Die Automatisierung mit kollaborierenden Robotern (kurz: Cobots) ist ein zunehmend gefragtes Mittel, um Abläufe in der gesamten Wertschöpfungskette zu optimieren. So kommt es, dass Betriebe sich oftmals die Frage stellen, bei welchen Prozessen sie mit dem Einsatz der Technologie starten können. Drei einfache Überlegungen reichen aus, um den Einstieg erfolgsbringend zu gestalten.

Fast ganz Deutschland leidet aktuell unter heftigen Schneestürmen, Eisregen und klirrender Kälte. Ursache für diesen ungewöhnlich starken Wintereinbruch in großen Teilen Deutschlands ist unter anderem der hohe Luftdruck, der vom Nordmeer bis ins östliche Mitteleuropa herrscht. Dadurch fließt extrem kalte Luft aus der Polarregion direkt in den Norden Deutschlands.

Kommt es zu einem „Ausbruch“, teilt sich der Wirbel und kann sich verlagern. „So einen Ausbruch gibt es immer wieder mal – aber diesmal erwischt es uns voll“, gemäß DWD. So ist es den kalten arktischen Luftmassen gelungen, weit in den Süden vorzustoßen, so dass ganz Deutschland nun von der eisigen Kälte betroffen ist.

Bei Kälte ist es wichtig, den Körper und seine Organe zu schützen. Ist es zu kalt, zieht der Körper die Gefäße in Armen und Beinen zusammen und drosselt die Durchblutung, damit weniger kaltes Blut in die Körpermitte strömt und auch keine Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Die Folgen sind für alle spürbar: Finger, Zehen und Ohren kühlen zuerst aus; dort ist auch das Risiko am größten, dass sich Erfrierungen bilden. In vielen Fällen beginnen die Muskeln, zu zittern, um Wärme zu produzieren. Ohne Schutz und Maßnahmen (Bekleidung oder beheizte Innenräume) kann es sehr schnell nicht nur unangenehm, sondern auch gefährlich werden und zur Unterkühlung kommen.

Normalerweise schwankt die Körpertemperatur des Menschen und wird durch das Gehirn (im Hypothalamus) gesteuert, liegt aber bei circa 37 Grad Celsius. Bei einer Körpertemperatur unter 35 Grad Celsius kommt es zur Unterkühlung, und bei einer Körpertemperatur von 30 Grad Celsius liegt bereits ein Notfall vor. Bei einer noch niedrigeren Körpertemperatur von 26 Grad Celsius versagen, infolge der Kälte, Herz und Kreislauf. So schwindet die Chance, zu überleben.

Um den Einfluss der Kälte oder auch der Hitze zu beschreiben, benötigt man Maße, die diesen Einfluss darstellen können. Im Prinzip soll damit die Wärmeabgabe beziehungsweise der Wärmegewinn abgebildet werden. Hierfür sind verschiedenen meteorologische Größen nötig: die Lufttemperatur, die Luftfeuchte, der Wind und die Sonnenstrahlung. Um alle notwendigen Effekte des Einflusses von Wärme und Kälte abbilden zu können, sind zusätzlich noch thermo-physiologische Faktoren, wie Wärmeproduktion respektive Aktivität des Menschen sowie die Bekleidung, die die Wärmeabgabe vermindert, notwendig.

Die Beschreibung des Einflusses ist komplex und deswegen versucht man, mit einfachen Ansätzen und Möglichkeiten zu quantifizieren. Für die Kälte genügt es zumeist, ein Maß zu nehmen, welches den Einfluss der Temperatur und des Winds abbildet, weil bei Kälte meistens diese beiden Faktoren schon genügen (Wind-Chill). Möchte man Reaktionen des Menschen berücksichtigen und bei kalten und warmen Bedingungen abdecken, benötigt man Maße die nicht nur die meteorologischen Größen beinhalten, sondern auch thermo-physiologische Faktoren berücksichtigen (Gefühlte Temperatur, kurz: GT).

In Wettervorhersagen wird üblicherweise die tatsächliche Temperatur angegeben. Das Temperaturempfinden des Menschen entspricht der herrschenden Lufttemperatur aber nur, wenn man sich für die Temperatur angemessener Kleidung, bei mittlerer Luftfeuchtigkeit und Windstille langsam im Schatten bewegt. In der Sonne und bei hohem Wasserdampfgehalt der Luft empfindet man die Temperatur als höher, bei Wind – besonders im Winter – als geringer.

Zur Berechnung dieser „Gefühlten Temperatur“ setzt der DWD das Klima-Michel-Modell ein, das den Wärmehaushalt eines Modellmenschen („Klima-Michel“) bewertet. Die „Gefühlte Temperatur“ steigt unter sommerlichen Bedingungen viel schneller als die Lufttemperatur an. Ist es jedoch kühl bei schwachem bis mäßigem Wind, kann sie auch unter die Lufttemperatur absinken.

Bei Hitze wird sich mit zunehmender Abweichung vom Behaglichkeitsbereich eine Belastung für das Herz-Kreislauf-System einstellen. Insbesondere für ältere oder kranke Personen kann die Überschreitung bestimmter Schwellenwerte der „Gefühlten Temperatur“ deshalb eine frühzeitige Warnung sein. Daher ist es bei der aktuell klirrenden Kälte vor allem wichtig, den Wärmeverlust durch richtige Kleidung zu vermeiden: Am besten mehrere Lagen nicht zu enger Kleidung tragen, damit sich zwischen den Schichten warme, isolierende Luftschichten sammeln können (Zwiebelprinzip). Insgesamt gilt es jedoch, die Exposition in der Kälte zu minimieren beziehungsweise zu vermeiden.

Wie sich zeigt, sind Gesundheit, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit des Menschen eng über den menschlichen Wärmehaushalt mit den thermischen Umweltbedingungen verknüpft und daher beispielsweise ganz bedeutend für die Vorsorgeplanung. Betroffen sind hierbei vor allem die Stadt- und Regionalplanung sowie das Gebäudedesign, das öffentliches Gesundheitswesen, der Tourismus als auch die Erholung.

Die Richtlinie VDI 3787 Blatt 2 „Umweltmeteorologie; Methoden zur human-biometeorologischen Bewertung der thermischen Komponente des Klimas“, die im Frühsommer 2021 als Gründruck veröffentlicht wird, beschreibt Verfahren, welche die komplexen thermischen Umweltbedingungen thermophysiologisch relevant aufzeigen und auf Basis der Wärmebilanz des Menschen beurteilen können.

Auch die Richtlinie VDI 3787 Blatt 10 „Umweltmeteorologie; Human-biometeorologische Anforderungen im Bereich Erholung, Prävention, Heilung und Rehabilitation“ stellt quantifizierende Methoden und Verfahren im Bereich des thermischen, aktinischen (UV) und lufthygienischen Wirkungskomplexes sowie zu Lärm und Gerüchen als auch zu weiteren beeinflussenden Faktoren, zum Beispiel Windkomfort und auch Kaltlufteinflüsse, in komplexen topographischen und städtischen Umgebungen dar.