📳 Messung mechanischer Schwingungen
Messung und Bewertung mechanischer Schwingungen auf den Menschen — Ganzkörperschwingungen und Hand-Arm-Schwingungen an Arbeitsplätzen nach ISO 2631 und ISO 5349.
Übersicht
Die Messung mechanischer Schwingungen am Arbeitsplatz ist eine obligatorische Untersuchung der Arbeitsumgebung, die durch das Arbeitsgesetzbuch und die Verordnung des polnischen Arbeitsministeriums vom 12. Juni 2018 vorgeschrieben ist. Mechanische Schwingungen werden unterteilt in Ganzkörperschwingungen (die über Füße, Gesäß oder Rücken auf den gesamten Körper einwirken) und Hand-Arm-Schwingungen (die über die oberen Gliedmaßen übertragen werden).
Die Norm PN-EN ISO 8041 legt die Anforderungen an Messgeräte (Schwingungsmessgeräte) fest, die zur Messung der auf den Menschen einwirkenden Schwingungen verwendet werden, während die Expositionsbewertung nach PN-EN ISO 2631-1 (Ganzkörperschwingungen) und PN-EN ISO 5349-1 (Hand-Arm-Schwingungen) erfolgt. Der Bewertungsparameter ist die frequenzbewertete Schwingungsbeschleunigung aw in m/s², ausgedrückt als Effektivwert (RMS) oder Schwingungsdosis VDV.
Die Überschreitung der Expositionsgrenzwerte für Schwingungen am Arbeitsplatz — 0,8 m/s² für Ganzkörperschwingungen und 2,8 m/s² für Hand-Arm-Schwingungen (8h-Expositionswert) — erfordert Präventivmaßnahmen. Messungen werden von akkreditierten Arbeitsschutzlaboratorien durchgeführt, und die Ergebnisse werden in der Schwingungsexpositions-Bewertungskarte dokumentiert.
Prinzip der Methode
Die Messung besteht in der Aufzeichnung der Schwingungsbeschleunigung mit piezoelektrischen Aufnehmern (Beschleunigungsaufnehmern), die am Kontaktpunkt des Körpers mit der schwingenden Oberfläche angebracht werden. Das Signal des Beschleunigungsaufnehmers wird durch Bewertungsfilter (Frequenzbewertung Wk, Wd, Wh nach ISO 8041) verarbeitet, die die Empfindlichkeit des Menschen gegenüber Schwingungen in Abhängigkeit von der Frequenz nachbilden. Das Ergebnis — die bewertete Schwingungsbeschleunigung aw — wird in m/s² RMS oder als Schwingungsdosis VDV in m/s^1,75 ausgedrückt.
Anwendungen
- Bewertung der Exposition von Fahrzeug- und Baumaschinenführern (Ganzkörperschwingungen)
- Messung von Hand-Arm-Schwingungen bei der Bedienung von Handwerkzeugen (Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Kettensägen)
- Untersuchung von Arbeitsplätzen für die Gefährdungsbeurteilung
- Schwingungsüberwachung im Bauwesen (Auswirkung auf Gebäude und Bewohner)
- Diagnostische Untersuchungen des Vibrations-Syndroms (Weißfinger-Krankheit — HAVS)
- Kontrolle von Vibrationsplattformen in der Physiotherapie
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Ganzkörperschwingungen Grenzwert (8h) | 0,8 m/s² (Auslösewert, A(8)) / 1,15 m/s² (Expositionsgrenzwert) |
| Hand-Arm-Schwingungen Grenzwert (8h) | 2,8 m/s² (Auslösewert) / 5,0 m/s² (Expositionsgrenzwert) |
| Frequenzbereich | 1–80 Hz (Ganzkörper), 8–1000 Hz (Hand-Arm) |
| Bewertungsfilter | Wk, Wd (Ganzkörper — ISO 2631), Wh (Hand-Arm — ISO 5349) |
| Messdauer | Mind. 3 Messungen à ≥ 1 min (wiederholbare Tätigkeiten) |
| Messunsicherheit | Typisch 10–15% (k = 2) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 8041-1:2017-07
- Titel (PL)
- Odpowiedź człowieka na drgania — Przyrządy pomiarowe — Część 1: Przyrządy do pomiaru drgań ogólnych
- Title (EN)
- Human response to vibration — Measuring instrumentation — Part 1: General purpose vibration meters
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Identifikation des Arbeitsplatzes
Arbeitsplatz, Schwingungsquelle und Expositionsdauer des Arbeitnehmers beschreiben. Art der Schwingungen (Ganzkörper/Hand-Arm) auswählen.
2. Kalibrierung des Messgeräts
Schwingungskalibrator an den Beschleunigungsaufnehmer anschließen. Anzeige von 10 m/s² bei 159,2 Hz überprüfen. Max. Abweichung ±3%.
3. Montage des Aufnehmers
Ganzkörperschwingungen: Sitzadapter unter dem Gesäß des Bedieners platzieren. Hand-Arm-Schwingungen: Beschleunigungsaufnehmer am Werkzeuggriff befestigen (mechanischer Adapter).
4. Einstellen der Messparameter
Bewertungsfilter auswählen (Wk/Wd für Ganzkörper, Wh für Hand-Arm). Mittelungszeit und Messbereich einstellen.
5. Messung
Schwingungen während der typischen Tätigkeit des Bedieners aufzeichnen. Mind. 3 Messungen à ≥ 1 min durchführen. Tägliche Expositionsdauer protokollieren.
6. Verifizierung der Kalibrierung
Nach den Messungen die Kalibrierung erneut mit dem Kalibrator überprüfen. Abweichung > 3% disqualifiziert die Messung.
7. Berechnung der Tagesexposition
A(8) — auf 8 h normierte Tagesexposition berechnen: A(8) = aw × √(T/T0), wobei T — Expositionszeit, T0 = 8h.
8. Vergleich mit Grenzwerten
A(8) mit den Auslöse- und Expositionsgrenzwerten gemäß Verordnung vergleichen. Berufsrisiko bewerten.
9. Bericht
Messbericht erstellen mit Ergebnissen, Bedingungen, Arbeitsplatzidentifikation und Präventivempfehlungen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Schwingungsmessgerät (Vibrometer) | SVANTEK SV 106A (6-Kanal), Brüel & Kjær 4447, Larson Davis HVM200 | 25 000–80 000 PLN |
| 3-Achsen-Sitzaufnehmer | SVANTEK SV 38V, Brüel & Kjær 4515-B-002 (Sitzadapter) | 3 000–8 000 PLN |
| Hand-Arm-Beschleunigungsaufnehmer | SVANTEK SV 105A, Brüel & Kjær 4524-B-002 (Griffadapter) | 2 000–6 000 PLN |
| Schwingungskalibrator | Brüel & Kjær 4294, SVANTEK SV 110 | 5 000–15 000 PLN |
| Auswertungssoftware | SVANTEK Supervisor, Brüel & Kjær BZ-5503 | 3 000–10 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Referenzkalibrator | — | Schwingungsreferenz 10 m/s² bei 159,2 Hz, mit aktuellem Kalibrierschein |
| Sitzadapter | — | Schaumstoffscheibe mit Taschen für 3-Achsen-Beschleunigungsaufnehmer, genormt nach ISO 10326-1 |
| Befestigungsadapter | — | Bänder, Kleber, Magnethalterungen zur Befestigung der Beschleunigungsaufnehmer an Werkzeugen und Maschinen |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Messungen unter normalen Betriebsbedingungen durchführen — Arbeitsprozess nicht verändern
- Gehörschutz bei gleichzeitigem Lärm > 85 dB(A) verwenden
- Der Messgeräte-Bediener soll nicht in die Arbeit des untersuchten Arbeitnehmers eingreifen
- Messungen bei extremen Temperaturen vermeiden (Einfluss auf piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer)