Veröffentlicht: 29. Oktober 2012
Kategorie: Fachartikel
Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte für die Ausbildung von Kindern und Jugendlichen
Die in der Physik- und Chemieausbildung für Kinder und Jugendliche an Elementarschulen und höheren Schulen verwendeten Geräte beschränken sich längst nicht mehr auf Bunsenbrenner, Phiolen, Eisenfeilspäne und Magnete.
Elektronisch gesteuerte Temperaturbäder, Klimakammern., Messgeräte und Messumformer gehören teilweise schon zur Standardausrüstung.
Allerdings sind diese Geräte ursprünglich für die Verwendung von Erwachsenen entwickelt und daher nur für den Vortragenden bestimmt. Reiner Frontalunterricht ist aber längst überholt, für das technische Verständnis der Schüler ist die Einbindung in Übungen und die praktische Anwendung von derartigen Geräten aber besonders wichtig. Die Arbeitsgruppe 1 des Technischen Komitees TC66 von IEC hat daher eine Technischen Spezifikation IEC 61010-1-1 ausgearbeitet, die die Sicherheitsbestimmungen für diese Geräte mit den körperlichen Eigenschaften und auch der Verhaltensweise von Kindern und Jugendlichen in Einklang bringt. Natürlich wird aber davon ausgegangen, dass die Schüler unter Aufsicht sind. Die angesprochene Altersgruppe reicht dabei von 3 Jahren bis zu 16 Jahren.
Die Geräte sind eindeutig zu kennzeichnen, als Beispiel ist hier eine Kennzeichnung für die Verwendung von Schülern über 11 Jahren unter Aufsicht dargestellt.
Folgende anwenderspezifische Aspekte werden in dieser Spezifikation besonders berücksichtigt:
Die Berührbarkeit von Teilen, die eine gefährliche Spannung führen, wird neben einem kleineren beweglichen Prüffinger zusätzlich durch eine 100 mm lange Prüfspitze von 1 mm Durchmesser getestet, der Spieltrieb von Kindern und Jugendlichen wird dabei berücksichtigt. Dieser Test wird auch "Büroklammertest" genannt. Abdeckungen, die zu Spannung führenden Teilen führen, müssen so konstruiert sein, dass sie auch mit werkzeugähnlichen Kleinteilen, z. B. Münzen nicht geöffnet werden können. Gerätesicherungen dürfen durch Schüler oder Studenten nicht auswechselbar sein, Batterien erst ab einem Alter von 14 Jahren.
Berührbare Außenflächen dürfen bei der Anwendung von Schülern unter 14 Jahren auch unter Einzelfehlerbedingungen eine Temperatur von + 70 °C nicht übersteigen. Unter Normalbedingungen dürfen Bedienungselemente aus Plastik + 60 °C, aus Metall + 50 °C nicht übersteigen. Diese Grenzwerte müssen auch unter der Annahme einer Außentemperatur von + 40 °C eingehalten werden.
Besitzen die Geräte bewegliche mechanische Teile, Öffnungen und Spalten müssen ergonomische Komponenten wie Körpergröße und Abmessungen von Körperteilen berücksichtigt werden. Für Schüler unter 14 Jahren muss ISO 13857 eingehalten werden.
Die Intensität von radioaktiven Substanzen und Strahlungsquellen innerhalb von Geräten muss in geringem Abstand vom Gehäuse und unter Einhaltung von strengen Grenzwerten für Röntgen-, Beta- und Gammastrahlen überprüft werden.
Lichtquellen und Lampen müssen IEC 62471-1 entsprechen, ausgenommen sind Quellen, die als photobiologisch sicher gelten wie z. B. LEDs, PDAs, LCD-Displays und ähnliche genau aufgelistete Anzeigen.
Mikrowellenstrahlung darf gemessen in einem Abstand von 50 mm vom Gerät eine Leistung von 10 W/m2 nicht übersteigen. Laserstrahlquellen müssen bei Anwendung durch Schüler unter 11 Jahren der Klasse 1 nach IEC 60825-1, bei einem Alter über 11 Jahren der Klasse 1 oder 2 entsprechen. Bei Lasern der Klasse 2 müssen aber spezielle Vorrichtungen zur Fixierung vorhanden sein. Laser-Pointer müssen eine automatische Leistungsbegrenzung aufweisen und die Ausgangsleistung auf 1 mW begrenzen.
Kleinteile an Geräten, spezifiziert für Schüler unter 14 Jahren, dürfen nur durch spezielle Werkzeuge entfernt werden können, um die Gefahr des Verschluckens auszuschließen. Die maximale Größe dieser „Kleinteile“ ist mit Hilfe eines speziellen Hohlzylinders mit 31,7 mm Innendurchmesser nach EN 71-1 messbar.
An die Dokumentation bei derartigen Geräten sind natürlich besondere Anforderungen gestellt, wobei alle Gefahrensituationen genau und ausführlich zu beschreiben sind.
Grundsätzlich muss aber vernünftigerweise annehmbarer Mißbrauch, aber auch die nicht vorhersehbare Verhaltensweise bei Kindern durch eine Risikoanalyse abgedeckt werden.
Diese neue technische Spezifikation muss natürlich sinnvoll an die jeweils vorhandenen Ausbildungspläne angepasst werden. Bei der Ausbildung von technischen Fachkräften zu Beginn der Ausbildungszeit sollte genau abgewogen werden, welche Teile dieser Spezifikation zur Anwendung gebracht werden können, da ja auch die Anwendung von elektrischen Geräten als Erwachsener geübt werden muss. Bei richtiger Anwendung sollte dieses Regelwerk aber den Zugang zur Technik bei Kindern und Jugendlichen erleichtern.
Elektronisch gesteuerte Temperaturbäder, Klimakammern., Messgeräte und Messumformer gehören teilweise schon zur Standardausrüstung.
Allerdings sind diese Geräte ursprünglich für die Verwendung von Erwachsenen entwickelt und daher nur für den Vortragenden bestimmt. Reiner Frontalunterricht ist aber längst überholt, für das technische Verständnis der Schüler ist die Einbindung in Übungen und die praktische Anwendung von derartigen Geräten aber besonders wichtig. Die Arbeitsgruppe 1 des Technischen Komitees TC66 von IEC hat daher eine Technischen Spezifikation IEC 61010-1-1 ausgearbeitet, die die Sicherheitsbestimmungen für diese Geräte mit den körperlichen Eigenschaften und auch der Verhaltensweise von Kindern und Jugendlichen in Einklang bringt. Natürlich wird aber davon ausgegangen, dass die Schüler unter Aufsicht sind. Die angesprochene Altersgruppe reicht dabei von 3 Jahren bis zu 16 Jahren.
Die Geräte sind eindeutig zu kennzeichnen, als Beispiel ist hier eine Kennzeichnung für die Verwendung von Schülern über 11 Jahren unter Aufsicht dargestellt.
Folgende anwenderspezifische Aspekte werden in dieser Spezifikation besonders berücksichtigt:
- Berührbarkeit von gefährlichen spannung führenden Teilen,
- erhöhte Temperaturempfindlichkeit,
- ergonomische Parameter,
- optische Einstrahlung,
- ionisierende Strahlung,
- Verbot von Kleinteilen,
- unberechenbare Verhaltensweise.
Die Berührbarkeit von Teilen, die eine gefährliche Spannung führen, wird neben einem kleineren beweglichen Prüffinger zusätzlich durch eine 100 mm lange Prüfspitze von 1 mm Durchmesser getestet, der Spieltrieb von Kindern und Jugendlichen wird dabei berücksichtigt. Dieser Test wird auch "Büroklammertest" genannt. Abdeckungen, die zu Spannung führenden Teilen führen, müssen so konstruiert sein, dass sie auch mit werkzeugähnlichen Kleinteilen, z. B. Münzen nicht geöffnet werden können. Gerätesicherungen dürfen durch Schüler oder Studenten nicht auswechselbar sein, Batterien erst ab einem Alter von 14 Jahren.
Berührbare Außenflächen dürfen bei der Anwendung von Schülern unter 14 Jahren auch unter Einzelfehlerbedingungen eine Temperatur von + 70 °C nicht übersteigen. Unter Normalbedingungen dürfen Bedienungselemente aus Plastik + 60 °C, aus Metall + 50 °C nicht übersteigen. Diese Grenzwerte müssen auch unter der Annahme einer Außentemperatur von + 40 °C eingehalten werden.
Besitzen die Geräte bewegliche mechanische Teile, Öffnungen und Spalten müssen ergonomische Komponenten wie Körpergröße und Abmessungen von Körperteilen berücksichtigt werden. Für Schüler unter 14 Jahren muss ISO 13857 eingehalten werden.
Die Intensität von radioaktiven Substanzen und Strahlungsquellen innerhalb von Geräten muss in geringem Abstand vom Gehäuse und unter Einhaltung von strengen Grenzwerten für Röntgen-, Beta- und Gammastrahlen überprüft werden.
Lichtquellen und Lampen müssen IEC 62471-1 entsprechen, ausgenommen sind Quellen, die als photobiologisch sicher gelten wie z. B. LEDs, PDAs, LCD-Displays und ähnliche genau aufgelistete Anzeigen.
Mikrowellenstrahlung darf gemessen in einem Abstand von 50 mm vom Gerät eine Leistung von 10 W/m2 nicht übersteigen. Laserstrahlquellen müssen bei Anwendung durch Schüler unter 11 Jahren der Klasse 1 nach IEC 60825-1, bei einem Alter über 11 Jahren der Klasse 1 oder 2 entsprechen. Bei Lasern der Klasse 2 müssen aber spezielle Vorrichtungen zur Fixierung vorhanden sein. Laser-Pointer müssen eine automatische Leistungsbegrenzung aufweisen und die Ausgangsleistung auf 1 mW begrenzen.
Kleinteile an Geräten, spezifiziert für Schüler unter 14 Jahren, dürfen nur durch spezielle Werkzeuge entfernt werden können, um die Gefahr des Verschluckens auszuschließen. Die maximale Größe dieser „Kleinteile“ ist mit Hilfe eines speziellen Hohlzylinders mit 31,7 mm Innendurchmesser nach EN 71-1 messbar.
An die Dokumentation bei derartigen Geräten sind natürlich besondere Anforderungen gestellt, wobei alle Gefahrensituationen genau und ausführlich zu beschreiben sind.
Grundsätzlich muss aber vernünftigerweise annehmbarer Mißbrauch, aber auch die nicht vorhersehbare Verhaltensweise bei Kindern durch eine Risikoanalyse abgedeckt werden.
Diese neue technische Spezifikation muss natürlich sinnvoll an die jeweils vorhandenen Ausbildungspläne angepasst werden. Bei der Ausbildung von technischen Fachkräften zu Beginn der Ausbildungszeit sollte genau abgewogen werden, welche Teile dieser Spezifikation zur Anwendung gebracht werden können, da ja auch die Anwendung von elektrischen Geräten als Erwachsener geübt werden muss. Bei richtiger Anwendung sollte dieses Regelwerk aber den Zugang zur Technik bei Kindern und Jugendlichen erleichtern.