Eine Absauganlage nimmt der Halle Luft weg, und jede abgesaugte Luftmenge kommt irgendwo wieder herein. Wird dieser Weg nicht geplant, kommt sie durch Tore, Türritzen und Fensterfugen, kalt im Winter und ungefiltert im Sommer. Die Luftqualität in einer Halle entsteht deshalb aus zwei Größen, der Erfassung an der Quelle und der Führung der Zuluft. Eine davon allein hält die Werte nicht.
Welche Luftbilanz braucht eine Halle mit Absauganlage?
Die Bilanz muss aufgehen: abgesaugter Volumenstrom plus Abluft aus anderen Anlagen gleich geplante Zuluft. Fehlt die Zuluft, entsteht Unterdruck, und die Anlage fördert gegen diesen Unterdruck mit sinkendem Volumenstrom. Die Erfassung an den Hauben wird dann schwächer, ohne dass die Steuerung einen Fehler meldet.
Unterdruck hat eine zweite Folge, die gefährlicher ist. Raumluftabhängige Feuerstätten, Gasbrenner und Heizgeräte in derselben Halle können bei Unterdruck Abgase in den Raum zurückziehen. Diese Schnittstelle zwischen den Gewerken gehört vor die Inbetriebnahme, nicht in die Mängelliste.
Üblich ist eine leicht negative Bilanz von wenigen Pascal, damit kein belastetes Material in Nachbarbereiche wandert. Verbindliche Zahlen gibt dafür kein Regelwerk vor, maßgebend ist die Trennung der Bereiche und die Feuerstättensituation im konkreten Gebäude.
Im Bestand ist die Zuluft fast immer der fehlende Teil. Vorhandene Hallen haben Tore und Lichtkuppeln, aber keinen geplanten Zuluftweg, und die nachgerüstete Absaugung macht diesen Mangel zum ersten Mal messbar. Die Nachrüstung der Zuluft gehört deshalb in denselben Auftrag.
Die Bilanz legt die Menge fest. Über die Wirkung entscheidet der Weg der Zuluft.
Wie wird die Zuluft in die Halle geführt?
Die Zuluft kommt dort herein, wo saubere Luft gebraucht wird, also im Aufenthaltsbereich der Beschäftigten, und sie strömt in Richtung der Erfassungsstellen ab. Diese Richtung ist die eigentliche Planungsleistung, nicht die Wahl des Zuluftgeräts.
Entscheidend ist die Geschwindigkeit im Aufenthaltsbereich. Die Arbeitsstättenregel ASR A3.6 verlangt ausreichende Lüftung und nennt Zugluft als zu vermeidende Belastung, ohne einen allgemeinen Zahlenwert für jede Halle zu setzen. Erfahrungswerte aus der Praxis liegen bei weniger als 0,2 m/s im Bereich stehender Arbeit.
Großflächige Durchlässe mit niedriger Austrittsgeschwindigkeit lösen diesen Widerspruch. Textile Schläuche, Quellluftdurchlässe und perforierte Kanäle bringen die Menge herein, ohne einen Strahl zu erzeugen, der die Haube an der Maschine leer bläst.
Ausführung: Den Zuluftdurchlass niemals gegenüber einer Erfassungsstelle anordnen. Jeder Strahl, der auf eine Haube trifft, hebt deren Erfassungsgeschwindigkeit auf, und dieser Fehler ist nach dem Einbau nur durch Umhängen des Durchlasses zu beheben.
Die Durchdringung der Gebäudehülle für einen Zuluftdurchlass ist dabei ein eigener Arbeitsschritt. Wandöffnung, der Anschluss an die Luftdichtheitsebene, Wetterschutzgitter und bei klassifizierten Bauteilen ein zugelassener Abschluss gehören zusammen, und das Ergebnis gehört ins Protokoll der Übergabe.
Die Zuluft stützt die Erfassung. Der nötige Luftwechsel ergibt sich erst danach.
Welche Luftwechselrate bleibt nach der Erfassung an der Quelle nötig?
Raumlüftung verdünnt, sie erfasst nicht. Sobald die Quelle gekapselt und abgesaugt ist, sinkt der erforderliche Luftwechsel deutlich, weil nur noch der Restanteil aus Leckagen und offenen Tätigkeiten im Raum landet. Die Rangfolge steht in der DGUV Regel 109-002.
Vor der Abnahme wird dieser Wert je Bereich festgelegt und nicht pauschal für die Halle. Die Praxis nennt für Hallen mit erfassten Quellen Luftwechselraten in einer Größenordnung von einem bis drei Raumvolumen je Stunde, bei stark staubenden Prozessen ohne vollständige Erfassung deutlich mehr. Ein allgemein gültiger Wert existiert nicht, weil Stoff, Quellstärke und Raumgeometrie zusammenwirken.
Wer Raumlüftung als Ersatz für Erfassung einsetzt, zahlt doppelt. Die Luftmenge wird ein Mehrfaches, die Heizlast steigt entsprechend, und die Belastung am Arbeitsplatz sinkt trotzdem nur begrenzt, weil die Verdünnung erst nach dem Atembereich wirkt. Die Zusammenhänge bis zur Abluft hin stehen bei der Kette von der Erfassung bis zum Kamin.
Der Luftwechsel bestimmt die Menge im Raum. Verteilt wird sie über die Schichtung.
Wie wirkt die Schichtung der Hallenluft auf die Belastung?
Warme Luft steigt, und warme Prozesse erzeugen damit eine Thermik, die Partikel nach oben trägt. In hohen Hallen mit Schweiß- oder Schmelzprozessen entsteht so eine belastete Schicht unter dem Dach, während der Aufenthaltsbereich sauberer bleibt.
Diese Schichtung ist nutzbar. Schichtlüftung führt die Zuluft unten mit geringer Geschwindigkeit zu und saugt oben ab, sodass die Thermik selbst den Transport übernimmt. Der Luftbedarf liegt dabei unter dem einer Mischlüftung, weil die Luft nicht umgewälzt wird.
Die Schichtung bricht an zwei Stellen zusammen. Hallenheizungen mit Umluftbetrieb und Deckenventilatoren mischen alles wieder durch, und offene Tore erzeugen Querströmungen, die jede Schichtung aufheben. Beide Punkte sind Betriebsfragen und keine Planungsfragen, und nach dem Regelwerk gehören sie in die Betriebsanweisung.
Welche Wirkung die geplante Schichtung tatsächlich hat, zeigt sich erst später im ersten Winter. Mit geschlossenen Toren und laufender Hallenheizung stellt sich ein anderes Strömungsbild ein als bei der Einregulierung im Sommer, und genau dieser Zustand ist der maßgebende.
Die Schichtung verteilt, was nicht erfasst wurde. Die Entlastung beginnt an der Quelle.
Welche Erfassung an der Quelle entlastet die Raumlüftung?
Jede Quelle, die vollständig gekapselt ist, verschwindet aus der Raumbilanz. Deshalb lohnt sich der Aufwand an der Maschine immer stärker als der Aufwand an der Halle, und die Reihenfolge lautet kapseln, erfassen, lüften, erst zuletzt persönliche Schutzausrüstung.
Die wirksame Größe ist das Erfassungselement selbst, genauer die Geschwindigkeit an seiner Öffnung. Üblich sind von 0,5 bis 1,0 m/s für schwere Partikel und bis 2,0 m/s für feine Aerosole, jeweils an der Haubenöffnung gemessen (VDI 2262). Jeder Zentimeter zusätzlicher Abstand kostet davon überproportional viel.
Bei handgeführten Arbeiten endet die feste Erfassung. Dort übernehmen Absaugarme, werkzeuggebundene Erfassung oder abgeschottete Bereiche, und wie das auf wechselnden Flächen gelöst wird, zeigt der Beitrag zur Staubminderung bei Abbrucharbeiten.
Ausführung: Den Absaugarm so einstellen, dass er ohne Nachführen in der Arbeitsposition bleibt. Ein Arm, der zurückfedert, wird nach zwei Tagen nicht mehr benutzt, und damit fällt die ganze Erfassung an dieser Stelle aus.
Über den Volumenstrom, der am Arm ankommt, entscheidet der Querschnitt und nicht die Gerätegröße. Die lichte Weite und die Zahl der Gelenke kosten zusammen mehr Druck als die halbe Rohrstrecke, und dieser Verlust steht im Datenblatt des Herstellers.
Die Erfassung senkt die Last im Raum. Was gereinigt wurde, lässt sich zurückführen.
Wie wird die Rückführung gereinigter Luft überwacht?
Rückführung spart Heizenergie und ist bei vielen Stäuben zulässig, wenn die Reinluft die Werte der TRGS 900 sicher unterschreitet und eine Überwachung vorhanden ist. TRGS 560 setzt die Grenzen und verlangt für krebserzeugende Stoffe den gesonderten Nachweis.
Die Überwachung besteht aus drei Teilen: ein Sensor hinter der letzten Filterstufe, eine Störmeldung an einer besetzten Stelle und eine Umschaltung ins Freie im Fehlerfall. Fehlt ein Teil davon, ist die Rückführung nicht zulässig, auch wenn das Gerät sie technisch beherrscht.
Die Alternative ist Wärmerückgewinnung im Abluftstrom. Sie ist aufwendiger und bleibt unabhängig von der Staubart zulässig, weil die Luft das Gebäude verlässt. Welche Einsparung dabei im laufenden Betrieb erreichbar ist, zeigt der Blick auf die Stellgrößen am Ventilator.
Was zurückgeführt wird, muss messbar sauber sein. Diesen Nachweis führt die Abnahme.
Wie weist die Abnahme eine messbar saubere Hallenluft nach?
Die Abnahme prüft die Bilanz und die Wirkung. Gemessen werden Volumenstrom je Erfassungsstelle, Zuluftmenge, Druckdifferenz zwischen den Bereichen, Luftgeschwindigkeit im Aufenthaltsbereich und bei Rückführung die Reinluftkonzentration mit der Funktion der Überwachung.
Den Ausschlag gibt die Arbeitsplatzmessung nach TRGS 402. Sie misst personenbezogen, was ein Mensch tatsächlich einatmet, und bewertet damit Erfassung, Zuluft und Luftwechsel in einem Ergebnis. Eine Halle mit perfekter Bilanz und falsch gerichteter Zuluft fällt genau hier durch.
Zu den Unterlagen, die der Betreiber dauerhaft braucht, gehören: Luftbilanz mit Zuluft- und Abluftmengen, Einregulierungsprotokoll der Erfassungsstellen, Messbericht der Arbeitsplatzmessung, Betriebsanweisung mit Vorgaben zu Toren und Umluftheizungen sowie der Nachweis der Rückführungsüberwachung.
Bemerkenswert bleibt, dass die Zuluft in Angeboten für Absauganlagen regelmäßig fehlt. Sie ist die Position, die niemand kalkuliert hat, und sie entscheidet darüber, ob die bezahlte Anlage den Volumenstrom erreicht, der auf ihrem Typenschild steht.