Was ist eine Umluftanlage und wann ist sie in der Metallbearbeitung nicht zulässig?

Eine Umluftanlage filtert die abgesaugte Luft und führt sie gereinigt zurück in den Arbeitsbereich. In der Metallbearbeitung ist das nicht immer zulässig: Sobald krebserzeugende Stoffe wie Chrom(VI)-Verbindungen oder explosionsfähige Stäube entstehen, schreibt der Gesetzgeber eine Abluftanlage mit Außenluftführung vor. Welche Regeln gelten, welche Filterklassen erforderlich sind und wann der Umluftbetrieb dennoch sinnvoll ist, beantwortet dieser Artikel.

Wann darf eine Umluftanlage in der Metallbearbeitung nicht eingesetzt werden?

Eine Umluftanlage darf in der Metallbearbeitung nicht eingesetzt werden, wenn dabei krebserzeugende, explosionsfähige oder anderweitig besonders gefährliche Stoffe freigesetzt werden. Die TRGS 560 regelt den Umluftbetrieb bei Tätigkeiten mit luftgetragenen Gefahrstoffen und legt fest, unter welchen Bedingungen gereinigte Luft in den Arbeitsbereich zurückgeführt werden darf.

Konkret verboten oder stark eingeschränkt ist der Umluftbetrieb in folgenden Situationen:

• Chrom(VI)-haltige Stäube und Rauche: Beim Schweißen, Schleifen oder Schneiden von nichtrostendem Stahl oder Chrom-Nickel-Legierungen entstehen Chrom(VI)-Verbindungen. Diese sind eindeutig krebserzeugend (Kategorie 1A/1B nach CLP). Das Minimierungsgebot gilt hier uneingeschränkt. Der Umluftbetrieb ist nur mit zertifizierten W3-Anlagen nach DIN EN ISO 21904 zulässig.
• Explosionsfähige Stäube: Bei der Bearbeitung von Aluminium, Magnesium oder Titan entstehen reaktive Metallstäube, die in Verbindung mit Luft explodieren können. Hier gelten die ATEX-Richtlinien. Der Umluftbetrieb ist in diesen Fällen grundsätzlich ausgeschlossen.
• Unbekannte Stoffzusammensetzung: Ist die genaue Zusammensetzung des Werkstoffs oder der entstehenden Emissionen nicht bekannt, darf kein Umluftbetrieb stattfinden, bis eine vollständige Gefährdungsbeurteilung vorliegt.
• Unzureichende Filterleistung: Wenn die eingesetzte Filterklasse nicht ausreicht, um den Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) sicher einzuhalten, ist der Umluftbetrieb unzulässig.

Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.

Wie funktioniert eine Umluftanlage technisch?

Eine Umluftanlage saugt kontaminierte Luft am Entstehungsort ab, führt sie durch ein mehrstufiges Filtersystem und gibt die gereinigte Luft direkt zurück in den Arbeitsbereich. Anders als bei einer Abluftanlage wird keine Außenluft nachgeführt und keine Luft nach außen abgegeben.

Der typische Aufbau einer Umluftanlage umfasst folgende Stufen:

1. Erfassung: Schweißrauch, Schleifstaub oder andere Emissionen werden an der Quelle erfasst, zum Beispiel über Absaugdüsen, Erfassungshauben oder mobile Absaugarme.
2. Vorfilter: Grobe Partikel werden in einer ersten Filterstufe abgeschieden. Das schützt den Hauptfilter und verlängert dessen Standzeit.
3. Hauptfiltration: Je nach Anwendung kommen Trockenfilter, Hochleistungsfilter (H13/H14 nach EN 1822) oder bei reaktiven Stäuben Nassabscheider zum Einsatz.
4. Rückführung: Die gereinigte Luft wird zurück in den Arbeitsbereich geleitet. Dabei muss sichergestellt sein, dass der AGW am Arbeitsplatz dauerhaft eingehalten wird.

Entscheidend ist, dass die gesamte Anlage auf den jeweiligen Prozess, den Volumenstrom und die entstehenden Schadstoffe ausgelegt wird. Eine Gefährdungsbeurteilung ist die Grundlage jeder Geräte- und Filterauswahl.

Was sind die Vorteile einer Umluftanlage gegenüber einer Abluftanlage?

Der entscheidende Vorteil einer Umluftanlage gegenüber einer Abluftanlage ist der deutlich geringere bauliche und energetische Aufwand. Weil keine Außenwandöffnungen, Dachführungen oder Nachheizung der Zuluft erforderlich sind, fallen sowohl die Installationskosten als auch die laufenden Energiekosten spürbar niedriger aus.

Im Einzelnen sprechen folgende Punkte für den Umluftbetrieb, sofern er zulässig ist:

• Keine baulichen Eingriffe: Abluftanlagen erfordern Wanddurchbrüche und Außenleitungen. Umluftanlagen lassen sich dagegen flexibel positionieren und umstellen.
• Energieeffizienz: Die gefilterte und bereits temperierte Raumluft wird zurückgeführt. Heizenergie im Winter und Kühlenergie im Sommer gehen nicht verloren.
• Wärmerückgewinnung: In Kombination mit entsprechender Steuerungstechnik lässt sich die zurückgeführte Luft in das Hallenlüftungskonzept integrieren und zur Klimatisierung nutzen.
• Flexibler Einsatz: Modulare Umluftanlagen eignen sich besonders für Betriebe mit wechselnden Produktionsbereichen oder begrenzten Platzverhältnissen.

Mehr zu den verschiedenen industriellen Anwendungen der Absaugtechnik zeigt ein Blick auf die typischen Einsatzbereiche in der Metallbearbeitung.

Welche Filterklassen sind für den Umluftbetrieb in der Metallbearbeitung vorgeschrieben?

Für den Umluftbetrieb in der Metallbearbeitung schreibt die TRGS 560 in Verbindung mit der DIN EN ISO 21904 mindestens die Filterklasse M (mittlere Effizienz) vor, für krebserzeugende Stäube und Rauche ist die Klasse H (hohe Effizienz) Pflicht. Anlagen für den Umgang mit Chrom(VI)-Verbindungen müssen nach DIN EN ISO 21904 als W3-Gerät zertifiziert sein.

Die Klassifizierung im Überblick:

• Filterklasse M: Mindestabscheidegrad von 99 % für Partikel ab 0,4 µm. Geeignet für nicht krebserzeugende Stäube und Rauche, zum Beispiel beim Schweißen von unlegiertem Stahl.
• Filterklasse H: Mindestabscheidegrad von 99,995 % für Partikel ab 0,4 µm. Vorgeschrieben bei krebserzeugenden Stoffen, insbesondere Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxid.
• W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904: Pflichtanforderung für Schweißrauchabsauganlagen, die im Umluftbetrieb bei krebserzeugenden Stoffen eingesetzt werden. Die Zertifizierung belegt die Gesamtdichtheit und Filterleistung der Anlage.

Bei reaktiven Metallstäuben aus Aluminium, Magnesium oder Titan sind Nassabscheider die technisch geeignete Alternative, da Trockenfilter bei diesen Medien eine Brandgefahr darstellen können. Die konkrete Filterauswahl ergibt sich immer aus der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung.

Wann ist eine Umluftanlage die richtige Wahl für einen Metallbetrieb?

Eine Umluftanlage ist die richtige Wahl, wenn die entstehenden Schadstoffe durch zugelassene Filtersysteme sicher abgeschieden werden können, keine krebserzeugenden oder explosionsfähigen Stoffe entstehen und der Betrieb die Einhaltung der Arbeitsplatzgrenzwerte durch eine Gefährdungsbeurteilung nachgewiesen hat.

Typische Einsatzbereiche in der Metallbearbeitung, in denen der Umluftbetrieb zulässig und sinnvoll ist:

• Schweißen von unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl ohne Chrom(VI)-Emissionen
• Löten und Hartlöten mit geeigneten Flussmitteln
• Schleifen und Trennen mit definierten, nicht krebserzeugenden Stäuben
• Entstaubung in der mechanischen Bearbeitung, sofern keine reaktiven Stäube anfallen

Entscheidend ist immer die dokumentierte Gefährdungsbeurteilung. Sie legt fest, welche Schadstoffe entstehen, welche Grenzwerte gelten und welche Filtertechnik erforderlich ist. Ohne diese Grundlage darf kein Umluftbetrieb aufgenommen werden. Die eingesetzten Absauganlagen und Filtersysteme müssen zur Anwendung passen und die vorgeschriebenen Filterklassen erfüllen.

So unterstützt ULMATEC bei der Auswahl der richtigen Absauganlage

Für Betreiber in der Metallbearbeitung, die klären müssen, ob eine Umluftanlage zulässig ist und welche Filtertechnik die gesetzlichen Anforderungen erfüllt, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.

Konkret bedeutet das:

• Prozessanalyse: Erfassung der entstehenden Schadstoffe (Schweißrauch, Schleifstaub, Lötrauch) und Bewertung der Zulässigkeit des Umluftbetriebs nach TRGS 560
• Filterauswahl aus über 100 Filterkombinationen, abgestimmt auf die jeweilige Filterklasse (M oder H) und bei Bedarf W3-zertifiziert nach DIN EN ISO 21904
• Auslegung modularer Absauganlagen für Luftvolumen von 500 bis 100.000 m³/h
• Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung, wo es die Anwendung erlaubt
• Vollständige technische Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung und BG-Prüfungen
• Förderfähige Anlagen nach BAFA und KfW

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