EP4092203A1 - Gefahrenmanagementsystem und gefahrensensoreinheit - Google Patents

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EP4092203A1
EP4092203A1 EP21175353.8A EP21175353A EP4092203A1 EP 4092203 A1 EP4092203 A1 EP 4092203A1 EP 21175353 A EP21175353 A EP 21175353A EP 4092203 A1 EP4092203 A1 EP 4092203A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hazard
sensor unit
construction
management system
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21175353.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Inka Baumgart
Michele Crabolu
Giovanni Bellusci
Eduard Sever
Xaver HANSLMEIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP21175353.8A priority Critical patent/EP4092203A1/de
Priority to EP22728137.5A priority patent/EP4341495A1/de
Priority to PCT/EP2022/062249 priority patent/WO2022243064A1/de
Priority to CA3220894A priority patent/CA3220894A1/en
Publication of EP4092203A1 publication Critical patent/EP4092203A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
    • A47L7/0095—Suction cleaners or attachments adapted to collect dust or waste from power tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2889—Safety or protection devices or systems, e.g. for prevention of motor over-heating or for protection of the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a hazard management system for a construction site and a hazard sensor unit.
  • construction equipment On construction sites, construction equipment is used to carry out construction work by construction workers.
  • the construction workers using the construction equipment generally people located on the respective construction site, are exposed to different dangers.
  • some construction equipment generates dust due to their specific degradation processes.
  • exposure to dust can cause adverse health effects for construction workers, depending on its chemical composition, quantity and particle size distribution, and the duration of exposure.
  • limit values for these hazards for example dust limit values, often have to be observed on construction sites in order to protect the construction workers.
  • the dust emission from construction equipment is measured under laboratory conditions, especially isolated, and then evaluated against applicable limit values.
  • the construction workers are not only exposed to the dust caused by the respective construction equipment, but also to dusts caused, for example, by other construction equipment also being used on the construction site.
  • different local boundary conditions can influence the local dust concentration.
  • boundary conditions result, for example, from the local ventilation situation, from wind speeds, from moisture, turbulence from construction site vehicles or the like.
  • Solutions are therefore desirable that allow the construction workers present on a construction site to be exposed to dust and, based on this, suitable protective measures to protect the construction workers. Dust is just one example of the possible hazards that construction workers may be exposed to.
  • the object of the present invention is therefore to offer devices with which dangers on a construction site can be detected and protective measures can be taken for people on the construction site.
  • a hazard management system for a construction site in particular a high-rise construction site, a civil engineering construction site and/or component prefabrication, comprising a hazard sensor unit, a control unit and construction equipment, the hazard sensor unit being set up to measure at least one hazard value of the construction site for at least one hazard to determine, wherein the control unit is set up to evaluate the hazard measured value, and wherein the control unit is set up to control the construction equipment, for example switching the construction equipment on and off and/or setting a working parameter, in particular its work output, and/or a user of the hazard management system to give a control signal to control the construction equipment.
  • the invention is therefore based on the idea of using the hazard sensor unit to detect at least one hazard on the construction site using the hazard measured value.
  • the control unit can then evaluate the danger measurement value. For example, it can derive a hazard rating from the hazard reading.
  • a construction site can include any location where people are exposed to danger from construction work.
  • a construction site can also be understood to mean a component prefabrication where a component, for example a prefabricated component, for example a ceiling, floor or wall element of a building, is prefabricated. Even with such a component prefabrication, people can be exposed to typical dangers such as dust for construction work.
  • Construction equipment can generally be understood to mean devices, tools and the like that are used on a construction site.
  • construction equipment can be understood to mean electrically operated devices, for example electric hand-held power tools, construction robots, dedusters, air washers, suction devices or the like.
  • the control unit can be set up to control the construction device depending on the risk assessment, in particular to switch the construction device on and off and/or to set the working parameters.
  • the work parameter can in particular be a work output of the construction equipment.
  • control unit can be set up to give the user of the hazard management system the control signal for controlling the construction device. It can thus be set up for indirect control of the construction equipment.
  • control signal can be output on an output unit of the construction device.
  • the control signal can be, for example, a visual signal, for example a light source lighting up and/or a characteristic visual signal shown on a display unit, and/or an acoustic signal, for example a warning tone.
  • the control signal can be output on the control unit and/or in general on an element of the hazard management system, for example the construction equipment, on a smartphone, a wearable, a headset, a helmet or the like.
  • the control signal can be designed to recommend that the user control the construction device.
  • control signal can be designed in such a way that the user is prompted to control the air cleaning device when the control signal occurs, in particular when the air quality is acutely poor, for example to switch it on and/or to regulate its work output.
  • the control unit can thus also be set up to output the measured hazard value and/or the hazard assessment to an output unit of the hazard management system in order to signal the measured hazard value and/or the hazard assessment to a user of the hazard management system.
  • a hazard management system for a construction site comprising at least one hazard sensor unit, a control unit and an output unit, the hazard sensor unit being set up to determine at least one hazard measurement value of the construction site for at least one hazard, the control unit being set up to evaluate the hazard measurement value , and wherein the control unit is set up to output the measured risk value and/or a risk assessment derived from the measured risk value to the output unit.
  • the output unit can be designed for optical and/or acoustic output of data and/or signals.
  • the output unit can be set up to output a warning signal, in particular an acoustic and/or a visual warning signal.
  • the display unit can include a display.
  • the display unit can also be designed as a virtual display unit, for example in the form of a website displaying data and/or signals.
  • the display unit can be set up to display a number of measured risk values and/or a number of risk assessments at the same time. For example, several hazard measurement values can be recorded and displayed on the display unit by hazard sensor units located at different positions on the construction site.
  • the display unit can be set up to display a heat map of the data received.
  • the display unit can be part of the hazard sensor unit, part of a headset, part of a helmet and/or part of a wearable, part of a smartphone and/or the like.
  • a user of the hazard management system can be informed about the hazard measured value and/or the hazard assessment via the display unit. If necessary, he can then promptly initiate protective measures to protect the people on the construction site.
  • control unit is at least partially integrated into the hazard sensor unit. Alternatively or additionally, at least part of the control unit can also be designed independently of the hazard sensor unit.
  • the control unit can be designed as a computer unit or have at least one computer unit.
  • the computing unit can be cloud-based. It is also conceivable that only part of the computer unit is cloud-based.
  • the control unit can preferably include a database system, in particular a cloud-based database system.
  • the computer unit can have a microcontroller.
  • an executable program code can be stored on the computer unit.
  • the program code and/or a hardware component of the computer unit can have and/or form a machine learning unit.
  • the machine learning unit can implement a neural network. It is conceivable that the risk assessment is determined from the measured risk value by means of a previously trained support vector machine.
  • the training data can be synthetic for one or more sentences produced hazard measurements in connection with associated hazard assessments, for example corresponding to standard specifications. Alternatively or additionally, the training data records can also be formed by measured risk values measured on real construction sites, with a risk assessment by an expert being added to a measured risk value.
  • control unit If at least part of the control unit is cloud-based, its reliability can be increased. It is also conceivable, particularly if the control unit is at least partially cloud-based, for the control unit to be part of a number of different hazard management systems, for example hazard management systems that monitor different construction sites.
  • hazard management system has a modular structure. It is conceivable that the hazard management system has one or more hazard sensor units. In particular, it is conceivable that the hazard management system includes one or more control units and/or one or more construction devices.
  • the hazard management system can have a data network.
  • the data network may include and/or be a wireless network.
  • the wireless network can be designed according to at least one of the standards commonly known as WLAN, "BLE” or "ZigBee".
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • BLE BLE
  • ZigBee ZigBee
  • the data network is an IoT (Internet of Things) network or is at least part of such an IoT network.
  • the data network can have at least one gateway for data exchange with other devices.
  • At least one element of the hazard management system in particular the hazard sensor unit, the control unit, the display unit or the construction equipment, can preferably have a data interface, for example a WLAN, a BLE or a ZigBee interface, for connection to the data network.
  • a data interface for example a WLAN, a BLE or a ZigBee interface
  • the hazard can be a property that prevails on the construction site, which at least with certain characteristics or within the range of certain characteristics for a person on the construction site person or an object on the construction site can have an unfavorable effect.
  • the hazard can be temperature, humidity, pressure, radiation, in particular infrared, ultraviolet or even shorter-wave electromagnetic radiation, for example X-rays or gamma radiation.
  • the hazard relates to air quality.
  • it can correspond to a concentration of a substance in the ambient air.
  • it can correspond to a concentration of carbon dioxide, carbon monoxide or another gas or other solid. It can also affect one or more types of radioactivity.
  • the hazard may be dust related.
  • the hazard measured value can be a dust-related characteristic value, in particular a silica-related characteristic value.
  • the hazard management system can be set up to take into account one or more hazards, in particular one or more different hazards.
  • the hazard management system can be set up, in particular by means of one or more hazard sensor units, to determine one or more hazard measured values of the construction site for the one or more hazards.
  • the control unit can be set up to evaluate one or more measured risk values.
  • the control unit can be set up to determine one or more risk assessments from the one or more risk measurement values.
  • the hazard management system can be set up to monitor the construction site.
  • the hazard management system can be set up to monitor the construction site for the presence of one or more hazardous situations. As long as no hazardous situation is present or at least no hazardous situation is detected, the hazard management system can leave construction work taking place on the construction site unaffected.
  • the hazard management system can also be set up to control the construction equipment when the hazard measured value exceeds a first limit value, ie in particular when the hazard management system detects the presence of a hazardous situation.
  • the control unit can also be set up to control the construction device contrary to the first controller when, in particular subsequently, the danger measured value falls below a second limit value.
  • the control unit can be set up at Turn on the construction equipment when the first limit value is exceeded and turn off the construction equipment when the second limit value is not reached.
  • the control unit can thus be set up by the first and the second limit value to control the construction device with a hysteresis.
  • the first and the second limit value are the same.
  • the first and/or the second limit value can be stored in the control unit.
  • the control unit can have one or more storage units for storing the first and/or the second limit value.
  • the first and/or the second limit value can be variable. In particular, they can be changed by a user of the hazard management system.
  • first and/or second limit values can be provided for different hazard sensor units and/or different control units.
  • the construction device can be a suction device, a blower device and/or a filter device or can at least include such a device. This is particularly beneficial when the hazard is related to air quality. If the hazard corresponds, for example, to a dust concentration, in particular a silica concentration, in the ambient air or in the air inhaled by the person, the suction device and/or the filter device can clean the corresponding air so that the person can enjoy improved air quality. Alternatively or in addition, the blower can blow air that is not harmful to health into the area surrounding the person in order to improve the air quality.
  • the construction equipment can also be or include a working device for carrying out construction work.
  • the construction equipment can be a mobile construction machine, for example a construction robot, or a hand-held power tool, in particular for structural engineering work, civil engineering work and/or for component prefabrication, or can include such a construction robot or such a hand-held power tool.
  • the mobile construction machine can be operated remotely.
  • the construction equipment can be set up in particular for use in concrete construction work. It can be a drill, a hammer drill, a writing instrument, a saw, a chisel or the like and/or include such a machine.
  • control unit can be set up to throttle the performance of the construction device and/or to completely deactivate the construction device.
  • the deactivation can either be temporary and/or last for a longer period of time, for example 15 minutes or 1 hour.
  • the hazard management system is set up to determine a malfunction and/or an operating state of an element of the hazard management system, in particular the hazard sensor unit and/or the construction device, depending on the measured hazard value. This is based on the idea that the hazard measured value can represent both information about the hazard, for example a current dust concentration, and/or information about the functionality or a defect of an element of the hazard management system.
  • control unit detects a malfunction of the hazard sensor unit if the hazard measured value obtained assumes a value within a value range that is technically not achievable or at least very unlikely to be achievable over a specific minimum period of time.
  • a malfunction can also be detectable by the control unit if the control unit does not receive any measured risk value from the risk sensor unit for a specific period of time.
  • the control unit can also be set up to detect a need for maintenance of at least one element, for example a due battery change for a hazard sensor unit, and/or to ensure compliance with at least one maintenance interval.
  • the control unit can be set up to control the construction device, in particular to switch it off, upon detection of a malfunction and/or detection of a failure of an element. It is also conceivable that the control unit is set up for this case to send a warning signal to the user of the hazard management system, for example to output it via the output unit.
  • the hazard sensor unit and/or the control unit can be set up to record the hazard measured value using one or more evaluation modes.
  • a dust-related parameter can be in the form of a long-term or short-term measured value.
  • the long-term measured value can be a measured value averaged over 1 to 24 hours, for example 8 hours.
  • the short-term measured value can be a measured value averaged over 1 to 60 minutes, for example 15 minutes.
  • the hazard management system in particular the control unit, can also be set up to plan at least one deployment of at least one person on the construction site or to control. For example, if it is detected that the person has been exposed to too much dust, the control unit can be set up to assign the work assigned to the person concerned to another person who is not currently overexposed.
  • the control unit can also be designed to document at least one recorded hazard measurement value and/or at least one hazard assessment. For this purpose, it can be set up to store the measured risk value and/or the risk assessment on a data carrier.
  • Construction equipment for a hazard management system also falls within the scope of the invention.
  • the construction equipment can, for example, be a working device, for example a construction robot or a hand-held power tool, in particular for a building construction site and/or a civil engineering construction site.
  • the construction equipment can be or at least include a hammer drill, a chisel machine or the like.
  • the construction device can also be or include a filter device, for example an air washer, a suction device, a blower device or, in general, a controllable protective device, for example an electrically controllable dust helmet.
  • the construction device can particularly preferably be set up so that it can be controlled by the control unit of the hazard management system.
  • the construction device can be set up to be controllable in terms of its work output and/or to be able to be switched on and/or switched off by the control unit.
  • the construction device can have a data interface, in particular a wireless data interface.
  • a hazard sensor unit for use on a construction site also falls within the scope of the invention, the hazard sensor unit being set up to determine at least one hazard measured value of the construction site for at least one hazard.
  • the hazard sensor unit can be set up for use in the hazard management system according to the invention.
  • the detected hazard and thus the hazard measured value as well as the first and/or the second limit value can correspond to a particle concentration, a particle composition, in particular a chemical particle composition, a particle size or the like.
  • the hazard sensor unit can also be set up to detect particles of specific sizes. In the case of dust, it has been shown that the particle size influences whether and how the human body absorbs the particles. The particle size can thus help determine the hazard potential of dust.
  • the hazard sensor unit can be set up to detect particle sizes of at most 10 ⁇ m in diameter, preferably of at most 2.5 ⁇ m in diameter, with the hazard measured value.
  • particle sizes of at most 4 ⁇ m, in particular at most 1 ⁇ m or also at most 0.5 ⁇ m, in diameter can be and/or can be detected with the hazard measurement value.
  • the hazard sensor unit can be portable or at least mobile.
  • the hazard sensor unit can thus be transported to different locations and used at these locations.
  • the hazard sensor unit can be set up to be arranged on a person on the construction site.
  • the hazard sensor unit can also be set up to be arranged at one or more locations on the construction site.
  • the hazard sensor unit can be set up to be arranged on a wall, a ceiling, a floor and/or another element of the construction site.
  • the severity of the danger can vary locally.
  • the nature of the hazard can depend on whether the hazard is detected close to the person or at a distance from the person.
  • the danger measurement value can thus depend on whether, for example in the case of monitoring dust, the danger sensor unit is arranged close to the body, in particular the head, of the person or it is located at a location remote from the person on the construction site.
  • the hazard sensor unit is set up to detect a type of use of the hazard sensor unit, in particular a spatial and/or personal use of the hazard sensor unit.
  • the hazard sensor unit can have a usage type detector.
  • the hazard sensor unit can thus automatically determine the type of use. An input by the person on the construction site or generally by a user of the hazard management system, for example using an operating element such as a switch, is therefore not necessary. Incorrect operation of the hazard sensor unit can thus be avoided.
  • the hazard sensor unit personal is in use by the person, for example by detecting that the hazard sensor unit is being worn or that the hazard sensor unit is taken off and insofar as a spatial measurement is carried out, for example by detecting that the hazard sensor unit is at rest.
  • the usage type can include different modes.
  • a usage mode can correspond to non-use of the hazard sensor unit, usage when it is arranged on the person's body, or usage at a fixed location on the construction site that is remote from the person.
  • the usage type detector can be set up to detect accelerations of the hazard sensor unit.
  • the hazard sensor unit can have an acceleration sensor.
  • the hazard sensor unit is set up to detect dust, in particular respirable dust, silica-based and/or wood-based dust, as a hazard.
  • the hazard reading can relate to a dust, in particular a silica-based dust.
  • the hazard sensor unit can also be set up to detect a harmful gas, for example carbon monoxide, as a hazard.
  • the hazard measured value can determine at least one particle concentration, one particle size, one particle distribution and/or one chemical particle composition. Such particle parameters can be determined particularly easily if the hazard sensor unit has an optical sensor unit for determining the hazard measured value. Alternatively or additionally, it is conceivable that the hazard sensor unit has a sensor unit that works gravimetrically, acoustically, inductively and/or capacitively, for example by resonant detuning of an oscillating circuit, electrically, for example based on a conductivity measurement, or mechanically, for example by evaluating mechanical pulses.
  • the sensor unit, in particular the optical sensor unit can be placed in a housing of the hazard sensor unit. This improves the signal-to-noise ratio of the measured hazard value.
  • the hazard sensor unit has a position detector for detecting the position of the Hazard sensor unit, in particular their sensor unit on.
  • the position detector can be based on a satellite-based position measurement system, for example GPS or Glonass or the like, and/or on a radio network-based position detection system, for example based on WLAN or 5G, or the like.
  • the position detector has at least one time-of-flight sensor and/or an accelerometer, in particular a 3D accelerometer and preferably with an integration unit.
  • a position can also be assigned to the hazard measured value by the position detector. This facilitates a later, spatially resolved evaluation of determined hazard measurements.
  • the control unit can generate position and/or personal warning signals. It can also control one or more construction machines on the construction site based on position and/or person-related. For example, the control unit can be set up, in an area of the construction site with a high level of danger, hazard-increasing, e.g. B. to deactivate dust-producing construction equipment and to release and/or activate such construction equipment for use in areas with a low risk exposure.
  • the control unit can also be set up to relocate one or more construction devices locally depending on the danger measurement values received.
  • the control unit can be set up to cause a mobile air washer to travel to an area with a high dust concentration and to clean the ambient air there.
  • the hazard sensor unit can have a fastening device for detachable fastening, in particular to a person, to construction equipment and/or to an element of the construction site, for example a wall and/or a ceiling.
  • the hazard sensor unit can, for example, have a fastening device in the form of a retaining clip, so that it can be easily arranged on a piece of clothing of the person on the construction site.
  • the fastening device can also be or at least comprise a strap, for example a bracelet, or the like, so that the hazard sensor unit can also be fastened to a part of the person's body.
  • the hazard sensor unit in the hip area for example on a hip belt, in the chest area, for example in a breast pocket, or in the head area, for example on a protective helmet, of the person can be arranged and/or be arranged.
  • the hazard sensor unit can be arranged on the construction equipment, for example the electric tool, a mobile and/or static dust extractor, a mobile and/or static air washer, a tripod and/or a dust helmet.
  • the hazard sensor unit can then detect the nature of the hazard in the immediate vicinity in each case. For example, when mounted on the power tool, the hazard sensor unit can detect its dust production.
  • the hazard sensor unit can have an output unit, in particular a mechanical, for example a vibration-generating, an acoustic and/or an optical output unit. If the hazard sensor unit is therefore in the vicinity of the person, for example if it is carried by the person, then the person can be informed and/or warned immediately of excessive exposure to a hazard, for example excessive exposure to dust.
  • an output unit in particular a mechanical, for example a vibration-generating, an acoustic and/or an optical output unit.
  • the hazard sensor unit can at least be designed to be splash-proof, preferably waterproof.
  • the hazard sensor unit may conform to at least one standard commonly known as IP X4, for example IP 44 or IP 45.
  • IP X4 for example IP 44 or IP 45.
  • the hazard sensor unit can have a housing.
  • the housing may be water resistant to 50m, preferably at least 100m, water depth equivalent.
  • the hazard sensor unit can be designed to be dust-tight or at least essentially dust-tight, in particular with the exception of a sensor contact area that comes into contact with the hazard to be detected, for example dust, for detection.
  • the hazard sensor unit can have one or more operating elements.
  • the hazard sensor unit can also have one or more display elements, for example an LED and/or a display unit.
  • the hazard sensor unit can be operated with a glove, in particular a construction glove.
  • the construction glove can be a leather glove, for example. So that the hazard sensor unit can be operated in this way, the size, position of at least one of the controls and/or at least one of the display elements can Hazard sensor unit to be adjusted accordingly.
  • the control element or elements and/or the display element or elements can be arranged in one or more recesses and/or arranged in such a way that they do not protrude or at least do not protrude substantially from the parts of the hazard sensor unit surrounding them.
  • the hazard rating may also depend on an ambient temperature. It is therefore advantageous if the hazard sensor unit has a temperature sensor for detecting an ambient temperature.
  • the hazard sensor unit In order to enable the person to carry the hazard sensor unit comfortably, the hazard sensor unit should be as light as possible. A hazard sensor unit is therefore particularly preferred if it weighs at most 100 g, particularly preferably at most 50 g.
  • the hazard sensor unit should have a sensitivity that allows for a reliable risk assessment, for example with regard to applicable standard specifications, of the measured hazard value.
  • the hazard sensor unit should preferably measure at least one power of ten more precisely than a maximum permissible value in accordance with the standard specification.
  • the scope of the invention also includes use of a hazard management system according to the invention on a construction site, in particular a building construction site and/or a civil engineering construction site.
  • the hazardous event can be a detection that a first limit value is exceeded, for example a limit value of a maximum permissible dust concentration, in particular a maximum permissible silica concentration.
  • the machine tool can be, for example, a hammer drill, a chiseling machine, a grinding machine, a sawing machine or the like.
  • FIG. 1 1 shows a hazard management system 10 for monitoring hazards to which construction workers 12 are exposed.
  • the hazard management system 10 is designed to monitor dust concentrations.
  • the construction workers 12 carry out construction work locally, for example grinding work on walls and/or ceilings of the construction site.
  • the construction workers 12 are exposed to increased dust concentrations as a result of the grinding work.
  • Danger sensor units 14 are arranged approximately at chest height of the construction workers 12 .
  • these hazard sensor units 14 are set up to detect dust concentrations as they prevail in the immediate vicinity of the respective construction worker 12 .
  • the hazard sensor units 14 are integrated into the hazard management system 10 via a data network 16 .
  • data can be exchanged via the data network 16 with a control unit 18 of the hazard management system 10 .
  • hazard measurement values determined by the hazard sensor units 14 can be transmitted to the control unit 18 .
  • the hazard measurement values can include, for example, a particle concentration, a particle type, a point in time and/or a duration of the detection of the respective hazard measurement value.
  • they describe the dusts detected by the hazard sensor units 14 .
  • they allow the concentration of silica particles and their mean particle sizes to be recorded.
  • position data on the positions of the hazard sensor units 14 and data on the respective types of use of the hazard sensor units 14 are transmitted to the control unit 18 via the data network 16 .
  • the control unit 18 is set up to evaluate the data received and to evaluate them with regard to existing hazard standards.
  • the hazard standards to be taken into account are stored in a memory unit of the control unit 18 in the form of first and second limit values.
  • construction devices 20 and 21 are connected to the data network 16 and can be controlled by the control unit 18 .
  • the construction equipment 20 is set up to reduce exposure to dust during operation.
  • the construction equipment 21 can increase exposure to dust during operation.
  • it can be a hammer drill, a sawing machine or a chiselling machine.
  • the construction devices 20, 21 are also connected to the data network 16. They have corresponding data interfaces for this purpose.
  • a portable output unit 19 in the form of a smartphone with an image display unit is connected to the data network 16 .
  • a gateway 22 is provided, which establishes a data connection between the data network 16 and other networks and/or devices (each in 1 not shown) can produce.
  • the other networks can, for example, follow a different standard, in particular a different radio standard, than data network 16.
  • the hazard sensor units 14, the gateway 22 and/or the control unit 18 can be set up to enrich the hazard measured values with further data. For example, they can be set up to add position data, temperature data, time stamp data or the like to one or more hazard measurements.
  • control unit 18 is implemented in several components.
  • part of the control unit 18 is implemented as a cloud-based, remote computing unit 24 .
  • the computer unit 24 has a further output unit 26, which also has an image output unit.
  • a user 28 for example a user monitoring the hazard management system 10 and thus the construction site, can remotely monitor hazards to which the construction workers 12 are exposed via this remote computer unit 24 and the display unit 26.
  • the remote computer unit 24 can be connected in an analogous manner to other hazard management systems, for example other construction sites (in 1 not shown) connected for monitoring.
  • the user 28 can thus gain an overview of the dangers prevailing on several construction sites.
  • Protective measures can thus be defined and/or taken across construction sites.
  • control unit 18 is set up in particular to display a heat map of the risk measurement values determined as a function of the position on at least one of the output units 19, 26 and in particular upon request by the user 28.
  • the control unit 18 is also set up to emit an acoustic warning signal, for example on a hazard sensor unit 14 corresponding to the respective position, if a first limit value of a measured hazard value is exceeded, and thus to warn the construction worker 12 in question.
  • construction equipment 20 located in the vicinity of the respective position is activated by the control unit 18, in particular automatically, in order to reduce the risk, in this example an excessive amount of dust.
  • control unit 18 is also set up to notify the relevant construction worker 12 accordingly via his hazard sensor unit and to deactivate construction equipment 21 located in the vicinity of the position or of the relevant construction worker 12, until the respective danger measurement falls below a second limit value.
  • the hazard management system 10 thus enables the hazards existing on the monitored construction site or construction sites to be detected in real time or at least essentially in real time.
  • control unit 18 is set up to monitor the detected types of use of the respective hazard sensor units 14 . If a hazard sensor unit 14, which would have to be carried by one of the construction workers 12, is detected to be stationary, the control unit 18 again emits a warning signal. Analogously, a warning signal can also be output if carrying is detected, although the hazard sensor unit 14 should measure spatially and resting would therefore have to be detected.
  • control unit 18 in particular its cloud-based part, is set up to store time series of recorded hazard measurement values including the associated position data and the associated types of use of the respective hazard sensor units 14 in the database system of the computer unit 24 in a retrievable manner. Appropriate hazard reports can be generated by the control unit 18 upon request.
  • FIG. 2 shows a hazard sensor unit 100 in two perspective oblique views, in particular obliquely from the front ( 2 left) and from diagonally behind ( 2 to the right).
  • the hazard sensor units 14 described above correspond, in particular functionally, to the hazard sensor unit 100.
  • a fastening device 104 in the form of a retaining clip is arranged on a rear side of its housing 102 .
  • the fastening device 104 serves to fasten the hazard sensor unit 100 to a piece of clothing of a construction worker 12 (see FIG 1 ).
  • the display elements 106 can be used to display what type of hazard measured value is recorded, in particular whether a long-term measured value or a short-term measured value is recorded.
  • An operating element 110 is located in a recessed lateral area 108. This is used for manually switching the hazard sensor unit 100 on and off and for manually entering device settings. Further, in the recessed lateral Area 108 a USB port 112 is formed. Because the lateral area 108 is set back relative to the surrounding housing 102, operating errors, in particular of the operating element 110, are avoided. The dimensions of the operating element 110 and of the recessed lateral area 108 are adapted to operation using a standard construction glove.
  • the hazard sensor unit 100 is set up for dust detection and for measuring dust concentrations and for detecting particle types, in particular for detecting silica particle concentrations.
  • air inlet openings 114 are formed on the underside of the housing 102, through which ambient air can enter the housing 102 up to a dust sensor unit located inside the hazard sensor unit.
  • the hazard sensor unit 100 is designed as a portable device. It has a width of less than 20 cm, in particular approx. 10 cm, a height of less than 20 cm, in particular approx. 7 cm, and a thickness of less than 5 cm, in particular approx. 3 cm. Their weight is less than 500g, especially 50g.
  • the hazard sensor unit 100 additionally has an optical output unit in the form of a display unit (in 2 not shown) on. This can be arranged on the front side of the housing 102, for example.
  • FIG. 3 shows a block diagram of various functional components of the hazard sensor unit 100.
  • the hazard sensor unit 100 has a microcontroller unit 116 in which a program code for analyzing received measurement data is stored in an executable manner.
  • the previously mentioned dust sensor unit 118 is connected to the microcontroller unit 116. This is designed as an optical sensor for detecting dust concentrations, in particular for measuring silica-related dust concentrations.
  • the dust sensor unit 118 is connected to the in 2 mentioned air inlet openings 114 connected.
  • the hazard sensor unit 100 also has an acceleration sensor 120 . From the acceleration measurement data obtained from this, the microcontroller unit 116 determines in In connection with its program code, a respective existing type of use of the hazard sensor unit 100 runs continuously. Wearing is recognized in that characteristic patterns of acceleration data are detected by acceleration sensor 120, whereas no or at least essentially no such patterns of acceleration data are recorded during rest. A spatial use can be assigned to resting. A machine learning algorithm is implemented in the program code to select and detect the characteristic pattern.
  • the hazard sensor unit 100 has a temperature sensor 122 . This is used to detect an ambient temperature that prevails in the immediate vicinity of hazard sensor unit 100 .
  • the hazard sensor unit 100 also has a position detector 124 to detect its position.
  • the position detector 124 can be satellite-based and/or work on the basis of radio locating. It is also conceivable that acceleration data from acceleration sensor 120 are used as an alternative or in addition to position determination.
  • the hazard sensor unit 100 has further sensors, for example in order to detect several types of hazard in parallel.
  • An external storage unit 126 is used for long-term storage of the determined data.
  • the hazard sensor unit 100 also has a number of data interfaces.
  • it has a USB interface 128 via which, among other things, a data transfer of obtained risk measurement values, determined types of use, position data and/or analysis results as well as charging a power supply 130 is possible.
  • the hazard sensor unit 100 has an acoustic output unit 132 in the form of a loudspeaker. This enables an immediate output of warning signals or the like to a user of the hazard sensor unit 100.
  • an output unit comprising a vibration generator can also be provided.
  • the optical output unit 134 is also provided in the form of a display unit.
  • the output unit 134 can be used to visually present the user of the hazard sensor unit 100 with information, for example measured hazard values.
  • An optical warning signal can also be displayed on the optical output unit 122, for example in the event of excessive exposure to dust.
  • the hazard sensor unit 100 has a radio data interface 136 for communication with the data network 16 ( 1 ) on.
  • the radio data interface 136 preferably follows the same standard as the data network 16.
  • This data for example the data also mentioned in relation to the USB interface 128, can thus be wirelessly transmitted to further elements or from further elements of the hazard management system 10 ( 1 ) transferrable.
  • the hazard sensor unit 100 also has support components 138, for example a quartz oscillator.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gefahrenmanagementsystem (10) für eine Baustelle, insbesondere eine Hochbaubaustelle, Tiefbaubaustelle und / oder eine Bauteil-Vorfertigung. Es umfasst eine Gefahrensensoreinheit (14, 100), eine Steuereinheit (18) und ein Baugerät (20, 21), wobei die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln, wobei die Steuereinheit (18) eingerichtet ist, den Gefahrenmesswert auszuwerten, und wobei die Steuereinheit (18) eingerichtet ist, das Baugerät (20, 21) zu steuern, insbesondere das Baugerät (20, 21) einzuschalten, auszuschalten und / oder einen Arbeitsparameter einzustellen, und/oder einem Benutzer des Gefahrenmanagementsystems ein Steuersignal zur Steuerung des Baugeräts (20, 21) zu geben. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Gefahrensensoreinheit (14, 100). Die Erfindung ermöglicht eine Überwachung von Gefahren auf Baustellen und ermöglicht selbsttätig einen effizienten Schutz von Bauarbeitern.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gefahrenmanagementsystem für eine Baustelle und eine Gefahrensensoreinheit.
  • Auf Baustellen werden Baugeräte zur Ausführung von Bauarbeiten durch Bauarbeiter eingesetzt. Die die Baugeräte benutzenden Bauarbeiter, allgemein auf der jeweiligen Baustelle befindliche Personen, sind dabei unterschiedlichen Gefahren ausgesetzt. Einige Baugeräte erzeugen beispielsweise aufgrund ihrer spezifischen Abbauprozesse Staub. Die Exposition gegenüber Staub kann beispielsweise in Abhängigkeit von seiner chemischen Zusammensetzung, seiner Menge und Partikelgrößenverteilung sowie der Expositionsdauer bei den Bauarbeitern gesundheitliche Beeinträchtigungen verursachen. Aus diesem Grunde sind auf Baustellen oftmals Grenzwerte für diese Gefahren, beispielsweise Staubgrenzwerte, zum Schutz der Bauarbeiter einzuhalten.
  • Üblicherweise wird die Staubemission von Baugeräten unter Laborbedingungen, insbesondere isoliert, gemessen und anschließend gegenüber gültigen Grenzwerten bewertet. Jedoch sind in der Praxis die Bauarbeiter nicht nur demjenigen Staub ausgesetzt, der durch das jeweilige Baugerät verursacht wird, sondern auch Stäuben, die beispielsweise durch andere, ebenfalls auf der Baustelle im Einsatz befindliche Baugeräte verursacht wird. Zudem können unterschiedliche, lokale Randbedingungen Einfluss auf lokale Staubkonzentration entnehmen. Solche Randbedingungen ergeben sich beispielsweise aus der lokalen Belüftungssituation, aus Windgeschwindigkeiten, durch Feuchtigkeit, Verwirbelungen durch Baustellenfahrzeuge oder dergleichen.
  • Wünschenswert sind daher Lösungen, durch die eine Staubexposition der auf einer Baustelle befindlichen Bauarbeiter und darauf aufbauend geeigneter Schutzmaßnahmen zum Schutze der Bauarbeiter umsetzbar sind. Dabei stellen Stäube nur ein Beispiel möglicher Gefahren dar, denen die Bauarbeiter ausgesetzt sein können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Vorrichtungen anzubieten, mit denen Gefahren einer Baustelle erfasst und Schutzmaßnahmen für auf der Baustelle befindliche Personen getroffen werden können.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Gefahrenmanagementsystem für eine Baustelle, insbesondere eine Hochbaubaustelle, eine Tiefbaubaustelle und / oder eine Bauteil-Vorfertigung, umfassend eine Gefahrensensoreinheit, eine Steuereinheit und ein Baugerät, wobei die Gefahrensensoreinheit eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, den Gefahrenmesswert auszuwerten, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, das Baugerät zu steuern, beispielsweise das Baugerät einzuschalten, auszuschalten und / oder einen Arbeitsparameter, insbesondere seine Arbeitsleistung, einzustellen, und/oder einem Benutzer des Gefahrenmanagementsystems ein Steuersignal zur Steuerung des Baugeräts zu geben.
  • Der Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, mithilfe der Gefahrensensoreinheit wenigstens eine Gefahr auf der Baustelle mithilfe des Gefahrenmesswerts zu erfassen. Die Steuereinheit kann dann den Gefahrenmesswert auswerten. Sie kann beispielsweise eine Gefahrenbewertung aus dem Gefahrenmesswert ableiten.
  • Unter einer Baustelle können im Sinne der Erfindung jedwede Orte subsumierbar sein, an denen Personen Gefahren durch Bautätigkeiten ausgesetzt sind. Insbesondere kann unter einer Baustelle auch eine Bauteil-Vorfertigung verstanden werden, an der ein Bauelement, beispielsweise ein Fertigbauteil, beispielsweise eine Decken-, Boden- oder Wandelement eines Gebäudes, vorgefertigt wird. Auch an einer solchen Bauteil-Vorfertigung können Personen für Bautätigkeiten typischen Gefahren wie beispielsweise Staub ausgesetzt sein.
  • Unter einem Baugerät können allgemein Geräte, Werkzeuge und dergleichen verstanden werden, die auf einer Baustelle Verwendung finden. Insbesondere können unter einem Baugerät elektrisch betreibbare Geräte, beispielsweise elektrische Handwerkzeugmaschinen, Bauroboter, Entstauber, Luftwäscher, Sauggeräte oder dergleichen verstanden werden.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der Gefahrenbewertung das Baugerät zu steuern, insbesondere das Baugerät einzuschalten, auszuschalten und / oder den Arbeitsparameter einzustellen. Der Arbeitsparameter kann insbesondere eine Arbeitsleistung des Baugeräts sein.
  • Sie kann dazu eingerichtet sein, das Baugerät direkt zu steuern.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, dem Benutzer des Gefahrenmanagementsystems das Steuersignal zur Steuerung des Baugeräts zu geben. Somit kann sie zur indirekten Steuerung des Baugeräts eingerichtet sein. Beispielsweise kann das Steuersignal auf einer Ausgabeeinheit des Baugeräts ausgebbar sein. Das Steuersignal kann beispielsweise ein visuelles Signal, beispielsweise ein Aufleuchten einer Lichtquelle und/oder ein charakteristisches auf einer Displayeinheit dargestelltes visuelles Signal, und/oder ein akustisches Signal, beispielsweise ein Warnton, sein. Das Steuersignal kann auf der Steuereinheit und/oder allgemein einem Element des Gefahrenmanagementsystems, beispielsweise dem Baugerät, auf einem Smartphone, einem Wearable, einem Headset, einem Helm oder dergleichen ausgebbar sein. Das Steuersignal kann ausgebildet sein, dem Benutzer eine Steuerung des Baugeräts zu empfehlen. Ist beispielsweise das Baugerät ein Luftreinigungsgerät kann das Steuersignal derart ausgebildet sein, dass der Benutzer veranlasst wird, das Luftreinigungsgerät bei Auftreten des Steuersignals, insbesondere bei akut schlechter Luftqualität, zu steuern, beispielsweise einzuschalten und/oder in seiner Arbeitsleistung zu regulieren.
  • Die Steuereinheit kann somit auch eingerichtet sein, den Gefahrenmesswert und / oder die Gefahrenbewertung auf eine Ausgabeeinheit des Gefahrenmanagementsystems auszugeben, um so einem Benutzer des Gefahrenmanagementsystems den Gefahrenmesswert und / oder die Gefahrenbewertung zu signalisieren.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Gefahrenmanagementsystem für eine Baustelle gelöst, umfassend wenigstens eine Gefahrensensoreinheit, eine Steuereinheit und eine Ausgabeeinheit, wobei die Gefahrensensoreinheit eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, den Gefahrenmesswert auszuwerten, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, den Gefahrenmesswert und / oder eine aus dem Gefahrenmesswert abgeleitete Gefahrenbewertung auf die Ausgabeeinheit auszugeben.
  • Für beide Lösungen sind die nachfolgend genannten Verbesserungen denkbar.
  • Die Ausgabeeinheit kann zur optischen und / oder akustischen Ausgabe von Daten und / oder Signalen ausgebildet sein. Insbesondere kann die Ausgabeeinheit eingerichtet sein, ein Warnsignal, insbesondere ein akustisches und / oder ein optisches Warnsignal, auszugeben. Die Anzeigeeinheit kann ein Display umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Anzeigeeinheit auch als virtuelle Anzeigeeinheit, beispielsweise in Form einer Daten und / oder Signale darstellenden Website, ausgebildet sein. Die Anzeigeeinheit kann eingerichtet sein, mehrere Gefahrenmesswerte und / oder mehrere Gefahrenbewertungen gleichzeitig darzustellen. Beispielsweise können durch sich an unterschiedlichen Positionen der Baustelle befindende Gefahrensensoreinheiten mehrere Gefahrenmesswerte erfassbar und auf der Anzeigeeinheit darstellbar sein. Die Anzeigeeinheit kann dazu eingerichtet sein, eine Heatmap der erhaltenen Daten darzustellen. So ist es möglich, die erhaltenen Gefahrenmesswerte im Zusammenhang mit der jeweiligen Position der Messung zu repräsentieren. Die Anzeigeeinheit kann Teil der Gefahrensensoreinheit, Teil eines Headsets, Teil eines Helms und/oder Teil eines Wearables, Teil eines Smartphones und/oder dergleichen sein.
  • Über die Anzeigeeinheit kann ein Benutzer des Gefahrenmanagementsystems über den Gefahrenmesswert und / oder die Gefahrenbewertung informiert werden. Er kann dann bei Bedarf zeitnah Schutzmaßnahmen zum Schutz der auf der Baustelle befindlichen Personen initiieren.
  • Auch ist denkbar, dass die Steuereinheit zumindest teilweise in die Gefahrensensoreinheit integriert ist. Alternativ oder ergänzend kann zumindest ein Teil der Steuereinheit auch unabhängig von der Gefahrensensoreinheit ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann als Rechnereinheit ausgebildet sein oder zumindest eine Rechnereinheit aufweisen. Die Rechnereinheit kann cloudbasiert sein. Denkbar ist auch, dass lediglich ein Teil der Rechnereinheit cloudbasiert ist. Die Steuereinheit kann vorzugsweise ein Datenbanksystem, insbesondere ein cloudbasiertes Datenbanksystem, umfassen.
  • Die Rechnereinheit kann einen Mikrocontroller aufweisen. Zur Steuerung der Rechnereinheit kann auf der Rechnereinheit ein Programmcode ausführbar abgelegt sein. Der Programmcode und / oder eine Hardwarekomponente der Rechnereinheit kann eine Maschinenlerneinheit aufweisen und / oder ausbilden. Die Maschinenlerneinheit kann ein neuronales Netzwerk implementieren. So ist denkbar, dass die Gefahrenbewertung mittels einer vorab trainierten Supportvektormaschine aus dem Gefahrenmesswert ermittelt wird. Zum Training der Maschinenlerneinheit können als Trainingsdaten für ein oder mehrere Sätze synthetisch hergestellter Gefahrenmesswerte in Verbindung mit zugehörigen, beispielsweise Normvorgaben entsprechenden, Gefahrenbewertungen genutzt werden. Alternativ oder ergänzend können die Trainingsdatensätze auch durch auf realen Baustellen gemessene Gefahrenmesswerte gebildet werden, wobei zu einem gemessenen Gefahrenmesswert eine Gefahrenbewertung durch einen Experten hinzugefügt wird.
  • Ist wenigstens ein Teil der Steuereinheit cloudbasiert, lässt sich deren Ausfallsicherheit steigern. Denkbar ist auch, insbesondere wenn die Steuereinheit zumindest teilweise cloudbasiert ist, dass die Steuereinheit Teil mehrerer, unterschiedlicher Gefahrenmanagementsysteme, beispielsweise von Gefahrenmanagementsystemen, die unterschiedliche Baustellen überwachen, ist.
  • Es versteht sich, dass in das Gefahrenmanagementsystem mehr als eine Gefahrensensoreinheit und / oder mehr als ein Baugerät und / oder mehr als eine Steuereinheit und / oder mehr als eine Anzeigeeinheit eingebunden sein können. Bevorzugt ist auch, wenn das Gefahrenmanagementsystem modular aufgebaut ist. So ist denkbar, dass das Gefahrenmanagementsystem ein oder mehrere Gefahrensensoreinheiten aufweist. Denkbar ist insbesondere, dass das Gefahrenmanagementsystem ein oder mehrere Steuereinheiten und / oder ein oder mehrere Baugeräte umfasst.
  • Zur Verbindung der Elemente des Gefahrenmanagementsystems untereinander kann das Gefahrenmanagementsystem ein Datennetzwerk aufweisen. Das Datennetzwerk kann ein drahtloses Netzwerk umfassen und / oder sein. Das drahtlose Netzwerk kann nach wenigstens einem der Standards ausgebildet sein, die gemeinhin unter WLAN, "BLE" oder "ZigBee" bekannt sind. Denkbar ist insbesondere, dass das Datennetzwerk ein loT (Internet of Things) - Netzwerk ist oder zumindest Teil eines solchen loT-Netzwerkes ist. Zum Datenaustausch mit weiteren Geräten kann das Datennetzwerk wenigstens ein Gateway aufweisen.
  • Vorzugsweise kann wenigstens ein Element des Gefahrenmanagementsystems, insbesondere die Gefahrensensoreinheit, die Steuereinheit, die Anzeigeeinheit oder das Baugerät, eine Datenschnittstelle, beispielsweise eine WLAN-, eine BLE- oder eine ZigBee-Schnittstelle, zur Verbindung mit dem Datennetzwerk aufweisen.
  • Die Gefahr kann eine auf der Baustelle herrschende Eigenschaft sein, die zumindest bei bestimmten Ausprägungen oder im Bereich bestimmter Ausprägungen für eine auf der Baustelle befindliche Person oder eine auf der Baustelle befindliche Sache eine ungünstige Auswirkung haben kann. Insbesondere kann die Gefahr eine Temperatur, eine Feuchtigkeit, ein Druck, eine Strahlung, insbesondere eine infrarote, eine ultraviolette oder eine noch kürzerwellige elektromagnetische Strahlung, beispielsweise eine Röntgen- oder eine Gammastrahlung, sein. Auch ist denkbar, dass die Gefahr eine Luftqualität betrifft. Sie kann beispielsweise einer Konzentration eines Stoffes in der Umgebungsluft entsprechen. Beispielsweise kann sie einer Konzentration an Kohlendioxid, an Kohlenmonoxid oder einem sonstigen Gas oder einem sonstigen Feststoffs entsprechen. Sie kann auch eine oder mehrere Arten von Radioaktivität betreffen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Klasse von Gefahrenmanagementsystem kann die Gefahr auf Staub bezogen sein. Dazu kann der Gefahrenmesswert ein Staub-bezogener Kennwert, insbesondere ein Silica-bezogener Kennwert, sein.
  • Es versteht sich, dass das Gefahrenmanagementsystem eingerichtet sein kann, eine oder mehrere Gefahren, insbesondere eine oder mehrere verschiedene, Gefahren zu berücksichtigen. Dazu kann das Gefahrenmanagementsystem, insbesondere mittels ein oder mehrerer Gefahrensensoreinheiten, eingerichtet sein, einen oder mehrere Gefahrenmesswerte der Baustelle zu den ein oder mehreren Gefahren zu ermitteln. Analog kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein oder mehrere Gefahrenmesswerte auszuwerten. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein ein oder mehrere Gefahrenbewertungen aus dem einen oder den mehreren Gefahrenmesswerten zu ermitteln.
  • Das Gefahrenmanagementsystem kann zur Überwachung der Baustelle eingerichtet sein. Insbesondere kann das Gefahrenmanagementsystem eingerichtet sein, die Baustelle auf das Vorliegen einer oder mehrerer Gefahrensituationen zu überwachen. Solange keine Gefahrensituation vorliegt oder zumindest keine Gefahrensituation detektiert wird, kann das Gefahrenmanagementsystem auf der Baustelle stattfindende Bauarbeiten unbeeinflusst lassen.
  • Das Gefahrenmanagementsystem kann ferner eingerichtet sein, bei Überschreiten eines ersten Grenzwerts durch den Gefahrenmesswert, also insbesondere, wenn das Gefahrenmanagementsystem das Vorliegen einer Gefahrensituation detektiert, das Baugerät zu steuern. Die Steuereinheit kann ferner eingerichtet sein, bei, insbesondere anschließendem, Unterschreiten eines zweiten Grenzwerts durch den Gefahrenmesswert das Baugerät entgegen der ersten Steuerung zu steuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, bei Überschreiten des ersten Grenzwerts das Baugerät einzuschalten und bei Unterschreiten des zweiten Grenzwerts das Baugerät auszuschalten. Durch den ersten und den zweiten Grenzwerts kann somit die Steuereinheit eingerichtet sein, das Baugerät mit einer Hysterese zu steuern. Denkbar ist jedoch auch, dass der erste und der zweite Grenzwert gleich sind.
  • Der erste und / oder der zweite Grenzwert können in der Steuereinheit hinterlegbar sein. Dazu kann die Steuereinheit einen oder mehrere Speichereinheiten zur Speicherung des ersten und / oder des zweiten Grenzwertes aufweisen. Der erste und / oder der zweite Grenzwert können variabel sein. Insbesondere können sie durch einen Benutzer des Gefahrenmanagementsystems veränderbar sein. Für unterschiedliche Gefahrensensoreinheiten und / oder unterschiedliche Steuereinheiten können mehrere, insbesondere unterschiedliche, erste und / oder zweite Grenzwerte vorgesehen sein.
  • Das Baugerät kann ein Sauggerät, ein Blasgerät und / oder ein Filtergerät sein oder zumindest ein solches umfassen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Gefahr in Bezug zu einer Luftqualität steht. Entspricht die Gefahr beispielsweise einer Staubkonzentration, insbesondere einer Silica-Konzentration, der Umgebungsluft oder der von der Person eingeatmeten Luft, so können das Sauggerät und / oder das Filtergerät die entsprechende Luft reinigen, sodass die Person in den Genuss einer verbesserten Luftqualität kommen kann. Alternativ oder ergänzend kann das Blasgerät gesundheitlich unbedenkliche Luft in die Umgebung der Person einblasen, um auch somit die Luftqualität zu verbessern.
  • Das Baugerät kann auch ein Arbeitsgerät zur Ausführung einer Bauarbeit sein oder umfassen. Beispielsweise kann das Baugerät eine mobile Baumaschine, beispielsweise ein Bauroboter, oder eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere für Hochbauarbeiten, Tiefbauarbeiten und / oder zur Bauteil-Vorfertigung, sein oder einen solchen Bauroboter oder eine solche Handwerkzeugmaschine umfassen. Die mobile Baumaschine kann fernbedienbar sein. Das Baugerät kann insbesondere zur Verwendung bei Betonbauarbeiten eingerichtet sein. Es kann ein Bohrer, ein Bohrhammer, ein Schreibgerät, eine Säge, eine Meißelmaschine oder dergleichen sein und / oder ein solche Maschine umfassen. Fördert der Einsatz eines solchen Baugeräts die Gefahr, wird beispielsweise bei der Arbeit mit dem Baugerät Staub freigesetzt, so kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Arbeitsleistung des Baugeräts zu drosseln und / oder das Baugerät gänzlich zu deaktivieren. Die Deaktivierung kann entweder temporär und / oder über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 15 Minuten oder 1 Stunde, hinweg andauern.
  • Wird ein Gefahrenmanagementsystem auf einer Baustelle verwendet, so ist es essenziell, dass das Gefahrenmanagementsystem auch tatsächlich bestehende Gefahren schnellstmöglich erkennen kann. Denkbar ist dazu, dass das Gefahrenmanagementsystem, insbesondere die Steuereinheit, eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Gefahrenmesswert eine Fehlfunktion und / oder einen Betriebszustand eines Elements des Gefahrenmanagementsystems, insbesondere der Gefahrensensoreinheit und / oder des Baugeräts, zu ermitteln. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass der Gefahrenmesswert sowohl Informationen über die Gefahr, beispielsweise eine aktuelle Staubkonzentration, und / oder Informationen über die Funktionsfähigkeit oder einen Defekt eines Elements des Gefahrenmanagementsystems repräsentieren kann. So ist denkbar, dass die Steuereinheit eine Fehlfunktion der Gefahrensensoreinheit detektiert, wenn der erhaltene Gefahrenmesswert über einen bestimmten Mindestzeitraum hinweg einen Wert innerhalb eines technisch nicht oder zumindest sehr unwahrscheinlich erreichbaren Wertebereichs annimmt. Alternativ oder ergänzend kann auch eine solche Fehlfunktion durch die Steuereinheit detektierbar sein, wenn die Steuereinheit über einen bestimmten Zeitraum hinweg keinen Gefahrenmesswert von der Gefahrensensoreinheit erhält. Die Steuereinheit kann auch eingerichtet sein, einen Wartungsbedarf wenigstens eines Elements, beispielsweise einen fälligen Batteriewechsel für eine Gefahrensensoreinheit, zu detektieren und / oder die Einhaltung wenigstens eines Wartungsintervalls sicherzustellen.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, bei Detektion einer Fehlfunktion und / oder der Detektion eines Ausfalls eines Elements das Baugerät zu steuern, insbesondere abzuschalten. Auch ist denkbar, dass die Steuereinheit für diesen Fall eingerichtet ist, ein Warnsignal an den Benutzer des Gefahrenmanagementsystems abzusetzen, beispielsweise über die Ausgabeeinheit auszugeben.
  • Die Gefahrensensoreinheit und / oder die Steuereinheit können eingerichtet sein, den Gefahrenmesswert im Wege ein oder mehrere Auswertungsmodi zu erfassen. Beispielsweise kann ein Staub-bezogener Kennwert als Langzeit- oder als Kurzzeitmesswert ausgebildet sein. Der Langzeitmesswert kann ein über 1 bis 24 Stunden, beispielsweise 8h, gemittelter Messwert sein. Der Kurzzeitmesswert kann ein über 1 bis 60 Minuten, beispielsweise 15 Minuten, gemittelter Messwert sein.
  • Das Gefahrenmanagementsystem, insbesondere die Steuereinheit, kann auch eingerichtet sein, wenigstens einen Einsatz wenigstens einer auf der Baustelle befindlichen Person zu planen oder zu steuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit für den Fall der Detektion, dass die Person einer zu hohen Staubexposition ausgesetzt gewesen ist, eingerichtet sein, die der betroffenen Person zugeordneten Arbeiten einer aktuell nicht überexponierten anderen Person zuzuweisen.
  • Die Steuereinheit kann auch zur Dokumentation wenigstens eines erfassten Gefahrenmesswertes und / oder wenigstens einer Gefahrenbewertung ausgebildet sein. Dazu kann sie eingerichtet sein, den Gefahrenmesswert und / oder die Gefahrenbewertung auf einem Datenträger zu speichern.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt auch ein Baugerät für ein erfindungsgemäßes Gefahrenmanagementsystem. Das Baugerät kann beispielsweise ein Arbeitsgerät, beispielsweise ein Bauroboter oder eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere für eine Hochbau-Baustelle und / oder eine Tiefbau-Baustelle, sein. So kann das Baugerät eine Bohrhammermaschine, eine Meißelmaschine oder dergleichen sein oder zumindest umfassen. Das Baugerät kann auch ein Filtergerät, beispielsweise einen Luftwäscher, ein Sauggerät, ein Blasgerät oder allgemein eine steuerbare Schutzvorrichtung, beispielsweise ein elektrisch steuerbarer Staubhelm, sein oder umfassen.
  • Das Baugerät kann besonders bevorzugt eingerichtet sein, durch die Steuereinheit des Gefahrenmanagementsystems steuerbar zu sein. Insbesondere kann das Baugerät eingerichtet sein, in seiner Arbeitsleistung steuerbar zu sein und / oder durch die Steuereinheit einschaltbar und / oder ausschaltbar zu sein. Dazu kann das Baugerät eine Datenschnittstelle, insbesondere eine drahtlose Datenschnittstelle, aufweisen.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt des Weiteren eine Gefahrensensoreinheit zur Nutzung auf einer Baustelle, wobei die Gefahrensensoreinheit eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln. Die Gefahrensensoreinheit kann zur Nutzung im erfindungsgemäßen Gefahrenmanagementsystem eingerichtet sein.
  • Die erfasste Gefahr und damit der Gefahrenmesswert sowie der erste und / oder der zweite Grenzwert können einer Partikelkonzentration, einer Partikelzusammensetzung, insbesondere einer chemischen Partikelzusammensetzung, einer Partikelgröße oder dergleichen entsprechen.
  • Auch kann die Gefahrensensoreinheit kann eingerichtet sein, Partikel bestimmter Größen zu erfassen. So hat sich bei Stäuben gezeigt, dass die Partikelgröße auf die Art und Weise Einfluss nimmt, ob und wie der menschliche Körper die Partikel aufnimmt. Die Partikelgröße kann somit das Gefährdungspotenzial von Stäuben mitbestimmen. Insbesondere kann die Gefahrensensoreinheit eingerichtet sein, mit dem Gefahrenmesswert Partikelgrößen von höchstens 10µm Durchmesser, bevorzugt von höchstens 2,5 µm Durchmesser, zu erfassen. Alternativ oder ergänzend können auch Partikelgrößen von höchstens 4µm, insbesondere höchstens 1µm oder auch höchstens 0,5µm, Durchmesser mit dem Gefahrenmesswert erfassbar und / oder erfasst sein.
  • Besonders bevorzugt kann die Gefahrensensoreinheit tragbar oder zumindest mobil sein. Somit lässt sich die Gefahrensensoreinheit zu unterschiedlichen Orten transportieren und an diesen Orten nutzen. Beispielsweise kann die Gefahrensensoreinheit zur Anordnung an einer auf der Baustelle befindlichen Personen eingerichtet sein. Die Gefahrensensoreinheit kann auch eingerichtet sein an einem oder mehreren Orten der Baustelle angeordnet zu werden. Beispielsweise kann die Gefahrensensoreinheit eingerichtet sein zur Anordnung an einer Wand, einer Decke, einem Boden und / oder einem anderen Element der Baustelle.
  • Die Ausprägung der Gefahr kann lokal unterschiedlich sein. Insbesondere kann die Ausprägung der Gefahr davon abhängen, ob die Gefahr in der Nähe der Person oder entfernt von der Person erfasst wird. Somit kann der Gefahrenmesswert davon abhängen, ob, beispielsweise im Falle der Überwachung von Stäuben, die Gefahrensensoreinheit in der Nähe des Körpers, insbesondere des Kopfes, der Person angeordnet ist oder sie sich an einem von der Person entfernten Ort auf der Baustelle befindet.
  • Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gefahrensensoreinheit eingerichtet ist, eine Nutzungsart der Gefahrensensoreinheit, insbesondere eine raumbezogene und / oder eine personenbezogene Nutzung der Gefahrensensoreinheit, zu detektieren. Dazu kann die Gefahrensensoreinheit einen Nutzungsartdetektor aufweisen. Somit kann die Gefahrensensoreinheit die Nutzungsart selbsttätig ermitteln. Eine Eingabe durch die sich auf der Baustelle befindliche Person oder allgemein durch einen Benutzer des Gefahrenmanagementsystems, beispielsweise mithilfe eines Bedienelements wie einem Schalter, ist somit nicht notwendig. Fehlbedienungen der Gefahrensensoreinheit können somit vermieden werden. Insbesondere kann auch erfasst werden, ob die Gefahrensensoreinheit personenbezogen in Benutzung durch die Person ist, beispielsweise in dem detektiert wird, dass die Gefahrensensoreinheit getragen wird, oder dass die Gefahrensensoreinheit abgelegt ist und insofern eine raumbezogene Messung durchgeführt wird, beispielsweise durch Detektion eines Ruhens der Gefahrensensoreinheit.
  • Die Nutzungsart kann unterschiedliche Modi umfassen. Beispielsweise kann jeweils ein Nutzungsmodus einer Nichtbenutzung der Gefahrensensoreinheit, einem Nutzung bei Anordnung am Körper der Person oder einer Nutzung an einem von der Person entfernten, festen Ort der Baustelle entsprechen.
  • Der Nutzungsartdetektor kann zur Detektion von Beschleunigungen der Gefahrensensoreinheit eingerichtet sein. Dazu kann die Gefahrensensoreinheit einen Beschleunigungssensor aufweisen.
  • Aufgrund besonderer Schädigungspotenziale ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gefahrensensoreinheit eingerichtet ist, als Gefahr einen Staub, insbesondere einen Alveolen-gängigen Staub, einen Silica-basierten und / oder einen Holz-basierten Staub, zu erfassen. Dazu kann der Gefahrenmesswert einen Staub, insbesondere einen Silica-basierten, Staub betreffen. Alternativ oder ergänzend kann die Gefahrensensoreinheit auch eingerichtet sein, als Gefahr ein schädigendes Gas, beispielsweise Kohlenmonoxid, zu erfassen.
  • Der Gefahrenmesswert kann wenigstens eine Partikelkonzentration, eine Partikelgröße, eine Partikelverteilung und / oder eine chemische Partikelzusammensetzung zu ermitteln. Derartige Partikelkenngrößen lassen sich besonders einfach ermitteln, wenn die Gefahrensensoreinheit eine optische Sensoreinheit zur Ermittlung des Gefahrenmesswertes aufweist. Alternativ oder ergänzend ist denkbar, dass die Gefahrensensoreinheit eine Sensoreinheit aufweist, die gravimetrisch, akustisch, induktiv und/oder kapazitiv, beispielsweise durch Resonanzverstimmung eines Schwingkreises, elektrisch, zum Beispiel auf Basis einer Leitfähigkeitsmessung, oder mechanisch, beispielsweise durch Auswertung mechanischer Impulse, arbeitet. Die Sensoreinheit, insbesondere die optische Sensoreinheit, kann in einem Gehäuse der Gefahrensensoreinheit platziert sein. Dadurch lässt sich der Signalrauschabstand des gemessenen Gefahrenmesswerts verbessern.
  • Bei einer besonders bevorzugten Klasse von Gefahrensensoreinheiten weist die Gefahrensensoreinheit einen Positionsdetektor zur Erfassung der Position der Gefahrensensoreinheit, insbesondere ihrer Sensoreinheit, auf. Der Positionsdetektor kann auf einem satellitengestützten Positionsmesssystem, beispielsweise GPS oder Glonass oder dergleichen und / oder auf einem funknetzbasierten Positionsdetektionssystem, beispielsweise auf Basis von WLAN oder 5G, oder dergleichen beruhen.
  • Denkbar ist auch, dass der Positionsdetektor wenigstens einen Time-of-Flight-Sensor und / oder einen Beschleunigungsmesser, insbesondere einen 3-D-Beschleunigungsmesser und vorzugsweise mit einer Integrationseinheit, aufweist.
  • Durch den Positionsdetektor kann dem Gefahrenmesswert auch eine Position zugeordnet werden. Dies erleichtert eine spätere, räumlich aufgelöste Auswertung ermittelter Gefahrenmesswerte. So kann die Steuereinheit positions- und / oder personenbezogene Warnsignale generieren. Sie kann auch positionsbezogen und / oder personenbezogen ein oder mehrere Baugeräte der Baustelle steuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, in einem Bereich der Baustelle mit einer hohen Ausprägung der Gefahr Gefahrensteigernde, z. B. staubproduzierende, Baugeräte zu deaktivieren und in Bereichen mit einer niedrigen Gefahrenexposition derartige Baugeräte zur Benutzung freigeben und / oder aktivieren.
  • Die Steuereinheit kann auch eingerichtet sein, ein oder mehrere Baugeräte in Abhängigkeit von erhaltenen Gefahrenmesswerten örtlich zu verlagern. Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, einen mobilen Luftwäscher zu veranlassen, in einen Bereich mit einer hohen Staubkonzentration zu fahren und dort die Umgebungsluft zu reinigen.
  • Die Gefahrensensoreinheit kann eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung, insbesondere an einer Person, an einem Baugerät und / oder an einem Element der Baustelle, beispielsweise einer Wand und / oder einer Decke, aufweisen. Die Gefahrensensoreinheit kann beispielsweise eine Befestigungsvorrichtung in Form einer Halteklammer aufweisen, sodass sie einfach an einem Kleidungsstück der auf der Baustelle befindlichen Person anordenbar ist.
  • Die Befestigungsvorrichtung kann auch ein Band, beispielsweise ein Armband, oder dergleichen sein oder zumindest umfassen, so dass die Gefahrensensoreinheit auch an einem Körperteil der Person befestigbar ist. Beispielsweise kann die Gefahrensensoreinheit im Bereich der Hüfte, beispielsweise an einem Hüftgürtel, im Bereich der Brust, beispielsweise an einer Brusttasche, oder im Kopfbereich, beispielsweise an einem Schutzhelm, der Person anordenbar und / oder angeordnet sein.
  • Denkbar ist auch, dass die Gefahrensensoreinheit an dem Baugerät, beispielsweise dem Elektrowerkzeug, einem mobilen und / oder statischen Entstauber, einem mobilen und / oder statischen Luftwäschern, einem Stativ und / oder einem Staubhelmen und / oder anordenbar ist. Dann kann die Gefahrensensoreinheit die Ausprägung der Gefahr in der jeweils unmittelbaren Umgebung erfassen. Beispielsweise kann die Gefahrensensoreinheit bei Montage an dem Elektrowerkzeug dessen Staubproduktion erfassen.
  • Die Gefahrensensoreinheit kann eine Ausgabeeinheit, insbesondere eine mechanische, beispielsweise eine vibrationserzeugende, eine akustische und / oder eine optische Ausgabeeinheit aufweisen. Befindet sich die Gefahrensensoreinheit somit in der Nähe der Person, wird sie beispielsweise von der Person getragen, so kann die Person unmittelbar vor einer zu hohen Gefahrenexposition, beispielsweise vor einer zu hohen Staubexposition, informiert und / oder gewarnt werden.
  • Um auch bei widrigen Bedingungen überdauernd einsatzfähig bleiben zu können, kann die Gefahrensensoreinheit zumindest spritzwassergeschützt, vorzugsweise wasserdicht, ausgebildet sein. Die Gefahrensensoreinheit kann mindestens einem gemeinhin als IP X4 bekannten Standard, zum Beispiel IP 44 oder IP 45, entsprechen. Dazu kann die Gefahrensensoreinheit ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann wasserfest bis 50 m, vorzugsweise bis mindestens 100 m, Wassertiefenäquivalent sein. Die Gefahrensensoreinheit kann ferner, insbesondere mit Ausnahme eines Sensorkontaktbereichs, der mit der zu erfassenden Gefahr, beispielsweise Staub, zur Erfassung in Kontakt tritt, staubdicht oder zumindest im Wesentlichen staubdicht ausgebildet sein.
  • Die Gefahrensensoreinheit kann ein oder mehrere Bedienelemente aufweisen. Die Gefahrensensoreinheit kann auch ein oder mehrere Anzeigeelemente, beispielsweise eine LED und / oder eine Displayeinheit, aufweisen.
  • Um der Person eine Benutzung der Gefahrensensoreinheit zu erleichtern, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gefahrensensoreinheit mit einem Handschuh, insbesondere einem Bauhandschuh, bedienbar ist. Der Bauhandschuh kann beispielsweise ein Lederhandschuh sein. Damit die Gefahrensensoreinheit derart bedienbar ist, können Größe, Lage wenigstens eines der Bedienelemente und / oder wenigstens eines der Anzeigeelemente der Gefahrensensoreinheit entsprechend angepasst sein. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, können das oder die Bedienelemente und / oder das oder die Anzeigeelemente in einer oder mehrere Vertiefungen angeordnet sein und / oder derart angeordnet sein, dass sie nicht oder zumindest im Wesentlichen nicht von den sie umgebenden Teilen der Gefahrensensoreinheit abragen.
  • Die Gefahrenbewertung kann auch von einer Umgebungstemperatur abhängen. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Gefahrensensoreinheit einen Temperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur aufweist.
  • Um der Person ein komfortables Tragen der Gefahrensensoreinheit zu ermöglichen sollte die Gefahrensensoreinheit möglichst leicht sein. Besonders bevorzugt ist daher eine Gefahrensensoreinheit, wenn sie höchstens 100 g, besonders bevorzugt höchstens 50 g, wiegt.
  • Die Gefahrensensoreinheit sollte eine Empfindlichkeit aufweisen, die eine sichere damit Gefahrenbewertung, beispielsweise im Hinblick auf geltende Normvorgaben, des Gefahrenmesswert das erlaubt. Vorzugsweise sollte die Gefahrensensoreinheit wenigstens eine Zehnerpotenz genauer messen als ein höchst zulässiger Wert entsprechend der Normvorgabe.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt des Weiteren eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Gefahrenmanagementsystems auf einer Baustelle, insbesondere einer Hochbaubaustelle und / oder einer Tiefbaubaustelle.
  • Insbesondere kann die Verwendung derart erfolgen, dass ansprechend auf ein detektiertes Gefahrenereignis auf der Baustelle wenigstens ein auf der Baustelle befindliches Baugerät, insbesondere ein Sauggerät, ein Blasgerät, ein Filtergerät, eine mobile, bevorzugt tragbare und / oder selbstfahrende, Werkzeugmaschine, eingeschaltet, ausgeschaltet und / oder in seiner Leistung geregelt wird. Das Gefahrenereignis kann dazu einer Detektion eines Überschreitens eines ersten Grenzwertes, beispielsweise eines Grenzwertes einer höchstzulässigen Staubkonzentration, insbesondere einer höchstzulässigen Silica-Konzentration, sein. Die Werkzeugmaschine kann beispielsweise eine Bohrhammermaschine, eine Meißelmaschine, eine Schleifmaschine, eine Sägemaschine oder dergleichen sein.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
  • In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Gefahrenmanagementsystem in schematischer Darstellung;
    Fig. 2
    perspektivische Schrägansichten einer Gefahrensensoreinheit und
    Fig. 3
    ein Blockschaltbild einer Gefahrensensoreinheit.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung für gleiche oder sich funktional entsprechende Elemente jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • Fig. 1 zeigt ein Gefahrenmanagementsystem 10 zur Überwachung von Gefahren, denen Bauarbeiter 12 ausgesetzt sind. Insbesondere ist das Gefahrenmanagementsystem 10 zur Überwachung von Staubkonzentrationen ausgebildet.
  • Die Bauarbeiter 12 führen lokal Bauarbeiten, beispielsweise Schleifarbeiten an Wänden und / oder Decken der Baustelle, aus. Durch die Schleifarbeiten sind die Bauarbeiter 12 erhöhten Staubkonzentrationen ausgesetzt.
  • In etwa in Brusthöhe der Bauarbeiter 12 sind Gefahrensensoreinheiten 14 angeordnet.
  • Wie noch weiter unten näher erläutert wird, sind diese Gefahrensensoreinheiten 14 eingerichtet zur Erfassung von Staubkonzentrationen, wie sie in der unmittelbaren Umgebung des jeweiligen Bauarbeiters 12 herrschen.
  • Über ein Datennetzwerk 16 sind die Gefahrensensoreinheiten 14 in das Gefahrenmanagementsystem 10 eingebunden.
  • Insbesondere können Daten über das Datennetzwerk 16 mit einer Steuereinheit 18 des Gefahrenmanagementsystems 10 ausgetauscht werden. Insbesondere können von den Gefahrensensoreinheiten 14 ermittelte Gefahrenmesswerte an die Steuereinheit 18 übertragen werden.
  • Die Gefahrenmesswerte können beispielsweise eine Partikelkonzentration, eine Partikelart, einen Zeitpunkt und / oder eine Zeitdauer der Erfassung des jeweiligen Gefahrenmesswertes umfassen. Sie beschreiben insbesondere die von den Gefahrensensoreinheiten 14 erfassten Stäube. Sie erlauben insbesondere eine Erfassung der Konzentration von Silica-Partikeln und deren mittlere Partikelgrößen.
  • Ferner werden über das Datennetzwerk 16 Positionsdaten zu den Positionen der Gefahrensensoreinheiten 14 sowie Daten über die jeweilige Nutzungsarten der Gefahrensensoreinheiten 14 an die Steuereinheit 18 übermittelt.
  • Die Steuereinheit 18 ist eingerichtet, die erhaltenen Daten auszuwerten und im Hinblick auf bestehende Gefahrennormen zu bewerten. Die zu berücksichtigenden Gefahrennormen sind dabei in Form von ersten und zweiten Grenzwerten in einer Speichereinheit der Steuereinheit 18 abgelegt.
  • An das Datennetzwerk 16 sind des Weiteren Baugeräte 20 und 21 angeschlossen und durch die Steuereinheit 18 steuerbar. Die Baugeräte 20 sind eingerichtet, bei Betrieb die Staubexposition zu mindern. Beispielsweise kann es sich um Baustaubsauger, Luftwäscher oder dergleichen handeln. Die Baugeräte 21 können dagegen bei Betrieb die Staubexposition erhöhen. Beispielsweise kann es sich um einen Bohrhammer, eine Sägemaschine oder eine Meißelmaschine handeln. Auch die Baugeräte 20, 21 sind an das Datennetzwerk 16 angeschlossen. Sie weisen dazu entsprechende Datenschnittstellen auf.
  • An das Datennetzwerk 16 ist des Weiteren eine tragbare Ausgabeeinheit 19 in Form eines Smartphones mit einer Bildanzeigeeinheit angeschlossen. Darüber hinaus ist ein Gateway 22 vorgesehen, das eine Datenverbindung zwischen dem Datennetzwerk 16 und weiteren Netzwerken und / oder Geräten (jeweils in Fig. 1 nicht dargestellt) herstellen kann. Die weiteren Netzwerke können beispielsweise einem anderen Standard, insbesondere einem anderen Funkstandard, folgen als das Datennetzwerk 16.
  • Die Gefahrensensoreinheiten 14, das Gateway 22 und/oder die Steuereinheit 18 können eingerichtet sein, die Gefahrenmesswerte mit weiteren Daten anzureichern. Beispielsweise können sie eingerichtet sein, Positionsdaten, Temperaturdaten, Zeitstempeldaten oder dergleichen einem oder mehreren Gefahrenmesswerten hinzuzufügen.
  • Eine Besonderheit bei den hier dargestellten Gefahrenmanagementsystem 10 ist, dass die Steuereinheit 18 in mehreren Komponenten implementiert ist. Insbesondere ist ein Teil der Steuereinheit 18 als cloudbasierte, entfernte Rechnereinheit 24 implementiert. Die Rechnereinheit 24 verfügt über eine weitere Ausgabeeinheit 26, welche ebenfalls über eine Bildausgabeeinheit verfügt. Über diese entfernte Rechnereinheit 24 und der Anzeigeeinheit 26 kann ein Benutzer 28, beispielsweise ein das Gefahrenmanagementsystem 10 und damit die Baustelle überwachender Benutzer, aus der Ferne Gefahren, denen die Bauarbeiter 12 ausgesetzt sind, überwachen.
  • Denkbar ist, dass die entfernte Rechnereinheit 24 in analoger Weise mit weiteren Gefahrenmanagementsystemen, beispielsweise anderer Baustellen (in Fig. 1 nicht dargestellt), zur Überwachung verbunden ist. Der Benutzer 28 kann somit einen Überblick über auf mehreren Baustellen herrschende Gefahren gewinnen. Schutzmaßnahmen können somit Baustellenübergreifend definiert und / oder ergriffen werden.
  • Zur Unterstützung ist die Steuereinheit 18 insbesondere eingerichtet, auf wenigstens einer der Ausgabeeinheiten 19, 26 und insbesondere auf Anforderung durch den Benutzer 28 eine Heatmap der positionsabhängig ermittelten Gefahrenmesswerte darzustellen.
  • Die Steuereinheit 18 ist ferner eingerichtet, bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes eines Gefahrenmesswertes ein akustisches Warnsignal, beispielsweise auf einer der jeweiligen Position entsprechenden Gefahrensensoreinheit 14, auszugeben und somit den betreffenden Bauarbeiter 12 zu warnen. Zudem werden in diesem Fall durch die Steuereinheit 18, insbesondere selbsttätig, in der Nähe der jeweiligen Position befindliche Baugeräte 20 aktiviert, um die Gefahr, in diesem Beispiel ein überhöhtes Staubaufkommen, zu mindern. Führt die Aktivierung der Baugeräte 20 nicht innerhalb einer vordefinierten Zeit zu einer hinreichenden Gefahrenminderung, ist die Steuereinheit 18 ferner eingerichtet, den betreffenden Bauarbeiter 12 entsprechend über seine Gefahrensensoreinheit zu benachrichtigen und in der Nähe der Position beziehungsweise des betreffenden Bauarbeiters 12 befindliche Baugeräte 21 zu deaktivieren, bis der jeweilige Gefahrenmesswert einen zweiten Grenzwert unterschreitet.
  • Somit ermöglicht das Gefahrenmanagementsystem 10 eine Erfassung der auf der überwachten Baustelle oder den überwachten Baustellen bestehenden Gefahren in Echtzeit oder zumindest im Wesentlichen in Echtzeit.
  • Ferner ist die Steuereinheit 18 eingerichtet, die detektierten Nutzungsarten der jeweiligen Gefahrensensoreinheiten 14 zu überwachen. Wird bei einer Gefahrensensoreinheit 14, die von einem der Bauarbeiter 12 zu tragen wäre, ein Ruhen detektiert, gibt die Steuereinheit 18 wiederum ein Warnsignal aus. Analog kann auch ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn ein Tragen detektiert wird, obwohl die Gefahrensensoreinheit 14 raumbezogen messen sollte und somit ein Ruhen zu detektieren wäre.
  • Zu Dokumentationszwecken ist die Steuereinheit 18, insbesondere ihr cloudbasierter Teil, eingerichtet, Zeitreihen erfasster Gefahrenmesswerte einschließlich der zugehörigen Positionsdaten und der zugehörigen Nutzungsarten der jeweiligen Gefahrensensoreinheiten 14 in dem Datenbanksystem der Rechnereinheit 24 abrufbar zu speichern. Auf Anforderung sind entsprechende Gefahrenberichte durch die Steuereinheit 18 erzeugbar.
  • Fig. 2 zeigt eine Gefahrensensoreinheit 100 in zwei perspektivischen Schrägansichten, insbesondere von schräg vorne (Fig. 2 links) und von schräg hinten (Fig. 2 rechts). Soweit nicht anders beschrieben, entsprechen die vorangehend beschriebenen Gefahrensensoreinheiten 14, insbesondere funktional, der Gefahrensensoreinheit 100.
  • Auf einer Rückseite ihres Gehäuses 102 ist eine Befestigungsvorrichtung 104 in Form einer Halteklammer angeordnet. Die Befestigungsvorrichtung 104 dient zur Befestigung der Gefahrensensoreinheit 100 an einem Kleidungsstück eines Bauarbeiters 12 (siehe Fig. 1).
  • An einer Vorderseite des Gehäuses 102 befinden sich zwei Anzeigeelemente 106, die jeweils als LED ausgebildet sind. Mit den Anzeigeelementen 106 kann angezeigt werden, welche Art von Gefahrenmesswert erfasst wird, insbesondere, ob ein Langzeitmesswert oder ein Kurzzeitmesswert erfasst wird.
  • In einem zurückgesetzten seitlichen Bereich 108 befindet sich ein Bedienelement 110. Dieses dient zum manuellen Ein- bzw. Ausschalten der Gefahrensensoreinheit 100 sowie zur manuellen Eingabe von Geräteeinstellungen. Ferner ist in dem zurückgesetzten seitlichen Bereich 108 ein USB-Anschluss 112 ausgebildet. Dadurch, dass der seitliche Bereich 108 relativ zum umgebenden Gehäuse 102 zurückgesetzt ist, werden Fehlbedienungen, insbesondere des Bedienelements 110, vermieden. Die Abmessungen des Bedienelements 110 sowie des zurückgesetzten seitlichen Bereichs 108 sind auf eine Bedienung mittels eines handelsüblichen Bauhandschuhs abgestimmt.
  • Die Gefahrensensoreinheit 100 ist zur Staubdetektion und zur Messung von Staubkonzentrationen und zur Detektion von Partikelarten, insbesondere zur Detektion von Silica-Partikelkonzentrationen, eingerichtet. Dazu sind an einer Unterseite des Gehäuses 102 Lufteintrittsöffnungen 114 ausgebildet, durch die Umgebungsluft in das Gehäuse 102 bis zu einer im Inneren der Gefahrensensoreinheit befindlichen Staub-Sensoreinheit gelangen kann.
  • Die Gefahrensensoreinheit 100 ist als tragbares Gerät ausgebildet. Sie weist eine Breite von weniger als 20 cm, insbesondere ca. 10 cm, eine Höhe von weniger als 20 cm, insbesondere ca. 7 cm, und eine Dicke von weniger als 5 cm, insbesondere ca. 3 cm, auf. Ihr Gewicht beträgt weniger als 500g, insbesondere 50 g.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Gefahrensensoreinheit 100 zusätzlich eine optische Ausgabeeinheit in Form einer Displayeinheit (in Fig. 2 nicht dargestellt) auf. Diese kann beispielsweise auf der Vorderseite des Gehäuses 102 angeordnet sein.
  • Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild verschiedener funktionaler Komponenten der Gefahrensensoreinheit 100.
  • Die Gefahrensensoreinheit 100 weist eine Mikrocontrollereinheit 116 auf, in der ein Programmcode zur Analyse erhaltener Messdaten ausführbar abgelegt ist.
  • An die Mikrocontrollereinheit 116 angeschlossen ist die vorangehend bereits erwähnte Staub-Sensoreinheit 118. Diese ist als optischer Sensor zur Detektion von Staubkonzentrationen, insbesondere zur Messung von Silica-bezogenen Staubkonzentrationen, ausgebildet. Die Staub-Sensoreinheit 118 ist an die in Fig. 2 genannten Lufteintrittsöffnungen 114 angeschlossen.
  • Weiter weist die Gefahrensensoreinheit 100 einen Beschleunigungssensor 120 auf. Aus von diesem gewonnenen Beschleunigungsmessdaten ermittelt die Mikrocontrollereinheit 116 in Verbindung mit ihrem Programmcode laufend eine jeweils vorliegende Nutzungsart der Gefahrensensoreinheit 100. Insbesondere werden als Nutzungsarten ein Tragen der Gefahrensensoreinheit 100 sowie ein Ruhen der Gefahrensensoreinheit 100 unterschieden. Das Tragen wird dadurch erkannt, dass durch den Beschleunigungssensor 120 charakteristische Muster von Beschleunigungsdaten detektiert werden, wohingegen während des Ruhens keine oder zumindest im Wesentlichen keine derartigen Muster von Beschleunigungsdaten erfasst werden. Dem Ruhen kann eine raumbezogene Nutzung zugeordnet sein. Zur Auswahl und Detektion der charakteristischen Muster ist in dem Programmcode ein Maschinenlernalgorithmus implementiert.
  • Des Weiteren weist die Gefahrensensoreinheit 100 einen Temperatursensor 122 auf. Dieser dient zur Erfassung einer Umgebungstemperatur, die in der näheren Umgebung um die Gefahrensensoreinheit 100 herrscht.
  • Zur Erfassung ihrer Position weist die Gefahrensensoreinheit 100 des Weiteren einen Positionsdetektor 124 auf. Je nach Art und Größe der Baustellen, auf denen die Gefahrensensoreinheit 100 Verwendung finden soll, kann der Positionsdetektor 124 ein satellitengestützt und / oder auf Basis von Funkortungen arbeiten. Denkbar ist auch, dass zur Positionsbestimmungen alternativ oder ergänzend Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors 120 herangezogen werden.
  • Denkbar ist, dass die Gefahrensensoreinheit 100 noch weitere Sensoren aufweist, um beispielsweise parallel mehrere Arten von Gefahren zu erfassen.
  • Zur längerfristigen Ablage der ermittelten Daten dient eine externe Speichereinheit 126.
  • Die Gefahrensensoreinheit 100 weist des Weiteren mehrere Datenschnittstellen auf. Insbesondere verfügt sie über eine USB-Schnittstelle 128, über die unter anderem ein Datentransfer von gewonnenen Gefahrenmesswerten, ermittelten Nutzungsarten, Positionsdaten und / oder Analyseergebnissen als auch ein Laden einer Energieversorgung 130 möglich ist.
  • Weiter weist die Gefahrensensoreinheit 100 eine akustische Ausgabeeinheit 132 in Form eines Lautsprechers auf. Diese ermöglicht eine unmittelbare Ausgabe von Warnsignalen oder dergleichen an einen Benutzer der Gefahrensensoreinheit 100. Anstelle oder ergänzend kann auch eine einen Vibrationsgenerator umfassende Ausgabeeinheit vorgesehen sein.
  • In der oben genannten Alternative ist ferner die optische Ausgabeeinheit 134 in Form einer Displayeinheit vorgesehen. Mit der Ausgabeeinheit 134 können dem Benutzer der Gefahrensensoreinheit 100 Informationen, beispielsweise gemessene Gefahrenmesswerte, visuell präsentiert werden. Auch kann auf der optischen Ausgabeeinheit 122 ein optisches Warnsignal, beispielsweise im Falle einer zu hohen Staubexposition, dargestellt werden.
  • Weiter weist die Gefahrensensoreinheit 100 eine Funkdatenschnittstelle 136 zur Kommunikation mit dem Datennetzwerk 16 (Fig. 1) auf. Vorzugsweise folgt die Funkdatenschnittstelle 136 demselben Standard wie das Datennetzwerk 16. Somit sind über diese Daten, beispielsweise die auch in Bezug auf die USB-Schnittstelle 128 genannten Daten, drahtlos an weitere Elemente oder von weiteren Elementen des Gefahrenmanagementsystems 10 (Fig. 1) übertragbar.
  • Des Weiteren zeigt Fig. 3 das Bedienelement 110 sowie die Anzeigeelemente 106. Weiter weist die Gefahrensensoreinheit 100 Unterstützungskomponenten 138, beispielsweise einen Schwingquarz, auf.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gefahrenmanagementsystem
    12
    Bauarbeiter
    14
    Gefahrensensoreinheit
    16
    Datennetzwerk
    18
    Steuereinheit
    19
    Ausgabeeinheit
    20
    Baugerät
    21
    Baugerät
    22
    Gateway
    24
    Rechnereinheit
    26
    Ausgabeeinheit
    28
    Benutzer
    100
    Gefahrensensoreinheit
    102
    Gehäuse
    104
    Befestigungsvorrichtung
    106
    Anzeigeelement
    108
    Bereich
    110
    Bedienelement
    112
    Anschluss
    114
    Lufteintrittsöffnungen
    116
    Mikrocontrollereinheit
    118
    Sensoreinheit
    120
    Beschleunigungssensor
    122
    Temperatursensor
    124
    Positionsdetektor
    126
    Speichereinheit
    128
    Schnittstelle
    130
    Energieversorgung
    132
    Ausgabeeinheit
    134
    Ausgabeeinheit
    136
    Funkdatenschnittstelle
    138
    Unterstützungskomponente

Claims (16)

  1. Gefahrenmanagementsystem (10) für eine Baustelle, insbesondere eine Hochbaubaustelle, eine Tiefbaubaustelle und/oder eine Bauteil-Vorfertigung, umfassend
    - eine Gefahrensensoreinheit (14, 100),
    - eine Steuereinheit (18) und
    - ein Baugerät (20, 21),
    wobei die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln,
    - wobei die Steuereinheit (18) eingerichtet ist, den Gefahrenmesswert auszuwerten, und wobei die Steuereinheit (18) eingerichtet ist, das Baugerät (20, 21) zu steuern, beispielsweise das Baugerät (20, 21) einzuschalten, auszuschalten und / oder einen Arbeitsparameter, insbesondere seine Arbeitsleistung, einzustellen, und/oder einem Benutzer des Gefahrenmanagementsystems ein Steuersignal zur Steuerung des Baugeräts (20, 21) zu geben.
  2. Gefahrenmanagementsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) eingerichtet ist, bei Überschreiten eines ersten Grenzwerts durch den Gefahrenmesswert das Baugerät (20, 21) zu steuern.
  3. Gefahrenmanagementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baugerät (20, 21) ein Sauggerät, ein Blasgerät und / oder ein Filtergerät ist oder zumindest ein solches umfasst.
  4. Gefahrenmanagementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baugerät (20, 21) eine mobile Baumaschine, beispielsweise ein Bauroboter, oder eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere für Hochbauarbeiten, für Tiefbauarbeiten und/oder zur Bauteil-Vorfertigung, ist oder eine solche mobile Baumaschine oder eine solche Handwerkzeugmaschine umfasst.
  5. Gefahrenmanagementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefahrenmesswert ein Staub-bezogener Kennwert, insbesondere ein auf einen Alveolen-gängigen Staub, auf einen Silica-basierten und / oder auf einen Holz-basierten Staub bezogener Kennwert, ist.
  6. Gefahrenmanagementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefahrenmanagementsystem (10), insbesondere die Steuereinheit (18), eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Gefahrenmesswert eine Fehlfunktion und / oder einen Betriebszustand eines Elements des Gefahrenmanagementsystems (10), insbesondere der Gefahrensensoreinheit (14, 100) und / oder des Baugeräts (20, 21), zu ermitteln.
  7. Gefahrenmanagementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) wenigstens eine cloudbasierte Rechnereinheit (24) umfasst.
  8. Gefahrensensoreinheit (14, 100) zur Nutzung auf einer Baustelle, wobei die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, wenigstens einen Gefahrenmesswert der Baustelle zu wenigstens einer Gefahr zu ermitteln,
    und wobei die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, eine Nutzungsart der Gefahrensensoreinheit (14, 100), insbesondere eine raumbezogene und / oder eine personenbezogene Nutzung der Gefahrensensoreinheit (14, 100), zu detektieren.
  9. Gefahrensensoreinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) einen Beschleunigungssensor (120) aufweist, wobei die Gefahrensensoreinheit (14, 100) vorzugsweise eingerichtet ist, die Nutzungsart mithilfe des Beschleunigungssensors (120) zu bestimmen.
  10. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, als Gefahr einen Staub, insbesondere einen Alveolen-gängigen Staub, einen Silica-basierten und / oder einen Holz-basierten Staub, zu erfassen.
  11. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eingerichtet ist, als Gefahrenmesswert wenigstens eine Partikelkonzentration, eine Partikelgröße, eine Partikelverteilung oder eine chemische Partikelzusammensetzung zu ermitteln.
  12. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eine optische Sensoreinheit (118) zur Ermittlung des Gefahrenmesswerts aufweist.
  13. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) einen Positionsdetektor (124) zur Erfassung der Position der Gefahrensensoreinheit (14, 100), insbesondere ihrer Sensoreinheit (118), aufweist.
  14. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) eine Befestigungsvorrichtung (104) zur lösbaren Befestigung, insbesondere an einer Person, an einem Baugerät (20, 21) und / oder an einem Element der Baustelle, beispielsweise einer Wand oder einer Decke, aufweist.
  15. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) zumindest spritzwassergeschützt, vorzugsweise wasserfest, ist.
  16. Gefahrensensoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensensoreinheit (14, 100) mit einem Handschuh, insbesondere einem Bauhandschuh, bedienbar ist.
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