Je höher die Aufstelldichte von Maschinen in einer Produktionshalle, desto stärker steigt die Schadstoffkonzentration in der Hallenluft. Mehrere Emissionsquellen auf engem Raum erzeugen überlagernde Schadstoffströme, die sich gegenseitig verstärken und die Luftqualität in der Produktionshalle deutlich verschlechtern. Die folgenden Abschnitte erklären, warum das so ist, welche Grenzwerte gelten und welche technischen Maßnahmen wirksam helfen.
Wie verteilen sich Schadstoffe in einer Produktionshalle?
Schadstoffe verteilen sich in einer Produktionshalle nicht gleichmäßig. Sie entstehen punktuell an der Emissionsquelle, steigen thermisch auf, werden durch Luftströmungen transportiert und reichern sich in bestimmten Zonen an. Die Verteilung hängt von der Hallenhöhe, der Luftführung, der Wärmeleistung der Maschinen und der Anzahl der Quellen ab.
Typische Herausforderung: Warme Schadstoffe wie Schweißrauch oder Thermodämpfe steigen zunächst auf. Ohne gezielte Erfassung sinken sie beim Abkühlen wieder in den Atembereich der Beschäftigten ab. Kältere Aerosole und Ölnebel bleiben dagegen länger in Bodennähe oder schweben als feines Aerosol gleichmäßig durch die Halle.
Entscheidend für die Schadstoffverteilung sind drei Faktoren:
- Thermischer Auftrieb: Prozesswärme treibt Schadstoffe nach oben, wo sie sich unter dem Hallendach stauen können.
- Querlüftung und Zugluft: Öffnungen, Tore und Ventilatoren erzeugen Querströmungen, die Schadstoffe horizontal durch die Halle treiben.
- Anzahl und Nähe der Quellen: Je mehr Maschinen auf engem Raum betrieben werden, desto stärker überlagern sich die Schadstoffwolken.
Warum steigt die Schadstoffkonzentration bei höherer Aufstelldichte?
Bei höherer Aufstelldichte von Maschinen steigt die Schadstoffkonzentration in der Halle, weil mehrere Emissionsquellen gleichzeitig aktiv sind und die Schadstoffe sich räumlich überlagern. Das verfügbare Luftvolumen je Quelle sinkt, während die Gesamtemission steigt. Das Ergebnis ist eine messbar höhere Belastung der Atemluft.
Konkret bedeutet das: Wenn zehn Schweißarbeitsplätze auf der gleichen Fläche betrieben werden wie früher fünf, verdoppelt sich nicht nur die Rauchentwicklung. Zusätzlich fehlt der räumliche Abstand, der eine natürliche Verdünnung ermöglicht hätte. Schadstoffe aus benachbarten Prozessen vermischen sich, bevor eine Erfassung stattfinden kann.
Hinzu kommt der Effekt der gegenseitigen Beeinflussung: Thermische Aufwinde einer Maschine können den Schadstoffstrom einer benachbarten Quelle ablenken und in Richtung Atemzone lenken. Dieser Effekt ist bei dicht gestellten Maschinen besonders ausgeprägt und wird in der Praxis häufig unterschätzt.
Welche Grenzwerte gelten für Schadstoffe am Arbeitsplatz in der Halle?
Für Schadstoffe am Arbeitsplatz gelten in Deutschland die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) nach TRGS 900 sowie stoffbezogene Regelungen der DGUV. Für krebserzeugende Stoffe wie Chrom(VI)-Verbindungen gilt zusätzlich das Minimierungsgebot nach TRGS 910, unabhängig davon, ob der AGW eingehalten wird.
Wichtige Grenzwerte im Überblick:
- Schweißrauch allgemein: AGW 1,25 mg/m³ (alveolengängige Fraktion) nach TRGS 900
- Chrom(VI)-Verbindungen: Toleranzkonzentration 1 µg/m³, Akzeptanzkonzentration 0,1 µg/m³ nach TRGS 910 — das Minimierungsgebot gilt immer
- Feinstaub (A-Fraktion): AGW 1,25 mg/m³ nach TRGS 900
- Ölnebel und Ölaerosole: AGW 10 mg/m³ nach TRGS 900, je nach Zusammensetzung strenger
Nach DGUV Regel 109-002 und DGUV Information 209-023 sind Betreiber verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen und auf dieser Basis geeignete technische Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Die Gefährdungsbeurteilung ist die Grundlage jeder Geräte- und Filterauswahl.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Wie kann eine gezielte Absauganlage die Schadstoffkonzentration senken?
Eine gezielte industrielle Absaugtechnik senkt die Schadstoffkonzentration, indem sie Schadstoffe direkt an der Entstehungsquelle erfasst, bevor sie sich in der Hallenluft verteilen. Dieser Ansatz ist technisch wirkungsvoller als jede nachgelagerte Raumlüftung, weil die Schadstoffkonzentration im Erfassungsbereich ein Vielfaches der Hallenluftkonzentration beträgt.
Der Prozess folgt einem klaren Schema:
- Erfassung: Absaughauben, Absaugarme oder integrierte Erfassungselemente fangen Schadstoffe unmittelbar an der Quelle ab.
- Transport: Ein dimensioniertes Rohrleitungssystem führt den belasteten Luftstrom zur Filtereinheit.
- Filtration: Je nach Medium kommen Trockenfilter, Nassabscheider oder Ölnebelabscheider zum Einsatz. Bei krebserzeugenden Stoffen im Schweißrauch ist eine W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 Pflicht.
- Rückführung oder Abluft: Gereinigte Luft wird in die Halle zurückgeführt oder nach außen abgeführt.
Für reaktive Stäube wie Aluminium, Magnesium oder Titan sind Nassabscheider die technisch sichere Wahl, da Trockenfilter bei diesen Medien Brandgefahr erzeugen können. Die Wahl der Filtertechnologie muss immer auf Basis der Gefährdungsbeurteilung erfolgen.
Wann reicht eine Hallenlüftung allein nicht mehr aus?
Eine Hallenlüftung allein reicht nicht mehr aus, wenn die Schadstoffkonzentration in der Halle die geltenden Arbeitsplatzgrenzwerte überschreitet oder wenn krebserzeugende Stoffe wie Chrom(VI)-Verbindungen emittiert werden. In diesen Fällen ist eine quellennahe Erfassung durch eine Absauganlage technisch und rechtlich erforderlich.
Die Hallenlüftung Schadstoffverteilung betreffend gilt: Lüftungsanlagen verdünnen Schadstoffe, sie beseitigen sie nicht. Bei steigender Aufstelldichte von Maschinen reicht die Verdünnungswirkung einer Hallenlüftung rechnerisch nicht mehr aus, um AGW-Konformität zu erreichen, ohne unverhältnismäßig hohe Luftvolumenströme zu erzeugen.
Konkrete Situationen, in denen eine Hallenlüftung allein nicht ausreicht:
- Prozesse mit krebserzeugenden Emissionen (Schweißen von Chrom-Nickel-Stahl, Plasmaschneiden)
- Dicht aufgestellte Bearbeitungsmaschinen mit kontinuierlichem Ölnebelaustrag
- Schleif- und Polierprozesse mit feinen, lungengängigen Stäuben
- Hallen mit geringer Raumhöhe und eingeschränkter natürlicher Konvektion
- Produktionsbereiche, in denen eine Messung erhöhte Schadstoffwerte nachgewiesen hat
Wie lässt sich die optimale Absauglösung für eine dicht belegte Halle bestimmen?
Die Bestimmung einer geeigneten Absauglösung für eine dicht belegte Halle beginnt mit einer strukturierten Gefährdungsbeurteilung nach DGUV Vorschrift 1. Sie erfasst alle Emissionsquellen, die erzeugten Schadstoffe, die Betriebszeiten und das verfügbare Raumvolumen. Erst auf dieser Basis lässt sich der erforderliche Volumenstrom berechnen.
Folgende Parameter sind für die Auslegung entscheidend:
- Anzahl und Art der Emissionsquellen: Schweißen, Schleifen, Löten, Plasmaschneiden, spanende Bearbeitung
- Schadstoffart und Gefährlichkeit: Partikelgröße, Kanzerogenität, Reaktivität des Staubes
- Gleichzeitigkeitsfaktor: Nicht alle Maschinen laufen immer gleichzeitig — dieser Faktor beeinflusst den Auslegungsvolumenstrom direkt
- Raumgeometrie und Luftführung: Hallenhöhe, Dachform, vorhandene Lüftungsöffnungen
- Energiebilanz: Möglichkeit der Wärmerückgewinnung aus der Abluft zur Senkung der Betriebskosten
Zentrale Absauganlagen eignen sich besonders für Hallen mit vielen gleichartigen Arbeitsplätzen, weil sie einen gemeinsamen Volumenstrom effizient auf mehrere Erfassungspunkte verteilen. Dezentrale Lösungen bieten mehr Flexibilität bei heterogenen Prozessen. In vielen Fällen ist eine Kombination aus beiden Ansätzen technisch sinnvoll.
Wie ULMATEC bei erhöhter Schadstoffkonzentration durch Aufstelldichte hilft
Für Betreiber in der Metallverarbeitung, im Maschinenbau oder in der Automobilzulieferung, die durch wachsende Aufstelldichte steigende Schadstoffkonzentrationen in der Halle lösen müssen, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom — und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
Konkret bietet ULMATEC:
- Zentrale Absauganlagen für Luftvolumen von 3.000 bis 250.000 m³/h in den Größen S bis XXL
- Über 100 Filterkombinationen für Partikel, Aerosole, Ölnebel, Rauch und VOC — abgestimmt auf die jeweilige Schadstoffart
- W3-zertifizierte Systeme nach DIN EN ISO 21904 für Schweißrauch-Anwendungen mit krebserzeugenden Stoffen
- Nassabscheider für reaktive Stäube wie Aluminium, Magnesium und Titan
- Integration von Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung in einem System
- Förderfähige Anlagen nach BAFA und KfW inklusive vollständiger technischer Dokumentation
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