fumuskulatur) und b) groer Muskelgruppen (Arm-, Bein- und Rumpfmuskulatur). Im Hinblick auf die Leistungsbegrenzung durch das Klima hat der Einsatz kleiner Muskelgruppen selbst bei Arbeit bis zur Erschpfung keinen Einfluss. Der

22、Einsatz groer Muskelgruppen kann dagegen, ebenso wie bei Hitzebelastung, zu einer berbeanspruchung des Herz-Kreislaufsystems fhren. Um eine physische berbeanspruchung zu verhindern, muss entweder mit zunehmender Hitzebelastung die Muskelarbeit oder bei vorgegebener Muskelarbeit die Hitzebelastung ve

23、rmindert werden. Die angegebene Bewertung der muskulren Arbeit gilt fr weitgehend dynamische Arbeit. Ein erhhter Anteil von statischer Arbeit wird durch den Arbeitsenergieumsatz nicht angemessen erfasst. Eine Beurteilung der muskulren Arbeitsschwere lsst sich anhand des Arbeitsenergieumsatzes (Gesam

24、tenergieumsatz abzglich Ruheumsatz) durchfhren. Unter der Voraussetzung des Einsatzes relativ groer Muskelgruppen (ab etwa 15 % der Gesamtmuskelmasse) ergibt sich fr den mittleren Arbeitsenergieumsatz whrend der Schichtzeit die in Tabelle 1 dargestellte, empirisch ermittelte Stufung2). 2) Eine ausfh

25、rliche Darstellung der muskulren Arbeitsschwere ist in DIN EN ISO 8996 vorhanden. 5 DIN 33403-3:2011-07 Tabelle 1 Stufung fr den Arbeitsenergieumsatz Arbeitsenergieumsatz AU Stufe kJ/min WaBewertung Beispiel I AU 8 AU 130 sehr leicht ruhiges Sitzen; mittelschwere Armarbeit im Sitzen II 8 25 AU 420 s

26、chwerst Gehen (5 Steigung, 5 km/h) a1 W = 0,06 kJ/min bAls Dauerleistungsgrenze gilt fr Mnner abhngig von der eingesetzten Muskelmasse und vom Trainingszustand ein Arbeitsenergieumsatz von 16,5 kJ/min bis 17,5 kJ/min (Stufe IV); oberhalb dieser Stufe ist eine Dauerbelastung nicht mehr tolerierbar bz

27、w. die damit verbundene berbeanspruchung muss durch Erholung wieder ausgeglichen werden. Fr Frauen gelten um etwa 30 % niedrigere Werte. 4 Klimasummenmae 4.1 Allgemeines Die Wirkung des Klimas auf den Menschen ist durch die physikalisch beschreibbaren Klimagren, die krperliche Arbeit und die Bekleid

28、ung des Menschen gekennzeichnet. Jeder Klimazustand wird physikalisch eindeutig durch die Angabe folgender Klimagren beschrieben: die Lufttemperatur; die Luftfeuchte; die Luftgeschwindigkeit; die Wrmestrahlung. Die nderung jeder einzelnen der genannten Gren wirkt sich auf den Menschen aus. Die auero

29、rdentliche Vielfalt der mglichen Kombinationen der Einflussgren des Klimas erschwerten einen Vergleich und eine Bewertung von gleichen oder unterschiedlichen Klimawirkungen auf den Menschen. Durch verschiedene Verfahren wird versucht, die Kombination der Klimaeinflussgren auf jeweils einen Kennwert,

30、 d. h. einen Klimasummenwert, zu reduzieren. Gleiche Klimasummenwerte sollen einer gleichen Wirkung auf den Menschen entsprechen. Auf diese Weise gewonnene Summenwerte werden als Klimasummenmae bezeichnet. In dieser Norm werden folgende Klimasummenmae behandelt: die Normal-Effektivtemperatur, NET; d

31、ie Basis-Effektivtemperatur, BET; der WBGT-Index (en: wet bulb globe temperature); die vorhergesagte Wrmebeanspruchung, PHS (en: Predicted Heat Strain). Fr die Ermittlung dieser Klimasummenmae erforderlichen Klimagren sind DIN EN ISO 7726 unter Zuhilfenahme von DIN-Fachbericht 128 2 heranzuziehen. 6

32、 DIN 33403-3:2011-07 4.2 Effektivtemperatur nach YAGLOU 4.2.1 Normal-Effektivtemperatur, NET Die Normal-Effektivtemperatur (NET) nach YAGLOU wird blicherweise in C angegeben und ist fr den bekleideten Menschen (Isolationswert der Bekleidung Icl= 0,5 clo bis 1,0 clo3 )und bei Klimaten ohne zustzliche

33、 Wrmestrahlung (Lufttemperatur unterscheidet sich unwesentlich von den Temperaturen der umgebenden Flchen) anwendbar. Die Normal-Effektivtemperatur (NET) wird ermittelt aus der Lufttemperatur ta, der Feuchttemperatur tw(oder mittelbar aus der relativen Luftfeuchte rH) und der Luftgeschwindigkeit va.

34、 Die Beziehung zwischen diesen Klimamessgren und der Normal-Effektivtemperatur ist nur in den Bereichen der einzelnen Messgren gesichert, wie sie in dem Nomogramm in Bild 2 eingezeichnet sind. Neben der Ermittlung der Effektivtemperatur ber Nomogramme knnen auch Funktionen, die die Inhalte der Nomog

35、ramme wiedergeben, eingesetzt werden. BEISPIEL Beispiel zur Ermittlung der Normal-Effektivtemperatur: Gemessen wurde: eine Lufttemperatur ta= 40 C; eine relative Luftfeuchte rH = 33 %; eine Luftgeschwindigkeit va= 1 m/s. Die Bestimmung der Feuchttemperatur twkann unter Anwendung des in Bild 1 darges

36、tellten Zusammenhangs erfolgen: Es ergibt sich mit ta= 40 C und rH = 33 % eine Feuchttemperatur tw= 26 C (in Bild 1 als Schnittpunkt A gekennzeichnet). Die Effektivtemperatur fr den bekleideten Menschen kann dann aus Bild 2 ermittelt werden: Hierzu werden die Lufttemperatur ta(= 40 C) und die Feucht

37、temperatur tw(= 26 C) durch eine Gerade verbunden, die die Kurvenschar der Normal-Effektivtemperatur schneidet. Bei einer Luftgeschwindigkeit va= 1 m/s ergibt sich dann fr die Normal-Effektivtemperatur NET = 30 C. 3) Kennwert fr den Wrmedurchlasswiderstand der Bekleidung in clothing-Einheiten“, kurz

38、 clo“ genannt (1 clo = 0,155 (m2 K) / W) eine Tabelle mit Isolationswerten ausgewhlter Bekleidungen befindet sich in Anhang B. 7 DIN 33403-3:2011-07 Legende rH relative Luftfeuchte paWasserdampfdruck in kPa twpsychrometrische Feuchttemperatur in C taLufttemperatur in C Bild 1 Zusammenhang zwischen d

39、en verschiedenen Parametern der Luftfeuchte 8 DIN 33403-3:2011-07 Legende NET Normal-Effektivtemperatur in C taLufttemperatur in C twFeuchttemperatur in C vaLuftgeschwindigkeit in m/s Bild 2 Nomogramm zur Ermittlung der Normal-Effektivtemperatur (NET) 9 DIN 33403-3:2011-07 4.2.2 Basis-Effektivtemper

40、atur, BET Die Basis-Effektivtemperatur (BET) nach YAGLOU wird blicherweise in C angegeben und ist fr Personen mit unbekleidetem Oberkrper (Icl25 AU 420 NET 12 Da die Normal-Effektivtemperatur die Wrmestrahlung nicht bercksichtigt, haben die Orientierungsbereiche allein nur dann Gltigkeit, wenn die T

41、emperatur der umschlieenden Flchen weitgehend identisch mit der Lufttemperatur ist. 6.2.2 Basis-Effektivtemperatur, BET Hinsichtlich einer Begrenzung der Expositionszeit finden im Steinkohlenbergbau mit berwiegend feuchtwarmem Klima und bei mittelschwerer bis schwerer Arbeit folgende Grenzkriterien

42、Anwendung: 25 C BET: Dauerexposition zulssig; 25 C BET: Reduzierung der Beschftigungszeit im Klima auf 6 h; 29 C BET: weitere Reduzierung der Beschftigungszeit im Klima auf 5 h; 32 C BET: Arbeiten sind bis auf Rettungseinstze nicht zulssig, Einstze erfolgen nach den Einsatztabellen im Plan fr das Gr

43、ubenrettungswesen. Im Steinkohlenbergbau liegen die Klimaparameter meist unterhalb von ta= 35 C bei einer relativen Luftfeuchte zwischen 60 % und 90 %. Es wird zwar vorausgesetzt, dass innerhalb der Beschftigungszeit im Klima schwere Arbeit geleistet werden kann; in der Praxis sind die Bergleute abe

44、r meist in der Lage, ihre Arbeitsschwere dem eigenen Beanspruchungsempfinden anzupassen (self pacing“) 6. 6.3 WBGT-Index, WBGT In DIN EN 27243 sind Richtwerte fr die Ertrglichkeitsgrenze anhand des WBGT-Indexes fr hitzeakklimatisierte (siehe auch die Hinweise in Anhang A) und nicht hitzeakklimatisie

45、rte Personen angegeben. Diese Werte gelten zunchst fr eine achtstndige Expositionszeit bei konstanten Klimabedingungen. Bei zeitlich schwankenden Klimabelastungen ist ein angemessen langer Beurteilungszeitraum entsprechend den Angaben in DIN EN 27243 zu betrachten. 6.4 Vorhergesagte Wrmebeanspruchun

46、g, PHS Die maximalen zulssigen Expositionsdauern entsprechend PHS lassen sich fr vorgegebene Belastungsgren und auch fr Folgen unterschiedlicher Klimaexpositionen mithilfe des in DIN EN ISO 7933 angegebenen Computerprogramms berechnen. Dabei kann die Berechnung sowohl fr hitzeakklimatisierte als auc

47、h nicht hitzeakklimatisierte Personen durchgefhrt werden. 15 DIN 33403-3:2011-07 7 Beurteilung der Wrmestrahlung 7.1 Allgemeines An zahlreichen Arbeitspltzen wird eine Klimabelastung dominant durch in der Regel technisch bedingte Wrmestrahlung hervorgerufen. Die Belastung durch Wrmestrahlung lsst si

48、ch dabei isoliert betrachtet in Abhngigkeit von der effektiven Bestrahlungsstrke (Eeff) grob in drei Bereiche in Bild 5 mit A, B und C gekennzeichnet unterteilen. 7.2 Orientierungswerte fr Grenzen der Belastung durch Wrmestrahlung In Bild 5 wurde auf der Abszisse die mittlere effektive Bestrahlungsstrke Eeffwhrend einer 8-h-Schicht, auf der Ordinate der Arbeitsenergieumsatz AU aufgetragen. Die mittlere effektive Bestrahlungsstrke Eeffwhrend einer 8-h-Schicht ist dabei entweder durch Dosismessung am Belegschaftsmitglied oder durch Messung der Wrmestrahlung in Ver