Abschnitt 6.2 - 6.2 Holzstaub und Späne als Gefahrstoff im Sägewerk
6.2.1 Brand- und Explosionsgefahren
Holz ist grundsätzlich in allen Formen brennbar, sowohl als kompakter Holzscheit, als auch als Hackschnitzel, als Span oder in Staubform. Je kleiner die Abmessungen (Körnigkeit) sind, desto größer ist die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen. Bei einem großen Oberflächen-Volumenverhältnis lässt sich der Werkstoff schnell entzünden und brennt heftig ab. Das Brand- und Explosionsverhalten von Holzstaub ist somit stark abhängig von der Größe der einzelnen Staubpartikel und dem Mischungsverhältnis mit der Luft. Holzstaub mit einer Korngröße < 0,5 mm ist im Gemisch mit Luft explosionsfähig.
Ein höherer Anteil an groben Spänen oder Hackschnitzeln in einer Staubprobe führt nur zur Dämpfung des Explosionsablaufs, verhindert aber nicht mögliche Explosionen. Solange der Feinstaubanteil im Gemisch mit Luft oberhalb seiner unteren Explosionsgrenze (UEG) liegt, ist im Allgemeinen eine Staubexplosion möglich. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass in der Praxis im Sägewerk aus den verschiedensten Gründen aus grobem Material durch Abrieb und, z. B. durch kleinere Partikel, die an Hackschnitzeln anhaften, explosionsfähiger Feinstaub entstehen kann.
Grundsätzlich nehmen mit steigendem Wassergehalt die Zündempfindlichkeit und die Reaktionsfreudigkeit von Holzstäuben ab. Ab einem Wassergehalt von 50 Gewichts-% gelten Holzstäube im Gemisch mit Luft als nicht mehr explosionsfähig. Zu beachten ist jedoch, dass feuchte Holzstäube trocknen und sich auch im abgelagerten Zustand sowie bei Aufwirbelung explosionsfähige Holzstaub-Luft-Gemische bilden können. Im Sägewerk kann die Aufwirbelungsgefahr, zum Beispiel durch Windeinflüsse bei geöffneten Hallentoren, nicht ausgeschlossen werden. Dadurch entsteht eine latente Explosionsgefahr, die reduziert werden muss.
Nach TRGS 553 "Holzstaub" dürfen dabei nur aufsaugende Reinigungsverfahren angewendet werden. Das macht die Beseitigung des Staubs - insbesondere an hochgelegenen, unzugänglichen Stellen - aufwändig und teuer. Abblasen mit Druckluft ist unzulässig! Selbst das praxisübliche Fegen führt in vielen Fällen zu Staubaufwirbelungen und zusätzlich zu Gesundheitsgefährdungen durch Grenzwertüberschreitungen (siehe Abschnitt 6.2.2).
Feuchtes Holz-Material kann besonders unter Druckeinwirkung bei hohen Schüttungen (z. B. in Silos) vergären und dabei so viel Wärme entwickeln, dass es zu einer Selbstentzündung kommen kann.
Verunreinigungen durch luftgetragene Holzstäube größeren Ausmaßes stellen eine erhebliche Brandlast dar.
Wenn - wie in der Praxis üblich - großflächige Staublagerungen von mehr als 1 mm Dicke die Dauer einer Arbeitsschicht überschreiten, ist nach TRBS 2152 der betroffene Bereich in Explosions-Zone 22 einzustufen. Das betrifft im Regelfall die komplette Säge-Halle. Infolge einer ersten Explosion kann abgelagerter Staub aufgewirbelt werden und zu Folgeexplosionen führen. Zur Vermeidung von Zündquellen müssen dann sämtliche elektrischen Betriebsmittel den Anforderungen der Gruppe 2, Kategorie 3D nach Explosionsschutz-Verordnung genügen, das bedeutet, sie müssen explosionsgeschützt ausgeführt sein.
Nähere Informationen zum Brand- und Explosionsverhalten von Holzstäuben, sowie den bei der Auslegung von Anlagen anzuwendenden Brenn- und Explosionskenngrößen können der DGUV Information 209-045 "Absauganlagen und Silos für Holzstaub und Späne" und der öffentlich zugänglichen Datenbank GESTIS-STAUB-EX der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (https://gestis.dguv.de/) entnommen werden.
6.2.2 Gesundheitsgefahren
Holzstäube sind aber auch gesundheitsschädlich und können beim Menschen in einatembarer Form Nasenkarzinome (Berufskrankheit BK 4203) auslösen. Dabei sind "Hartholzstäube" nach TRGS 906 in die Gruppe K1 (nachweislich beim Menschen krebserzeugend) und die anderen Holzstäube nach TRGS 905 in die Gruppe K2 (Verdacht auf krebserzeugende Wirkung) eingestuft. Zusätzlich können die Stäube einiger Hölzer nach TRGS 907 sensibilisierend wirken (siehe DGUV Information 209-044 "Holzstaub").
Für die Stäube aller Hölzer gilt nach TRGS 553 "Holzstaub" ein einheitlicher Expositionsbegrenzungswert von 2 mg/ m3 für die einatembare Fraktion (E-Fraktion: Korngröße < 0,1 mm). Außerdem existiert in der Gefahrstoffverordnung ein sogenanntes Minimierungsgebot, wonach die Ausbreitung von als krebserzeugend eingestuften Stoff-Emissionen nach dem Stand der Technik auf ein Minimum zu begrenzen ist.
Gemäß TRGS 553 wird angenommen, dass bei Gattersägemaschinen der Grenzwert für die Konzentration von Staub in der Luft eingehalten wird, wenn die Späne über Vibrorinnen oder über Absaugung abgeführt werden. Diese Angaben sind mittlerweile überholt und gelten nur noch unter bestimmten, besonders günstigen Bedingungen.
In moderneren Gattersägewerken, die in überwiegend geschlossenen Hallen und/oder mit hohen Zerspanungsleistungen, aufgrund der Anzahl der Sägen im Eingriff, der Vorschubgeschwindigkeit und der schnellen Stammfolge gefahren werden, wird der Grenzwert in der Regel auch überschritten.
Untersuchungen in einem Sägewerk mit Spaner-Kreissägen-Technologie und in einem Sägewerk mit Blockbandsäge haben gezeigt, dass der Grenzwert von 2 mg/m3um ein Vielfaches überschritten wurde. Zur Veranschaulichung der gegenwärtigen Situation in diesen beiden Sägewerken sind in der folgenden Tabelle die gemessenen Staubkonzentrationen der Messwertreihen gegenübergestellt. Die Messungen repräsentieren den Zustand vor der Durchführung von Maßnahmen zur Staubreduktion.
Tabelle 3
Quantil-Werte zweier Holzstaub-Messwertreihen mit unterschiedlicher Einschnitt-Technologie
| Technologie | Minimum | 10% | 25% | 50% | Mittelwert | 75% | 90% | Maximum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Werte in mg/m3 | ||||||||
| Spaner/Kreissäge | 0,72 | 1,11 | 1,43 | 2,48 | 13,37 | 9,54 | 22,20 | 267,00 |
| Blockbandsäge | 0,20 | 0,53 | 0,92 | 2,40 | 4,16 | 7,01 | 10,40 | 14,60 |
6.2.3 Schlussfolgerungen
Aufgrund der genannten gefährlichen Eigenschaften verlangen die einschlägigen staatlichen Vorschriften, besonders die Gefahrstoffverordnung, eine möglichst gefährdungsarme Herangehensweise beim Umgang mit Zerspanungsprodukten, die bei der Bearbeitung und der Verarbeitung von Holz anfallen. Für den Betreiber ergibt sich im Allgemeinen die Zusatzanforderung, die Zerspanungsreste für die weitere Verwertung nutzen zu können. Außerdem sollen Verschmutzungen der Arbeitsumgebung und der Werkstücke, die die Produktqualität negativ beeinflussen können, vermieden werden.
Die Eigenschaften des Holzstaubs führen dazu, dass feiner Holzstaub auch schon bei geringen Umgebungsluftgeschwindigkeiten aufgewirbelt wird, sich lange schwebend in der Luft hält, mit dem Luftstrom weit in der Umgebung verteilt und somit auch leicht in die Atemwege eindringen kann.
Die Einhaltung der genannten Vorgaben und Grenzwerte ist nur gewährleistet, wenn die Zerspanungsreste vor Ausbreitung in der Umgebungsluft erfasst und vom Arbeitsplatz entfernt werden. Aus den genannten Gründen ergibt sich die Anforderung des Absaugens von - nicht entstaubten - Hackschnitzeln sowie von Holzstaub und -spänen am Emissionsort.
6.2.4 Maßnahmen für den Gesundheitsschutz
Eine Maßnahme für den Gesundheitsschutz ist die Arbeitsmedizinische Vorsorge, die an dieser Stelle nur erwähnt werden soll. Bei Tätigkeiten mit Hartholzstäuben nach TRGS 906 muss die Arbeitsmedizinische Vorsorge verpflichtend vom Unternehmer oder von der Unternehmerin veranlasst werden. Beschäftigten, die Tätigkeiten mit sensibilisierend wirkenden Holzstäuben und Tätigkeiten mit Weichholzstäuben ausüben, muss der Unternehmer oder die Unternehmerin eine arbeitsmedizinische Vorsorge anbieten.
Eine für eine wirksame Absaugung ausgebildete Kapsel/ Einhausung der Sägemaschine kann auch wesentlich zur Lärmreduzierung beitragen. Damit wäre ebenfalls eine technische Lärmminderungsmaßnahme umgesetzt. Solche Maßnahmen sind für ausgewiesene Lärmbereiche ab 85 dB Tageslärmexpositionswert gefordert.
Eine Einhausung verbessert den Arbeitsschutz auch deshalb, weil ein einfacher Zugriff auf bewegliche Teile der Maschine/Maschinenanlage durch die Kapselung oder die Einhausung wirksam verhindert wird.