10.2   Absaugungen und lüftungstechnische Maßnahmen

Nach der TRGS 430 „Isocyanate – Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen“ darf die Unternehmerin oder der Unternehmer nur solche Anlagen zur Verarbeitung von Isocyanaten betreiben, die bei voller Kapazität eine Einhaltung der AGW einschließlich der Kurzzeitwerte gewährleisten. (37)
Bei Emissionen von Isocyanaten in Arbeitsbereichen ist zunächst zu prüfen, ob eine Substitution durchgeführt werden kann (siehe Abschnitt 8.2.2). Falls dies nicht möglich ist, sind Absaugungen und lüftungstechnische Maßnahmen oft die wichtigste technische Maßnahme zur Reduzierung der Expositionen im Arbeitsbereich. Technische Maßnahmen sind vorrangig vor der Anwendung persönlicher Schutzmaßnahmen anzuwenden.
Falls auf eine Absaugung verzichtet werden kann, ist die Einhaltung der AGW durch eine entsprechende Luftwechselrate sicherzustellen. Empfohlen wird ein Luftwechsel von mindestens 3/h.

10.2.1   Aufbau von Absaugungen (124)

Eine Absaugung als raumlufttechnische Anlage umfasst zumindest ein Erfassungselement, eine Luftleitung und eine Ventilation zum Abtransport der Abluft. Zusätzlich können Durchflussregler, Fluss- und Drucksensoren, Abscheider und Wärmetauscher vorhanden sein.
  • Erfassungselemente
    Sie nehmen die Gefahrstoffe auf, die je nach Verfahren als Dampf oder Aerosol in unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen. Die Erfassungselemente können als Einhausung (geschlossen), Teileinhausung (teiloffen) oder offen (z. B. Düsenplatte) vorliegen. Das Erfassungselement ist so zu konstruieren und zu positionieren, dass die Gefahrstoffe möglichst vollständig an der Entstehungsstelle abgesaugt werden.
  • Luftleitungen
    Die Luftleitungen führen die Abluftströme aus den Erfassungselementen oder von verschiedenen Maschinen zusammen, verbinden sie mit der Ventilation und werden danach als Abluftleitung ausgeführt.
  • Durchflussregler
    Durchflussregler (Volumenstromregler), z. B. in Form von automatisierten Schiebern oder Drehklappen, regeln den Durchfluss, um sicherzustellen, dass an allen Maschinen und ihren Erfassungselementen die erforderliche Absaugleistung zur Verfügung steht. Sie können intern innerhalb von Maschinen oder extern, z. B. bei der Zusammenführung mehrerer Abluftleitungen von verschiedenen Maschinen an eine Hauptleitung, vorhanden sein.
  • Fluss- und Drucksensoren
    Diese Bauteile erfassen den Durchfluss oder Druck in Erfassungselementen sowie Luftleitungen und damit den Betriebszustand der Absaugung. So kann der Ausfall der Absaugung detektiert und zur automatischen Alarmierung der Beschäftigten oder Abfahren der Anlage verwendet werden. Das Erfordernis hängt von der Risikobeurteilung und dem Sicherheitskonzept der jeweiligen Maschine oder Anlage ab.
  • Abscheider, Filter und Wärmetauscher
    Abscheider und Filter dienen dazu, Gefahrstoffe aus dem Abluftstrom zu entfernen. Wärmetauscher nutzen die Wärme des Abluftstroms zur Temperierung der Frischluftzufuhr.

10.2.2   Konstruktion der Absaugung durch den Hersteller

Bei Maschinen und Anlagen, die bestimmungsgemäß für die Verarbeitung von Isocyanaten ausgelegt sind, ist die Absaugung in der Regel in die Maschine und Anlage integriert. An den Abluft-Anschlüssen können dann die Verrohrung und Ventilation direkt angeschlossen werden, wobei die vom Hersteller angegebenen Kennwerte einzuhalten sind.
Alternativ kann der Hersteller genaue technische Anforderungen hinsichtlich der Ausrüstung mit Absaugungen und ihren Anschlusswerten vorgeben, die bei der Errichtung der Maschine oder Anlage angebracht werden müssen.
Der Hersteller haftet nach dem Produkthaftungsgesetz für Fehler eines Produktes, die zu einem Gesundheitsschaden führen. Dies gilt auch für eine fehlende oder falsch ausgelegte Absaugung. (71)
Hersteller ist auch derjenige, der selbst Maschinen und Anlagen – beispielsweise aus unvollständigen Maschinen – herstellt oder den konstruktiven Aufbau festlegt und danach bauen lässt. (3)

10.2.3   Auslegung von Absaugungen in einfachen Fällen

Die Auslegung von Absaugungen kann auf einfache Weise durchgeführt werden, wenn prozessbedingt nur geringe Konzentrationsschwankungen und Mengen oder emittierende Oberflächen sowie bei der Luftabführung durch die Ventilation noch Reserven vorhanden sind.
Ein Beispiel dafür ist die Absaugung von Fassschmelzanlagen und Abdunstzonen. Dazu werden Einhausungen eingesetzt, die im oberen Bereich abgesaugt und mit einer Drehklappe eingestellt werden.
Ziel ist, dass die Umgebungsluft über Öffnungen im Bodenbereich gerade in dem Umfang angesaugt wird, dass keine Luft innerhalb der Einhausung nach außen dringt. Die Einstellung der Drehklappe kann dann mit Hilfe eines Rauchröhrchens vorgenommen werden. In ähnlicher Weise können auch andere Absaugungen, wie Ring- und Schlitzabsaugungen, nachgerüstet werden.

10.2.4   Praktische Aspekte von Absaugungen

Die Effizienz der Erfassungselemente hängt von ihrer Form und den Anschlusswerten ab (Fluss- und Luftgeschwindigkeit, Anschlussquerschnitt und Unterdruck). Diese Parameter sind auf die Art (Dampf, Aerosol) und Umfang (Menge, Volumen, Ausbreitungsdynamik) der abzusaugenden Gefahrstoffe abzustimmen, um eine vollständige Erfassung zu erreichen. Je nach Prozess treten die Gefahrstoffe auch in Konzentrationsspitzen nur periodisch auf, etwa bei der Produktentnahme aus vorher geschlossenen Systemen.
Für eine Absaugung ist immer eine Luftzuführung und der Ausgleich der abgesaugten Luft notwendig, sonst entsteht kein ausreichender Volumenfluss. Ein anderes Problem besteht vor allem bei älteren Anlagen: Hier ist der Volumenstrom häufig ausreichend vorhanden, wird aber nicht richtig geführt. Dadurch besteht die Gefahr, dass unbelastete Luft direkt als Falschluft durch das Erfassungselement sinnlos wieder abgeleitet wird. Zum anderen ist der Wirkradius des Erfassungselements beschränkt.
Abbildung 7: a) Ungezielte und b) gezielte Luftführung, c) Düsenplatte
Abbildung 7: a) Ungezielte und b) gezielte Luftführung, c) Düsenplatte
Durch Ein- oder Anbauten, wie Abdeckungen, Luftleitbleche, Vorhänge usw., kann die gesamte Zuluft und Umgebungsluft gezielt geführt und damit die Ausbreitung gefahrstoffhaltiger Luft in die Arbeitsbereiche unterbunden werden. Besser wäre es, Düsenplatten zu verwenden, da diese eine größere Effizienz aufweisen (siehe Abbildung 7).
Die Zuluft kann dabei gezielt zur Emissionsquelle, z. B. in Flussrichtung der Erfassungselemente, geleitet werden, um dort Gefahrstoffe aufzunehmen und den Transport in die Erfassungselemente zu unterstützen. In angrenzenden Randbereichen, die nicht effizient abgesaugt werden, können die Gefahrstoffe durch Abdeckungen so eingeschlossen werden, dass sie sich aus diesen nicht unkontrolliert weiter ausbreiten können, sondern nur der Weg in abgesaugte Zonen offensteht.
Dabei ist zu beachten, dass im Gemisch auch freiwerdende Hilfsstoffe enthalten sein können, die schwerer als Luft sind (z. B. Pentan, FKW) und zusätzlich eine Absaugung unterhalb der Emissionsquelle oder bodennah erforderlich machen.
Gefahrstoffmessungen oder gleichwertige Verfahren sind erforderlich, um festzustellen, ob die vorhandenen Absaugungen und weiteren Schutzmaßnahmen ausreichend sind, die Grenzwerte einzuhalten.
Bei komplexen Anlagen ist es empfehlenswert, auf fertige Systeme zurückzugreifen, weil auch Erkenntnisse aus Gefahrstoffmessungen in die Konstruktion einfließen.

10.2.4.1   Absaugungen im Sprühverfahren

Isocyanathaltige Gemische werden als Reaktionslacke und reaktive Beschichtungen auch im Sprühverfahren eingesetzt. Hierbei kommen abgesaugte halboffene Sprühstände und Sprühkabinen nach DIN EN 16985 zum Einsatz. (152)
Auch bei vorhandener und ausreichender Absaugung kommt es an Sprühständen oder begehbaren Sprühkabinen zu einer Verwirbelung der Aerosole und Aufnahme in den Atembereich, dem sogenannten Overspray. Dies lässt sich nicht vollständig verhindern.
Bei jeder möglichen Vorzugsrichtung der Absaugung existieren immer Lackteilchen, die nicht genau in dieser Vorzugsrichtung die Sprühpistole verlassen, durch den Luftstrom abgelenkt werden und nicht auf das zu lackierende Objekt treffen. Dies geschieht beispielsweise, wenn eine Sprühpistole von verschiedenen Winkeln aus auf das zu lackierende Objekt gerichtet wird, um eine vollständige Lackierung zu erreichen.
Aus diesem Grund kann ein Overspray auch nicht durch eine Erhöhung der Absaugleistung minimiert werden, sodass hier ergänzender Atemschutz (siehe Abschnitt 12.1) notwendig wird. Für die Beurteilung der angebrachten Schutzmaßnahmen können Arbeitsplatzmessungen hilfreich sein.
Die gesprühten Partikel bleiben unterschiedlich lange in der Luft (abhängig vom Sprühverfahren). Besonders kleine Tröpfchen brauchen lange, um sich abzusetzen, sodass der Atemschutz auch nach Ende des Sprühvorganges nicht sofort abgelegt werden sollte.

10.2.5   Luftzuführung in den Arbeitsbereich

Abgesaugte Luft ist durch Frischluft zu ersetzen, die bevorzugt rückwärtig auf Arbeitshöhe zuzuführen ist. Hierdurch entsteht eine Luftströmung zwischen der Frischluftzufuhr und der Absaugung, in der sich die Beschäftigten vorwiegend aufhalten. Durch eine ausreichende Anzahl von Zuführungen mit vielen Öffnungen (Lamellen) für die Frischluftzufuhr wird hierbei das Auftreten unangenehmer Zugluft vermieden. Im Regelfall ist dies bei Luftgeschwindigkeiten von weniger als 0,15 m/s gewährleistet. (21)
Abbildung 8: Luftführung bei der Absaugung
Abbildung 8: Luftführung bei der Absaugung
Eine Rückführung der abgesaugten Luft in die Arbeitsbereiche ist nur dann möglich, wenn die zurückgeführte Luft hinsichtlich der Belastung mit Gefahrstoffen nachgewiesenermaßen Außenluftqualität besitzt und es auch bei technischen Störungen nicht zu einer erhöhten Belastung der Raumluft in den Arbeitsbereichen kommen kann.

10.2.6   Luftspülung von geschlossenen Systemen

Formschaumanlagen und andere Heißanwendungen in geschlossenen Systemen sind wichtige Verfahren zur Verarbeitung von Isocyanaten. Beim Öffnen des Systems zur Entnahme des Produktes kann es zur Freisetzung von Isocyanaten durch die isocyanathaltige Prozessluft und aus dem noch nicht vollständig ausgehärteten Produkt kommen. Falls technisch möglich, sollte in diesen Fällen vor Öffnung oder bei Teilöffnung eine Spülung des Systems mit Luft vorgenommen werden. Dies kann leicht durch eine zeitgesteuerte Ventilschaltung automatisiert werden. Die Prozess-Abluft ist dann der Absaugung zuzuführen.
Der Vorteil einer solchen Maßnahme ist es, dass ein Großteil der Gefahrstoffe, der in die Umgebungsluft der Beschäftigten gelangt, in konzentrierter Form bereits vorher abgeleitet wird. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Absaugungen im Entnahmebereich erheblich.

10.2.7   Prüfung lüftungstechnischer Anlagen

Die Wirksamkeit von Absaugungen ist bei der erstmaligen Einrichtung der Arbeitsplätze und danach alle drei Jahre zu überprüfen. Das Ergebnis ist zu dokumentieren. Hierbei wird geprüft, ob die Absaugung geeignet ist, die Einhaltung der Grenzwerte sicherzustellen, sodass in der Regel Arbeitsplatzmessungen erforderlich sind. (28) § 7 Abs. 7
Die Funktion der Absaugungen ist nach Abschnitt 4.5 (2) der TRGS 430 in angemessenen Abständen, in der Regel einmal jährlich, zu prüfen. Dies gilt auch für raumlufttechnische Anlagen in Arbeitsbereichen, in denen Tätigkeiten mit Isocyanaten durchgeführt werden. (37)
Lüftungsanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen sind unter Berücksichtigung von Wechselwirkungen mit anderen Anlagenteilen wiederkehrend jährlich zu prüfen. Dies kann von einer zur Prüfung befähigten Person nach Anhang 2 Abschnitt 3 Nummer 3.1 der Betriebssicherheitsverordnung durchgeführt werden.