Aerosole aus Kühlschmierstoff, Öl oder Emulsion verhalten sich im Rohrnetz anders als trockener Staub. Sie benetzen die Rohrwand, laufen zurück und sammeln sich an der tiefsten Stelle, wenn dort kein Ablauf sitzt. Wer ein Gerät bestellt und es an ein vorhandenes Staubrohrnetz hängt, findet nach wenigen Wochen eine Pfütze unter der Trasse. Über die Wirkung entscheidet die Einbindung in Halle und Baukörper, nicht das Gerät.
Welche Aerosole entstehen an den Maschinen einer Produktionshalle?
Aerosole sind flüssige Tropfen in der Luft, erzeugt durch Zerspanen, Umformen, Härten oder Waschen. Kühlschmierstoff zerfällt an der Schneide in Tropfen von unter 1 µm bis über 20 µm, dazu kommt ein Dampfanteil aus der Wärme am Werkzeug.
Die Tropfengröße bestimmt, wohin das Aerosol wandert. Grobe Tropfen fallen in der Maschine wieder aus, feine folgen jeder Luftbewegung und verlassen die Kapselung durch jede Öffnung. Welche Fraktion am Arbeitsplatz ankommt, hängt deshalb an der Dichtheit der Maschine und nicht am Volumenstrom des Geräts.
Dampf verhält sich noch einmal anders. Er kondensiert an kalten Flächen, also an Rohrwänden im Außenbereich und an Hallenbindern über der Maschine. Die glatten Beläge an Trägern und Leuchten entstehen fast immer aus diesem Anteil und lassen sich mit Tropfenabscheidung allein nicht beseitigen.
Welche Fraktion erfasst wird, legt die Haube fest. Damit beginnt jede Auslegung am Erfassungselement.
Wie wird ein Aerosol am Erfassungselement sicher gegriffen?
Das Erfassungselement sitzt so nah an der Entstehungsstelle, wie der Prozess es zulässt, und in Richtung der Tropfenbewegung. VDI 2262 beschreibt diese Rangfolge: erst kapseln, dann an der Quelle erfassen, erst danach den Raum lüften. Jeder Zentimeter Abstand kostet Erfassungsgeschwindigkeit überproportional.
Bei gekapselten Werkzeugmaschinen übernimmt die Kapselung die Erfassung, und die Absaugung hält nur den Unterdruck. Üblich sind Luftgeschwindigkeiten von 0,5 bis 1,0 m/s an den verbleibenden Öffnungen, damit beim Öffnen der Tür nichts austritt. Die Effizienz einer Erfassung steigt dabei nicht mit der Luftmenge, sondern mit der Nähe zur Quelle und mit der Dichtheit der Hülle.
Offene Maschinen brauchen eine echte Haube. Ihre Form folgt der Bewegungsrichtung der Tropfen, und ihre Öffnung bleibt so klein, wie die Beladung des Werkstücks erlaubt. Wer das Thema von der Geräteseite her kennt, findet die Grundlagen bei Kräften im Abscheidergehäuse.
Ausführung: Die Haube erst nach dem Probelauf festschrauben. Erst mit laufender Maschine zeigt sich, wohin der Nebel tatsächlich zieht, und eine um wenige Zentimeter gedrehte Öffnung bringt mehr als eine Nummer größerer Ventilator.
Die Erfassung legt den Volumenstrom fest. Der Volumenstrom trifft als Erstes auf das Rohrnetz.
Wie wird das Rohrnetz für aerosolhaltige Luft geführt?
Aerosolleitungen werden mit Gefälle zum Abscheider oder zu einem definierten Tiefpunkt verlegt, mindestens von 1 bis 2 Prozent nach gängiger Herstellervorgabe. Jeder Tiefpunkt bekommt einen Ablauf mit Siphon. Ohne diesen Ablauf steht die Flüssigkeit im Rohr und verengt den freien Querschnitt.
Über die Transportsicherheit entscheidet der Querschnitt und nicht die Ventilatorleistung. Für reine Aerosole genügen geringere Geschwindigkeiten als für Späne, weil keine Feststoffe mitgeschleppt werden. Sobald Spangemisch oder Graphitstaub dazukommt, gilt wieder die höhere Transportgeschwindigkeit aus VDI 2262, und das Rohr darf nicht zu großzügig gewählt werden.
Flanschverbindungen sind bei Aerosolen die Schwachstelle. Eine Steckverbindung mit Dichtlippe hält Staub zurück und Öl nicht. Verschraubte Flansche mit ölfester Dichtung und eine durchgehende Verbindung für den Potentialausgleich sind der Standard, der sich im eingebauten Zustand bewährt.
Ausführung: Die lichte Weite am Abzweig prüfen, bevor die Trasse hängt. Ein Abzweig, der auf dem Plan 20 Prozent kleiner ist als das gelieferte Formteil, verschiebt die Luftverteilung im ganzen Strang und lässt sich später nur durch Tausch korrigieren.
Mit dem fertigen Netz steht die Frage, wo das Gerät überhaupt stehen darf.
Welche Lastannahme braucht der Aufstellort des Abscheiders?
Ein gefüllter Abscheider wiegt deutlich mehr als das Leergewicht aus dem Prospekt. Flüssigkeit im Sammelbehälter, benetzte Filterelemente und Ablagerungen im Gehäuse kommen hinzu. Die Lastannahme folgt dem Betriebsgewicht, und das steht im Datenblatt des Herstellers.
Bei Aufstellung auf einer Bühne oder auf dem Maschinenblech ist der Nachweis Sache des Tragwerksplaners. Punktlasten auf Zwischendecken sind nach DIN EN 1991-1-1 nachzuweisen, und eine nachträglich aufgestellte Anlage ist eine Nutzungsänderung der Fläche. Wer das übergeht, erfährt es spätestens beim nächsten Statikgutachten.
Freie Flächen vor dem Gerät sind kein Komfort. Filterwechsel, Behälterentnahme und Reinigung brauchen Platz, und dieser Platz bleibt dauerhaft zugänglich, auch wenn die Halle später umgestellt wird. Markierte Flächen am Boden halten länger als eine Vereinbarung.
Der Aufstellort bestimmt die Länge des Abluftwegs. Dieser Weg führt durch den Baukörper.
Wie wird die Abluft durch den Baukörper geführt?
Jede Durchdringung der Gebäudehülle ist ein eigenes Gewerk. Wand oder Dach müssen die Öffnung tragen, die Luftdichtheitsebene muss angeschlossen werden, und klassifizierte Bauteile brauchen einen zugelassenen Abschluss. Diese Punkte liegen bei der Bauleitung, nicht beim Anlagenbauer.
Die Schnittstelle zwischen den Gewerken ist genau hier am schärfsten. Der Anlagenbauer bohrt, der Dachdecker dichtet an, der Brandschutzbeauftragte prüft, und niemand davon hat den Auftrag für die beiden anderen Schritte. Wer die Reihenfolge nicht vorher festschreibt, bekommt eine Öffnung ohne Anschluss.
Aerosolhaltige Abluft bringt zwei zusätzliche Punkte mit. Der Austritt darf nicht auf Verkehrswege, Fenster oder Zuluftöffnungen gerichtet sein, weil sich Öl auf allen Flächen in Strömungsrichtung niederschlägt. Dazu kommt der Tiefpunkt in der Außenleitung, der frostsicher abzuführen ist.
Ausführung: Die Durchdringung vor dem Rohreinbau schriftlich abstimmen und festhalten, welcher Abschluss verwendet wird und wer ihn einbaut. Eine nachträglich geflickte Brandwand bleibt ein Mangel, auch wenn sie dicht aussieht.
Nicht jede Anlage führt ihre Luft nach außen. Die Rückführung in die Halle hat eigene Grenzen.
Welche Rückführung in die Halle ist zulässig?
Rückführung gereinigter Luft ist bei Kühlschmierstoffaerosolen zulässig, wenn die Reinluft die Werte der TRGS 900 sicher unterschreitet und eine Überwachung vorhanden ist. TRGS 560 setzt die Grenzen für luftrückführende Anlagen und verlangt für krebserzeugende Stoffe den gesonderten Nachweis.
Wirtschaftlich ist die Rückführung deshalb interessant, weil abgesaugte Hallenluft beheizte Hallenluft ist. Technisch hängt sie an der Überwachung: ein Sensor hinter der letzten Stufe, eine Störmeldung und eine Umschaltung ins Freie bilden zusammen das zulässige Konzept. Ohne diese Kette bleibt nur der Weg nach außen.
Der Einbauort des Rückluftdurchlasses wird oft zuletzt bedacht und wirkt am stärksten. Ein Durchlass, der direkt auf die Erfassungsstelle bläst, zerstört die Haubenwirkung einer sauber gebauten Anlage. Welche Stellschrauben im laufenden Betrieb sonst noch zählen, zeigt sich an der Leistungsaufnahme des Ventilators.
Was zurückgeführt wird, muss messbar sauber sein. Genau das prüft die Abnahme.
Woran erkennt die Abnahme eine wirksame Aerosolabscheidung?
Die Abnahme prüft Wirkung, nicht Technik. Gemessen werden Volumenstrom je Erfassungsstelle, Unterdruck im Netz, Reinluftkonzentration und bei Rückführung die Funktion der Überwachung. Jeder dieser Werte gehört ins Protokoll, zusammen mit Datum, Gerät und Messperson.
Dazu kommt die Wirksamkeitsprüfung am Arbeitsplatz nach TRGS 402. Sie misst, was ein Mensch tatsächlich einatmet, und bewertet damit die Anlage im Ganzen. Eine Anlage mit gutem Datenblatt und schlecht sitzender Haube fällt bei der Abnahme auf, weil die Arbeitsplatzmessung den Unterschied zeigt.
Die Unterlagen, die der Betreiber dauerhaft braucht, umfassen die Bestandszeichnung des Rohrnetzes mit Querschnitten und Tiefpunkten, das Mess- und Abnahmeprotokoll, die Betriebsanweisung, die Gefährdungsbeurteilung und die Nachweise der Brandschutzabschlüsse. Welche Nachweise ein Anlagenbauer zu liefern hat, lässt sich vorher festlegen und sollte in der Leistungsbeschreibung der Anlage stehen.
Bemerkenswert bleibt, wie oft die Pfütze unter der Trasse der erste Befund einer Begehung ist. Sie zeigt, dass im Rohr Flüssigkeit steht, dass der Querschnitt sich verengt und dass die Erfassung an der Maschine längst schwächer geworden ist, ohne dass jemand eine Störung gemeldet hat.