Anhang 2
Beispiele für den Luftbedarf im Abdunst- und Trocknungsbereich nach Lackierarbeiten

In einer Lackiererei sollen insgesamt 500 Metalltafeln der Größe 2 m x 1 m beidseitig mit einem lösemittelhaltigen Beschichtungsstoff mit einer Nass-Schichtdicke von jeweils 100 µm (Trocken-Schichtdicke 50 µm) versehen werden. Der verwendete Beschichtungsstoff hat einen Festkörpergehalt von 50 Gew.-% und einen Lösemittelgehalt von 50 Gew.-%. Seine Dichte beträgt 1,25 g/cm³. Die Tafeln werden nach dem Spritzlackiervorgang in Hordenwagen zu jeweils 10 Tafeln übereinander gestapelt. Die Hordenwagen werden nach ihrer Befüllung aus dem Lackierraum (siehe Abb. 1) in einen separaten Trocknungsraum gefahren, wo die Tafeln dann vollständig durchtrocknen. Der Abdunst- und Trocknungsraum (siehe Abb. 2) ist für max. 25 Hordenwagen dimensioniert und mit einer Absaug- und Zuluft-Anlage ausgestattet, deren Luftmengenbedarf zu ermitteln ist.

Aus dem Sicherheitsdatenblatt des Lacks kann entnommen werden, dass die untere Explosionsgrenze des verwendeten Lösemittels bei 40 g/m³ (oder ≈ 4 Vol. %) anzusetzen ist. Die zulässige Konzentration an Lösemitteldampf zur Vermeidung explosionsfähiger Atmosphäre im Abdunstraum beträgt somit:
C_zul = 0,5 x 40 g/m³ = 20 g/m³.

Die Strömungsverhältnisse im Abdunstraum können als „normal“ eingestuft werden, sodass mit einem Sicherheitszuschlag von f = 2 die Verhältnisse dort zutreffend bewertet werden.

Die aufgetragene Lackmenge ergibt sich zu:
10 (Tafeln je Hordenwagen) x 2 (m² Fläche je Tafel) x 0,0001 (m Schichtdicke) x 1.250 (kg/m³) = 2,5 (kg je Hordenwagen).

Davon entfallen auf die verdampfungsfähigen, aufgetragenen Lösemittel: 2,5 kg x 50 % = 1,25 (kg je Hordenwagen)

Unter der Annahme, dass von den aufgetragenen Lösemitteln bereits ca. 30 % beim Spritzauftrag und nochmals ca. 25 % beim anschließenden Ablüften im bereitgestellten Hordenwagen und damit im Lackierraum verdampfen, verbleiben in der Lackschicht vor dem Einfahren in den Abdunstraum:
45 % von 1,25 ≈ 0,6 (kg Lösemittel je Hordenwagen).

Die für die Abluft- und Zuluft-Anlage benötigte Luftmenge ist damit nur noch abhängig vom Beschickungsverfahren des Abdunst- und Trocknungsraumes.

Abb. 1 Lackierraum mit eigenem Ablüftungsbereich

Abb. 2 Hordenwagen im Abdunst- und Trocknungsraum

Beispiel 1: Der Abdunstraum wird einmal pro Tag mit Hordenwagen befüllt:

Der maximale Eintrag von Lösemitteln in g/h beträgt hier:
M_max = 25 (Hordenwagen/h) x 0,6 (kg Lösemittel je Hordenwagen) = 15 kg/h bzw. 15.000 g/h

Mindest-Abluftvolumenstrom:
Minimum-Kriterium: V_min = 300 m³/(h x kg) x 15 kg = 4.500 m³/h

Konzentrations-Kriterium: V_min = ^{2 x 15.000 g/h}/_{20 g/m³} = 1.500 m³/h

Ergebnis:
Das Minimum-Kriterium liefert die 3-fache Mindestluftmenge.

Beispiel 2: Im Abdunstraum wird alle 20 Minuten ein frisch beschichteter gegen einen getrockneten Hordenwagen ausgetauscht.

Der maximale Eintrag von Lösemitteln in g/h beträgt hier:
M_max = 3 (Hordenwagen/h) x 0,6 (kg Lösemittel je Hordenwagen) = 1,8 kg/h bzw. 1.800 g/h

Mindest-Abluftvolumenstrom:
Minimum-Kriterium: V^min = 300 m³/(h x kg) 1,8 kg = 540 m³/h

Konzentrations-Kriterium: V_min = ^{2 x 1.800 g/h}/_{20 g/m³} = 180 m³/h

Ergebnis:
Das Minimum-Kriterium liefert die 3-fache Mindestluftmenge.

Bewertung:
Das Minimum-Kriterium liefert nur dann die gleiche Mindest-Luftmenge wie das Konzentrationskriterium, beziehungsweise eine geringere, wenn

1. der Sicherheitszuschlag mit f ≥ 3 anzusetzen ist, also „ungünstige“ Strömungsverhältnisse vorliegen und/oder
2. die zulässige Konzentration an Lösemitteldampf im Abdunst- oder Trocknungsraum ≤ 10 g/m beträgt

Im Regelfall kann also bei Verwendung des Konzentrations-Kriteriums die Abluft- und Zuluft-Anlage hinsichtlich des Luftbedarfes (und damit der aufzuwendenden Energie) optimiert werden. Bei Verwendung des Minimum-Kriteriums ist man in jedem Fall auf der sicheren Seite.