🌿 Heißes Umgebungsklima — WBGT-Index

Umwelt PN-EN ISO 7243

Übersicht

Der WBGT-Index (wet bulb globe temperature) ist ein Index der Hitzebelastung; sein Name stammt von den zur Messung verwendeten Fühlern: dem natürlichen Feuchtthermometer und dem Globethermometer (geschwärzte Kugel). Die Norm gibt ein Screening-Verfahren an, mit dem der Hitzestress beurteilt wird, dem eine Person ausgesetzt ist, und mit dem festgestellt wird, ob Hitzestress vorliegt. Sie gilt für die gesamte Exposition während eines Arbeitstages (bis zu 8 h), in Räumen und im Freien, für arbeitsfähige Erwachsene; sehr kurze Expositionen erfasst sie nicht.

Der Grad der Hitzebelastung hängt von drei Faktoren ab: von den Umgebungsparametern, die den Wärmeaustausch zwischen der Umgebung und dem Körper bestimmen, von der im Organismus infolge körperlicher Tätigkeit erzeugten Wärme sowie von der Bekleidung, die den Wärmeaustausch mit der Umgebung verändert. Eine vollständige Analyse erfordert die Kenntnis der Lufttemperatur, der mittleren Strahlungstemperatur, der Luftgeschwindigkeit und der absoluten Feuchte (ISO 7726); der WBGT liefert eine erste Näherung anhand abgeleiteter, unmittelbar gemessener Parameter.

In Polen war der WBGT-Index bis 2017 in PN-EN 27243:2005 beschrieben; 2017 wurde die Norm durch EN ISO 7243:2017 ersetzt, und im Januar 2018 wurde die polnische Übersetzung PN-EN ISO 7243:2018-01 anerkannt. Die Ausgabe von 2017 führte die Berücksichtigung der Bekleidung (Korrekturwert CAV und Index WBGTeff), die Beschreibung der Fehler von Kugelfühlern mit nicht genormtem Durchmesser sowie ein Verfahren zur Vorhersage der natürlichen Feuchttemperatur ein. Die WBGT-Referenzwerte für die einzelnen Klassen des Energieumsatzes sind in der Verordnung über die NDS- und NDN-Werte festgelegt.

Prinzip der Methode

Gemessen werden die natürliche Feuchttemperatur (tnw), die Temperatur der geschwärzten Kugel (tg) und — bei Sonneneinstrahlung — die Lufttemperatur (ta). Ohne Sonnenbelastung gilt WBGT = 0,7·tnw + 0,3·tg; bei Sonnenbelastung gilt WBGT = 0,7·tnw + 0,2·tg + 0,1·ta, denn die zweite Formel korrigiert die Überschätzung der direkten Sonnenstrahlung. Die Globetemperatur erfasst die gesamte Belastung durch Wärmestrahlung von der Sonne und von anderen Quellen. Die Referenzwerte wurden für eine Arbeitskleidung aus Baumwolle (0,6 clo, im = 0,38) erarbeitet; für andere Bekleidung wird zum gemessenen WBGT der Korrekturwert CAV addiert, woraus sich WBGTeff = WBGT + CAV ergibt. Der Energieumsatz wird nach Anhang E der Norm oder nach ISO 8996 geschätzt und in eine von fünf Klassen eingeordnet; das Ergebnis wird mit dem Referenzwert verglichen, der für die Klasse und für den Zustand der Akklimatisation maßgebend ist.

Anwendungen

• Durch die Arbeitsschutzvorschriften geforderte Messungen des heißen Umgebungsklimas an Arbeitsplätzen — Vergleich mit dem Grenzwert (NDN) aus der Verordnung über die NDS- und NDN-Werte
• Gießereien, Hütten, Walzwerke, Kesselhäuser, Bäckereien, Trocknereien, Hallen mit thermischen Prozessen
• Arbeit im Freien im Sommer (Hochbau, Straßenbau, Landwirtschaft) — Variante der Formel mit Sonneneinstrahlung
• Screening vor der eingehenden Analyse der Hitzebelastung nach ISO 7933, wenn der WBGT den Referenzwert überschreitet
• Planung des Arbeits- und Erholungsregimes sowie der Auswahl der Bekleidung in heißer Umgebung

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 7243:2018-01

Titel (PL)

Ergonomia środowiska termicznego — Ocena obciążenia cieplnego za pomocą wskaźnika WBGT (temperatura wilgotnego termometru i poczernionej kuli)

Title (EN)

Ergonomics of the thermal environment — Assessment of heat stress using the WBGT (wet bulb globe temperature) index

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Wahl der Zeit und des Ortes

   Führe die Messungen zu der Jahres- und Tageszeit aus, zu der die Hitzebelastung am wahrscheinlichsten ist (Sommer, Mitte des Tages). Stelle die Fühler auf Bauchhöhe der exponierten Person auf; in einer ungleichmäßigen Umgebung dort, wo die Hitzebelastung am größten ist. Lassen sich die Fühler am üblichen Arbeitsplatz nicht aufstellen, so stelle sie dort auf, wo sie unter demselben Einfluss der Umgebung stehen.

2. Aufteilung der Arbeit

   Teilt sich der Arbeitstag in deutlich verschiedene Arten von Arbeit auf (z. B. leichte am Vormittag, schwere am Nachmittag) oder unterscheidet sich der WBGT in Zeiträumen von mehr als einer Stunde wesentlich, so führe für jede Art gesonderte Messungen und Beurteilungen aus.

3. Messung im eingeschwungenen Zustand

   Warte, bevor du die Ablesung aufzeichnest, auf das Einschwingen der Anzeigen aller Fühler — besonders der Globetemperatur, deren Ansprechzeit beträchtlich sein kann. Zeichne die Parameter mit hoher Häufigkeit über einen repräsentativen Zeitraum von etwa 1 h auf; die Gesamtdauer der Messung darf eine Stunde überschreiten.

4. Berechnung des WBGT

   Ohne Sonneneinstrahlung: WBGT = 0,7·tnw + 0,3·tg. Bei Sonneneinstrahlung: WBGT = 0,7·tnw + 0,2·tg + 0,1·ta. Bei zeitlicher Veränderlichkeit berechne den mit der Dauer der einzelnen Stufen gewichteten Mittelwert, mit einer Zeitbasis von 1 h.

5. Energieumsatz

   Schätze die vom Organismus erzeugte Wärme nach Anhang E der Norm oder nach ISO 8996 und ordne die Arbeit einer Klasse zu: 0 — Ruhe (etwa 115 W), 1 — leichte Arbeit (etwa 180 W), 2 — mittelschwere (etwa 300 W), 3 — schwere (etwa 415 W), 4 — sehr schwere (etwa 520 W). Verwende bei unterbrochener Arbeit den zeitgewichteten Mittelwert; nimm im Zweifelsfall die höhere Klasse an.

6. Korrektur für die Bekleidung

   Addiere für eine andere Bekleidung als die Arbeitskleidung aus Baumwolle den Korrekturwert CAV aus Anhang F der Norm: WBGTeff = WBGT + CAV. Lässt sich der CAV für die betreffende Zusammenstellung nicht ermitteln, so wende dieses Verfahren nicht an — führe eine eingehende Analyse nach ISO 7933 durch.

7. Beurteilung

   Vergleiche den WBGT (oder den WBGTeff) mit dem Referenzwert für die Klasse des Energieumsatzes und für den Zustand der Akklimatisation. Als akklimatisiert gilt eine Person, die unmittelbar vor der Beurteilung mindestens eine Arbeitswoche lang ähnlichen oder extremeren heißen Bedingungen ausgesetzt war. Eine Überschreitung bedeutet ein erhöhtes Risiko von Hitzebeschwerden: Begrenze die Belastung oder führe eine eingehende Analyse nach ISO 7933 durch.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Wer die Messungen in heißer Umgebung ausführt, unterliegt selbst der Hitzebelastung — plane Pausen und das Nachfüllen von Flüssigkeit ein
• Halte in der Nähe von Öfen, Pfannen und Heizeinrichtungen die Sicherheitsbereiche ein; stelle die Fühler auf, ohne die Gefahrenbereiche zu betreten
• Erhitzte Teile des Stativs und die Hülle der Kugel können Verbrennungen verursachen — warte nach der Messung vor dem Abbau ab

Häufige Fragen