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Arbeitswissenschaften/Ergonomie (Subject) / Arbeitsumgebungsfaktoren (Lesson)

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• Was versteht man unter Sehschärfe? Abhängigkeit der Sehschärfe? Sehschärfe: Fähigkeit 2 getrennte Punkte als getrennt wahrnehmen zu können (wie scharf die Sehorgane Muster und Konturen wahrnehmen können) Abhängigkeit der Sehschärfe von:  Alter:– Abnahme der Sehrschäfe mit zunehmender Alter: wegen Trübungen in den brechenden Medien, allgemein verlangsamten Stoffwechselprozessen, zerebralen Zellverlusten und einer (Pupillenverengung) Beleuchtung:– Abnahme der Sehschärfe und anderer Teilleistungen des Sehsystems bei Verschlechterung der Beleuchtungsbedingungen
• Zusammenhang Beleuchtungsstärke- Arbeitsqualität: Wirkung der Beleuchtung auf Leistung und Ermüdung direkter Zusammenhang zwischen Beleuchtungsstärke und..: mit steigende Beleuchtungsstärke: Leistung steigt Unfallhäufigkeit nehmen ab  Ermüdung sinkt Arbeitsqualität steigt
• Definition von Beleuchtungsstärke; Von welchen Größen hängt die Beleuchtungsstärke ab? Beleuchtungsstärke gibt an, wie viel Lichtstrom (Lumen) auf eine bestimmte Fläche trifft. Maßeinheit = das Lux (lx)→ 1 Lux leuchtet ein Lichtstrom von 1 Lumen eine Fläche von 1 m² gleichmäßig aus Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke: Von der Distanz zur Lichtquelle Sehbedingungen:– Größe der zu erkennenden Details– Kontrast zwischen Detail und Untergrund– Sehentfernung– Reflexion durch Flächen in der unmittelbaren Umgebung  
• Einrichtung von Bildschirmarbeitsplätzen Einrichtung von Bildschirmarbeitsplätzen: workstation Bildschirm:– sollte nicht am Fenster bzw. direkt davor stehen – Blickrichtung des Benutzers sollte parallel zur Fensterfläche verlaufen – Bildschirm leicht und individuell einstellbar– Dunkle Zeichen auf hellem Untergrund (Positivdarstellung) sind zu bevorzugen.– Oberkante des Bildschirms sollte sich unterhalb der Augenhöhe des Mitarbeiters befinden Raumeigenschaften: – Fester– Fläche ≥ 8-10 m2– Wege  ≥ 80 cm– Freie Bewegungsfläche >1,5 qm– Individuelle Licht und Klimaregulation Lichtverhältnisse:– Tageslicht und das Licht der künstlichen Beleuchtung sollten seitlich auf die Arbeitsfläche fallen – Ausreichende und zweckmäßige Beleuchtung des Arbeitsplatz, mindestens 500 Lux betragen. Arbeitstische:– ausreichenden Bein- und Fußraum ist zu achten. – Der nicht höhenverstellbare Arbeitstisch sollte 72 cm hoch sein. Arbeitsstuhl: – Muss kippsicher und fahrbar sein. – Sitzhöhenverstellung wird gefordert– ebenso eine in Neigung und Höhe verstellbare Rückenlehne.
• Zusammenhang zw. Blendungen, Spiegelung und Gesundheitsbeschwerden Gesundheitsbeschwerden durch Blendungen und Spiegelungen Blendungen durch sehr helle Flächen im Sehfeld erschweren die natürliche Anpassung des Auges (Adaption). Das visuelle System wird überlastet, weil die Ausrichtung des Auges auf die Bildschirmdarstellung erfolgt. Entspanntes Sehen ist so nicht möglich, die Sehleistung ist herabgesetzt, müde und gereizte Augen sind die Folge. Zeichen auf dem Bildschirm sind nicht mehr ausreichend kontrastreich zu sehen, denn das Auge passt sich der höheren Leuchtdichte der hellen Flächen im Blickfeld an. Spiegelt sich ein Gegenstand sichtbar auf dem Bildschirm, sinkt nicht nur die Erkennbarkeit der Zeichen und das Auge wird zur Hell-Dunkel-Anpassung gezwungen. Das Auge stellt sich auch von der Naheinstellung auf die Ferneinstellung ein, um beides scharf zu sehen, eine weitere ermüdende zusätzliche Belastung. 
• Hell-Dunkel-Adaptation Hell-Dunkel-Adaptation: Anpassung des Auges an unterschiedliche Lichtverhältnisse. Dunkel-Adaptation = Umschaltung vom Zapfen- auf Stäbchensehen– Bei schlechten Lichtverhältnissen wird vom Zapfensehen auf das Stäbchensehen umgeschaltet, da die Stäbchen eine größere Lichtempfindlichkeit besitzen als die Zapfen.– Da die Zapfen in ihrer größten Dichte in dem Ort des schärfsten Sehens, vorkommen, ist scharfes Sehen in der Dunkelheit nicht mehr möglich. – Farben können nur noch schlecht erkannt werden. Hell-Adaption = Umschaltung vom Stäbchen- auf Zapfensehen– Bei guten Lichtverhältnissen wird vom Stäbchen- auf das Zapfensehen umgeschaltet. – Scharfes Sehen und farbliches Sehen sind nun wieder möglich.
• Einwirkungen von Schwingungen auf den menschlichen Körper: Wichtige Größen zur Beurteilung von Schwingungen: Größen zur Beurteilung von Schwingungen auf den menschlichen Körper: Einleitungsstelle zum Körper→ Ganzkörperschwingung→ Hand-Arm-Schwingung Schwingungsrichtung:→ entsprechend dem körperbezogenen Koordinatensystem (x, y, z) Frequenz der Schwingungen → niedriger Frequenz schädigen v.a. den Bewegungsapparat. Beschleunigung der Schwingungen (Amplitude)→ großen Amplituden schädigen v.a. den Bewegungsapparat. Dauer der Einwirkung Eigenfrequenz und Resonanz → Schwingungen mit niedriger Frequenz wirken schädigend insbesondere auf die Organsysteme, da in diesem Bereich deren Resonanzfrequenzen liegen.
• Wie wird die Intensität von Ganzkörperschwingungen (GKS) ermittelt/gemessen? Intensität von Ganzkörperschwingungen auf den Körper = Schwingbeschleunigung awe awe angegeben in m/s2 (w = weighted, e = energieäquivalenter Mittelwert) Messungen der Intensität:  berücksichtigt werden:1) Richtungskorrekturfaktor (k) und2) Frequenzbewertung  Korrekturfaktor: Schwingungen wirken in unterschiedlichen Richtungen auf Menschen ein:Durch 3 Achsen angegeben: – x-Richtung = Vorwärts aus Brust raus– y-Richtung = Seitlich aus Schulter raus– z-Richtung = von den Füße bzw. dem Gesäß in Richtung Kopf auf. Der Mensch reagiert auf Schwingungen aus x- und y- Richtung empfindlicher als aus z-Richtung. Um Schwingungen aus verschiedenen Richtungen vergleichbar zu machen werden sie mit Korrekturfaktoren (k) gewichtet:– x- und y-Richtung : k = 1,4– z-Richtung : k = 1 Bei der Auswertung der Intensität wird die Richtung mit der STÄRKSTEM Schwingung [awx,y,z] berücksichtigt. ⇒ awe = k * awx,y,z Frequenzbewertung: Bei GKS: wichtige Bereich = 0,1 - 80 Hz. der Mensch haben unterschiedlich Empfindlichkeit gegenüber Frequenze der Schwingungen..⇒ unterschiedliche Bewertungsfaktoren (Richtung-Abhängig aber gleicher Trend)    – Sehr hohe und niedrige Frequenzen => kleiner Bewertungsfaktor    – Mittleren Frequenzen => Hoher Bewerungsfaktor
• Ermittlung der Belastung der Ganzkörperschwingung durch Schwingungen; Richtwerte für die Bewertung der Belastung. Das Maß der Belastung innerhalb einer Arbeitsschicht = Beurteilungsbeschleunigung aw(8)  Formel: aw(8) = awe * √(Te/T0) in m/s2 Belastung durch Schwingungen: hängt von  awe = Intensität, Schwingungsbeschleunigung [m/s2] Te/T0 = Einwirkungsdauer, Te bezogen auf Beurteilungsdauer ,T0 = 8 Stunden Richtwerte für die Bewertung von Gesamtkörperschwingungen (GSK) Beurteilungsbeschleunigung, aw(8) – deutlich Gefährdung ab 0,8 m/s2  – mögliche Gefährdung zw. 0,45 - 0,8 m/s2 
• Angaben von Herstellern schwingungserzeugender Geräte für GKS Hersteller sind in den Betriebsanleitungen gesetzlich verpflichtet: Heute: Intensität von Schwingungen awe (Schwingbeschleunigung) anzugeben– Ist der Wert >0,5 m/s2, so muss er angegeben werden.– Ist er <0,5 m/s2, reicht die Angabe <0,5 m/s2. Bis zum 2000: Schwingstärke (K) angegeben (ACHTUNG NICHT VERWECHSELT mit Korrekturfaktor k)– Werte können in richtungs- und frequenzbewertete Schwingbeschleunigung awe umgerechtnet werden. awx,y = Kx, Ky ÷ 28  az = Kz ÷ 20 Beispiel: Ky = 20 ⇒ awy = 20 ÷ 28 = 0,7 m/s2
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• Wie wird die Intensität von Hand-Arm-Schwingungen ermittelt/gemessen? Die Intensität von hand-Arm-Schwingungen wird als Schwingungsgesamtwert ahv  ahv angegeben in m/s2  (h = Hand-Arm-Schwingungen, v = Vektorbetrag (x,y,z)) Unterschiede zu GSK: Bei Hand-Arm-Schwingungen spielt die Richtung der Schwingungen KEINE rolle! ⇒ Messwerte aus 3 Achsen zu einem Schwingungsgesamtwert ahv (Vektorbetrag) zusammengefasst! ahv = √(a2hwx + a2hwy + a2hwz) Frequenzbewertung: Im Bereich von 8-1000 Hz können Hand-Arm-Schwingungen schädlich sein→ Gewichtung nach entsprechender Schädlichkeit → Im Messgerät bereits automatisch gewichtet
• Angaben von Herstellern schwingungserzeugender Geräte für Hand-Arm-Schwingungen Angaben für Hand-Arm-Schwingungen in den Betriebsanleitungen: gesetzlich verpflichtet: Heute: als Wert angegeben wird Schwingungsgesamtwert ahv.– Ist der Wert >2,5 m/s2, so muss er angegeben werden.– Ist er <2,5 m/s2, reicht die Angabe <2,5 m/s2.  Bis zum 2000: Schwingstärke (K) angegeben (ACHTUNG NICHT VERWECHSELT mit Korrekturfaktor k)– Werte können in Schwingbeschleunigung awe umgerechtnet werden.ahwx,y,z = KH ÷ 6,3 Beispiel: KH = 50 ⇒ ahwz = 50 ÷ 6,3 = 7,9 m/s2
• Ermittlung der Belastung durch Hand-Arm-Schwingungen; Richtwerte für die Bewertung der Belastung Das Maß der Belastung innerhalb einer Arbeitsschicht = Tages-Schwingungsbelatung ahv(8)  Formel: ahv(8) = ahv * √(Te/T0) in m/s2 Belastung durch Schwingungen: hängt von: ahv = Intensität, frequenzbewerteter Schwingungsgesamtwert in m/s2 Te/T0 = Einwirkungsdauer, Te bezogen auf Beurteilungsdauer, T0 = 8 Stunden Richtwerte für die Bewertung von Hand-Arm-Schwingungen: Tages-Schwingungsbelatung ahv(8):– ab 3 m/s2 ist einer Gesundheitsgefährdung zu rechnen
• Beispiele von Berufskrankheiten durch Schwingungseinwirkungen Berufskrankheiten durch Schwingungseinwirkungen: Beispiele Knochen- und Gelenkerkrankungen: durch Erschütterung bei der Arbeit mit Druckluftwerkzeugen od. gleichartig wirkenden Werkzeugen od. Maschinen  Vibrationsbedingte Durchblutungsstörungen an den Händen Bandscheibenbedingte Erkrankungen der Lendewirbelsäule: durch vorwiegend vertikale Einwirkung von GSK im Sitzen. 
• Möglichkeiten zur Minderung von Schwingungsbelastungen Gefahrenquelle vermeiden/ beseitigen  ↓ Sicherheitstechnische Maßnahmen  ↓ organisatorissche Maßnahmen  ↓  Nutzung persönlicher Schutzausrütung  ↓ Verhaltensbezogene Sicherheitsmaßnahmen Präventionsmäßnahmen (technisch) Hand-Arm-S.: Geräte mit Antivibrationssytem, Auto-Balancing-System GSK: – Fahrbahn verbessern: Glättung der Fahrwege, Abschrägen von Übergängen          – Kranbahn: Gläten der Verbindungsstöße, Schwingungsgedämpfter Fahrersitz Präventionsmaßnahmen (organisatorisch) Welchsel der Arbeitstätigkeit (Rotationsprinzip) Einhaltung der täglischen Expositionsdauer und Unterbrechung der Schwingungseinwirkung (Pausen) Aktive und Passive Erholung (Sport) Präventionsmäßnahmen (persönlich) Vibrationshandschuh
• Nennen Sie Klimafaktoren Klimafaktoren: Luftfeuchte:→ rel. Feuchte (%) = Grad der Sättigung der Luft mit Wasserdampf erfasst. → abs. Feuchte (g/m3) = Wasserdampfmasse pro Luftmenge → Wasserdampfdruck (kPa) = Sättigung der Luft mit Wasserdampf  Luftgeschwindigkeit→ Strömungsgeschwindigkeit (m/s) Lufttemperatur→ (°C) Wärmestrahlung→ Wärmeübergang durch Strahlung zwischen zwei Körpern unterschiedlicher Temperatur. → Wärmestromdichte (W/m2) = Intensität der Strahlung 
• Beschreiben Sie die Bedeutung des Klimasummenmaßes Klimasummenmaßes:  Entwicklung einer Maßzahl, die der thermischen Wahrnehmung des Menschen entspricht. Das bekannteste ist das Klimasummenmaß nach YAGLOU, in dem drei Messgrößen verwendet werden: 1) Trockentemperatur, 2) Feuchttemperatur und 3) Luftströmungsgeschwindigkeit. Ermittelt wird die Normaleffektivtemperatur (NET) bzw. die Basiseffektivtemperatur (BET).– Normaleffektivtemperatur gilt für normal bekleidete Menschen, – Basiseffektivtemperatur gilt für UNbekleidete Menschen. YAGLOU berücksichtigt NICHT die Wärmestrahlung und nicht die Arbeitsschwere.
• Beschreiben Sie die Funktionsweise der Wärmeregulation des Menschen Wärmehaushalt des Menschen: Körperkerntemperatur: konstant auf 37°C! auch bei Hitze und Kälte.  auf Dauer Bestreben nach ausgeglichener Wärmebilanz: 1) Wärmeproduktion: durch Nahrungsaufnahme, Muskelaktivität2) Wärmeaufnahme: durch Umgebungswärme 3) Wärmeabgabe: an die Umgebung     → Gesamtwärmeabgabe = Strahlung/Leitung + Konvektion + Verdunstung         i) Leitung: durch Kontakt mit anderem Körpern         ii) Konvektion: von Haut an die Umbegungsluft         iii) Verdunstung: bildung von Schweißtröpfen/ Atmung
• Wie wird der Normal-Effektiv-Temperatur (NET) ermittelt? Normal-Effektiv-Temperatur (NET) nach Yaglou am Nomogramm (für Bekleidet od. unbekleideter Mensch) ablesen: Trocken- und Feuchttemperatur mit einer Linie verbunden  Am schnittpunkt mit der Luftströmmungsgeschwindigkeit wird dann die NET abgelesen
• Was versteht man unter Schalldruck, Schallleistung, Schallintensität, Schallfrequenz? Definitionen: Schalldruck (Pa):– Lautstärke: Maß der Belastungshöhe durch Schall, durch die Schallwelle verursachte, periodische Veränderung des Drucks. Schallleistung: (W)– Emissionsmaß für die von einem Schallerzeuger in einer Zeiteinheit abgestrahlte Schallenergie  Schallintensität: (W/m2) – Immissionsmaß für die Schallleistung, die auf eine Fläche wirkt  Schallfrequenz: (Hz)– Tonhöhe: Häufigkeit der Schwankungen des Drucks je Zeiteinheit (Druckschwankungen pro Sekunde), 
• Welche Kriterien werden zur Beurteilung von Schallemissionen und –immissionen herangezogen Kriterien zur Beurteilung von  1. Schallemissionen: Beurteilung von Emission Kennwerte: Schalleistungspegel Emissionsschalldruckpegel  2. Schallimmission: Beurteilung der Lärmeinwirkung Kennwerte Beurteilungspegel Spitzenwertschalldruckpegel
• Wie wird der äquivalenter Dauerschallpegel ermittelt/berechnet? Äquivalenter Dauerschallpegel Leq: Formel:  Leq = 10 * lg * [ (1/T)(100,1*Leq1 * T1 + 100,1*Leq2 * T2 + .... + 100,1*Leqn * Tn) ]  T = T1 + T2 + ... + T2 T : Messdauer  Leq : Äquivalenter Dauerschallpegel n : Anzahl der Schallquellen
• Aufgabe: Äquivalenter Dauerschallpegel: ggb: Leq1 = 85 dB(A), T1 = 5min; Leq2 = 90 dB(A), T1 = 10min; Leq3 = 95 dB(A), T3 = 15min. gst: Leq 1
• Formel Beurteilungspegel Lr Beurteilungspegel Lr: Formel Lr = 10 * lg * [ (1/T) * (10(0,1*Leq1) * T1 + 10(0,1*Leq2) * T2 + ... +  10(0,1*Leqn) * Tn ] T = Bezugsdauer (8h) Ti = Messdauer Leqi = Äquivalenter Dauerschallpegel n = Anzahl der Schallquellen
• Aufgabe Vibrationen: Die Belastung durch GSK soll bewertet werden. Ein Beschäftigter fährt 6 Stunden einen Lieferwagen. Dabei treten die folgenden Beschleunigungen in den 3 Richtungen auf: - awx = 0,4m/s2; - awy = 0,5m/s2, - awz = 0,4 m/s2. Berechnen Sie für jede Richtung die normierten Vibrationsexpositionen für eine Schicht von 8 Stunden .
• Zusammenwirken von zwei Schallquellen: was ist der Gesamtschallpegel Lges: a) L1 = 84 dB(A), L2 = 78 dB(A) b) L1, L2 = 86 dB(A) Der Schallverstärkung Zweier ungleicher Schalldruckpegel (L1 und L2) ist mit Hilfe eines Diagramms zu ermitteln.  Das Diagramm zeigt, um wieviel Dezibel (DL) der HÖHERE der beiden Schalldruckpegel L1 in Abhängigkeit von der Differenz der beiden Schalldruckpegel (L1 - L2) steigt. Beispiel:  a) L1 = 84 dB(A), L2 = 78 dB(A): gst: Lges? Differenz zwischen beiden Schallpegeln berechnen: (L1 - L2) = 84 - 78 = 6 dB(A) Erhöhungsbetrag (ΔL) für größeren Schallpegel von Grafik ablesen: hier 6 dB(A) ⇒ 1 dB(A) (L1 + ΔL)= 84 + 1 = 85  dB(A) b) L1, L2 = 86 dB(A) Differenz = 86 - 86 = 0 dB(A) Erhöhungsbetrag (ΔL) ablesen: 0 ⇒ 3 (L1 + ΔL)= 86 + 3 = 88 dB(A)
• Aufbau, Funktion Ohr, Hörvorgang Funktion Ohr:  Hörsinn Gleichgewichtssinn. Aufbau: Außenohr (Ohrmuschel, äußere Gehörgang) Mittelohr (Trommelfell, Paukenhöhle, 3 Gehörknöchelchen) Innenohr (Hörschnecke) Hörvorgang: Die Schallwellen werden von der Ohrmuschel aufgefangen, gelangen über den Gehörgang zum Trommelfell und über die drei Gehörknöchelchen zum Innenohr. Dort befinden sich die Rezeptoren (Haarsinneszellen) für das Gehör und zudem auch das Gleichgewichtsorgan. Quelle: https://www.netdoktor.de/anatomie/ohr/
• Mögliche Schädigungen im Ohr durch starker, allgemeiner Lärm und bei Lärmspitzen (Explosionen) bei starkem, allgemeinen Lärm Mittelohr: Hörzellen des Innenohres werden geschädigt oder sterben langsam ab Innerohr: Ein lärmschwerhöriges Hörsystem erzeugt häufig die sehr lästigen Ohrgeräusche (= Tinnitus) Bei: Lärmspitzen (Explosionen) Mittelohr: Zerreißen des Trommelfells sowie Zerstörungen am System des Schall-Leistungsapparates (=Hammer, Amboß Steigbügel) Innerohr: Hörzellen des Innenohres werden geschädigt oder sterben ganz ab Ohrgeräusche tretten oft auf und sind dauerhaft.
• Wie verschiebt sich Hörschwelle bei Altersschwerhörigkeit und Lärmschwerhörigkeit? Hörschwellenverschiebung: Zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Gehörs wird die Hörschwelle herangezogen, das heißt derjenige Schalldruckpegel (dB), bei dem unser Gehör Töne gerade noch wahrnimmt. Durch Lärmeinwirkung kann diese Hörschwelle verschoben werden. Die Hörschwelle wird in einem Audiogramm für mehrere Frequenzen spezifisch bestimmt. Normalhörige haben einen Wert von 0 dB, bei Anstieg der Hörschwelle wird der Hörverlust im Audiogramm durch einen Kurvenverlauf unterhalb der 0 dB-Grenze angezeigt. Lärmschwerhörigkeit: bei chronischer Lärmexposition  Die Hörschwelle verläuft konstant (zw. -10 bis -20 dB) bei 63 bis 2000 Hz Hörschwelle ist bei 4 KHz am stärksten betroffen -70 dB (Senke). Altersschwerhörigkeit:  Die Hörschwelle verläuft konstant (zw. -10 bis -20 dB) bei 63 bis 2000 Hz Hörschwelle sinkt langsam unten 
• Welche Maßnahmen zur Lärmprävention kennen Sie? Präventiver Lärmschutz: Körperschalldämmung (Körperschallisolierung) durch – elastische Lagerung von Maschinen auf Schwingelementen– elastische Befestigung von Rohrleitungen– Kunststoffpuffer an Maschinenschlitten Verringerung der Schlagintensität durch Veränderung der Geometrie– Schräge Mitnehmer – niedrige Fallhöhe

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