Wie plant man eine Schweißrauchabsaugung für eine große Produktionshalle?

Eine Schweißrauchabsaugung für eine große Produktionshalle plant man in vier Schritten: Schadstoffanalyse nach Werkstoff und Schweißverfahren, Berechnung des benötigten Luftvolumenstroms unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF), Entscheidung zwischen zentraler und dezentraler Absaugung sowie Auswahl der passenden Filtertechnologie und Abscheideklasse. Grundlage jeder Planung ist die Gefährdungsbeurteilung nach TRGS 528 und GefStoffV. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Planungsfragen Schritt für Schritt.

Welche Faktoren bestimmen die Auslegung einer Absauganlage?

Die Auslegung einer Schweißrauch-Absauganlage hängt von drei zentralen Faktoren ab: dem Werkstoff und Schweißverfahren (sie bestimmen die Abscheideklasse), der Anzahl und Gleichzeitigkeit der Absaugstellen (sie bestimmen den Volumenstrom) sowie den räumlichen Gegebenheiten der Halle (sie bestimmen Leitungsführung und Druckverlust).

Der erste Schritt ist die Schadstoffanalyse. Beim Schweißen unlegierter und niedriglegierter Stähle, also Baustahl mit einem Chrom/Nickel-Anteil unter 5 %, genügt nach DIN EN ISO 21904-2 ein Abscheider der Klasse W1 mit mindestens 95 % Abscheidegrad. Beim Schweißen legierter Stähle mit einem Cr/Ni-Anteil zwischen 5 und 30 % ist W2 mit mindestens 98 % erforderlich. Beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle, also Edelstahl mit über 30 % Cr/Ni-Anteil, fordert TRGS 528 Abscheider der Abscheideklasse W3 mit mindestens 99 % Abscheidegrad. W3-Geräte werden vom Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) geprüft.

Der zweite Faktor ist das Schweißverfahren. MIG/MAG-Schweißen erzeugt deutlich mehr Rauch als WIG-Schweißen. Roboterschweißanlagen und automatisierte Schweißanlagen erfordern fest installierte Erfassungselemente, da mobile Lösungen dort konstruktiv nicht einsetzbar sind.

Der dritte Faktor ist die Hallengröße. Hohe Hallen mit schlechter natürlicher Durchströmung benötigen höhere Erfassungsvolumenströme oder ergänzende Hallenlüftung, um Schweißrauch aus dem Atembereich der Beschäftigten zu entfernen. Die Gefährdungsbeurteilung nach TRGS 528 und GefStoffV ist dabei nicht optional, sondern rechtliche Grundlage der gesamten Planung.

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

Wie berechnet man den benötigten Luftvolumenstrom für eine große Halle?

Den benötigten Luftvolumenstrom berechnet man, indem man den Erfassungsvolumenstrom je aktivem Schweißarbeitsplatz mit der Anzahl der gleichzeitig aktiven Absaugstellen multipliziert. Entscheidend ist dabei der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF), der das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen angibt.

Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Dieser Faktor sollte jedoch immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.

Für die Planung einer Schweißrauchabsaugung in der Produktion empfiehlt sich folgendes Vorgehen:

1. Alle Schweißarbeitsplätze und Schweißverfahren erfassen und nach Werkstoff kategorisieren
2. Schichtpläne und Produktionsabläufe auswerten, um den GZF realistisch zu bestimmen
3. Erfassungsvolumenstrom je Arbeitsplatz auf Basis des Schweißverfahrens und der Erfassungsgeometrie festlegen
4. Gesamtvolumenstrom berechnen: aktive Plätze multipliziert mit dem Volumenstrom je Platz
5. Druckverluste im Rohrleitungsnetz und Filtersystem einrechnen

Wichtig: Die Angaben zu Erfassungsvolumenströmen je Arbeitsplatz sollten im Rahmen der Anlagenplanung durch einen Fachbetrieb ermittelt werden, da sie vom Verfahren, der Erfassungsgeometrie und dem Abstand zur Quelle abhängen. Zu knapp ausgelegte Anlagen unterschreiten die Arbeitsplatzgrenzwerte nach TRGS 900 und gefährden die Normkonformität.

Was ist der Unterschied zwischen zentraler und dezentraler Absaugung?

Bei der zentralen Schweißrauchabsaugung werden alle Absaugstellen über ein gemeinsames Rohrleitungsnetz an eine zentrale Filteranlage angeschlossen. Bei der dezentralen Schweißrauchabsaugung erhält jeder Arbeitsplatz ein eigenes, autarkes Absauggerät, zum Beispiel eine mobile Schweißrauchabsaugung. Beide Konzepte sind normkonform einsetzbar, unterscheiden sich aber grundlegend in Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Eignung für verschiedene Hallengrößen.

Zentrale Absaugung: Stärken und Grenzen

Zentrale Absauganlagen eignen sich für Schweißereien mit vielen festen Arbeitsplätzen und hohem Gleichzeitigkeitsfaktor. Der Vorteil liegt in der zentralen Filtration, der einfachen Wartung an einem Punkt und dem niedrigeren Energieverbrauch pro Kubikmeter gereinigter Luft bei hoher Auslastung. Der GZF wirkt sich hier positiv auf die Anlagengröße aus. Nachteilig ist der hohe Investitionsaufwand für das Rohrleitungsnetz sowie die eingeschränkte Flexibilität bei wechselnden Arbeitsplatzkonfigurationen.

Dezentrale Absaugung: Stärken und Grenzen

Dezentrale Geräte, ob stationär am Platz oder als mobile Schweißrauchabsaugung, bieten maximale Flexibilität. Sie sind schnell einsatzbereit, erfordern kein Leitungsnetz und lassen sich bei Umstrukturierungen leicht versetzen. Für Betriebe mit wechselnden Schweißpositionen, kleinen Losgrößen oder räumlich verteilten Arbeitsplätzen ist dies oft die wirtschaftlichere Lösung. Der Wartungsaufwand steigt jedoch mit der Anzahl der Geräte, da jedes Gerät separat gewartet und geprüft werden muss.

In großen Produktionshallen kombinieren viele Betriebe beide Ansätze: eine zentrale Anlage für feste Schweißkabinen und Roboterschweißzellen sowie mobile Einheiten für flexible Arbeitsplätze.

Welche Filtertechnologie ist für Schweißrauch in Großanlagen geeignet?

Für die Filtration von Schweißrauch in Großanlagen sind Cartridge-Filter-Entstauber mit automatischer Abreinigung die am häufigsten eingesetzte Technologie. Sie bieten hohe Filterstandzeiten, kompakte Bauweise und eignen sich für Luftvolumenströme, die bei zentralen Absauganlagen weit in den fünfstelligen Bereich reichen können. Die Wahl der Filterstufe richtet sich nach der erforderlichen Abscheideklasse W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2.

Für die Planung einer Schweißrauchabsaugung mit geeignetem Schweißrauchfilter gelten folgende Grundsätze:

• W1-Abscheider für unlegierte und niedriglegierte Stähle (Baustahl, Cr/Ni unter 5 %)
• W2-Abscheider für legierte Stähle mit Cr/Ni-Anteil zwischen 5 und 30 %
• W3-Abscheider für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle und Edelstahl (Cr/Ni über 30 %), IFA-geprüft, bei krebserzeugenden Schweißrauchemissionen wie Chrom-VI-haltigem Schweißrauch Pflicht

Bei krebserzeugenden Stoffen und Anlagen mit W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 empfiehlt sich grundsätzlich eine externe Prüfung. Das Minimierungsgebot für Cr(VI) nach TRGS 528 und TRGS 910 ist dabei immer explizit in der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen.

Werden in der Halle verschiedene Werkstoffe verarbeitet, muss die Filtertechnologie auf den anspruchsvollsten Schadstoff ausgelegt werden. Mischt ein Betrieb Baustahl- und Edelstahlschweißen, ist die gesamte Anlage auf W3 auszulegen, sofern keine räumliche Trennung mit getrennten Absaugkreisen möglich ist.

Nassabscheider sind eine geeignete Alternative bei reaktiven oder hygroskopischen Begleitstoffen, jedoch nicht die Standardlösung für reine Schweißrauchfiltrierung in großen Hallen.

Lässt sich Wärmerückgewinnung in eine Schweißrauchabsaugung integrieren?

Ja, Wärmerückgewinnung lässt sich in eine stationäre Schweißrauchabsaugung integrieren. Bei Umluftbetrieb wird die gereinigte Luft direkt in die Halle zurückgeführt, was Heizenergie spart. Bei Abluftbetrieb mit Wärmetauscher lässt sich die Abwärme der abgesaugten Luft nutzen, bevor sie ins Freie geleitet wird. Voraussetzung ist in beiden Fällen eine ausreichende Filtration, die die Rückführung oder Wärmeübertragung ohne Schadstoffeintrag ermöglicht.

Der Umluftbetrieb ist bei Schweißrauch an strenge Bedingungen geknüpft. TRGS 560 regelt die Luftrückführung bei krebserzeugenden Gefahrstoffen. Bei W3-pflichtigen Prozessen, also beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle, ist die Rückführung nur mit geprüften Abscheidern der Klasse W3 zulässig und erfordert besondere Aufmerksamkeit bei der Auslegung und Dokumentation.

Der energetische Vorteil ist erheblich: In beheizten Produktionshallen entfällt bei Umluftbetrieb die Nachheizung der Zuluft, was den Energieverbrauch der Gesamtanlage deutlich senkt. Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung lassen sich so in einem Konzept zusammenführen, was die Betriebskosten messbar reduziert. Für Betriebe, die Energieeffizienz und Arbeitsschutz kombinieren wollen, ist die Integration der Wärmerückgewinnung in die Planung der Absauganlage daher wirtschaftlich sinnvoll.

Welche Normen und Förderprogramme gelten bei der Planung?

Bei der Planung einer Schweißrauchabsaugung gelten in Deutschland mehrere verbindliche Regelwerke. Die zentrale Norm für schweißtechnische Prozesse ist TRGS 528 (Schweißtechnische Arbeiten), ergänzt durch DIN EN ISO 21904 für die Geräteanforderungen, DGUV Information 209-016 (Schadstoffe beim Schweißen) sowie die DGUV Regel 109-002 (Arbeitsplatzlüftung – Lufttechnische Maßnahmen). Die GefStoffV bildet den gesetzlichen Rahmen, aus dem die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung gemäß § 6 GefStoffV und das Minimierungsgebot folgen.

Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt: bei schweißtechnischen Prozessen nach DIN EN ISO 21904 und TRGS 528, bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV.

Für die Förderfähigkeit gilt: Investitionen in industrielle Absauganlagen können grundsätzlich über BAFA- oder KfW-Programme förderfähig sein, sofern die jeweiligen Voraussetzungen erfüllt sind. Ob und in welchem Umfang eine Anlage förderfähig ist, hängt von den zum Zeitpunkt der Antragstellung geltenden Programmbedingungen und einer individuellen Prüfung ab. Es empfiehlt sich, die Förderfähigkeit vor der Investitionsentscheidung mit dem jeweiligen Fördermittelgeber abzuklären.

Wichtig für die Investitionssicherheit: Anlagen müssen technisch dokumentiert und normkonform ausgelegt sein, damit sie im Rahmen einer BG-Prüfung standhalten. Die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 löst die bisherige Maschinenrichtlinie 2006/42/EG zum 20. Januar 2027 ab. Wer jetzt plant, sollte sicherstellen, dass die beschaffte Anlage den dann geltenden Anforderungen entspricht.

So plant ULMATEC Ihre Schweißrauchabsaugung für die Produktionshalle

Wir analysieren bei ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, das Schweißverfahren und den Volumenstrom und entwickeln, fertigen sowie montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.

Konkret bedeutet das für die Planung Ihrer Schweißrauchabsaugung:

• Schadstoff- und Verfahrensanalyse als Grundlage der Abscheideklasse (W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904)
• Berechnung des Gesamtvolumenstroms unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF)
• Konzeptentscheidung zentral oder dezentral, einschließlich Bewertung von Umluft- und Wärmerückgewinnungsoptionen
• Auslegung der CF-Serie (Cartridge-Filter-Entstauber) in den Baugrößen XS bis XXL für Luftvolumenströme bis 250.000 m³/h
• Vollständige technische Dokumentation für BG-Prüfungen und Förderanträge
• Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.

Sprechen Sie uns an, wenn Sie eine Produktionshalle mit mehreren Schweißarbeitsplätzen ausstatten oder eine bestehende Anlage nachrüsten möchten. Nehmen Sie Kontakt auf und schildern Sie Ihren Anwendungsfall. Wir erstellen Ihnen ein technisch fundiertes Konzept auf Basis Ihrer tatsächlichen Produktionsabläufe.

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