DGUV Information 215-540 - Klima in Industriehallen Antworten auf die häufigsten...

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Abschnitt 5, 5 Fragen zur Lüftung
Abschnitt 5
Klima in Industriehallen Antworten auf die häufigsten Fragen (DGUV Information 215-540)
Titel: Klima in Industriehallen Antworten auf die häufigsten Fragen (DGUV Information 215-540)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 215-540
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 5 – 5 Fragen zur Lüftung

string Frage 19:
Warum müssen Hallen gelüftet werden?

Durch Prozesse in Industriehallen fallen häufig Emissionen von Maschinen, Geräten und Materialien an, z. B. Staub. Dann ist primär die Gefährdungsbeurteilung nach Gefahrstoffverordnung mit der Ableitung geeigneter Schutzmaßnahmen umzusetzen, z. B. durch Absauganlagen oder Hallenlüftungsanlagen. Durch die Atmung des Menschen nimmt der CO2-Gehalt im Raum zu. Vorrangig durch die zuerst genannten prozessbedingten Emissionen in die Hallenluft, ergänzt durch die Ausdünstungen des Menschen und den CO2-Anstieg, spricht man von verbrauchter Luft, die stickig, abgestanden und ermüdend empfunden wird. Dagegen hilft nur eins: Lüften, d. h.: Durch den Luftaustausch bzw. die Lüftung wird die verbrauchte Raumluft durch frische Außenluft ersetzt.

Bei dem Einsatz von Absauganlagen, die prozessbedingte Gefahrstoffe an der Entstehungsstelle absaugen und die abgesaugte Luft ins Freie befördern, ist eine Belüftung der Halle in dem Fall erforderlich, um die ins Freie abgegebene Luft auszugleichen. Des Weiteren können technische Anlagen zur Raumlüftung zur Beseitigung prozessbedingter thermischer Lasten beitragen, insbesondere wenn die Luftführung nach dem Prinzip der Schichtenströmung (siehe DGUV-Regel 109-002) umgesetzt wird.

Auch in Industriehallen, in denen nur geringe Gefahrstoffemissionen und Wärmelasten auftreten, muss eine ausreichende Lüftung gewährleistet sein, wenn dort Beschäftigte arbeiten. Hier steht der Gesundheitsschutz der Beschäftigten im Vordergrund! Grundsätzlich gilt es, eine gute Luftqualität sicherzustellen (siehe Fragen 25-27). Aber auch der Infektionsschutz der Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen kann nur bei einer guten Lüftung der Industriehalle sichergestellt werden (siehe Frage 27).

Viele Hallen können aufgrund ihrer Raummaße und den geringen Lüftungsflächen, z. B. den Fenstern, nicht ausreichend über eine freie (natürliche) Lüftung (siehe Frage 20) belüftet werden. In der ASR A3.6 wird beschrieben, wie beurteilt werden kann, ob eine freie Lüftung ausreicht oder eine technische Lüftung erforderlich ist.

string Frage 20:
Welche Arten der Lüftung gibt es?

Man unterscheidet die

  • freie (natürliche) Lüftung

  • technische (maschinelle) Lüftung

Die freie Lüftung erfolgt beispielsweise durch geöffnete Fenster, Luken in Lichtbändern oder Dachluken. Die technische Lüftung wird durch Lüftungs- und Klimaanlagen realisiert. Wesentlich ist, dass durch diese Anlagen Außenluft in die Gebäude geleitet wird. Wird die Außenluft nur erwärmt, spricht man von Lüftungsanlagen. Kann diese zusätzlich gekühlt und be- oder entfeuchtet werden, spricht man von Klimaanlagen. Lüftungs- und Klimaanlagen werden unter dem Begriff raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) zusammengefasst.

In vielen Hallen überwiegt die freie Lüftung. Man unterscheidet dabei Spaltlüftung (gekipptes Fenster; Abb. 7) und Stoßlüftung (kurzzeitig ganz geöffnetes Fenster; Abb. 8), wobei die Stoßlüftung einen wesentlich intensiveren Luftaustausch bewirkt. Noch intensiver ist die Querlüftung (Abb. 9), bei der z. B. gegenüberliegende Fenster geöffnet werden. Dabei können hohe Luftgeschwindigkeiten entstehen - es besteht dann auch Zugluftgefahr (siehe Fragen 16-18).

string

Abb. 7
Spaltlüftung

string

Abb. 8
Stoßlüftung

string

Abb. 9
Querlüftung

Freie Lüftung bei Industriehallen

string

Abb. 10
Freie Lüftung

Insbesondere in Industriehallen mit thermischen Prozessen kann eine freie Lüftung funktionieren, jedoch ist die Voraussetzung dafür, dass oben durch das Hallendach die wärmere, aufsteigende Luft entweichen kann und im bodennahen Bereich frische Außenluft z. B. durch Lüftungsgitter in Außenwänden nachströmen kann. Jedoch hängt auch dann der Luftaustausch von Druck- und Temperaturdifferenzen innerhalb und außerhalb der Halle ab.

Die Wirksamkeit der freien Lüftung ist vor allem vom Wetter abhängig. Nur bei Temperaturunterschieden zwischen innen und außen oder wenn es windig ist, findet ein Luftaustausch statt. So kann beispielsweise im Frühjahr bei Windstille und Außentemperaturen von +20 C das natürliche Lüften fast wirkungslos sein. Wegen dieser Abhängigkeit kann bei freier Lüftung nicht mit einer bestimmten Luftwechselrate gerechnet werden.

Die Luftwechselrate gibt an, wie häufig pro Stunde das gesamte Raumvolumen durch Luft ausgetauscht wird. Allerdings macht sie keine Aussage darüber, ob der gesamte Raum mit Außenluft durchspült wird, weil dafür auch die Raumgeometrie entscheidend ist. Sind die anwesenden Personen die maßgeblichen Emissionsquellen für luftfremde Stoffe (z. B. Büroräume, Lagerhallen), kann eine Luftwechselrate von 1/h durch freie Lüftung erreicht werden und ausreichend sein, d.h. in einer Stunde wird die gesamte Raumluft einmal erneuert.

Technische Lüftung bei Industriehallen

Eine technische Lüftung über RLT-Anlagen ist erforderlich, wenn der notwendige Luftaustausch über freie Lüftung nicht erreicht werden kann, z. B. in großen Räumen mit fenster- bzw. türfernen Bereichen * oder wenn aus prozesstechnischen Gründen Fenster und Tore geschlossen gehalten werden müssen. Auch bei Umgebungsbelastungen durch z. B. Straßenlärm und besondere Außenluftverschmutzung empfiehlt sich der Einsatz von Lüftungs- und Klimaanlagen. Die RLT-Anlage ist von einer Fachfirma auf Grundlage der aktuellen Regelwerke (z. B. DGUV Regel 109-002, VDI 2262, VDI 3803, VDI 6022 oder VDMA 24168) auszulegen, zu planen, zu bauen, instand zu halten und regelmäßig zu prüfen. Der benötigte Zuluftvolumenstrom sollte immer entsprechend der tatsächlich anfallenden Lasten ausgelegt werden.

Zu beachten ist, dass die RLT-Anlage nur dann wirksam arbeitet, wenn Fenster und Türen geschlossen sind.

Ausführungen einer technischen (maschinellen) Lüftung:

string

Abb. 11
Technische Lüftung als Mischlüftung

string

Abb. 12
Technische Lüftung als Schichtlüftung

string

Abb. 13
Technische Lüftung als Verdrängungslüftung

Wenn in Industriehallen Prozesse stattfinden, bei denen Gefahrstoffe freigesetzt werden, muss nach Gefahrstoffverordnung alles nach dem Stand der Technik mögliche getan werden, um den Gefahrstoff möglichst konzentriert und nah an der Entstehungsstelle abzusaugen und gefahrlos aus dem Arbeitsbereich zu entfernen. Hierzu muss der Freisetzungsprozess genau analysiert werden. Physikalische Ausbreitungsmechanismen sollten sowohl bei der Absaugung an der Entstehungsstelle wie auch bei einer technischen Hallenlüftung sinnvoll genutzt werden: So ist bei Prozessen mit starker Wärmeentwicklung eine Schichtlüftung sinnvoll, während es z. B. bei schwereren Lösemitteldämpfen sinnvoll sein kann, mit einer Verdrängungslüftung zu arbeiten. Bei Mischlüftungsanlagen wird die verbrauchte Luft nicht gezielt durch Frischluft ersetzt, sondern nur verdünnt. Damit ist die Mischlüftung weniger zielgerichtet als die Schichtlüftung oder die Verdrängungslüftung - nur ein Teil der Zuluft gelangt unten in den Aufenthaltsbereich der Beschäftigten. Oft lassen die räumlichen Gegebenheiten aber keine andere Lösung zu und manchmal ist sie sogar erwünscht.

string Frage 21:
Wie lüftet man richtig?

Als überschlägiges Maß für die Lüftung gilt die Luftwechselrate (Def. siehe Frage 20). Bei kalter, trockener Außenluft im Winter kann eine geringere Luftwechselrate sinnvoll sein (siehe Frage 7 und Frage 20). Sind die anwesenden Personen nicht die maßgebliche Stoffemissionsquelle, können je nach Produktionsbereich andere Erfahrungswerte als Orientierungshilfe herangezogen werden, die nicht die Luftwechselrate, sondern einen flächenbezogenen Zuluftstrom angeben. Dieser ist unabhängig von der Hallenhöhe und damit für diesen Zweck besser geeignet.

Tabelle 6 Erfahrungswerte flächenbezogener Zuluftströme in Anlehnung an VDI Richtlinie 2262 Blatt 3, Ausgabe Juni 2011

Produktionsbereich Flächenbezogener Zuluftstrom [m 3 /h] je m 2 Hallenfläche
Gießerei: 
  • Sandaufbereitung

50-60
  • Kernherstellung und -lagerung

60-80
  • Schmelzbetrieb

90-140
  • Abguss und Gusskühlung

 
  • Formguss

100-200
  • Druckguss

60-80
Mechanische Fertigung20-75 (meist 35-45)
Härterei80-90
Karosserierohbau20-30
Umformtechnik 
  • Kaltverformen (z. B. Tiefziehen)

20-30
  • Warmverformen (z. B. Schmieden)

30-50
Montage20-30
Lagerhallen0-10
Druckereien50-70
Galvanik (in Abhängigkeit von Erfassungslüftströmen der Bad-Randabsaugung)60
Kunststoffteilefertigung40-60
Lackierereien (ohne Lackierbereich und Trocknerbereich)20-30
Laboreca. 25
Wertstoffsortierkabinen1000

Diese Werte beruhen auf Erfahrungen von vielen Jahren und dienen nur zur groben Orientierung - sie sollten nicht als alleinige Grundlage für Auslegungen von Lüftungsanlagen herangezogen werden! Bei der Planung von technischen Lüftungsanlagen ist es sehr wichtig, alle in der Industriehalle stattfindenden Prozesse zu kennen und alle Zu- und Abluftströme zu bilanzieren - dabei sind auch alle Absauganlagen einzelner Prozesse, die gezielt z. B. Schadstoffströme an der Entstehungsstelle erfassen und nach außen ins Freie fördern, zu berücksichtigen. In der Bilanzsumme sollte die Zuluftmenge immer in etwa der Abluftmenge (einschließlich Absaugvolumenströmen) entsprechen. Wenn diese Bilanz nicht ausgewogen ist, kann es zu Verschleppungen von Schadstoffen von einem in einen anderen Produktionsbereich kommen - genau dies ist nach Gefahrstoffverordnung zu vermeiden!

string Frage 22:
Was können Lüftungsanlagen leisten?

Die Aufgabe von Lüftungsanlagen besteht vorrangig darin, belastete oder verbrauchte Luft (siehe auch Frage 23) aus dem Raum abzuführen und durch frische Außenluft zu ersetzen. Lüftungsanlagen stellen vorrangig einen ausreichenden Luftaustausch zwischen Raumluft und Außenluft sicher.

string Frage 23:
Was können Klimaanlagen leisten?

Klimaanlagen bieten mehr als nur den ausreichenden Luftaustausch. Sie haben das Ziel, ein behagliches und von den Außenbedingungen unabhängiges Klima im Raum zu schaffen. Näheres zu dem Aufbau und der Funktion von Klimaanlagen siehe Frage 4 und Anhang 1 insbesondere Abschnitte E und F. Wenn Klimaanlagen korrekt ausgelegt, gut aufgebaut, gut geregelt und regelmäßig gewartet werden, können Klimaanlagen

  • im Sommer die Raumluft kühlen

  • im Sommer die Raumluft entfeuchten

  • in der Heizperiode die Raumluft beheizen

  • in der Heizperiode die relative Luftfeuchte erhöhen, sofern Luftbefeuchter eingebaut sind

  • immer für einen angemessenen Luftaustausch der Raumluft mit Außenluft sorgen (z. B. über CO2-Regelung)

  • in den Räumen an jeder Stelle (durch gute Verteilung der Luftauslässe) eine ausreichende Luftqualität in der richtigen Temperatur und zugluftfrei zur Verfügung stellen

string Frage 24:
Können durch Lüftungs- und Klimaanlagen Beschwerden auftreten?

Durch falsch ausgelegte, eingestellte, betriebene oder ungenügend gewartete Lüftungs- oder Klimaanlagen können Beschwerden bei den Beschäftigten auftreten. Am häufigsten gemeldet werden Beschwerden über Zugluft.

Mögliche Ursachen für Beschwerden über Zugluft bei Lüftungs- bzw. Klimaanlagen:

  • die einströmende Zuluft ist zu kalt (z. B. im Winter oder auch an heißen Sommertagen bei Kühlbetrieb)

  • die Geschwindigkeit der einströmenden Zuluft ist zu hoch

  • Zuluftdurchlässe sind unzweckmäßig positioniert, z. B. zu nah an Arbeitsplätzen

  • es herrscht Unterdruck im Raum (Abluftvolumenstrom größer als Zuluftvolumenstrom). Der fehlende Luftvolumenstrom strömt unkontrolliert von außen nach. Problematisch insbesondere im Winter bzw. bei kühlen Außentemperaturen

Beispielhafte Abhilfemaßnahmen:

  • Zulufttemperatur erhöhen

  • Zuluftdurchlässe richtig einstellen

  • Fenster bzw. Türen schließen

  • wenn möglich, räumliche Abtrennung verschiedener Hallenbereiche

  • falls möglich, Positionierung von Arbeitsplätzen und Zuluftdurchlässen optimieren

  • Überprüfung der Einstellung und Betriebsweise der Lüftungs- oder Klimaanlage durch Fachleute bzw. Fachfirmen

Mögliche Ursachen für weitere Beschwerden über Lüftungs- bzw. Klimaanlagen:

  • trockene Luft

  • Augenreizungen, Niesreiz, verstopfte Nase, Reizungen der Atemwege oder Husten

  • möglicherweise Keimwachstum, z. B. Bakterien, Schimmelpilze in der Lüftungs- oder Klimaanlage aufgrund mangelhafter Wartung. Als hygienisch besonders kritisch sind Luftfilter und Luftbefeuchter anzusehen.

Beispielhafte Abhilfemaßnahmen:

  • bei Klimaanlagen Überprüfung bzw. Einstellung der Luftbefeuchtungseinrichtung durch Fachleute bzw. Fachfirmen

  • regelmäßige Prüfung durch Fachleute bzw. Fachfirmen

  • Wartung der Lüftungs- und Klimaanlage, z. B. rechtzeitiger Wechsel der Luftfilter und Hygienekontrollen/Hygieneinspektionen durch entsprechend geschultes Personal nach VDI 6022.

Darüber hinaus sollte bei der Auslegung und Ausführung von Lüftungs- und Klimaanlagen auch der Infektionsschutz während einer Pandemie z.B. durch Viren wie SARS-CoV-2 berücksichtigt werden: So spricht die 2020 erlassene Arbeitsschutzregel zu SARS-CoV-2 davon, dass ein möglichst hoher Luftaustausch mit Außenluft zu realisieren ist und eine Umluftführung nach Möglichkeit zu vermeiden ist, damit die von Menschen ausgeatmeten und möglicherweise mit Viren belasteten Aerosole schnell ins Freie befördert oder zumindest in ihrer Konzentration verdünnt werden. Der in der ASR A3.6 genannte untere Beurteilungswert für die Luftqualität von 1000 ppm CO2 sollte gemäß der Arbeitsschutzregel möglichst unterschritten werden. Insbesondere in Industriehallen mit vielen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen auf kleinem Raum können sonst Infektionsketten durch falsche oder nicht ausreichende Lüftung begünstigt werden.

Weiterführende Informationen:

  • Fachbereich AKTUELL FBVW-502 "SARS-CoV-2: Empfehlungen zum Lüftungsverhalten an Innenraumarbeitsplätzen"

  • Fachbereich AKTUELL FBHM-114 "Möglichkeiten zur Bewertung der Lüftung anhand der CO2-Konzentration"

  • Fachveröffentlichung der BAuA "Infektionsschutzgerechtes Lüften"

*

Bei einseitiger freier Lüftung, z. B. alle Fenster in einer Außenwand, sollte die Raumtiefe nicht mehr als das 2,5-fache der Raumhöhe betragen. Beispiel: Raumhöhe H = 2,80 m, Raumtiefe nicht über 7,0 m (2,5 x 2,8 m) oder Raumhöhe H = 4 m, Raumtiefe nicht über 10 m. (siehe ASR A3.6)