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:

• Erfassungseinrichtungen müssen strömungstechnisch so gestaltet werden, dass Luftverunreinigungen an der Emissionsstelle möglichst vollständig erfasst werden.
• Die räumliche Anordnung muss so umgesetzt werden, dass Luftverunreinigungen nicht durch den Atembereich der Beschäftigten geführt werden und eine bestehende Raumlüftung in ihrer Wirksamkeit nicht nachteilig beeinflusst wird. Gegebenenfalls muss die Raumlüftung angepasst werden.
• Erfassungseinrichtungen müssen zu erwartenden Beanspruchungen (z. B. Abrasion, Korrosion) standhalten.
• Erfassungseinrichtungen sollten mit Vorrichtungen (z. B. Gitter, Maschendraht oder Prallblechen) ausgerüstet sein, die das Einsaugen unerwünschter Teile (z. B. Späne, Werkstücke, glühende Partikel) in die Luftleitungen minimieren.

Tabelle 5 Reichweiten von Saugfeldern verschiedener Erfassungseinrichtungen

Erfassungseinrichtung	Ausführungsbeispiel	Saugreichweite bei 1200 m3/h		Luftstrom der Erfassungsluft bei v = 0,4 m/s und einer Saug- reichweite von 300 mm
		(v = 0,3 m/s)1)	(v = 0,5 m/s)2)
Saugrohr ∅ 150 mm ohne Flansch		ca. 290 mm	ca. 220 mm	ca. 1700 m3/h
Saugrohr ∅ 150 mm mit Trichter ∅ 300 mm		ca. 300 mm	ca. 240 mm	ca. 1600 m3/h
Saugrohr ∅ 150 mm mit Düsenplatte 400 mm x 400 mm		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).

Abb. 8 Randabsaugung bei Bädern mit aufsteigenden Dämpfen

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. 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 abusaugenden 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 Industrie- bädern 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 -ver-arbeitung (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:

• Luftleitungen sind so zu gestalten, zu dimensionieren und auszuführen, dass
  • der Austritt von Verunreinigungen in die Arbeitsumgebung durch Undichtigkeiten vermieden wird,
  • sie den zu erwartenden Beanspruchungen standhalten (Absaugschläuche sind hinsichtlich Material und Spiralabstand so zu wählen, dass sie sich durch den relativen Unterdruck nicht zusammenziehen oder gar abknicken. Im Bereich Hochvakuum-Absaugung muss auch bei Rohrleitungen auf ausreichende Unterdruckbeständigkeit geachtet werden.),
  • die Verwendung von Schläuchen in stationären Anlagen auf ein Minimum reduziert ist (z. B. nur in Bereichen, wo Bewegung gefordert ist); Schläuche haben in der Regel deutlich höhere Strömungswiderstände als vergleichbare Rohrleitungen,
  • das Ablagern von Stoffen im Luftleitungssystem möglichst vermieden wird (Dies wird erreicht, wenn die Richtwerte für die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr nach Tabelle 7 eingehalten werden.),
  • sie für die zu transportierenden Stoffe geeignet sind (z. B. Korrosion, Abrasion),
  • zu hohe Strömungsgeräusche vermieden werden (Strömungsgeräusche deuten in der Regel auf unerwünschte Druckverluste hin und erhöhen den Lärmpegel am Arbeitsplatz.).

• Zur Kontrolle und zur Reinigung der Luftleitungen müssen von außen leicht zugängliche Öffnungen (Revisionsöffnungen) in ausreichender Anzahl vorhanden sein.


• Luftleitungen, in denen sich Kondensat bilden kann, sollten mit Ablasseinrichtungen ausgestattet werden. Leitungen sollten mit einer Neigung in Richtung der Ablasseinrichtung verlegt werden.


• Luftleitungen müssen sicher verlegt sein. Das bedeutet z. B.:
  • ausreichende Höhe über Arbeitsplätzen und Verkehrswegen,
  • angemessener Sicherheitsabstand zu kraftbewegten Betriebsmitteln,
  • ausreichende Befestigung auch unter Berücksichtigung eventueller Staubablagerungen in der Leitung,
  • ausreichende Befestigung für Belastungen durch Schwingungen.


• Luftleitungen müssen brandschutztechnischen Anforderungen genügen. Die brandschutztechnischen Anforderungen (z. B. Durchführung durch Brandwände) sollten mit den zuständigen Brandschutzstellen (z. B. Sachversicherungen, örtliche Feuerwehr) beraten werden.


• Damit auch an weiter entfernt liegenden Luftein- und auslässen die gewünschten Volumenströme erreicht werden, müssen an Luftdurchlässen, die näher an der lufttechnischen Anlage liegen, die Luftvolumenströme bei Bedarf mit Klappen einreguliert werden (hydraulischer Abgleich).

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

• festen oder flüssigen Luftverunreinigungen (Partikelabscheider/Aerosolabscheider),
• gas- oder dampfförmigen Luftverunreinigungen Gasabscheider).

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:

• Massenkraftabscheider
• Filternde Abscheider
• Elektrostatische Abscheider
• Nassabscheider

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:

• Schwerkraftabscheider (Gegenstrom- und Querstromabscheider)
• Fliehkraftabscheider (z. B. Zyklon)

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:

• Oberflächenfilter (abreinigbare Filter)
• Tiefenfilter (Speicherfilter)

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 näher 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:

• Venturiwäscher
• Rotationswäscher, Desintegratoren
• Wirbelwäscher
• Strahlwäscher
• Waschturm, Sprühwäscher

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.

• Adsorption
  z. B. mittels Aktivkohle für Lösungsmittel oder flüchtige organische Verbindungen (VOC) oder Adsorption von Styrol in Zeolithe
• Absorption
  z. B. Auswaschen von Ammoniak, Schwefeloxiden, Stickoxiden in einem Wäscher
  oder chemische Bindung, z. B. Schwefeldioxid (SO₂) mit Kalk und nach Oxidation zu Calciumsulfat (Entschwefelung)
• Katalytische oder thermische Umwandlung
  z. B. Abgaskatalysator im Kraftfahrzeug, Nachverbrennung, Reduktion von VOC oder kombinierte Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen (DESONOX-Verfahren)
• Biologische Umwandlung
  z. B. Biofilter gegen Gerüche oder Biofilter zur Abscheidung von z. B. Aminoverbindungen, Styrol, Kohlenwasserstoffverbindungen
• Kondensation
  z. B. Abscheidung kondensierbarer Bestandteile in einem Kühler.

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.

Abb. 10 Bauarten von Ventilatoren

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.

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 ➀ und ➁ in Abbildung 11) in der Dokumentation einer lufttechnischen Anlage angegeben.

Abb. 11 Grundlagen zu Ventilator- und Anlagenkennlinien

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

➀ Maximale Druckerhöhung: die maximal vom Ventilator erzeugbare Druckdifferenz

➁ 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:

• Filterbelegung bei filternden Abscheidern
• Änderungen an den Luftleitungen
• Verschmutzung von Luftleitungen
• Feststellung der (optionalen) Drosseleinrichtung

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

• keine unzulässigen Schwingungen auf Bauwerks- und Anlagenteile übertragen werden,
• Gefahrstellen (z. B. Riementriebe, Kupplung) durch trennende Schutzeinrichtungen gesichert sind,
• die Verschmutzung des Ventilators durch Luftverunreinigungen gering ist (dies wird erreicht durch Anordnung des Ventilators hinter dem Abscheider, also auf der Reinluftseite),
• der Ventilator und seine Anbauteile leicht zugänglich für Instandhaltungs- und Reinigungsarbeiten sind.

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.
   • Ausfall des Ventilators,
   • Überschreiten des zulässigen Differenzdrucks im Abscheider gemäß Betriebsanleitung der Herstellfirma,
   • unzureichende Wassermenge im Nassabscheider.
     
     Bei Anlagen mit Luftrückführung sollten Beschädigungen der Filterelemente im Abscheider durch Messung der Reingaskonzentration zum Beispiel mit triboelektrischen Sensoren, Partikelzählern, Extinktionsmessgeräten oder Differenzdruckmessungen am Polizeifilter angezeigt werden.


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:
   • Strömungsüberwachung (nicht über indirekte Methoden wie das Messen der Stromaufnahme des Ventilators),
   • intelligente Steuerung mit Kontrolle des Differenzdruckverlaufs,
   • Einsatz mehrstufiger Filter oder Polizeifilter mit geeigneter Überwachung.


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:
   • beim Schleifen und Polieren von Aluminium; siehe DGUV Regel 109-001 "Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium; Vermeiden von Staubbränden und Staubexplosionen",
   • bei Lacktrocknern; siehe DGUV Regel 100-500 und 100-501 Kapitel 2.28 "Trockner für Beschichtungsstoffe" und DIN EN 1539 "Trockner und Öfen, in denen brennbare Stoffe freigesetzt werden; Sicherheitsanforderungen",
   • bei Lackieranlagen einschließlich elektrostatischer Sprühsysteme, siehe DGUV Information 209-046 "Lackierräume und -einrichtungen für flüssige Beschichtungsstoffe" und DGUV Information 209-052 "Elektrostatisches Beschichten",
   • bei Lösemittelreinigungsanlagen, siehe DGUV Information 209-088 "Reinigen von Werkstücken mit Reinigungsflüssigkeiten"
   • bei Holzbearbeitungsmaschinen, siehe Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS 553 "Holzstaub",
   • bei Feuerungen, solange noch Glut vorliegt (z. B. Holzkohlegrill, Shisha-Bars).


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:

• Nach Möglichkeit keine Verengung des Strömungsquerschnitts der Luftleitung,
• möglichst geringer Strömungswiderstand,
• Auswahl möglichst glattwandiger Luftleitungen und strömungstechnisch günstige Gestaltung des Leitungsverlaufs,
• richtige Dimensionierung der Luftleitungen (zu große, hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzeugen zusätzliche höhere Strömungsgeräusche),
• elastische Lagerung der Luftleitung (verhindert die Übertragung von Körperschall auf das Gebäude),
• Anschluss des Ventilators mit elastischen Verbindungen (sog. Kompensatoren) an die Luftleitungen und Lagerung mit Schwingungsdämpfern, um die Körperschallübertragung vom Ventilator auf die Leitungen und z. B. das Gebäude zu verhindern (Entkopplung, Vermeidung von Körperschallübertragung).

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.

• Im Gebäude erfolgt der Schutz der Beschäftigten vor Lärm nach Arbeitsschutzgesetz, Arbeitsstättenverordnung sowie Lärm- und Vibrationsarbeitsschutzverordnung.
  Die Arbeitsstättenverordnung fordert, den Schalldruckpegel in Arbeitsstätten so niedrig zu halten, wie es nach der Art des Betriebs möglich ist (ASR A3.7).


• Außerhalb von Gebäuden erfolgt der Schutz der Nachbarschaft nach TA Lärm. Die Immissionsrichtwerte hängen außerhalb von Gebäuden u. a. vom Standort ab; z. B. liegt der Immissionsrichtwert in einem reinen Industriegebiet bei 70 dB(A), an anderen Standorten deutlich darunter.

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:

• Die Konstruktion und die verwendeten Werkstoffe müssen so ausgewählt werden, dass sie den Betriebsbeanspruchungen standhalten.
• Die Schalldämpfer müssen die gleichen Anforderungen an Dichtheit und an Brand- und Explosionsschutz erfüllen wie die übrige Luftleitung.
• Falls Kondensat im Schalldämpfer entstehen kann, muss ein Kondensatablauf (entsprechend den Anlagendruckverhältnissen) angebracht werden.

Weitergehende Informationen enthält die VDI-Richtlinie 2081 Blatt 1.