Bildungswelten – Herausforderungen für Sicherheit und Gesundheit

Das Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) greift viele Fragestellungen aus der Praxis von Bildungseinrichtungen in seiner Forschung auf – vom Schulweg bis zur ergonomischen Haltung.

Bildungseinrichtungen sind vielfältig. Von der Kita bis zur Universität – jede Einrichtung hat besondere Herausforderungen an Sicherheit und Gesundheit. Das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) forscht und berät diese, insbesondere in den Themenfeldern Produktsicherheit, Ergonomie, Lärm, Beleuchtung und Strahlung im Freien. Zusätzlich beteiligt sich das Institut an der Schaffung von Bildungsinhalten, beispielsweise für Kinder im Vorschul- oder Grundschulalter.

Sichere Produkte

Ob es der Weg zur Bildungseinrichtung, die dabei getragene Warnkleidung, der Schulranzen oder das Spielgerät ist – diese Produkte müssen sicher sein und es bei langjähriger Nutzung auch bleiben. 

Die Integration von Sensorik in Kleidung eröffnet neue Möglichkeiten, etwa durch eingebaute Beleuchtungselemente in persönlicher Schutzausrüstung (PSA) oder durch Sensoren zur Erfassung von Vitaldaten. Solche Technologien könnten auch in Kleidung für Schule und Freizeit Anwendung finden. Ein zentrales Thema in diesem Zusammenhang ist die Sicherheit der Stromversorgung – insbesondere die Akkusicherheit.

Mit dem vermehrten Einsatz von Akkus in Kleidung, Fahrrädern und E-Scootern gewinnen Sicherheitsaspekte zunehmend an Bedeutung. Für Textilien mit integrierter Elektronik sind Fragen der Fallsicherheit, der Wasch- und Trocknungseignung sowie der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu klären (IFA-Projekte 5154 und 5159). 

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Untersuchung von Materialien hinsichtlich ihrer Alterung und den damit verbundenen Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften. Dies -betrifft beispielsweise Spielplatzgeräte in Kindergärten und Schulen, aber auch Fahrradhelme, die über einen längeren Zeitraum hinweg genutzt werden. Ziel ist es, die Sicherheit und Langlebigkeit solcher Produkte objektiv zu bewerten und gegebenenfalls Empfehlungen für Ersatzintervalle zu geben.

Perspektivisch höhere UV- und Globalstrahlung führen zusätzlich zu einer beschleunigten Alterung von Kunststoffen und Textilien, sodass hier gesonderter Forschungsbedarf hinsichtlich Haltbarkeit und Wirksamkeit besteht. Zudem werden neue Materialien mit UV-Schutz und Kühlfunktion entwickelt, deren Eignung und Sicherheit zu beurteilen sein werden.

Ergonomische Gestaltung in Kitas

Die von der DGUV geförderte Interventionsstudie „ErgoKita“ hat gezeigt, dass gezielte ergonomische Maßnahmen in Kindertageseinrichtungen eine spürbare und messbare Reduktion physischer Belastungen des pädagogischen Fachpersonals bewirken können.^[1] Muskel-Skelett-Erkrankungen, die zu den häufigsten arbeitsbedingten Gesundheitsproblemen in diesem Beruf zählen, konnten durch die Kombination aus ergonomisch optimiertem Mobiliar und verhaltensorientierten Schulungen nachhaltig reduziert werden. Als besonders wirkungsvoll erwiesen sich dabei ergonomische Stühle, höhenangepasste Arbeitsflächen und eine Wickelkommode mit ausziehbarer Treppe. Drei Jahre nach der Umsetzung wurden die meisten dieser Hilfsmittel weiterhin regelmäßig genutzt und positiv bewertet.

Ein zentrales Ergebnis der Evaluation: Die Schulung und Sensibilisierung der Beschäftigten für gesundheitsgerechtes Verhalten am Arbeitsplatz ist ebenso entscheidend wie die Ausstattung mit ergonomieoptimiertem Mobiliar. Gleichzeitig wurde deutlich, dass Ergonomie bislang weder in der Ausbildung noch in der Fortbildung pädagogischer Fachkräfte ausreichend verankert ist – eine bedeutende Lücke, wenn es um Prävention und langfristige Gesundheitsförderung geht.

Daher sollte das Thema Ergonomie systematisch in die Ausbildung und Fortbildung pädagogischer Fachkräfte integriert werden. Um veränderte Verhaltensweisen langfristig zu sichern, ist es neben einer erstmaligen Sensibilisierung entscheidend, dass gesundheitsgerechtes Verhalten regelmäßig aufgefrischt und in den Berufsalltag rückgekoppelt wird. Auch die Benennung von Gesundheitslotsinnen und -lotsen oder Ergonomiebeauftragten innerhalb der Einrichtungen kann dabei unterstützen, ergonomische Prinzipien dauerhaft in den Arbeitsalltag zu integrieren. Ergänzend sollten gute Beispiele aus der Praxis systematisch gesammelt und übergreifend zugänglich gemacht werden, um einen breiten Erfahrungsaustausch und Wissenstransfer zu ermöglichen.

Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse sind bereits in konkrete Handlungshilfen und Checklisten eingeflossen und stehen der betrieblichen Praxis zur Verfügung.^{[2] [3]} Zukünftig sollte der Wunsch des pädagogischen Personals, dass sich die Ausstattung von Kindertageseinrichtungen an den Bedürfnissen der Kinder und gleichzeitig an den physischen Anforderungen des pädagogischen Personals orientiert, mehr in der Praxis berücksichtigt werden. Um dies zu gewährleisten, wären konkrete Empfehlungen ergonomischer Standards für die Möblierung von Kitas sinnvoll. Auch physische Belastungsarten, die bisher nicht im Fokus der Prävention standen – zum Beispiel Zwangshaltungen im Knien – sollten durch gezielte Präventionsempfehlungen mehr adressiert werden.

Raumakustik

Eine geeignete Raumakustik ist Grundvoraussetzung für gesundes Lernen und Lehren. Mit dem Stand der Technik lassen sich sichere, inklusive Bildungsumgebungen schaffen, in denen Lernen effektiv und angenehm ist.

In Bildungseinrichtungen erfolgt Wissensvermittlung hauptsächlich über Sprache. Lärm und schlechte Raumakustik stören diesen Prozess erheblich. Besonders Kinder sind betroffen, weil sie sich im Spracherwerb befinden. Obwohl der gesetzliche Rahmen klare Anforderungen stellt, werden diese in vielen Einrichtungen nicht erfüllt.

Die Technische Regel ASR A3.7 „Lärm“ legt verbindliche ­Mindeststandards zur Raumakustik fest – auf Basis der DIN 18041.^[4] [5] In der Norm werden weiterführende akustische Maßnahmen zur Inklusion beschrieben. Zentrale Größe zur Beschreibung der akustischen Umgebung ist die Nachhallzeit. Eine Datenerhebung aus dem Jahr 2023 zeigt: Nur ein Viertel von 2.130 untersuchten Klassenräumen erfüllt die Anforderungen – lediglich 7  Prozent sind inklusionsgerecht gestaltet.^[6]

Sprachverständlichkeit ist ein weiterer, wichtiger Aspekt. Für effektives Lernen muss Sprache deutlich lauter als das Hintergrundgeräusch sein. Neben dem Schalldruckpegel spielt die Nachhallzeit eine entscheidende Rolle für die Sprachverständlichkeit: Bei einer zu langen Nachhallzeit „verschmiert“ Sprache und reduziert die Verständlichkeit – besonders bei jüngeren Kindern. Studien zeigen: Erstklässler verstehen bei zu langer Nachhallzeit nur 66 Prozent der Sprache, Erwachsene 88 Prozent.^[7] Kürzere Nachhallzeiten verbessern die Verständlichkeit für Kinder signifikant, während die Erwachsenen nur moderate Verbesserungen erfahren. Außerdem bleiben Störgeräusche bei kurzer Nachhallzeit moderat.^[8] Längere Nachhallzeiten führen zum Lombard-Effekt: Um sich verständlich zu machen, sprechen Menschen lauter, was die Geräuschkulisse weiter verschärft.

Neben der Sprachverständlichkeit beeinflussen auch Hör- und Sprechanstrengung die Unterrichtsqualität. Schon gering erhöhte Nachhallzeiten steigern die Höranstrengung – besonders bei Grundschülern.^[9] Auch die Sprechanstrengung nimmt zu, wenn Lehrkräfte aufgrund von zu langer, aber auch zu kurzer Nachhallzeit dauerhaft lauter sprechen müssen. Die optimale Nachhallzeit zur Reduktion dieser Belastungen liegt laut Studien zwischen 0,6 und 0,8 Sekunden. Damit ist weitere Forschung notwendig, um alle Anforderungen in Einklang zu bringen.

Eine gesunde und sichere Lehr- und Lernumgebung bedarf einer fachlich kompetenten Planung der Akustik, beispielsweise auf Grundlage der DIN 18041. Neben den Anforderungen an eine Soll-Nachhallzeit werden hier auch zielführende Hinweise für die Planung gegeben. Ein häufig missachteter Punkt bei der Planung ist die ausschließliche Anbringung von Absorptionsmaterial an der Deckenfläche. Vielmehr ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Absorber im Raum notwendig, wobei auch die Wände für Absorptionsmaterial genutzt werden. So kann die Nachhallzeit wirksam verkürzt und störende akustische Effekte verhindert werden.

Bildungseinrichtungen müssen den gesetzlichen Anforderungen zur Raumakustik entsprechen. Sprachverständlichkeit, Höranstrengung und Inklusion sind dabei zentrale Aspekte. Trotz klar definierter Vorgaben ist der Handlungsbedarf groß – besonders in Klassenräumen, in denen Kinder noch im Spracherwerb sind. Nur durch gezielte Maßnahmen und ein Bewusstsein für die Bedeutung der Akustik kann eine inklusive und förderliche Lernumgebung geschaffen werden, die den Anforderungen der heutigen Bildungslandschaft sowie unserer gesellschaftlichen Verantwortung gerecht wird.

Trotz klar definierter Vor­gaben ist der Handlungsbedarf groß – besonders in Klassenräumen, in denen Kinder noch im Spracherwerb sind.

Klima

Schon heute merkt man die Auswirkungen des Klimawandels durch atmosphärische Einflüsse (Luftqualität, Hitze, UV-Strahlung), aber auch durch Schadensereignisse (Sturm, Starkregen).

Längere Perioden mit warmen/heißen Tagen führen auch in Kitas und Schulen zu Problemen: Erhöhte Raumtemperaturen beeinträchtigen die Konzentrations- und Lernfähigkeit. Darauf kann mit verstärkter Fensterlüftung in den Nacht- und frühen Morgenstunden reagiert werden. Wo dies nicht möglich ist, kann mithilfe von technischen Lüftungen eine gesundheitlich zuträgliche Raumtemperatur geschaffen werden. Gesundheitlich zuträglich sind Temperaturen bis 26 °C. Steigt im Sommer die Außentemperatur auf über 26 °C, kann sie auch im Innenraum darüber ansteigen. Deswegen ist übermäßiger Sonneneinstrahlung mit entsprechendem Sonnenschutz zu begegnen. Reicht dies nicht aus, sind ab 30 °C im Innenraum weitere Maßnahmen zu treffen, die die Belastung effektiv senken können. In Schulen kann darüber hinaus hitzefrei gegeben werden. Dazu gibt es keine einheitlichen Kriterien, sondern individuelle Regelungen der Bundesländer. Teilweise gelten Empfehlungswerte, teilweise wird die Entscheidung in die Hände der Schulleitung gegeben. Das IFA hat Empfehlungen erarbeitet, die alle relevanten Aspekte im Klassenraum behandeln, um hohen Temperaturen und übermäßiger Sonneneinstrahlung entgegenzuwirken. Schulen, die neu gebaut oder grundlegend renoviert werden sollen, können sich daran orientieren.^[10]

Ein weiterer Aspekt von hohen Temperaturen in Räumen betrifft Funktionsräume in Schulen oder Laboratorien in Universitäten. Durch die hohen Temperaturen steigt auch der Dampfdruck von Gefahrstoffen. Daher ist hier mehr Vorsicht walten zu lassen, sodass keine gefährlichen Konzentrationen entstehen können. Für den Experimentalunterricht in Schulen können die Informationen aus DEGINTU herangezogen werden (www.degintu.de). In den Versuchsdatenbanken zu Biologie- und Chemieversuchen sind direkt auch die Hinweise für eine interaktive Gefährdungsbeurteilung enthalten. Hiermit können Versuche in Schulen sicher durchgeführt werden.

UV-Strahlung – im Freien ein Problem

Auch im Sportunterricht können Kinder durch Hitze und hohe UV-Bestrahlungsstärken gefährdet sein, wenn Sportunterricht an heißen Tagen im Freien bei hohem UV-Index durchgeführt wird. Gleiches gilt für Pausen- und Spielzeiten im Außenbereich von Bildungseinrichtungen. Dass insbesondere um die Mittagszeit hohe Expositionen gegenüber UV-Strahlung entstehen können, zeigen Messungen des IFA an Schiedsrichterinnen und -richtern im Fußball.^[11] Neben den bereits genannten Maßnahmen zur Verschattung und Begrünung von Außengeländen können organisatorische Maßnahmen wie die Verlegung des Sportunterrichts in die frühen Morgenstunden oder in Innenräume helfen, Kinder vor hohen UV-Bestrahlungsstärken zu schützen. Ebenfalls sollte auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr sowie einen wirksamen Sonnenschutz geachtet werden – etwa durch das Tragen luftiger, hautbedeckender Kleidung, einer schützenden Kopfbedeckung und die Verwendung von Sonnencreme mit hohem Lichtschutzfaktor.

Aktuelle Messungen des IFA in Kooperation mit der BGW beleuchten Expositionen gegenüber UV-Strahlung von Beschäftigten in Waldkindergärten: Im Vergleich zu Beschäftigten in konventionellen Kindergärten sind sie von besonders hohen beruflichen Expositionen gegenüber UV-Strahlung betroffen. Die Etablierung von Schutzmaßnahmen ist in Waldkindergärten dringend erforderlich, um der Entstehung von Hautkrebs vorzubeugen – auch im Hinblick auf die betreuten Kinder.^[12] Besonderes Augenmerk sollte generell auf die Akzeptanz von Gefährdungen gerichtet werden, die in Jahrzehnten zu Schäden führen können. Die Sensibilisierung ist hier aktuell noch sehr gering und muss durch geeignete Maßnahmen wie Schulungs-Curriculare bewusst gemacht werden.

Beschäftigte in Waldkindergärten sind von besonders hohen Exposi­tionen betroffen. Schutzmaßnahmen sind hier dringend erforderlich, um der Entstehung von Hautkrebs vorzu­beugen – auch im Hinblick auf die betreuten Kinder.

Für die Belastung durch steigende Ozon-Konzentrationen gibt es für im Freien Beschäftigte, zum Beispiel beim Schulsport, keine Regelungen. Gemäß dem Minimierungsprinzip muss die Exposition so gering wie möglich gehalten werden, sodass passende organisatorische Maßnahmen eingeführt werden müssen.^[13]

Schutz vor luftgetragenen Krankheitserregern

Während der COVID-Pandemie wurden wertvolle Erkenntnisse zur Verbreitung und Prävention luftgetragener Krankheitserreger gewonnen. Um die Entscheidung für geeignete Luftreiniger in geschlossenen Räumen – wie Gruppen- und Unterrichtsräumen – zu erleichtern, hat das IFA einen Prüfstand und ein Prüfverfahren entwickelt, wie gut Luftreiniger Partikel und auch Viren aus der Luft entfernen, dabei gleichzeitig aber selbst nicht zur Quelle für Gefahrstoffe oder zum Beispiel UV-Strahlung werden. Auch weitere Kriterien wie die Geräuschentwicklung oder Zugluftentstehung werden geprüft.

Sollte der Einsatz von Luftreinigern alleine nicht ausreichen oder in anderen Situationen zusätzlicher Schutz notwendig sein, können Atemschutzmasken eingesetzt werden. Auf den Umstand, dass es während der COVID-Pandemie keine speziellen Atemschutzmasken für Kinder gab, wurde sowohl auf nationaler als auch europäischer und internationaler Ebene reagiert und ein Normungsvorhaben gestartet, das geeignete Infektionsschutzmasken beschreiben und dazu Prüfkriterien ableiten soll. Dabei wird auch auf die besonderen Bedürfnisse von Kindern eingegangen, weil deren Atemvolumen und -verhalten anders ist als bei Erwachsenen. Mithilfe von geprüften Infektionsschutzmasken können sich Menschen jeden Alters in Zukunft vor einer Infektion mit luftgetragenen Krankheitserregern besser schützen.

Viele dieser Erkenntnisse lassen sich auch auf den Schutz vor Allergenen übertragen, deren Auftreten durch den Klimawandel absehbar verstärkt werden wird.

Fazit

Forschung, Beratung und Prüfung rund um Sicherheit und ­Gesundheit in Bildungswelten sind und bleiben essenziell. Neue Produkte, neue Settings und neue Rahmenbedingungen verlangen eine ständige Begleitung der Praxis mit Lösungen und sachgerechten Hilfen.

Eine enge Verzahnung des IFA mit den Fachbereichen und Sachgebieten der DGUV sowie den Unfallversicherungsträgern und den Betrieben bildet die Basis für gezielte Forschung und praxisnahe Lösungen.