DGUV Information 208-053 - Mensch und Arbeitsplatz - Physische Belastungen

Unter physischen Belastungen wird zumeist die körperliche Arbeitsschwere verstanden, die sich in der Regel durch Größen wie die zu bewegenden Gewichte, die aufzubringenden Kräfte, die Anzahl der Wiederholungen sowie den Einwirkungen aus der Arbeitsumgebung beschreiben lässt. Eine ungünstige Körperhaltung bei der Arbeit erhöht durch die aufzubringende Haltungs- und Haltearbeit die Belastung des Körpers zusätzlich.

Abb. 1
Einteilung der Muskelarbeit

Belastungen sind objektiv oder auch messbar und für alle Personen gleich. Sie führen jedoch zu individuell unterschiedlichen Reaktionen, den sogenannten Beanspruchungen. Physische Beanspruchung kann sich zum Beispiel durch erhöhten Pulsschlag, Schwitzen, Schmerzen oder Ermüdung bemerkbar machen.

Eine Belastung des Körpers ist nicht grundsätzlich nachteilig. Der Körper reagiert auf Belastungssituationen und kann sich darauf einstellen. Bei muskulärer Unterforderung - beispielsweise bei bewegungsarmen Tätigkeiten - kann sich die ungenutzte Muskelmasse im Laufe der Zeit verringern. Wechselnde, gelegentlich wiederholte Belastungen führen meist zu einem positiven Trainingseffekt. Eine dauerhaft zu hohe Belastung kann zu einer Schädigung des Körpers führen. Gesundheitliche Probleme können auch entstehen, wenn die in manchen Branchen vorzufindenden Arbeitsabläufe wegen ihrer Spezialisierung und Standardisierung zu wiederholten einseitigen Belastungssituationen für die einzelnen Beschäftigten führen.

Ein Ziel der menschengerechten Arbeitsgestaltung ist es deshalb, Belastungen in einem Rahmen zu halten, der es ermöglicht, die Tätigkeit ein Arbeitsleben Leben lang schädigungsfrei ausführen zu können.

Körperhaltung

Ein grundlegender Aspekt der menschengerechten Arbeitsgestaltung ist die Körperhaltung während der Arbeit. Diese wird durch die Höhe, Entfernung und Zugänglichkeit der Wirkstelle (des zu handhabenden Objektes) beeinflusst. Der verfügbare Bewegungsraum, die zur Ausführung der Tätigkeiten notwendige Sehentfernung und auch die aufzubringende Kraft beeinflussen ebenso diese Körperhaltung. Idealerweise sollten an einem Arbeitsplatz frei wählbare und wechselnde Körperhaltungen möglich sein.

Bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen sollte berücksichtigt werden, dass die Körpermaße von Menschen sehr unterschiedlich sind und eine alleinige Auslegung für Durchschnittsmaße nicht zielführend ist. Besser ist es, einen Arbeitsplatz je nach Aufgabenstellung entweder für die kleinste oder die größte dort tätige Person auszulegen:

• Innenmaße nach dem 95. Perzentil Mann (nur 5 Prozent der Männer sind größer)

• Außenmaße nach dem 5. Perzentil Frau (nur 5 Prozent der Frauen sind kleiner).

Die Körpermaße dieser Perzentile stehen dabei in einem proportionalen Verhältnis zueinander: die Länge aller Gliedmaßen eines 95. Perzentils sind stets größer als die eines 5. Perzentils - eine kleine Person hat demnach auch stets kürzere Arme als eine große Person. Für die nachfolgend dargestellten Abbildungen wurden Körpermaße der Bevölkerung in Deutschland aus der DIN 33402-2 und Informationen für Zu- und Abschläge aus der DIN EN ISO 14738 zu Grunde gelegt. Für die Gestaltung von Arbeitsplätzen in anderen Wirtschaftsräumen ist es sinnvoll, die für die dort tätige Bevölkerung verfügbaren Körpermaße zu verwenden.

Höhe der Wirkstelle

Als Wirkstelle wird die Position des zu handhabenden bzw. zu bearbeitenden Objekts verstanden. Bei höhenverstellbaren Arbeitsplätzen kann die passende Arbeitshöhe im Sitzen oder Stehen leicht durch den Anwender selbst ermittelt und eingestellt werden: Die Höhe der Wirkstelle sollte für Montagetätigkeiten mit mittlerem Kraft- und Sehaufwand auf Ellenbogenhöhe der beschäftigten Person liegen. Bei hohen Sehanforderungen (z. B. bei sehr kleinen Bauteilen) liegt die Empfehlung zur Arbeitshöhe um ca. 10 - 15 cm höher als die Ellenbogenhöhe (Zuschlag von ca. 10 %, siehe DIN EN ISO14738, Tabelle 9.1 "Maße im Stehen"), ggf. sind Armauflagen zur Unterstützung der Arbeit erforderlich. Sind hohe Kräfte aufzubringen, wird eine Arbeitshöhe ca. 10 - 15 cm niedriger als die Ellenbogenhöhe (Abzug von ca. 10 %, siehe DIN EN ISO 14738, Tabelle 9.1) empfohlen.

Abb. 2
Verstellbereiche eines Sitz-Steharbeitsplatzes

Abb. 3
Arbeitshöhen in Bezug zur Arbeitsaufgabe (Körpermaße nach DIN 33402-2, Abzüge und Zuschläge ca. 10 %, u.a. Zuschlag 30 mm für Arbeitsschuhe, abgeleitet aus DIN EN ISO 14738)

Abb. 4
Körpermaße in [mm] nach DIN 33402-2 für einen unbekleideten Menschen

Höhenverstellbare Arbeitstische (Typ 3, vgl. Abbildung 5) sind technische Lösungen mit größter Flexibilität. Ein nicht in der Höhe verstellbarer Tisch mit genügend Beinfreiraum (95 Perzentil, Innenmaß) kann mit Hochstuhl eine Alternative an einem Steharbeitsplatz sein.

Um günstige Körperhaltungen am Arbeitsplatz einnehmen zu können, ist außerdem für ausreichenden Bewegungsraum zu sorgen.

Abb. 5
Arbeitsplatzgrundtypen

Abb. 6
Anhaltswerte für den Bewegungsraum für das 5. Perzentil Frau bis 95. Perzentil Mann. Abweichungen sind je nach konkreter Aufgabe sinnvoll oder auch notwendig; für die Gefährdungsbeurteilung siehe z. B. ASR A1.2, ASR A1.8, DGUV Information 2-215-410, DIN EN ISO 14738, DIN EN 527-1, DIN 33402.

Entfernung der Wirkstelle

Zur menschengerechten Planung von Greifvorgängen (z. B. nach Werkstücken, Werkzeugen etc.) sollte der Arbeitsbereich für Nutzer und Nutzerinnen mit geringer Körpergröße (5. Perzentil Frau) zugrunde gelegt werden. Dieser stellt den konstruktiven Engpass dar, wenn ein Arbeitsplatz für eine unbekannte Person bzw. eine Beschäftigtengruppe ausgelegt wird. Das bedeutet, dass die hinterste Greifposition für entspanntes Arbeiten nicht tiefer als 40 cm von der Tischkante entfernt angeordnet sein sollte. Häufig genutzte Teile werden in einer Entfernung von 15 cm am einfachsten gegriffen. Ständiges Greifen bzw. Arbeiten auf oder über Schulterhöhe sollte vermieden werden. Die dazu maßgebliche Schulterhöhe einer kleinen Person hängt nun davon ab, ob die Person sitzt oder steht und welcher der sechs Arbeitsplatztypen (Abbildung 5) vorliegt: Bei den Arbeitsplatztypen 1 und 3 liegt die Schulterhöhe einer kleinen Person im Sitzen bei ca. 95 cm über dem Boden.

Abb. 7
Anhaltswerte für den bevorzugten Arbeitsbereich und den maximalen Greifraum für eine kleine Person (5.Perzentil Frau) nach DIN 33402 und DIN EN ISO 14738.

Kräfte und Lastgewichte

Aufzuwendende Kräfte, z. B. beim Bewegen von Lasten und Menschen, beanspruchen die Beschäftigten zusätzlich. Während sich durch Lastengewichte wirksame Kräfte offensichtlich erkennen und vergleichsweise leicht ermitteln lassen, erschließen sich andere Kräfte einem Arbeitsgestalter nicht immer sofort. Darüber hinaus ist die übliche arbeitswissenschaftliche Empfehlung, stets unterhalb der Dauerleistungsgrenze zu arbeiten und somit nicht mehr als 15 Prozent der Maximalkraft einer betreffenden Muskelgruppe aufzuwenden, schwer in die Praxis umzusetzen. Die eingesetzten Muskeln und deren Maximalkraft werden nach Kraftart unterschieden: Finger-Handkräfte nutzen vorwiegend die kleinen Muskelgruppen im Handbereich, Fuß-Beinkräfte setzen die teilweise kräftigen Beinmuskeln ein und Ganzkörperkräfte nutzen wiederum Muskelgruppen aus mehreren Bereichen des Körpers gleichzeitig. Die maximal aufzubringende Kraft bei Ganzkörperkräften hängt dabei unter anderem von weiteren Einflussfaktoren wie Geschlecht, Körperhaltung und Kraftrichtung ab (vgl. montagespezifischer Kraftatlas).

Abb. 8
Ganzkörperkräfte

Abb. 9
Auswahl von Korrekturfaktoren

Abb. 10
Finger-Hand-Kräfte

Für die manuelle Handhabung von Lasten gilt die Lastenhandhabungsverordnung. Weitere Informationen siehe Kapitel 2, Abschnitt Lastgewichte.

Einwirkungen aus der Arbeitsumgebung

Auch die Arbeitsumgebung kann sich über die Faktoren Beleuchtung, Lärm, Klima und Vibration (siehe Kapitel 6) auf die physische Beanspruchung positiv oder negativ auswirken. Bei nicht ergonomischer Gestaltung kann es zu Konzentrationsproblemen, Muskelverspannungen und Schmerzen bis hin zu Kreislaufproblemen bei den Arbeitsplatznutzern kommen.

Beleuchtung

Tageslicht bringt die beste Beleuchtung an den Arbeitsplatz. Schlechte Lichtverhältnisse lassen den Menschen die Sehentfernung durch Heranrücken zur Wirkstelle verkürzen. Die optimale anthropometrische (d.h. den Körpermaßen von Menschen entsprechende) Arbeitsplatzgestaltung wird so unwirksam und der Mensch in eine Körperzwangshaltung geführt, aus der neben der verminderten Leistungsfähigkeit, ggf. sogar eine Minderung der Arbeitsqualität, letztlich ebenfalls Muskelverspannungen resultieren können. Empfohlene Beleuchtungsstärken am Arbeitsplatz können der ASR A 3.4 "Beleuchtung" (Literaturhinweis im Anhang 1) entnommen werden.

Klima

Ein kalter Luftzug auf Nacken, Schulter und Rücken kann schmerzhafte Muskelverspannungen verursachen. Besonders gefährdet sind Menschen, die bereits an Rückenschmerzen und Arthrosen leiden. Sind die Muskeln ohnehin geschwächt oder durch eine Körperzwangshaltung in einem erhöhten Spannungszustand, kann sich die Anfälligkeit für Zugluft erhöhen. Je kälter und länger andauernd die Zugluft ist, desto intensiver können die Folgen sein. Besonderes Augenmerk muss auf Klimaanlagen (in Gebäuden, aber auch im Auto) gelegt werden.

Am empfindlichsten ist der Nackenbereich, da er in der Regel unbedeckt ist und hier viele Nervenbahnen zusammenlaufen. Auch Schmerzen an den Gelenken, in Schultern, Ellenbogen, Knien und Knöcheln können durch Kälteeinwirkung hervorgerufen werden.

Bei körperlich schweren Arbeiten in einem warmen Umfeld (Beurteilungskriterium: Beschäftigte schwitzen in diesem Umfeld bei der Tätigkeit) ist auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr zu achten, da ein Mangel an Flüssigkeit Muskelkrämpfe auslösen oder bestehende Verspannungen verstärken kann.

Empfohlene Temperaturen am Arbeitsplatz können der ASR A 3.5 "Raumtemperatur" entnommen werden, Luftgeschwindigkeiten können in der ASR A 3.6 "Lüftung" nachgelesen werden.

In sehr heißen Umgebungen sind u.a. regelmäßig Erholungspausen einzulegen, da bei Nichtbeachtung sonst schwere Herzkreislaufprobleme bis hin zum Hitzschlag drohen. Die besonderen Bedingungen von Hitze-Arbeitsplätzen werden in dieser Schrift jedoch nicht behandelt, siehe DGUV Information 213-002.

Lärm

Lärm kann neben einer Gehörschädigung auch schon bei geringerer Schallintensität eine Ursache für Konzentrationsschwierigkeiten sein und Auslöser von Verspannungen, z. B. im Nacken- und Schulterbereich, aber auch für Rückenschmerzen sein. Weitere Informationen zu den sogenannten extra-auralen Wirkungen von Lärm ab ca. 60 dB(A) können der DGUV-Information FB-HM 018 "Lärm-Stress" am Arbeitsplatz entnommen werden.

Psychische Belastungen

Neben den genannten physischen Belastungsfaktoren können auch psychische Belastungsfaktoren zu hohen Beanspruchungen führen. Mögliche psychische Belastungsfaktoren können beispielsweise Zeitdruck, mangelnder Informationsfluss, Überforderung, fehlende soziale Unterstützung, das Erleben von Leid und Tod in der Pflege und Betreuung oder auch Faktoren wie Arbeitsplatzsicherheit, mobile Einsatzorte und Flexibilisierung der Arbeitszeiten sein. Diese Faktoren können indirekt über das Stressgeschehen auf das Muskel-Skelett-System wirken und werden als arbeitsbezogene Ursache oft nur schwer erkannt. Als Einflussfaktor für die körperliche Beanspruchung muss die psychische Belastung ins Bewusstsein der Unternehmensleitungen und Beschäftigten rücken.

Arbeitsmedizinische Betreuung - ab wann zum Arzt?

Seit 2015 macht die Arbeitsmedizinische Regel (AMR) 13.2 Vorgaben, wie die Arbeitsmedizinische Betreuung bei Arbeitsplätzen mit wesentlich erhöhten körperlichen Belastungen in die Arbeitsgestaltung einzubinden ist. Es gibt einerseits die Wunschvorsorge, bei der die Beschäftigten auf eigene Initiative eine Untersuchung beim zuständigen Betriebsmediziner erhalten können. Außerdem gibt es die Angebotsvorsorge, bei der die Vorgesetzten auf ihre Beschäftigten zugehen und ihnen eine Untersuchung aktiv anbieten. Im Anhang zur AMR 13.2 findet sich eine Tabelle, die erläutert, welche arbeitsmedizinische Vorsorge unter welchen Bedingungen am Arbeitsplatz anzubieten ist. Bei der AMR 13.2 handelt es sich jedoch um einen gesetzlichen Mindeststandard: eine arbeitsmedizinische Vorsorge ersetzt nicht den Bedarf einer Umgestaltung eines Arbeitsplatzes mit erhöhten Belastungen. Sie soll lediglich die Beschäftigten schützen, indem krankhafte Veränderungen frühestmöglich erkannt werden können, damit eine spätere Chronifizierung einer Erkrankung noch rechtzeitig verhindert werden kann.

Weiterführende Informationen:

• Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG)

• Lastenhandhabungsverordnung (LasthandhabV)

• Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV)

• Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)

• Mutterschutzgesetz (MuSchG)

• Jugendarbeitsschutzgesetz (JArbSchG)

• Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV)

• Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV)

• Arbeitsmedizinische Regel 13.2 (AMR 13.2): Tätigkeiten mit wesentlich erhöhten körperlichen Belastungen mit Gesundheitsgefahren für das Muskel-Skelett-System

• Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.4: Beleuchtung

• Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.4/7: Sicherheitsbeleuchtung, optische Sicherheitsleitsysteme

• Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.5: Raumtemperatur

• Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.6: Lüftung

• Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.7: Lärm

• DGUV Information 206-019 "Rundum gestärkt"

• DGUV Information 208-033 "Belastungen für Rücken und Gelenke - was geht mich das an"

• DGUV Information 209-023 "Lärm am Arbeitsplatz"

• DGUV Information 213-002 "Hitzearbeit - erkennen - beurteilen - schützen"

• Der montagespezifische Kraftatlas (BGIA-Report 3/2009)

• Fachbereich-Information FB HM-018: Lärm-Stress am Arbeitsplatz

• DIN EN 614 Teil 1: Sicherheit von Maschinen - Ergonomische Gestaltungsgrundsätze; Begriffe und allgemeine Leitsätze

• DIN EN 1005-4, 2009-01: Sicherheit von Maschinen - Menschliche körperliche Leistung - Teil 4: Bewertung von Körperhaltungen und Bewegungen bei der Arbeit an Maschinen

• DIN CEN ISO/TR 7250-2, 2013-08, DIN SPEC 91279, 2013-08: Wesentliche Maße des menschlichen Körpers für die technische Gestaltung - Teil 2: Anthropometrische Datenbanken einzelner nationaler Bevölkerungen

• DIN EN ISO 14738, 2009-07: Sicherheit von Maschinen - Anthropometrische Anforderungen an die Gestaltung von Maschinenarbeitsplätzen

• DIN 33402-2, 2005-12: Ergonomie - Körpermaße des Menschen