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DGUV Regel 109-002 - Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen
Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) Regel

(Ausgabe 01/2004; 04/2020)


Redaktioneller Hinweis: Berufsgenossenschaften sind gemäß § 210 SGB VII Behörden; ihre amtlichen Veröffentlichungen nach § 15 SGB VII unterliegen gemäß § 5 Abs. 2 UrhG keinem Urheberrechtsschutz.


DGUV Regeln stellen bereichs-, arbeitsverfahrens- oder arbeitsplatzbezogen Inhalte zusammen. Sie erläutern, mit welchen konkreten Präventionsmaßnahmen Pflichten zur Verhütung von Arbeitsunfällen, Berufskrankheiten und arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren erfüllt werden können.

DGUV Regeln zeigen zudem dort, wo es keine Arbeitsschutz- oder Unfallverhütungsvorschriften gibt, Wege auf, wie Arbeitsunfälle, Berufskrankheiten und arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren vermieden werden können. Darüber hinaus bündeln sie das Erfahrungswissen aus der Präventionsarbeit der Unfallversicherungsträger.

Aufgrund ihres besonderen Entstehungsverfahrens und ihrer inhaltlichen Ausrichtung auf konkrete betriebliche Abläufe oder Einsatzbereiche (Branchen-/Betriebsarten-/Bereichsorientierung) sind DGUV Regeln fachliche Empfehlungen zur Gewährleistung von Sicherheit und Gesundheit. Sie haben einen hohen Praxisbezug und Erkenntniswert, werden von den beteiligten Kreisen mehrheitlich für erforderlich gehalten und können deshalb als geeignete Richtschnur für das betriebliche Präventionshandeln herangezogen werden. Eine Vermutungswirkung entsteht bei DGUV Regeln nicht.

Vorbemerkung

DGUV Regeln richten sich in erster Linie an Unternehmerinnen und Unternehmer und geben ihnen eine Hilfestellung bei der Umsetzung ihrer Pflichten aus staatlichen Arbeitsschutzvorschriften oder Unfallverhütungsvorschriften. Sie zeigen Wege auf, wie Arbeitsunfälle, Berufskrankheiten und arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren vermieden werden können.

Unternehmerinnen und Unternehmer, die die in den DGUV Regeln enthaltenen Empfehlungen und beispielhaften Lösungsmöglichkeiten beachten, können davon ausgehen, dass die auf dieser Grundlage getroffenen Maßnahmen zur Verhütung von Arbeitsunfällen, Berufskrankheiten und arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren geeignet sind. Sind zur Konkretisierung staatlicher Arbeitsschutzvorschriften von den dafür eingerichteten Ausschüssen technische Regeln ermittelt worden, sind diese vorrangig zu beachten.

Diese DGUV Regel präzisiert die Forderungen der Gefahrstoffverordnung ( GefStoffV). Grundsätzlich kann sie auch zur Präzisierung der Forderungen der Biostoffverordnung ( BioStoffV) angewendet werden. Weitergehende spezielle Forderungen der Biostoffverordnung sind im staatlichen und DGUV-Regelwerk enthalten (siehe Literaturverzeichnis).

Forderungen zur Arbeitsplatzlüftung stehen auch

Diese DGUV Regel fasst die wichtigsten allgemeinen Forderungen zum Thema Arbeitsplatzlüftung zusammen und gibt darüber hinaus Unternehmerinnen und Unternehmern sowie verantwortlichen Personen Hinweise und Beispiele dazu, wie Anlagen zur Arbeitsplatzlüftung konzipiert, gebaut und betrieben werden können.

1 Anwendungsbereich

Diese DGUV Regel wird bei der Auswahl und dem Betrieb prozesslufttechnischer Anlagen zur Beseitigung von Stoff-, Wärme- und Feuchtelasten angewendet.

Sie beschreibt die Anforderungen an Absauganlagen und ergänzende Raumlüftungsmaßnahmen zur Minimierung der inhalativen Exposition und zur Vermeidung explosionsfähiger Atmosphären. Grundlage dafür sind die Forderungen der Gefahrstoffverordnung und ihrer Technischen Regeln ( TRGS) und grundsätzlich auch die Forderungen der GefStoffV und ihrer Technischen Regeln ( TRBA).

Diese DGUV Regel gilt nicht für Anlagen, die ausschließlich zur

Eine Verschlechterung der Raumluftqualität durch Personen kann zum Beispiel durch Körperausdünstungen, den Kohlendioxid(CO2)-Gehalt ausgeatmeter Luft oder Tabakrauch verursacht werden.

In diesen Fällen ist die Arbeitsstättenverordnung in Verbindung mit der technischen Regel für Arbeitsstätten ASR A3.6 "Lüftung" anzuwenden.

2 Ziele lufttechnischer Maßnahmen

An Arbeitsplätzen muss die Luft so beschaffen sein, dass

Eine Ausbreitung von Luftverunreinigungen auf andere Arbeitsbereiche soll vermieden werden.

3 Begriffsbestimmungen

Im Sinne dieser DGUV Regel werden folgende Begriffe festgelegt:

Abluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Absauganlagen/Absaugungen
sind lüftungstechnische Einrichtungen zur Erfassung, Weiterleitung und gegebenenfalls Abscheidung der bei Arbeitsprozessen freigesetzten Luftverunreinigungen.

Abscheider
werden eingesetzt, um Luftverunreinigungen aus der Luft zu entfernen. Man unterscheidet Einrichtungen zum Abscheiden von

Absorption
ist das Eindringen eines Gases in eine Flüssigkeit oder einen Festkörper.

Adsorption
ist die Anlagerung von Gasen an der Oberfläche eines Festkörpers.

Aerosole
sind heterogene Gemische aus Luft und luftgetragenen Partikeln (fest oder flüssig). Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Aerosole mit festen Partikeln als Rauche oder Stäube, Aerosole mit flüssigen Partikeln als Nebel bezeichnet.

Außenluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Erfassungseinrichtungen
sind lufttechnische Bauteile, die dazu dienen, luftfremde Stoffe ortsnah an der Austritts- oder Entstehungsstelle abzusaugen, so dass diese Verunreinigungen möglichst nicht in den Atembereich oder den Arbeitsbereich der Beschäftigten gelangen können.

Erfassungsluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Fortluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Freie Lüftung (auch als natürliche Lüftung bezeichnet)
erfolgt über Undichtigkeiten in der Gebäudehülle, über Fenster, Türen oder auch dafür vorgesehene Öffnungen und Schächte. Die Raumluft wird aufgrund von Druckunterschieden infolge von Wind- oder Temperaturdifferenzen gegen Außenluft ausgetauscht.

KMR-Stoffe
sind Stoffe, die

In dieser Regel werden ausschließlich KMR-Stoffe der Kategorien 1A und 1B behandelt.

Abb. 1 Darstellung der verschiedenen Luftarten


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Luftarten
Bei der Beschreibung von lufttechnischen Anlagen werden in der Folge die nachstehenden Bezeichnungen und Farben für die einzelnen Luftarten verwendet.

Luftfremder Stoff
ist ein unerwünschter, eventuell gesundheitsgefährdender Stoff in Form von Gas, Dampf, Staub, Nebel oder Rauch in der Luft. Bei luftfremden Stoffen kann es sich um Biostoffe im Sinne der Biostoffverordnung oder um Gefahrstoffe im Sinne der Gefahrstoffverordnung handeln.

Tabelle 1: Definition der verschiedenen Luftarten

Luftart

 Farbe Definition
Außenluft Grün Unbehandelte Luft, die von außen in die Anlage oder in eine Öffnung einströmt
Zuluft Blau Die gesamte dem Raum zuströmende Luft
Abluft Gelb Die aus dem Raum abgeführte Luft ohne die Erfassungsluft
Umluft Orange Die Abluft, die in einer Anlage zur Raumlüftung als Teil der Zuluft wiederverwendet wird
Fortluft Braun Die ins Freie abgeführte Luft
Erfassungsluft Gelb Luftstrom, der über die Erfassungseinrichtung abgeführt wird, um luftfremde Stoffe aus dem Arbeitsbereich zu entfernen

Dieser Luftstrom wird häufig auch als Rohluft bezeichnet.

Rohluft - Erfassungsluft vor dem Abscheider
Reinluft - Erfassungsluft nach dem Abscheider
Zurückgeführte Luft/ Rückluft Blau Erfassungsluft, die nach Behandlung (z.B. Reinigung, Trocknung) demselben Raum wieder zugeführt wird


Luftleitungen
haben innerhalb einer lufttechnischen Anlage die Aufgabe, Luft zu verteilen, zu sammeln und zu transportieren.

Prozesslufttechnische Anlage (PLT-Anlage)
beseitigt durch den Prozess freigesetzte Stoff- oder Energieströme (z.B. Absauganlagen für Gefahrstoffe), versorgt einen Fertigungsprozess mit der benötigten Luft (z.B. pneumatische Förderung, Verbrennungsluft für Öfen), oder stellt den für den Ablauf eines Prozesses notwendigen Luftzustand her (z.B. Reinraum, Kühlraum, Messraum).

Wird zum Ausgleich der Luftbilanz eine Anlage zum Nachführen der aus dem Raum abgesaugten Luftströme benötigt, ist auch diese Anlage Bestandteil der prozesslufttechnischen Anlage.

Im Gegensatz dazu versorgt eine Raumlufttechnische Anlage (RLT-Anlage) einen Raum mit der für den Menschen gesundheitlich zuträglichen und behaglichen Raumluftqualität und beseitigt die durch die menschliche Nutzung freigesetzten Stoff- und Energielasten (z.B. Ausgasungen aus Mobiliar, ausgeatmetes CO2, Sonneneinstrahlung und Radon aus dem Boden).

Reinluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Reinluftrückführung
ist die Rückführung der durch Absaugung erfassten und in Abscheidern gereinigten Luft ("Reinluft") in den Arbeitsbereich (siehe auch unter Begriff "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1).

Rohluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Umluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

Wärmerückgewinnungssystem
ist ein System, mit dem die Wärme aus der Abluft zurückgewonnen wird, wenn sie als Fortluft nach draußen geführt wird.

Zugluft
ist eine Luftbewegung, die vom Menschen als störend empfunden wird, weil sie zu einer lokalen Abkühlung, besonders an unbekleideten Körperflächen, führt. Zugluft kann sowohl durch freie Lüftung als auch durch PLT- oder RLT-Anlagen hervorgerufen werden.

Zuluft
siehe "Luftarten" Abbildung 1 und Tabelle 1.

4 Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen

Aus der Gefahrstoffverordnung, der Biostoffverordnung und der Betriebssicherheitsverordnung ergibt sich die Verpflichtung für Unternehmer und Unternehmerinnen, vor Aufnahme einer Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen und daraus Schutzmaßnahmen abzuleiten, umzusetzen und auf ihre Wirksamkeit zu prüfen.

4.1 Ermittlung der Gefährdungen

Wird die Luft am Arbeitsplatz durch Tätigkeiten mit Gefahrstoffen oder Biostoffen verunreinigt oder werden bei Tätigkeiten Gefahrstoffe oder Biostoffe freigesetzt, sind die damit verbundenen Gefährdungen zu ermitteln.
Folgendes muss ermittelt werden:

4.2 Beurteilung der Gefährdungen

Sind Gefährdungen durch Gefahrstoffe oder Biostoffe in der Luft am Arbeitsplatz festgestellt worden, muss die Exposition der Beschäftigten beurteilt werden. Danach ist zu bewerten, ob das bestehende Risiko akzeptabel ist oder ob weitere Maßnahmen notwendig sind.

Die Beurteilung der inhalativen Exposition erfolgt nach TRGS 402 und kann, je nach betroffenem Gefahrstoff, auf verschiedene Arten erfolgen:

Bei dem Befund "Schutzmaßnahmen ausreichend" nach TRGS 402 ist das Risiko akzeptabel. Zeigt der Befund jedoch, dass die Schutzmaßnahmen nicht ausreichen, müssen sie optimiert oder weitere Schutzmaßnahmen festgelegt werden.

Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung ist auch die Brand- und Explosionsgefahr zu beurteilen. Die Ermittlung der erforderlichen Brandschutzmaßnahmen kann nach TRGS 800 erfolgen. Das Vorliegen von Explosionsgefahren und die erforderlichen Maßnahmen sind zum Beispiel nach TRGS 720ff./TRBS 2152 zu beurteilen.

Die Maßnahmen sollen nach der von Arbeitsschutzgesetz und Gefahrstoffverordnung vorgegebenen Rangfolge gewählt werden (siehe Kapitel 4.3). In dieser DGUV Regel werden nur lufttechnische Maßnahmen betrachtet.

Lufttechnische Maßnahmen stellen unter Umständen neue Gefährdungen dar (z.B. Lärm, Brand- und Explosionsgefahr, Keimwachstum, Zugluft). Darum müssen diese Gefährdungen vor der Umsetzung lufttechnischer Maßnahmen zusätzlich beurteilt werden.

Tabelle 2: Beispiele für Luftverunreinigungen

Luftverunreinigung Material/Stoff Entstehung/Freisetzung
Stäube, Rauche (Aggregat- zustand fest) Metalle, Holz, Kunststoff, Getreide, Dünge- mittel, Mineralien, Pharmaprodukte... Schweißen, Schneiden, Löten, Sägen, Fräsen, Schleifen, Pulverbeschichten, Mischen, Fördern, Separieren...
Tröpfchen, Nebel (Aggregatzustand flüssig) Kühlschmierstoffe, Öle, Lacke... Drehen, Fräsen, Bohren, Spritzlackieren, Sprühen ...
Gase, Dämpfe (Aggregatzustand gasförmig) Lösemittel, Prozessgase, Kühlschmierstoffe, nitrose Gase... Verdünnen, Reinigen, Spritzgießen, Drehen, Fräsen, Schweißen, Schneiden, Löten..


4.3 Rangfolge der Schutzmaßnahmen

Nach Gefahrstoffverordnung oder Biostoffverordnung müssen Unternehmerinnen und Unternehmer Gefährdungen der Gesundheit und der Sicherheit der Beschäftigten bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen oder Biostoffen ausschließen. Ist das nicht möglich, müssen sie Schutzmaßnahmen treffen, die die Gefährdungen auf ein Minimum reduzieren.

Für die Auswahl von Schutzmaßnahmen ist die durch die Gefahrstoffverordnung § 7, Abs. (4) vorgegebene Rangfolge (STOP-Prinzip) zu beachten:

Substitution

Technische Maßnahmen

Organisatorische Maßnahmen

Persönliche Maßnahmen

Das Schutzziel soll durch Substitution, technische oder organisatorische Schutzmaßnahmen oder eine Kombination dieser Maßnahmen erreicht werden. Persönliche Schutzmaßnahmen sind bei Bedarf ergänzend zu verwenden.

Im Rahmen dieser DGUV Regel werden nachfolgend nur die lufttechnischen Schutzmaßnahmen betrachtet (siehe Kapitel 5).

In Tabelle 3 wird die Rangfolge der technischen Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von luftfremden Stoffen in der Atemluft am Arbeitsplatz dargestellt.

Vorrangig müssen Unternehmerinnen und Unternehmer die nach dem Stand der Technik am besten geeigneten Einrichtungen zur Arbeitsplatzlüftung auswählen und unter Beachtung der nachfolgenden Anforderungen ( Kapitel 5) auslegen, errichten, betreiben und auf ihre Wirksamkeit prüfen.

Tabelle 3: Rangfolge der Schutzmaßnahmen

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1 PSA: Persönliche Schutzausrüstung

5 Lufttechnische Maßnahmen

In Kapitel 4.3 wurde ausgeführt, wie lufttechnische Maßnahmen in die Rangfolge der Schutzmaßnahmen einzuordnen sind. Innerhalb der lufttechnischen Maßnahmen "Erfassen der Emissionen" (Kapitel 5.1) und "Austauschen von Raumluft" (Kapitel 5.2) wird zwischen verschiedenen Prinzipien unterschieden, bei deren Umsetzung auch eine Rangfolge zu beachten ist.

Die Gesamtheit der lufttechnischen Schutzmaßnahmen hinsichtlich Wirksamkeit und Kosten ist in Abbildung 2 dargestellt.

Die Abbildung zeigt eine grobe Bewertung der technischen Lüftungsarten in Bezug auf ihre Erfassungswirkung, den notwendigen Volumenstrom und die zu erwartenden Gesamtkosten der kontrollierten Luftführung.

Abb. 2 Beschreibung der Wirksamkeit der Lüftungsarten


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Tabelle 4: Bauarten von Erfassungseinrichtungen

Bauart Schema Wirkungsweise Beispiele
geschlossen

(z.B. Kapselung, Einhausung)

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Emissionsstelle vollständig eingehaust		 Die Erfassungseinrichtung umschließt die Emissionsstelle allseitig nahezu vollständig; die belastete Luft wird aus dem umschlossenen Raum abgesaugt; Luft strömt aus der Umgebung gezielt durch Öffnungen nach. Druck- und Lokalversion
halboffen

(z.B. Absaugstand, Abzugsschrank, Werkzeugeinkleidung)

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Emissionsstelle innerhalb der Erfassungseinrichtung		 Die Emissionsstelle liegt innerhalb der Erfassungseinrichtung, die abgesaugt wird; die Luft kann nur aus einer Richtung gezielt nachströmen (offene Seite).
offen

(z.B. Saugrohr, Saugrohr mit Flansch/ Düsenplatte, Absaugtrichter, Absaughaube, Badabsaugung)
Emissionsstelle außerhalb der Erfassungseinrichtung		 Die Emissionsstelle liegt außerhalb der Erfassungseinrichtung, die nachströmende Luft kommt aus verschiedenen Richtungen (undefinierte Nachströmung


5.1 Erfassung der Emissionen

Werden Luftverunreinigungen freigesetzt, müssen sie entsprechend dem Stand der Technik an ihrer Emissionsstelle vollständig erfasst und ohne Gefahr für Mensch und Umwelt fortgeleitet und beseitigt werden (siehe GefStoffV).

Folgende Bauarten von Erfassungseinrichtungen werden unterschieden:

In der angegebenen Reihenfolge nimmt die Störanfälligkeit der Erfassung gegenüber Querströmungen zu und folglich das Leistungsverhältnis aus Erfassungsgrad und Energieeinsatz ab. Daher sollte bei der Auswahl der Erfassungseinrichtung die genannte Rangfolge umgesetzt werden. Häufig ist eine Kombination verschiedener Erfassungseinrichtungen erforderlich.

Beispiel: Bei der Verwendung von handgeführten Schleifmaschinen ist das Schutzziel (Einhaltung des Gefahrstoffgrenzwerts) oftmals nur durch eine Kombination der Absaugung an der Maschine mit einer Absaugwand erreichbar

Erfassungsbereich von Erfassungseinrichtungen offener Bauart

Der Luftstrom, der durch ein Erfassungselement (z.B. Düsenplatte, Absaugtrichter, Absaughaube) gesaugt wird, erzeugt ein Saugfeld. Die Form und die Größe des Saugfelds, die wiederum vom Luftvolumenstrom abhängig sind, lassen sich durch Isotachen (Linien gleicher Luftgeschwindigkeit) beschreiben.

Abbildung 3 zeigt ein einfaches Saugrohr und ein Saugrohr mit Düsenplatte mit dem Durchmesser D und der Strömungsgeschwindigkeit v0 im Rohr. Zusätzlich ist noch das Saugfeld mit den Isotachen dargestellt (mit prozentualem Anteil von 50 %, 30 %, 15 % und 7,5 % der Strömungsgeschwindigkeit v0). Mit zunehmendem Abstand zur Rohröffnung reduziert sich die Strömungsgeschwindigkeit drastisch. Im Abstand D vor dem Saugrohr ist die Strömungsgeschwindigkeit auf nur noch 7,5 % von v0 gesunken.

Ein Flansch an der Öffnung des Saugrohrs erweitert das Saugfeld.

Um einen Gefahrstoff an der Emissionsstelle erfassen zu können, muss die Erfassungsgeschwindigkeit größer sein als die Eigengeschwindigkeit des freigesetzten Gefahrstoffs. Richtwerte für die Strömungsgeschwindigkeiten in Luftleitungen und Erfassungsgeschwindigkeiten werden in Tabelle 6 und Tabelle 7 aufgeführt.

Abb. 3 Vergleich der Saugfelder vor einem Saugrohr und vor einem Saugrohr mit Düsenplatte


5.2 Austauschen der Raumluft

Ist eine vollständige Erfassung nach Kapitel 5.1 - auch bei Einsatz sich ergänzender Erfassungseinrichtungen - nicht möglich, sind zusätzliche raumlufttechnische Maßnahmen zu treffen.

Eine Anlage zur Raumlüftung hat die Aufgabe, für eine definierte Luftdurchströmung des gesamten Raums oder des betroffenen Raumbereichs zu sorgen.

Die Art und Weise, wie die Luft den Raum durchströmt und die im Raum vorhandene Luft ersetzt, bestimmt die Wirksamkeit der Lüftung. Im Wesentlichen können folgende Arten der Luftführung unterschieden werden:

Folgende Prinzipien müssen bei der Planung von Anlagen zur Raumlüftung beachtet werden:

Zur Ermittlung der notwendigen Zu- und Abluftvolumenströme von Anlagen zur Raumlüftung muss eine genaue Analyse der Lasten (Stoffe, Wärme, Feuchte) erfolgen. Eine Hilfestellung bietet unter anderem die VDI Richtlinie 2262 Blatt 3.

5.2.1 Verdrängungsströmung

Durch die möglichst gleichmäßige Zufuhr der Zuluft über eine große Fläche werden die Emissionen aus dem Raum verdrängt. Verdrängungslüftung ist aufgrund des hohen erforderlichen Luftvolumenstroms nur bei sehr hohen Anforderungen an die Luftqualität oder bei hohen Gefahrstofflasten zweckmäßig (z.B. Lackierkabinen).
Die Zu- und Abluft im Raum soll so geführt werden, dass gefahrstoffhaltige Luft nicht in den Atembereich von Beschäftigten gelangt. Die Luftführung kann sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Die Eigenbewegung (Thermik, Eigenimpuls) der Stoffe soll dabei genutzt werden.

5.2.2 Schichtströmung

Sind in einem Raum Wärmequellen vorhanden (z.B. Öfen, Maschinen, warme Produkte, viele Menschen) werden mit dem dabei entstehenden Thermikstrom Stoff- und Wärmelasten nach oben transportiert, wo sie dann abgeführt werden sollen. Bei der Schichtströmung wird der durch Thermik aufsteigende Luftstrom durch unbelastete Zuluft im Bodenbereich ersetzt. Dadurch wird ein Rückströmen belasteter Luft aus dem Deckenbereich verhindert. So entsteht im Arbeitsbereich eine weitgehend unbelastete Luftschicht.

Abb. 4 Verdrängungsströmung am Beispiel einer Lackierkabine mit vertikaler Luftführung


Abb. 5 Prinzip Schichtströmung


Abb. 6 Prinzip Mischströmung


Abb. 7 Prinzip der freien Lüftung mit Darstellung der Druckunterschiede im Innenraum


5.2.3 Mischströmung

Zuluft wird mit großem Impuls in den Raum eingebracht und vermischt sich mit der belasteten Raumluft. Auf diese Weise wird eine Verdünnung der Konzentration der Luftverunreinigungen in der Raumluft erreicht.

Die Mischströmung ist nicht geeignet für Hallen mit hohen Wärmelasten und ist auch nicht geeignet zur gerichteten Abführung von Stofflasten.

5.2.4 Freie Lüftung

Freie Lüftung ist der Luftaustausch von Raumluft gegen Außenluft durch Druckunterschiede (Δp) infolge von Wind oder Temperaturdifferenzen mit Hilfe von Zu- und Abluftöffnungen im Raum.

Die Lage des neutralen Bereichs wird durch die thermische Last und die Druckverhältnisse innerhalb und außerhalb des Gebäudes bestimmt. Im neutralen Bereich ist der Innendruck gleich dem Außendruck. Eine Anordnung von Lüftungsöffnungen in diesem Bereich hätte zur Folge, dass kein Luftaustausch stattfindet.

Der durch freie Lüftung erreichbare Luftaustausch ist abhängig von Faktoren wie Dichtigkeit des Gebäudes, der Fenster, Türen und Tore und ihrer Nutzung, von Wind und Wetter und von inneren thermischen Lasten. Der Luftaustausch schwankt stark und ist schwer beeinflussbar. Die freie Lüftung ist damit zum Beseitigen von Gefahrstoffen oft nicht geeignet.

6 Komponenten für lufttechnische Maßnahmen

6.1 Anforderungen an die Erfassung

Mit der Auswahl der für den Prozess am besten geeigneten Erfassungseinrichtung kann der Luftvolumenstrom der Erfassungsluft auf ein Minimum begrenzt werden. Wichtig sind Kenntnisse über die physikalischen Eigenschaften der freigesetzten oder entstehenden Gefahrstoffe (z.B.: Warme Schweißrauche steigen in Raumluft auf, Lösemitteldämpfe können bei Raumtemperatur wegen höherer spezifischer Dichte als die Raumluft nach unten sinken.). Erfassungseinrichtungen sollten so gestaltet werden, dass die erzeugte Strömungsrichtung der Luft die Bewegungsrichtung der entstehenden Emissionen unterstützt und ihr nicht entgegenwirkt.

Bei stark impulsbehafteten Emissionen muss zunächst der Impuls mit geeigneten Einrichtungen (Prallbleche, Hauben als Puffer, Umlenkungen oder Wirbelhauben) vermindert werden, um die Emissionen dann mit einer Luftströmung erfassen zu können.

Für die Auswahl von Erfassungseinrichtungen gibt es folgende allgemeine Anforderungen:

Tabelle 5: Reichweiten von Saugfeldern verschiedener Erfassungseinrichtungen

Erfassungseinrichtung Ausführungsbeispiel Saugreichweite bei 1200 m3/h (v = 0,3 m/s)1) Luftstrom der Erfassungsluft bei v = 0,4 m/s und einer Saugreichweite von 300 mm

(v = 0,5 m/s)2)

Saugrohr

Ø150 mm ohne Flansch

 nicht dargestellt *) ca. 290 mm ca. 220 mm ca. 1700 m3/h
Saugrohr

Ø150 mm mit Trichter

0.300 mm

 nicht dargestellt *) ca. 300 mm ca. 240 mm ca. 1600 m3/h
Saugrohr

Ø150 mm mit

Düsenplatte

400 mm x 400 mm

 nicht dargestellt *) ca. 340 mm ca. 260 mm ca. 1200 m3/h
v = Erfassungsgeschwindigkeit
1) Mittelwerte aus 30 Messpunkten in 2 um 90° versetzten Achsen
2) Mittelwerte aus 26 Messpunkten in 2 um 90° versetzten Achsen


Erfassungseinrichtungen müssen den brandschutztechnischen Anforderungen genügen. Sie sind so zu gestalten, dass sich brennbare oder ölnebelhaltige Stäube in ihnen nicht ablagern und Glutnester bilden können bzw. derartige Ablagerungen leicht entfernt werden können (z. B durch einen Vorabscheider).

Die Düsenplatte hat deutliche Vorteile wegen eines größeren Erfassungsbereichs und einer geringeren Empfindlichkeit gegen Querströmungen.

Für die flächige Absaugung von zum Beispiel Industriebädern können nebeneinander angeordnete Düsenplatten verwendet werden. Sie erfordern gegenüber einer konventionellen Schlitzabsaugung deutlich geringere Erfassungsluftströme. Ein Beispiel für die Anwendung einer Mehrfachdüsenplatte anstelle einer Schlitzabsaugung stellt die Randabsaugung eines Industriebads dar (siehe Abbildung 8).

Eine Wirbelhaube (siehe Abbildung 9) besteht prinzipiell aus zwei gegenüberliegenden, runden Düsenplatten, die über ein Leitblech miteinander verbunden sind. Wirbelhauben dienen zum Beispiel der Erfassung von Schleifstäuben.

Abb. 8 Randabsaugung bei Bädern mit aufsteigenden Dämpfen


Abb. 9 Wirbelhaube


Vorteilhaft ist ihr Einsatz bei Tätigkeiten mit impulsbehafteten Emissionen im Bereich eines Arbeitstischs, zum Beispiel beim Gussputzen. Wirksam ist die Erfassung hier jedoch nur bei einer Freisetzung der Emissionen in Richtung der Wirbelhaube!

Durch Anwendung von Hilfsmitteln wie Drehtellern beim Schleifen zur strömungstechnisch und ergonomisch günstigeren Positionierung der Bauteile kann die Emissionsfreisetzung in Richtung Wirbelhaube optimiert werden.

Für die strömungstechnische Gestaltung und Dimensionierung von Wirbelhauben sind Kenntnisse über die abzusaugenden Emissionen und ihre Ausbreitung erforderlich. Wirbelhauben zeichnen sich dadurch aus, dass ein Saugfeld nahezu gleichmäßig über die gesamte Breite der Haube erzeugt wird (durch beidseitige Absaugstutzen). Durch die Ausbildung eines Strömungswirbels (Wirbelsenke) innerhalb der Haube entstehen sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten in den Randzonen des Strömungswirbels, die den Erfassungsgrad erhöhen.

Tabelle 6: Richtwerte für die Erfassungsgeschwindigkeit für verschiedene Anwendungsfälle in Anlehnung an VDI 2262-4 und BGIA-Report 5/2005 "Lufttechnik in Industriehallen"

Anwendungsfall oder abzusaugende Gefahrstoffe Mindest-Erfassungsgeschwindigkeit [m/s]
Partikel, Rauche, Gase, Dämpfe mit geringer Eigengeschwindigkeit (unbeheizte Bäder, Tanks) 0,25-0,4
Lötrauch, Schweißrauch 0,3-0,5
Gase, Dämpfe mit unterstützender Eigenbewegung (z.B. über erwärmten Industriebädern mit Randabsaugung - Thermik) 0,3-0,5
Stäube 0,4-0,8
Pulverbeschichten, Spritzlackieren 0,3-0,5
Sackabfüllung von staubenden Schüttgütern 0,5-1
Mittlere Eigengeschwindigkeit (z.B. starke thermische Konvektion), gleichgerichtet mit austretendem Partikelstrom 0,5-1
Metallspritzen (gleichgerichtet mit austretendem Partikelstrom) 0,75-1,0
Metallrauch, Gase in Gießerei 0,75-1,0
Metallrauch beim Brennschneiden/Plasmaschneiden (Absaugung gleichgerichtet nach unten) 1,0-1,4
Gase, Dämpfe mit entgegengesetzter Eigenbewegung (z.B. Schweißtische oder Formkastenentleerung in Gießerei mit Absaugung nach unten) 1,0-3,5
Strahlarbeiten im Raum 0,3-6,5


Bei offenen Erfassungseinrichtungen sind, je nach Anwendungsfall und abzusaugenden Gefahrstoffen, für die Erfassung im Saugfeld die in Tabelle 6 angegebenen Mindest-Erfassungsgeschwindigkeiten erforderlich.

An der Emissionsstelle der Gefahrstoffe sind mindestens diese Erfassungsgeschwindigkeiten zu gewährleisten, damit die Absauganlage überhaupt wirksam werden kann.

Die Wirkung von Erfassungseinrichtungen kann durch den Einsatz von gezielten Induktionsstrahlen (Blasstrahlen zur Luftführung) verbessert werden. Der damit direkt in die Erfassungseinrichtung eingebrachte Luftstrom sollte aber einen Betrag von 20 % des gesamten Erfassungsluftstroms nicht überschreiten. Der direkt eingebrachte Luftstrom ist zusätzlich über die Abluft abzuführen.

Absauganlagen
Für Tätigkeiten, die regelmäßig am gleichen Ort durchgeführt werden, sollten ortsfeste Absauganlagen eingesetzt werden. Diese Anlagen bieten weitergehende Möglichkeiten für Luftführung und Wärmerückgewinnung.

Bei wechselnden Arbeitsbereichen können mobile Absauganlagen eingesetzt werden.

Entstauber für den ortsveränderlichen Betrieb (EOB) dienen vorrangig zum Absaugen von luftgetragenen Stäuben, die zum Beispiel bei der Materialbearbeitung oder -verarbeitung (z.B. an Maschinen und handgeführten Geräten) anfallen. Einige EOB sind auch zum Aufsaugen von abgelagertem Staub geeignet.

Industriestaubsauger dienen ausschließlich zum Aufsaugen von abgelagertem Staub. Sie dürfen nicht als EOB eingesetzt werden.

Mobile Absauganlagen und Industriestaubsauger werden mit Luftrückführung betrieben. Daher sind hier die besonderen Anforderungen zur Luftrückführung zu beachten (siehe Kapitel 7).

6.2 Luftdurchlässe für Zuluft und Abluft

Luftdurchlässe für die Zuluft dienen dazu, den Zuluftstrom im Raum oder in Raumbereichen so zu verteilen, dass die angestrebte Raumluftströmung entsteht. Das Einbringen der Zuluft hat einen entscheidenden Einfluss auf die sich ausbildende Raumluftströmung.

Luftdurchlässe müssen der geplanten Luftführung und ihren Kenndaten entsprechend ausgewählt und betrieben werden, um die gewünschte Luftströmung zu erreichen.

Die Luft soll möglichst frei von Zugluft eingebracht werden. Davon kann abgewichen werden, wenn zum Erreichen des Schutzziels höhere Erfassungsgeschwindigkeiten erforderlich sind (z.B. Handlackierkabinen beim Spritzlackieren).

Luftdurchlässe sind so zu gestalten oder auszuwählen, dass durch Zuluft keine neuen Gefährdungen auftreten (z.B. Aufwirbeln von Staub, Einblasen verunreinigter Luft aus belasteten Bereichen). Eine Störung der Erfassung durch Querströmungen soll vermieden werden.

Luftdurchlässe für Abluft dienen zur Abführung der Luft aus Arbeitsräumen. Sie werden entsprechend der geplanten Luftführung ausgewählt und platziert.

Bei Luftdurchlässen ist auf gute Zugänglichkeit und Möglichkeit zur Reinigung zu achten.

6.3 Luftleitungen

6.3.1 Anforderungen an Luftleitungen

Innerhalb einer lufttechnischen Anlage haben Luftleitungen die Aufgabe, Luft zu transportieren, zu verteilen oder zu sammeln. Sie sind dabei - je nach Anwendung - unterschiedlichen Belastungen durch Gase (z.B. Korrosion), Dämpfe oder Stäube (z.B. Abrasion), Über- oder Unterdruck oder hohe/niedrige Temperaturen (z.B. Funken) ausgesetzt.

Eine sorgfältige Werkstoffauswahl und Dimensionierung ist daher für einen störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb unerlässlich.

Luftleitungen müssen folgende Anforderungen erfüllen:

6.3.2 Dimensionierung der Leitungsquerschnitte

Die entscheidende Auslegungsgröße für einen wirtschaftlichen und störungsfreien Betrieb ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Luftleitungen. Die Dimensionierung der Leitungsquerschnitte stellt jedoch immer einen Kompromiss dar, denn große Leitungsquerschnitte und damit einhergehend niedrige Strömungsgeschwindigkeiten senken zwar den Druckverlust und den Schallpegel, erhöhen aber den Platzbedarf und die Gefahr von Ablagerungen.

In der Praxis haben sich folgende Strömungsgeschwindigkeiten in Luftleitungen bewährt:

Tabelle 7: Empfehlungen für Strömungsgeschwindigkeiten in Luftleitungen zur Vermeidung von Ablagerungen

Bereich Strömungsgeschwindigkeiten [m/s]
Komfortbereich, Zu- und Abluft, Reinluft 4 bis 7
Zuluft in Gewerbe/Industrie und Abluft mit leichten Verunreinigungen 5 bis12
Abluft mit geringer Partikelbeladung (z.B. Schweißrauch), leichte Stäube 12 bis 15
Kühlschmierstoffe 12 bis 16
Abluft mit hoher Partikelbeladung (Entstaubung) oder schwere Partikel (Späne) 18 bis 24


6.4 Abscheider

Abscheider werden eingesetzt, um Luftverunreinigungen aus Abluft, Umluft oder Zuluft zu entfernen. Man unterscheidet Einrichtungen zum Abscheiden von

Bei gleichzeitigem Vorhandensein von partikel- und gasförmigen Luftverunreinigungen ist es üblich, zunächst die partikelförmigen Stoffe und anschließend die gasförmigen Stoffe aus dem Luftstrom abzutrennen.

Die Auswahl geeigneter Abscheider ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Diese DGUV Regel kann nur einen groben Überblick über die Bandbreite der Abscheider geben. Sowohl Kenntnisse über die Zustandsformen der freigesetzten Luftverunreinigungen als auch Kenntnisse über die Wirkungsweise, Eignung und Einsatzbereiche des Abscheiders sind hierfür zwingend erforderlich. Anforderungen an die Abscheider sind in den Kapiteln 7 "Reinluftrückführung und Umluft" und 10.3 "Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen bei brennbaren Luftverunreinigungen/Abscheider" beschrieben.

Beim Betrieb der Abscheider ist auf die Einhaltung des Betriebsbereichs zu achten. Der Abscheidegrad ist von verschiedenen Parametern abhängig (Volumenstrom, Partikelkonzentration, Anströmgeschwindigkeit, Temperatur-/Feuchtebereiche, Partikelgrößenverteilung, Aufbau und Art des Filtermediums, etc.).

Abscheider sollten auf der Saugseite des Gebläses eingesetzt werden. Damit werden Emissionen zwischen Gebläse und Abscheider auch bei Auftreten von Undichtigkeiten vermieden. Gleichzeitig wird der Ventilator vor Verschmutzung und Abrasion geschützt.

6.4.1 Partikelabscheider

Partikelabscheider werden gemäß der Art ihrer Abscheidung unterschieden in:

6.4.1.1 Massenkraftabscheider

Massenkraftabscheider nutzen die physikalische Wirkung der Massenkraft (z.B. Schwerkraft, Trägheitskraft, Zentrifugalkraft). Sie trennen die Staubpartikel vom Trägergas aufgrund ihrer unterschiedlichen Wirkung auf Partikel und Gas.

Folgende Abscheideprinzipien und Bauformen werden eingesetzt:

Massenkraftabscheider sind wegen der starken Abhängigkeit des Abscheidegrads von der Partikelgröße oder -masse vorwiegend für grobe Partikel oder als Vorabscheider für filternde Abscheider geeignet.

Massenkraftabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3676 näher beschrieben.

6.4.1.2 Filternde Abscheider

Bei filternden Abscheidern wird die aerosolhaltige/staubhaltige Luft durch ein Filtermedium (z.B. Papier, Gewebe, Vlies, Nadelfilz, Membran, Sinterkunststoffe, Sintermetallfilter) geleitet. Je nach der Wirkungsweise lassen sich filternde Abscheider in zwei Hauptgruppen einteilen:

Staubsammelbehälter, die bei Abscheidern mit abreinigbaren Filtern zum Einsatz kommen, sollten eine kontaminationsarme Staubentnahme zulassen (z.B. durch verschließbare Behälter).

Filternde Abscheider sind in der VDI-Richtlinie 3677 nähe beschrieben.

6.4.1.3 Elektrostatische Abscheider

In elektrostatischen Abscheidern werden die in der Abluft enthaltenen Aerosole elektrisch aufgeladen und an Niederschlagselektroden abgeschieden.

Es wird zwischen Röhren- und Plattenelektrofiltern unterschieden.

Röhrenelektrofilter werden ausschließlich für die Nassentstaubung, Plattenelektrofilter insbesondere zur Trockenentstaubung eingesetzt.

Elektrostatische Abscheider arbeiten mit geringen Druckverlusten und sind auch bei höheren Temperaturen geeignet. Der Abscheidegrad nimmt mit zunehmender Verschmutzung und höherer Strömungsgeschwindigkeit ab.

Elektrostatische Abscheider sind in der VDI-Richtlinie 3678 näher beschrieben.

6.4.1.4 Nassabscheider

In Nassabscheidern werden Aerosole von einer Flüssigkeit - in der Regel Wasser - benetzt und aufgenommen. Form und Oberfläche der Aerosole beeinflussen die Benetzbarkeit stark. Die anschließende Trennung des Reingases von der Flüssigkeit erfolgt durch einfache Umlenkung der Gasströmung oder in nachgeschalteten Prall- oder Zentrifugalabscheidern.

Nassabscheider werden nach den konstruktiven Merkmalen und nach den Arten der Flüssigkeitszugabe unterschieden in:

Nassabscheider sind in der Regel nicht geeignet, einen hohen Abscheidegrad bei Feinstäuben sicherzustellen.

Nassabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3679 näher beschrieben.

6.4.2 Gasabscheider

Zur Abscheidung von gas- oder dampfförmigen Luftverunreinigungen werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabenstellung und Anwendungsmöglichkeit folgende verfahrenstechnische Prinzipien eingesetzt.

6.5 Ventilatoren

Die Aufgabe von Ventilatoren ist es, den für den Lufttransport erforderlichen Volumenstrom und die Druckdifferenz zu erzeugen.

Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Bauarten, den Axial- und den Radialventilator. Gebläse mit großer Druckerhöhung und kleinen Luftmengen, die zum Beispiel für zentrale Staubsauganlagen verwendet werden, können weder mit einem Radial- noch mit einem Axialventilator bedient werden. In diesem Fall sind zum Beispiel Turbinen, Seitenkanalgebläse oder Drehkolbengebläse zu verwenden.

Ventilatoren müssen so dimensioniert sein, dass der erforderliche Luftvolumenstrom bei gegebenem Druckverlust der gesamten Anlage sichergestellt ist (vergleiche Abbildung 11).

Die Druckverluste der Anlage werden im Wesentlichen von den Strömungswiderständen der Anlagenteile, wie Luftleitungen, Krümmern, Drosseleinrichtungen und Abscheidern, bestimmt.

Abb. 10 Bauarten von Ventilatoren


Die Auswahl des Ventilators kann nur nach der Berechnung der Gesamtdruckverluste der Anlage (u. a. Berechnung des Luftleitungsnetzes) erfolgen.

Für die Auswahl eines geeigneten Ventilators ist daher die Kenntnis der Ventilatorkennlinie und der Anlagenkennlinie (Summe aller Druckverluste bzw. Widerstände der gesamten Anlage) erforderlich.

Häufig werden die maximale Ventilatordruckerhöhung und der maximale Luftvolumenstrom (Punkte und in Abbildung 11) in der Dokumentation einer lufttechnischen Anlage angegeben.

Der tatsächliche Luftvolumenstrom ergibt sich jedoch aus dem Schnittpunkt der Ventilatorkennlinie mit der Anlagenkennlinie.

Maximale Druckerhöhung: die maximal vom Ventilator erzeugbare Druckdifferenz

Maximaler Volumenstrom des Ventilators im frei ansaugenden und ausblasenden Betrieb

Betriebspunkt des Ventilators beim Betrieb in einer Anlage

Änderung des Betriebspunkts von 3a durch zusätzliche Druckverluste, z.B. durch:

Die Erfassungsluft und die darin enthaltenen luftfremden Stoffe (Gase, flüssige/feste Partikel) sowie weitere äußere Rahmenbedingungen wie Lärmschutz, Reparaturen und Wartungserfordernisse oder für die Zukunft geplante Anlagenerweiterungen geben die Rahmenbedingungen für die sachgerechte Auswahl des Ventilators vor.

Die Antriebe von Ventilatoren müssen in der elektrischen Schutzart ausgeführt werden, die den Umgebungsbedingungen entspricht.

Ventilatoren müssen den zu erwartenden Beanspruchungen standhalten (Details zum Explosionsschutz siehe Kapitel 10.4).

Bei der Anordnung der Ventilatoren und ihrer Anbauteile ist zu berücksichtigen, dass

Abb. 11 Grundlagen zu Ventilator- und Anlagenkennlinien


6.6 Steuerung, Verriegelung und Warneinrichtungen

Die Steuerung dient zur Überwachung lufttechnischer Anlagen (Raumlufttechnischer (RLT)- sowie Prozesslufttechnischer (PLT)-Anlagen), zur Erfassung von Betriebsparametern und, wenn vorhanden, zur Anwahl verschiedener Betriebsarten.

Verriegelungen dienen zur Abschaltung von Anlagen bei Ausfall der PLT-Anlage, wenn durch deren Ausfall Gefahren entstehen können.

Eine lufttechnische Anlage, die für den sicheren Betrieb von Geräten, Anlagen oder Prozessen erforderlich ist, muss jederzeit funktionsfähig sein. Bei Ausfall oder Störung der lufttechnischen Anlage muss die Steuerung über eine Verriegelung oder mindestens über eine Warneinrichtung verfügen.

Unternehmerinnen und Unternehmer müssen im Rahmen ihrer Gefährdungsbeurteilung Art und Wirkungsweise der Verriegelung oder Warneinrichtung festlegen (siehe Kapitel 11.2).

  1. Störungen müssen durch selbsttätig wirkende Warneinrichtungen angezeigt werden. Störungen sind z.B.
  2. Bei Störungen, die zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können, muss das Ausmaß der Gesundheitsgefährdung beurteilt werden (z.B. Ermittlung der maximal möglichen Konzentrationen durch Berechnung, Konsultation von Datenbanken, Beratung durch die Anlagenherstellfirma). Auf Basis dieser Beurteilung müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden. Solche Maßnahmen können sein:
  3. Ein Warnsignal muss unter Berücksichtigung der betrieblichen Gegebenheiten deutlich wahrgenommen werden können. Die Warnung kann optisch oder akustisch erfolgen. Informationen zu optischen und akustischen Gefahrensignalen enthalten DIN EN 842 und DIN 33404-3.
  4. Ist damit zu rechnen, dass durch den Arbeitsprozess oder nach Ablauf des Arbeitsprozesses am Arbeitsplatz Luftverunreinigungen in gefährlicher Konzentration auftreten, müssen Anlagen zur maschinellen Lüftung (z.B. Absauganlagen an Fertigungsprozessen, Raumlüftung) mit den verursachenden kraftbetriebenen Arbeitsmitteln verriegelt sein. Gegebenenfalls müssen die Anlagen mit Vor oder Nachlaufzeit betrieben werden können. Die Dauer der Vor- und Nachlaufzeit richtet sich nach Art und Menge der vorhandenen oder noch entstehenden Luftverunreinigungen.
    Verriegelungen sind zum Beispiel erforderlich:
  5. Dient die Steuerung zur Überwachung von Absauganlagen, die zur Vermeidung explosionsfähiger Atmosphäre eingesetzt werden, müssen die Anforderungen der TRGS 725 berücksichtigt werden.

6.7 Lärmminderung

Luftströmungen in den Abscheidern und Luftleitungen verursachen besonders durch Umlenkungen, Querschnittsverengungen, Drosseleinrichtungen oder Gitter Geräusche, die je nach Umgebungsbedingungen als störend empfunden werden können. Auch Ventilatoren können durch Schwingungsübertragung Lärm verursachen. Zusätzlich kann durch den Betrieb der Abreinigung Lärm entstehen.

Die EG-Maschinenrichtlinie verpflichtet die Herstellfirmen von Ventilatoren anzugeben, wie viel Lärm sie emittieren. Der tatsächlich auftretende Lärm hängt aber entscheidend davon ab, wie der Ventilator in die Anlage eingebaut wird und wie die Luftleitungen verlegt werden.

Die Lärmentwicklung bei der Abreinigung muss in der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden.

Zur Minderung des Lärms, der von lufttechnischen Anlagen verursacht wird, sind folgende Regeln einzuhalten:

Diese grundsätzlichen Regeln zur Lärmminderung reichen dennoch oft nicht aus. Der Lärm im Gebäude ist zu begrenzen, weshalb häufig die eigentliche Absauganlage mit Abscheidern außerhalb von Gebäuden aufgestellt wird. Aber auch außerhalb des Gebäudes muss der Lärm begrenzt werden.

Deshalb muss der Schall häufig durch den Einbau von Schall- und Schwingungsdämpfern reduziert werden. Für die korrekte Dimensionierung eines Schalldämpfers ist zusätzlich zum Summenschallpegel eine Frequenzanalyse hilfreich. Meist kommen in Luftleitungen Absorptionsschalldämpfer zum Einsatz, deren Wirkung durch den Einbau poröser Stoffe (z.B. Glaswolle, Mineralwolle, Stahlwolle) erzielt wird, die den Schall absorbieren können.

Neben der richtigen Dimensionierung von Schalldämpfern müssen bei der Schalldämpferauswahl noch folgende Anforderungen beachtet werden:

Weitergehende Informationen enthält die VDI-Richtlinie 2081 Blatt 1.

7 Reinluftrückführung und Umluft

Die in diesem Kapitel aufgeführten Regelungen betreffen nur Stoffe, die nach GefStoffV zu beurteilen sind. Stoffe, die in den Anwendungsbereich der BioStoffV fallen (z.B. flüssige Bioaerosole, Endotoxine, etc.), werden hier nicht behandelt.

Wird die abgesaugte Luft ins Freie geführt, sind die Vorschriften des Bundesimmissionsschutzgesetzes ( BImSchG, TA-Luft) zu berücksichtigen.

Wird die erfasste Luft einer Absauganlage durch einen Abscheider gereinigt und anschließend ganz oder teilweise in den Arbeitsraum zurückgeführt, spricht man von Reinluftrückführung.

Wird die aus dem Raum abgeführte Luft aus einer Anlage zur Raumlüftung in den Arbeitsraum zurückgeführt, spricht man von Umluft. Eine Rückführung der Abluft ohne den Einsatz eines Abscheiders ist nur zulässig, wenn die Abluft keine Stoffe in gesundheitsgefährdender Konzentration enthält.

Die abgesaugte Luft einer Absauganlage oder die angesaugte Luft einer Raumlüftung wird Abscheidern zugeführt, wobei die Abscheidewirkung unter anderem vom Aggregatzustand der abzuscheidenden Stoffe abhängig ist.

Hinweis: Bei der Abscheidung muss berücksichtigt werden, ob die Emissionen zum Beispiel gas- oder partikelförmig vorliegen. Filternde Abscheider sind zum Beispiel zur Abscheidung von gasförmigen Stoffen nicht geeignet.

Entsprechend der GefStoffV ist die Reinluftrückführung bei KMR-Stoffen (1A und 1B) grundsätzlich verboten. Ausnahmen hiervon sind möglich.

Nach § 7 Abs. 4 der GefStoffV müssen Unternehmerinnen und Unternehmer Gefährdungen der Gesundheit und der Sicherheit der Beschäftigten bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen ausschließen. Ist das nicht möglich, sind die Gefährdungen auf ein Minimum zu reduzieren.

Nach TRGS 400 Nr. 6.7 Abs. (5) ist dieses Minimierungsgebot unter anderem erfüllt, wenn die einschlägigen Beurteilungsmaßstäbe (AGW, AK, ...) dauerhaft unterschritten sind und nach TRGS 402 ein Befund "Schutzmaßnahmen ausreichend" für Nicht-KMR-Stoffe oder "Akzeptanzkonzentration eingehalten" für KMR-Stoffe erteilt werden kann.

Ein Befund "Schutzmaßnahmen ausreichend" kann erteilt werden, wenn der Grenzwert eingehalten ist und zum Beispiel

Ein Befund "Akzeptanzkonzentration eingehalten" gilt, wenn

In der Dokumentation des Befunds ist zu begründen, wie auch künftig die Akzeptanzkonzentration eingehalten wird

Verschiedene stoffspezifische TRGS regeln die Ausnahmebedingungen für die Reinluftrückführung.

7.1 Reinluftrückführung und Umluftbetrieb bei Nicht-KMR-Stoffen

Im Arbeitsbereich muss die Einhaltung der AGW nach GefStoffV sichergestellt oder die Exposition der Beschäftigten entsprechend dem Stand der Technik minimiert werden. Damit durch die Reinluftrückführung oder den Umluftbetrieb die Konzentration der Gefahrstoffe im Arbeitsbereich nicht wesentlich erhöht wird, soll die Konzentration des Gefahrstoffs in der rückgeführten Luft oder der Umluft 1/5 des entsprechenden AGW nicht übersteigen.

In einigen Fällen, zum Beispiel bei gas- oder dampfförmigen Gefahrstoffen (Kühlschmierstoffdämpfe, Spritzlackieren), können die AGW nicht sicher eingehalten werden. Hier muss die Luftqualität am Arbeitsplatz durch Fortluftbetrieb oder zusätzliche Lüftungsmaßnahmen sichergestellt werden.

7.2 Reinluftrückführung und Umluft bei KMR-Stoffen

Werden KMR-Stoffe im Arbeitsbereich freigesetzt, ist die Rückführung der gereinigten Luft in den Arbeitsbereich grundsätzlich verboten.

7.2.1 Luftrückführung bei Absauganlagen (mit KMR-Stoffen)

Liegen die Emissionen als feste Partikel (Stäube, Rauche) vor, darf die Luft von Absauganlagen bei Anwendung behördlich oder durch die Träger der gesetzlichen Unfallversicherung anerkannter Verfahren in den Arbeitsraum zurückgeführt werden. Die Unverhältnismäßigkeit der Fortluftführung ist in diesem Fall schlüssig zu begründen und in der Gefährdungsbeurteilung festzuhalten.

Für verschiedene Stoffe existieren stoffspezifische Anforderungen in technischen Regeln, die Reinluftrückführung unter Einhaltung bestimmter Bedingungen zulassen:

Für nicht aufgeführte Stoffe existieren zurzeit keine anerkannten Abscheideverfahren nach § 10 GefStoffV.

Die Anerkennung eines Abscheideverfahrens erfolgt auf der Basis von Geräteprüfungen (Abscheider mit eingebauten Filterelementen). Eine Filterprüfung (Prüfung des Filtermaterials und des kompletten Filterelements) alleine reicht nicht zur Anerkennung.

7.2.2 Umluft bei prozesslufttechnischen Anlagen zur Raumlüftung (mit KMR-Stoffen)

Werden zur Minimierung der Gefahrstoffbelastung Absauganlagen zur Erfassung der Stoffe an der Freisetzungs- oder Entstehungsstelle nach dem Stand der Technik eingesetzt, dienen Anlagen zur Raumlüftung nur als Zusatzmaßnahmen zum Abführen von Restmengen. In diesem Fall darf eine solche Anlage zur Raumlüftung auch mit Umluft betrieben werden. Die Gefahrstoffkonzentration in der Umluft darf dann 1/10 der Akzeptanzkonzentration oder des Beurteilungsmaßstabs des Gefahrstoffs nicht überschreiten. Der Nachweis kann messtechnisch oder rechnerisch erfolgen.

Wird keine Erfassung der Gefahrstoffe an der Entstehungsstelle durchgeführt und ist die Anlage zur Raumlüftung somit die einzige Maßnahme zur Minimierung der Gefahrstoffbelastung, ist ein Umluftbetrieb nicht zulässig.

8 Luftbilanzierung

Eine Bilanzierung der Luftströme ist zu erstellen. Die Bilanz besteht aus der Summe der Luftströme, die dem Raum zugeführt werden (Zuluft von außen) abzüglich der Summe der Luftströme, die aus dem Raum abgeführt werden (Abluft nach außen).

Wenn die Summe der Zuluftströme von der Summe der Abluftströme abweicht, ergibt sich im Raum ein Über- oder Unterdruck. In der Regel ist das Ziel eine druckneutrale Auslegung der Anlage. Eine ausgeglichene Bilanz der Luftströme ist gegeben, wenn der Zuluftstrom nicht mehr als 5 % vom Abluftstrom abweicht.

Bei bestimmten Fertigungsverfahren kann es durchaus sinnvoll sein, den Raum im Über- oder Unterdruck zu betreiben:

Jeder Arbeitsbereich ist einem Bilanzraum zuzuordnen. Es können mehrere Arbeitsbereiche in einem Bilanzraum vorliegen.

Für jeden Bilanzraum ist eine Luftbilanzierung vorzunehmen, in der sowohl die Zu- und Abluftströme sowie die Fort- und Außenluftströme als auch die Umluft- und/oder Luftrückführungsströme aufzuführen sind.

Häufig ist der Bilanzraum die Werkhalle und die Bilanzgrenze wird durch die Gebäudehülle vorgegeben. In der Praxis können auch nebeneinanderliegende oder ineinander verschachtelte Bilanzräume auftreten.

Bei nicht bautechnisch voneinander abgegrenzten Bilanzräumen ist ein Gesamtbilanzraum (z.B. Halle) anzunehmen. In diesen Fällen ist zu überprüfen, ob stark unterschiedliche Luftaustauschvorgänge in den einzelnen Bilanzräumen vorliegen. Kann dies auf Grund der Geometrie der Bilanzräume und weiterer Randbedingungen angenommen werden, sind umfangreiche messtechnische Ermittlungen notwendig, um diese Bereiche differenziert zu betrachten.

Folgende prinzipielle Möglichkeiten der Luftzufuhr und -abfuhr bestehen:

Der erforderliche Außenluftvolumenstrom, der in den Arbeitsbereich eingebracht werden muss, ergibt sich aus drei Faktoren:

Für Berechnungen der Luftbilanz bei freier Lüftung können folgende Luftwechselzahlen für überschlägige Berechnungen verwendet werden:

Geschlossene Gebäude (Hallen) nach 0,25 (1/h) Energieeinsparverordnung ( EnEV)

Alle anderen Gebäude (Hallen): 1,0 (1/h)

8.1 Fortluft/Wärmerückgewinnung

Zusätzliche Heizkosten entstehen, wenn bei einer Lüftungs- oder Absauganlage die Abluft nach außen geführt und damit auch die Wärmemenge aus dem Raum entfernt wird, die durch Beheizung der Zuluft wieder ausgeglichen werden muss. Mit einer Wärmerückgewinnung können diese zusätzlichen Heizkosten gesenkt werden. Hier kommen zwei unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz:

Bei der Wärmerückgewinnung wird die Wärme aus der Abluft oder Erfassungsluft an die Zu- oder Außenluft übertragen und so in den Raum zurückgeführt.

Wird eine Anlage zur Wärmerückgewinnung eingesetzt, muss eine Verschleppung von Gefahrstoffen von der Ab- oder Erfassungsluft an die Zuluft verhindert werden. Die Verschleppung von Feuchte und Geruchsstoffen ist ebenfalls zu vermeiden. Eine aus technischen Gründen nicht auszuschließende Verschleppung in einer eingesetzten Anlage sollte minimiert werden.

In Tabelle 8 werden die Wirkprinzipien verschiedener Arten von Anlagen zur Wärmerückgewinnung dargestellt und Hinweise zur Verschleppung von Stoffen aus der Ab- oder Erfassungsluft gegeben.

Wesentliche Kriterien für die Auswahl einer Anlage zur Wärmerückgewinnung sind die Effizienz der Wärmerückgewinnung (Rückwärmzahl), die Jahresarbeitszahl und die Höhe der Investitions- und Betriebskosten (Wirtschaftlichkeitsrechnung). In Wirtschaftlichkeitsberechnungen sollte auch berücksichtig werden, dass die Anlagen vor Verschmutzung durch die Abluft oder Erfassungsluft zu schützen sowie regelmäßig zu reinigen sind.

Weitere wichtige Entscheidungsmerkmale bei Auswahl und Auslegung einer Anlage zur Wärmerückgewinnung sind:

Tabelle 8: Arten von Anlagen zur Wärmerückgewinnung

Bezeichnung Wirkungsweise und Hinweis zur Stoffverschleppung Aufbau, Beispiele
Regeneratoren Die Übertragung der Wärme erfolgt mit einem sich drehenden Wärmespeicher (Rotor), der in getrennten Halbräumen von Abluft und Außenluft durchströmt wird.

Durch Undichtigkeiten zwischen Rotor und Gehäuse sowie eventuelle Anhaftungen von Stoffen im Rotorkörper treten Verschleppungen auf. Sie lassen sich mit konstruktiven Maßnahmen reduzieren.
Rotationswärmetauscher
Rekuperatoren Abluft und Außenluft werden entlang gemeinsamer Trennflächen geführt; die Wärme der Abluft wird über Wärmeleitung durch die Trennwand an die einströmende Außenluft übertragen.

Treten auf Grund von Korrosion/Abrasion oder Fertigungsmängeln Undichtigkeiten an den Trennwänden für die Wärmeübertragung auf, kommt es zu einer Stoffverschleppung.
Plattenwärmetauscher
Verbundsysteme Die Wärme wird mit Hilfe eines Mediums für die Wärmeübertragung, das zwischen zwei Wärmeüberträgern zirkuliert, von der Abluft an die einströmende Außenluft übertragen. Durch die nötige zweifache Wärmeübertragung ist der Wirkungsgrad systembedingt geringer als bei Rekuperatoren.

Aufgrund der räumlichen Trennung und Wärmeübertragung mit Medien in Rohrleitungen ist ein Stoffübertrag praktisch ausgeschlossen.
Kreislauf-Verbundwärmetauscher
Wärmepumpen Beim Wärmepumpen-Verfahren wird ein Kältemittel im Kreislauf geführt, das unter Energiezufuhr Wärme überträgt. Dabei wird aus der Abluft bei niedriger Temperatur Wärme entzogen und der Außenluft mit höherer Temperatur übertragen.

Aufgrund der räumlichen Trennung und der Wärmeübertragung mit Medien in Rohrleitungen ist ein Stoffübertrag praktisch ausgeschlossen.
Kompressorwärmepumpe


9 Lufttechnische Maßnahmen auf Baustellen

Auf Baustellen sind vorrangig Maßnahmen nach Kapitel 5.1 durchzuführen.

Ist eine Erfassung an der Emissionsstelle nicht möglich (z.B. Staubaufwirbelung beim Abschlagen von Fliesen) oder nicht ausreichend wirksam (z.B. handgeführte Mauernutfräse mit Absaughaube auf unebenem Untergrund) sind weitere Maßnahmen notwendig.

In solchen Fällen kommen sogenannte Luftreiniger zum Einsatz.

Die Luftreinigung auf Baustellen erfolgt in der Regel durch mobile Geräte, das heißt Geräte, deren Aufstellungsorte entsprechend dem Baufortschritt häufig geändert werden müssen.

Luftreiniger können in zwei Varianten benutzt werden, wobei die Grenzen in der Praxis oft fließend sind:

Bei beiden Varianten ist darauf zu achten, dass Emissionen möglichst aus dem Atembereich der Beschäftigten weggeführt werden und unbelastete Luft zugeführt wird. Fortluftbetrieb ist zu bevorzugen. Für ausreichende Nachströmung von Außenluft ist durch geeignete Zuluftöffnungen (z.B. luftdurchlässige Staubschutztür, Filtervlies im Fenster) zu sorgen.

9.1 Absaugung an der Emissionsstelle

Um eine gerichtete Strömung zu erreichen, soll die Erfassungseinrichtung (hier die Ansaugöffnung) des Luftreinigers (bzw. dessen Ansaugschlauchs) möglichst nahe an der Emissionsstelle platziert werden und die Ausblasöffnung möglichst weit von den Beschäftigten entfernt sein.

Wenn möglich, sollte der Luftstrom der Absaugung nicht durch den Atembereich der Beschäftigten geführt werden. Deshalb sollte die Ansaugöffnung vor den Beschäftigten liegen. Um bei fortschreitender Arbeit die Erfassungseinrichtung praktikabel nachführen zu können, sind schwere Luftreiniger mit einem Ansaugschlauch zu versehen.

Abb. 12 Luftreiniger auf Baustellen - Absaugung möglichst nahe an der Emissionsstelle


Abb. 13 Luftreiniger auf Baustellen - Reinigung der Raumluft


9.2 Reinigung der Raumluft

Bei der Anwendung zur Reinigung der Raumluft mit Luftrückführung in den Arbeitsraum (Umluft) muss der Raum möglichst vollständig durchströmt werden. Hierzu ist ein möglichst großer Abstand zwischen Ansaugöffnung und Ausblasöffnung erforderlich. Dies macht den Einsatz von Ansaug- und/oder Abluftschläuchen notwendig.

Der Abscheidegrad der Luftreiniger muss mindestens die Anforderungen an Entstauber für ortsveränderlichen Betrieb (EOB) erfüllen, da sich Beschäftigte im Abluftstrom des Luftreinigers aufhalten können. Hinweise zum erforderlichen Abscheidegrad finden sich in den stoffspezifischen technischen Regeln zur Gefahrstoffverordnung. Der Luftreiniger soll bezüglich seines Abscheidegrads gegenüber Stäuben gekennzeichnet sein.

Es sind für die betrachtete Raumgröße geeignete Geräte auszuwählen. Bei der Ermittlung geeigneter Geräte ist vom ungünstigsten Betriebszustand auszugehen.

Wird ein Luftreiniger dazu verwendet, größere Räume oder mehrere Räume zu belüften, ist der Einsatz mehrerer Zuluft-Elemente erforderlich, um eine gleichmäßige Luftverteilung zu erreichen. Zuluft-Elemente müssen in der Lage sein, das Rückströmen verunreinigter Luft in unbelastete Bereiche zu verhindern.

10 Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen bei brennbaren Luftverunreinigungen

Enthält die Erfassungsluft brennbare Stoffe (z.B. Gase, Lösemitteldämpfe, brennbare Stäube), ist zu ermitteln, inwieweit eine Brand- oder Explosionsgefahr besteht. An Anlagen zur Abscheidung brennbarer Gase, Gasgemische oder Dämpfe sind ggf. weitere als die in dieser Regel beschriebenen Maßnahmen erforderlich.

Brände können an allen Stellen der Anlage entstehen, an denen sich Ablagerungen bilden und entzündet werden. Zündquellen können beispielsweise sein:

Zur Vermeidung von Bränden soll vermieden werden, dass Funken in der lufttechnischen Anlage Schaden verursachen. Hierfür können spezielle Vorabscheider (z.B. Massenkraftabscheider, Zyklone, Metallgeflechte) bei der Erfassung oder in der Rohrleitung eingesetzt werden.

Zur Brandvermeidung können auch Funkenlöschanlagen als präventiv wirkende Schutzeinrichtungen eingesetzt werden.

Zum Löschen von Entstehungsbränden können Wasser- oder Gas-Löschanlagen zum Einsatz kommen.

Eine explosionsfähige Atmosphäre kann auftreten, wenn Staubablagerungen im Arbeitsraum aufgewirbelt werden. Auch im Rohrleitungssystem (durch Aufwirbeln) oder im Abscheider (während der Abreinigung), kann explosionsfähige Atmosphäre auftreten. Sobald Ablagerungen brennbarer Stäube auftreten, ist zu prüfen, ob eine Zone festzulegen ist. Weitere Hinweise hierzu finden sich in der TRGS 722 und in der VDI-Richtlinie 2263 Blatt 6 und Blatt 6.1.

Zur Festlegung der erforderlichen Explosionsschutzmaßnahmen ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zu bewerten. Auf dieser Grundlage sind durch die Betreiberinnen und Betreiber explosionsgefährdete Bereiche festzulegen. Empfohlen wird eine Einteilung in Zonen (Näheres hierzu siehe TRGS 720ff. und DGUV Regel 113-001 Anlage 4).

Von Explosionsschutzmaßnahmen kann nur abgesehen werden, wenn bei allen möglichen Betriebszuständen und vorhersehbaren Störungen sichergestellt ist, dass die Konzentration der brennbaren Luftverunreinigungen im Brennstoff/Luft-Gemisch die untere Explosionsgrenze (UEG) sicher unterschritten wird.

Hinweis: Die UEG ist eine stoffabhängige Kenngröße. Bei Stäuben hängt die UEG unter anderem von der Korngrößenverteilung ab; sie kann z wischen wenigen Gramm und mehreren Hundert Gramm pro Kubikmeter liegen.

Informationen zu den Explosionskenngrößen verschiedener Stäube und weitere Hinweise können der GESTIS-STAUB-EX Datenbank (www.dguv.de, Web-Code d6253) entnommen werden. Weitere anwendungsspezifische Hinweise zum Explosionsschutz enthalten die DGUV Information 209-046 und die DGUV Information 209-044.

10.1 Erfassungseinrichtungen

Da Staubablagerungen eine Brandlast sowie eine potentielle Staubexplosionsgefahr darstellen, ist darauf zu achten, dass an und in den Erfassungseinrichtungen Staubablagerungen möglichst nicht auftreten oder regelmäßig beseitigt werden.

Dient die lufttechnische Anlage zur Umsetzung des Explosionsschutzkonzepts "Vermeiden/Verringern von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre durch sicheres Unterschreiten der unteren Explosionsgrenze (UEG)", gilt: Je schlechter der Erfassungsgrad, umso häufiger kann gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten.

10.2 Luftleitungen

In Abhängigkeit von den Gegebenheiten am Einbauort ist aus Gründen des Brandschutzes häufig mindestens eine schwerentflammbare Ausführung der Luftleitungen erforderlich. Luftleitungen müssen brandschutztechnischen Anforderungen genügen (siehe DIN EN 1366-1, -2). Die brandschutztechnischen Anforderungen müssen mit den zuständigen Brandschutzstellen abgestimmt werden.

In explosionsgefährdeten Bereichen sind Luftleitungen aus elektrisch ableitfähigen oder leitfähigen Materialien zu verwenden; die Leitungen sind zu erden oder leitfähig mit Erde zu verbinden (siehe TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen"). Auch die Erfassungseinrichtungen müssen berücksichtigt werden.

Werden Schläuche mit Metallwendel als Saugschlauch eingesetzt, ist auch die Wendel in die Erdung der Anlage einzubinden. Die Erdung ist an beiden Enden der Wendel sicherzustellen. Außerdem müssen die zusätzlichen Hinweise in der TRGS 727 berücksichtigt werden.

Hinweis: Beim Transport von festen oder flüssigen Partikeln durch den Schlauch wird der Schlauch elektrostatisch aufgeladen, wenn keine Erdung vorhanden oder keine elektrische Leit- oder Ableitfähigkeit des Schlauchmaterials gegeben ist.

Ablagerungen in Luftleitungen stellen eine Brandlast und eine potenzielle Staubexplosionsgefahr dar und müssen daher vermieden oder regelmäßig beseitigt werden (siehe auch Strömungsgeschwindigkeiten in Tabelle 7).

Abhängig von der Häufigkeit und der Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in der Luftleitung kommt eine Zoneneinteilung in Zone 0, 1 oder 2 bei gas- bzw. dampfförmigen sowie in Zone 20, 21 oder 22 bei staubförmigen Luftverunreinigungen in Betracht. Zone 22 beinhaltet auch Staubablagerungen! Kann das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre sicher ausgeschlossen werden, ist die Luftleitung zonenfrei.

10.3 Abscheider

Besteht auf Grund von Art und Menge der Luftverunreinigung Explosionsgefahr, muss bei der Auswahl eines Abscheiders auch aus Sicht des Explosionsschutzes auf eine Eignung für den geplanten Einsatz geachtet werden.

Abscheider oder Bauteile, die eigene potenzielle Zündquellen aufweisen und in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, müssen einer Gerätekategorie entsprechen, die für die festgelegte Zone geeignet ist, zum Beispiel Geräte mit der Bezeichnung II 2 GD für Zone 1 und 21 ( GefStoffV, Anhang 1, § 8, Absatz 8 und § 11 Absatz 3, Nr. 1, Kapitel 1.8, Richtlinie 1999/92/EG ; die Ausführungen der Kennzeichnung sind im Leitfaden § 146 ATEX 2014/34/EU Guidelines und in den Normen zur Richtlinie enthalten).

Hinweis: Abscheider weisen häufig keine eigene potenzielle Zündquelle auf und unterliegen dann nicht der Richtlinie 2014/34/EU .

Kann die Zündquellenfreiheit entsprechend der Zone im Abscheider nicht realisiert werden, zum Beispiel, weil Zündquellen eingesaugt werden können, müssen konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen, typischerweise eine explosionsfeste Bauweise, eine Explosionsdruckentlastung oder eine Explosionsunterdrückung, getroffen werden. Dabei ist zu beachten, dass eine Explosionsdruckentlastung in der Regel nicht in den Arbeitsraum, in Arbeitsbereiche oder in Richtung von Verkehrswegen entlasten darf. Werden zugelassene Vorrichtungen zur flammlosen Druckentlastung eingesetzt, ist die Explosionsdruckentlastung auch in Arbeitsräumen zulässig, wenn die Gefährdung für die Beschäftigten und die Gefahr einer Sekundärexplosion sicher ausgeschlossen werden können.

Ist ein Abscheider mit konstruktiven Explosionsschutzmaßnahmen ausgeführt, sind vor- und nachgeschaltete explosionsgefährdete Bereiche und Anlagenteile explosionstechnisch zu entkoppeln. Dadurch wird die Ausbreitung von Flammen und Druck durch die Luftleitungen verhindert, die zu einem Brand im Arbeitsbereich und bei Staubaufwirbelung zu Sekundärexplosionen führen kann.

Probleme, die es zu vermeiden gilt, am Beispiel filternder Abscheider für brennbare Stäube:

10.4 Ventilatoren

Der Begriff Ventilator bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Einheit aus Ventilator, Gehäuse und elektrischem Antrieb. Die Gerätekategorie (im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU, der sogenannten ATEX-Richtlinie) der eingesetzten Ventilatoren muss entsprechend den Zonen gewählt werden, die im Inneren oder in der Umgebung festgelegt sind.

10.5 Absaugen brennbarer Stäube außerhalb einer explosionsfähigen Atmosphäre

Wenn am Einsatzort und in der Einsatzzeit das Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre ausgeschlossen werden kann, ist das Absaugen von brennbaren Stäuben auch mit Entstaubern zulässig, deren staubbeladener Bereich frei von inneren Zündquellen ist.

Es sollten daher nur Entstauber eingesetzt werden, für die das herstellende Unternehmen schriftlich erklärt (z.B. in der Betriebsanleitung), dass das Gerät zum Absaugen brennbarer Stäube geeignet ist.

11 Rechtliches

Lufttechnische Anlagen dienen dazu, die Ziele nach Kapitel 2 zu erreichen.

Folgende grundlegende Anforderungen gelten für lufttechnische Anlagen:

11.1 Pflichten von Herstellerinnen und Herstellern

Grundsätzlich sind beim Betrieb von PLT-Anlagen zwei Sicherheitsaspekte zu unterscheiden:

  1. Von der Anlage selbst oder ihren Komponenten gehen
    während des Betriebs Gefahren aus:
  2. Es entstehen Gefährdungen bei Störung oder Ausfall der Anlage, weil Gefahrstoffemissionen nicht mehr ausreichend abgesaugt werden. Dadurch können geringfügige Grenzüberschreitungen bis zu tödlichen Gefahrstoffkonzentrationen entstehen. Die Anstiegszeit der Gefahrstoffkonzentration ist bei der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen und muss in die Planung der Anlage einfließen (z.B. Auswahl der Warneinrichtung). Beim Einsatz von Reinluftrückführung ist mit deutlich stärkeren Auswirkungen bei Störungen der Anlage (z.B. Filterdurchbruch) zu rechnen.

Das die Anlage herstellende Unternehmen kennt die Eigenschaften der Anlage und die daraus resultierenden Gefährdungen. Damit liegt die Verantwortung für die Erstellung der Konformitätserklärung, sofern erforderlich, bei der Herstellfirma.

Der Installationsbetrieb, der die Anlage errichtet, ist dafür verantwortlich, dass sie nach den Vorgaben der Herstellfirma fachgerecht installiert wird und muss dies dem Unternehmen, bei dem die fachgerechte Installation durchgeführt wurde, bescheinigen.

Der Installationsbetrieb muss nicht über die Kenntnisse der Herstellfirma verfügen. Führt das Installationspersonal jedoch eigene Planungen aus, die von den Vorstellungen der Herstellfirma abweichen und die Anlage wesentlich verändern, wird der Installationsbetrieb selbst zur Herstellfirma mit allen Konsequenzen in Bezug auf die Konformitätserklärung.

Die PLT-Anlage kann ein Sicherheitsbauteil im Sinne der Maschinenrichtlinie sein. Ein Sicherheitsbauteil ist ein Bauteil,

Damit ergeben sich zum Beispiel folgende Schlüsse:

11.2 Pflichten von Betreiberinnen und Betreibern

Bei Gefährdungen, die bei Ausfall oder Störung der Anlage auftreten können, müssen Maßnahmen zur Minimierung des Restrisikos getroffen werden.

Die Entscheidung, welche lufttechnischen Maßnahmen getroffen werden, ist als Bestandteil der Gefährdungsbeurteilung zu dokumentieren.

Bei der Beschaffung sollten mindestens

11.2.1 Inbetriebnahme

Zur Inbetriebnahme müssen die Dokumentation der Anlage vorliegen, die Unterweisung der Beschäftigten erfolgt und die Betriebsanweisungen erstellt sein.

Die Dokumentation der Anlage umfasst alle Komponenten mit ihren erforderlichen Kennwerten und Schnittstellen zu den anderen Komponenten sowie die EG-Konformitätserklärung.

Betriebsanweisungen sind für alle Betriebszustände (Einrichtbetrieb, Normalbetrieb, Störung, Instandhaltung und Reinigung) zu erstellen. Dabei müssen die sicherheitstechnischen Hinweise in der Betriebsanleitung der Herstellfirma berücksichtigt werden.

Sicherheitstechnische Hinweise sind insbesondere erforderlich,

Neben der Betriebsanweisung sollte - besonders bei größeren Anlagen - ein Anlagenschema vorhanden sein.

11.2.2 Prüfungen/Wirksamkeitsprüfung

Lufttechnische Anlagen müssen

durch eine zur Prüfung befähigte Person nach Betriebssicherheitsverordnung § 2 (6) (früher sachkundige Person) geprüft werden. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in ein Prüfbuch oder einen Prüfbericht einzutragen, aufzubewahren und können als Grundlage für die wiederkehrenden Prüfungen herangezogen werden (siehe auch BetrSichV §§ 3 und 10, GefStoffV § 7 Abs. 7).

Zur Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme (Abnahmeprüfung) gehören Vollständigkeits- und Funktionsprüfung sowie eine Funktionsmessung, zum Beispiel nach DIN EN 12599.

Zur Wirksamkeitsprüfung gehört der Nachweis, dass einschlägige Grenzwerte eingehalten werden. Er erfolgt durch Arbeitsplatzmessungen oder durch andere geeignete Methoden zur Ermittlung der Exposition (GefStoffV, § 7 Abs. (8)). Die Vorgehensweise bei der Beurteilung der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen ist im Kapitel 5 der TRGS 402 "Beurteilung der Exposition und der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen" beschrieben. Ergibt die Wirksamkeitsprüfung den Befund "Schutzmaßnahmen ausreichend", ist die Wirksamkeitsprüfung abgeschlossen.

Zur Prüfung in regelmäßigen Zeitabständen gehören

Anlagen, die Geräte nach 2014/34/EU (ATEX) sind oder beinhalten, sind vor Inbetriebnahme sowie vor Wiederinbetriebnahme nach prüfpflichtigen Änderungen entsprechend § 15 BetrSichV und mindestens alle drei Jahre wiederkehrend nach § 16 BetrSichV durch eine zugelassene Überwachungsstelle (ZÜS) oder eine zur Prüfung befähigte Person zu prüfen. Lüftungsanlagen, Gaswarneinrichtungen und Inertisierungseinrichtungen mit einer Funktion im Explosionsschutz sind wiederkehrend jährlich zu prüfen.

Prüfpflichtige Änderungen können zum Beispiel sein:

Eine zur Prüfung befähigte Person ist, wer auf Grund der fachlichen Ausbildung und Erfahrung ausreichende Kenntnisse auf dem Gebiet der Anlagen zur Arbeitsplatzlüftung hat und mit den einschlägigen staatlichen Arbeitsschutzvorschriften, Vorschriften der Unfallversicherungsträger und allgemein anerkannten Regeln der Technik (z.B. DGUV Regeln, DIN-Normen, VDE-Bestimmungen, technische Regeln anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder anderer Vertragsstaaten des Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum) soweit vertraut ist, dass sie den arbeitssicheren Zustand von Anlagen zur Arbeitsplatzlüftung beurteilen kann (siehe auch TRBS 1203). Als zur Prüfung befähigte Personen können zum Beispiel eigene Beschäftigte oder Beschäftigte der Herstellfirmen von Anlagen in Betracht kommen.

Anlagen die in einer Ex-Zone betrieben werden oder der Vermeidung einer g.e.A. dienen, zählen zu den überwachungsbedürftigen Anlagen im Sinne der Betriebssicherheitsverordnung. An zur Prüfung befähigte Personen im Explosionsschutz werden über die allgemeinen Anforderungen hinaus Anforderungen nach BetrSichV, Anhang 2, Abschnitt 3 und in TRBS 1203 gestellt.

Darüber hinaus ist zu prüfen, ob bei Änderungen einer Anlage Pflichten von Herstellerinnen und Herstellern gem. § 3 der Maschinenverordnung (9. Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz) zu beachten sind. Zur Beurteilung kann das Interpretationspapier "Wesentliche Veränderung von Maschinen" genutzt werden. 1)

11.2.3 Betrieb

Lufttechnische Anlagen müssen bestimmungsgemäß verwendet und vor Arbeitsbeginn auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Sie dürfen nicht unbefugt außer Betrieb genommen werden.

Bewegliche Erfassungseinrichtungen sind möglichst dicht an die Entstehungsstelle der Luftverunreinigungen heranzuführen. Bei der Positionierung ist die Bewegungsrichtung der Luftverunreinigungen zu berücksichtigen. Angaben hierzu muss die Herstellfirma der Anlage zur Verfügung stellen. Bewegliche Erfassungseinrichtungen sind so nachzuführen, dass Luftverunreinigungen sicher erfasst und nicht durch den Atembereich der Beschäftigten geführt werden.

Bei Anlagen zur maschinellen Lüftung mit nicht nachführbaren Erfassungseinrichtungen dürfen nur die vorgesehenen Arbeitsplätze eingenommen werden, um gesundheitliche Gefährdungen zu vermeiden.

Luftverunreinigungen, die brennbar sind oder die mit Luft eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können, dürfen nicht gemeinsam mit

abgesaugt werden.

Selbstentzündliche Luftverunreinigungen sind zum Beispiel Metallstäube (pyrophores Eisen u. Ä.) in feinster Verteilung und Stoffe, die miteinander unter Wärmeentwicklung reagieren, zum Beispiel bei der Verarbeitung von Beschichtungsstoffen (Kunstharz- und Nitrolacke).
Brandfördernd wirken zum Beispiel:

11.2.4 Unterweisung

Die Unterweisung ist

durchzuführen.

Die Unterweisung muss vom Unternehmer oder von der Unternehmerin durchgeführt oder veranlasst werden. Dabei können unter anderem die Fachkraft für Arbeitssicherheit, die Betriebsärztin oder der Betriebsarzt und auch externe Fachleute unterstützen.

Ziel der Unterweisung ist, das sichere Arbeiten im Hinblick auf Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz bewusst zu machen und so ein sicherheitsgerechtes Verhalten zu bewirken.

Grundlage für die Unterweisung sind die Betriebsanweisungen.

Bei Unterweisungen soll unter anderem informiert werden über (VDI 2262 Blatt 2)

Unterweisungen sind zu dokumentieren und von den unterwiesenen Beschäftigten zu unterschreiben.

Aufgabe der Unternehmerinnen und Unternehmer ist es zu kontrollieren, ob die gewünschten Verhaltensänderungen durch die Unterweisung erreicht wurden. Anderenfalls waren Art, Umfang oder Häufigkeit der Unterweisung nicht ausreichend und müssen angepasst werden.

11.2.5 Instandhaltung und Reinigung

Instandhaltungs- und Reinigungsarbeiten an lufttechnischen Anlagen müssen regelmäßig durchgeführt werden. Hierzu ist ein Instandhaltungs- und Reinigungsplan unter Berücksichtigung der Gefährdungsbeurteilung aufzustellen, in dem

festgelegt sind.

Beim Erstellen der Instandhaltungs- und Reinigungspläne sind die Angaben in den zugehörigen Betriebsanleitungen der Herstellfirma zu berücksichtigen.

Umfang und Häufigkeit der Wartungs-, Inspektions- und Reinigungsarbeiten richten sich zum Beispiel nach

Die Instandhaltung umfasst nach DIN 31051 alle Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustands sowie zur Bewahrung und Wiederherstellung des Sollzustands. Hierzu gehören Wartung, Inspektion und Instandsetzung.

Die VDMA 24186 enthält Informationen zu Anlagenteilen, die gewartet und gereinigt werden müssen.

Die VDMA 24176 enthält Informationen zu den Merkmalen der Inspektion.

Weitere Informationen zur Reinigung und Wartung lufttechnischer Anlagen zur Aluminiumbearbeitung sind in der DGUV Regel 109-001 enthalten.

Lufttechnische Anlagen müssen für Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten außer Betrieb gesetzt und gegen unbefugtes Einschalten gesichert werden. Arbeitsprozesse, bei denen mit Luftverunreinigungen in gefährlicher Konzentration zu rechnen ist, müssen unterbrochen werden, wenn die Unterbrechung nicht durch eine Verriegelung nach Kapitel 6.6 sichergestellt ist.

Das Reinigen von Anlagenteilen, besonders von Luftleitungen und Abscheidern, sowie das Entfernen der abgelagerten oder abgeschiedenen Luftverunreinigungen ist so durchzuführen, dass

Luftverunreinigungen gelangen nicht in die Umgebungsluft, wenn zum Beispiel

Eine Gefährdung kann sich zum Beispiel auch ergeben, wenn Abscheider durch krankheitserregende Keime oder radioaktive Stoffe belastet sind. Besteht diese Möglichkeit, sollten vor Beginn der Reinigungsarbeiten

Mit Instandhaltungsarbeiten darf erst begonnen werden, wenn in den Anlagen keine Luftverunreinigungen mehr in zündfähigen oder gesundheitsgefährlichen Konzentrationen vorhanden sind.

Ist nach dem Außerbetriebsetzen von Anlagen mit Luftverunreinigungen in gesundheitsgefährlichen Konzentrationen (z.B. Freisetzen abgelagerter oder abgeschiedener Stäube, nachträgliches Ausgasen von Ablagerungen) zu rechnen, müssen Unternehmerinnen und Unternehmer dafür sorgen, dass Instandhaltungsarbeiten nur mit geeigneten persönlichen Schutzausrüstungen durchgeführt werden.

Können Luftverunreinigungen in gesundheitsgefährlicher Konzentration auch auf andere Personen einwirken, müssen Unternehmerinnen und Unternehmer dafür sorgen, dass diese Personen während der Instandhaltungs- und Reinigungsarbeiten die Gefahrenbereiche verlassen. Diese Bereiche dürfen nur mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung betreten werden.

Die Lagerung und Entsorgung angefallener Luftverunreinigungen muss in geeigneten Behältern gefahrlos erfolgen (Lagern, Behandeln, Befördern und Ablagern siehe Kreislaufwirtschaftsgesetz ( KrWG) oder Strahlenschutzverordnung).

Bei Instandsetzungsarbeiten dürfen der Sicherheit dienende Anlagenteile nur gegen gleichwertige Teile ausgetauscht werden. Der Sicherheit dienende Anlagenteile sind zum Beispiel:

Bei Instandhaltungs-/Reinigungsarbeiten, zum Beispiel von Abscheidern für brennbare Stäube, die nicht durch die Herstellfirma erfolgen, muss auf den vollständigen und sachgerechten Zusammenbau geachtet werden (z.B. Erdungsmaßnahmen von Filterelementen).

11.2.6 Störungen

Bei Störungen an lufttechnischen Anlagen müssen, sofern mit Luftverunreinigungen in gesundheitsgefährlichen Konzentrationen zu rechnen ist, die Arbeitsprozesse unterbrochen und Gefahrenbereiche verlassen werden. Es muss dafür gesorgt werden, dass Gefahrenbereiche ausschließlich mit geeigneten, persönlichen Schutzausrüstungen betreten werden, sofern es unbedingt erforderlich ist. Es muss geprüft werden, ob eine explosionsfähige Atmosphäre vorliegt, wenn zum Beispiel bei Lösemitteldämpfen, brennbaren Stäuben etc. damit zu rechnen ist; gegebenenfalls sind vor dem Betreten weitere Schutzmaßnahmen erforderlich (vgl. sinngemäß DGUV Regel 113-004).

Störungen können zum Beispiel folgende Gründe haben:

Störungen können aber auch durch den Arbeitsprozess verursacht werden, zum Beispiel durch


.

Literatur

Anhang


1. Nationale Gesetze und Verordnungen und dazugehörige Technische Regeln

2. Europäische Richtlinien

3. DGUV Vorschriften, Regeln und Informationen und Grundsätze für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit

4. Normen und Richtlinien

VDI - Lüftungsregeln: eine Sammlung verschiedener Richtlinien zu dieser Thematik

5. Andere Schriften

Bildnachweis

Abbildungen 1, 2, Tabelle 4 oben, 3- 7, 9- 13: © R. Woyzella BGHM;

Abbildungen Tabelle 4 Mitte und unten rechts: © W. Gunreben BG BAU;

Abbildungen 8, Tabelle 4 unten links: © ETS GmbH;

Abbildungen Tabelle 5: © K. Möcklinghoff

________

*) siehe DGUV Regel 109-002

1) Interpretationspapier "Wesentliche Veränderung von Maschinen", BMA vom 7. September 2000, IIIc 3-39607-3


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