Natürliche Lüftung
für einen gesünderen Arbeitsplatz

Warum lüften wir?

Natürliche und industrielle Lüftungsanlagen

Unsere Luft besteht hauptsächlich aus den Gasen Stickstoff und Sauerstoff. Werden andere Stoffe in der Luft gemessen, wie zum Beispiel Feinstaub, Stickstoffdioxid und Ozon, besteht eine Luftverschmutzung, die schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Umwelt haben. Die Luftqualität wird also anhand des Gehalts von Schadstoffen in der Luft bestimmt und ist somit ein Maß für die Reinheit unserer Luft. Gründe für eine schlechte Luftqualität sind Luftverschmutzungen, Wärmebelastung, eine erhöhte CO2-Konzentration oder eine zu hohe Luftfeuchtigkeit. Luftschadstoffe können durch verschiedene Quellen entstehen. Dabei wird zwischen natürlichen und anthropogenen Quellen unterschieden. 
 

Zu den natürlichen Quellen für Partikel und Gase (im Speziellen Stickstoffdioxid NO2) zählen:

  • Bodenpartikel, Mineralstaub 
  • Seesalze 
  • Pollen Vulkane
  • Waldbrände
  • Mikrobiologische Prozesse in Böden und bei Vulkanausbrüchen

Zu den anthropogenen Quellen gehören:

  • Verbrennungsprozesse 
  • Heizungsanlagen
  • Industrieanlagen
  • Kraftfahrzeugverkehr
     

Eine hohe Luftqualität ist in Industrie und Gewerbe unverzichtbar. Denn eine schlechte Luftqualität kann schwerwiegende Folgen für Mensch und Maschine haben. Arbeitsunfälle, Krankheit, Fehler sowie die Abnahme der Leistungsfähigkeit beim Menschen und teuren Reparaturen, aufgrund von Verschmutzung und thermischer Belastung an Maschinen, sind die Folge. Daher ist eine sorgfältige und vor allem regelmäßige Lüftung der Arbeitsstätten unabdingbar. Durch die regelmäßige Lüftung kann eine gute Luftqualität sichergestellt und hohe Kosten gespart werden.
 

Arbeitsplatzgrenzwert

Durch mechanische Prozesse oder durch Aufwirbelung, thermische und/oder durch chemische Prozesse sowie durch Kondensation oder durch Dispersion können Schwebstoffe, wie Staub, Rauch und Nebel entstehen. Schwebestoffe, Gase und Dämpfe sind Arbeitsstoffe, die bei hoher Konzentration in der Luft schädlich für Personen sind. Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) gibt, nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), den Grenzwert für die zeitlich gewichtete durchschnittliche Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz in Bezug auf einen gegebenen Referenzzeitraum, vor. Das bedeutet, wie hoch die Konzentration eines Stoffes in der Luft sein darf, damit keine gesundheitlichen Schäden bei Personen zu erwarten sind. Anhand der AGW-Werte kann überprüft werden, ob die Belastung der Mitarbeiter durch Gefahrenstoffe am Arbeitsplatz in der Luft unbedenklich und zulässig ist. Er entbindet jedoch nicht grundsätzlich von der ärztlichen Überwachung des Gesundheitszustandes exponierter Personen. Ist die Belastung zu hoch, müssen Maßnahmen wie Absauganlagen installiert werden. Der Arbeitsplatzgrenzwert wird folgendermaßen berechnet:

Die Konzentration (C) eines Stoffes in der Luft ist die in der Einheit des Luftvolumens befindliche Menge dieses Stoffes. Sie wird als Masse pro Volumeneinheit oder bei Gasen und Dämpfen auch als Volumen pro Volumeneinheit angegeben. Für die Arbeitsbereichsanalyse ist der Massenwert als Bezugswert heranzuziehen. Die zugehörigen Einheiten sind mg/m3 und ml/m3 (ppm). Die Umrechnung erfolgt gemäß

C (ml⁄(m³))=(Molvolumen in l)/(Molmasse in g) C (mg⁄(m³))

In der TRGS 900 des Ausschusses für Gefahrstoffe (AGS) wird das Molvolumen auf eine Temperatur von 20 °C und einen Druck von 101,3 kPa bezogen und beträgt dann 24,1 Liter. Die Konzentration für Schwebstoffe wird in mg/m³ für die am Arbeitsplatz herrschenden Betriebsbedingungen angegeben. 

Die Arbeitsplatzgrenzwerte sind auf flüssige Stoffgemische und auf Bestandteile flüssiger Stoffgemische anzuwenden, die ausschließlich aus Kohlenwasserstoffen bestehen, wobei unter Kohlenwasserstoffen organische Verbindungen zu verstehen sind, die sich nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff zusammensetzen. Die Arbeitsplatzgrenzwerte sind, als solche oder als Bestandteile in Gemischen, auf Kohlenwasserstoffgemische mit C-Zahlen bis C14 anzuwenden, die einen Siedebereich bis ca. 250 °C aufweisen, einen Benzolgehalt < 0,1 Gew.-% haben und keine kohlenwasserstofffremden Additive enthalten.

Regeln für Arbeitsstätten (ASR)

Die Arbeitsstättenverordnung regelt die Sicherheit und den Schutz der Gesundheit der Beschäftigten in Arbeitsstätten. Sie enthält lediglich allgemeine Schutzziele. In den Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR) befinden sich konkrete Maßnahmen, die sich nach dem aktuellen Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Hygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse für das Einrichten und Betreiben von Arbeitsstätten richten. Die ASR soll Arbeitgebern bei der Erstellung der Gefährdungsbeurteilung helfen, sowie bei der Findung von Maßnahmen für die Sicherheit und den Schutz der Gesundheit der Beschäftigten. In der ASR sind folgende Werte festgeschrieben:

Luftqualität - Temperatur

Die Temperatur in Arbeitsräumen soll 26°C nicht überschreiten. Höhere Temperaturen sind nur zulässig, wenn die Außentemperatur größer 26°C ist. Zusätzliche Maßnahmen wie die Reduzierung der inneren thermischen Lasten, Nachtlüftung, Lüftung am frühen Morgen oder Lockerung der Bekleidungsregeln können helfen, die Raumlufttemperatur zu reduzieren. Bei Temperaturen größer 30°C müssen weitere Maßnahmen, wie zuvor beschrieben, ergriffen werden. Bei Temperaturen größer 35°C müssen weitere Maßnahmen ergriffen werden wie Luftduschen, Entwärmungsphasen oder Hitzeschutzkleidung.

Festgehalten ist dies in der technischen Regel für Arbeitsstätten ASR 3.5. Diese bestimmt die Regeln für die Raumtemperatur und ist in folgende Abschnitte untergliedert:

  1. Zielstellung
  2. Anwendungsbereich
  3. Begriffsbestimmungen (wie wird z.B. Raumtemperatur definiert?)
  4. Raumtemperaturen
  5. Abweichende/ergänzende Anforderungen für Baustellen  
     

Luftqualität - Luftfeuchtigkeit

Durch äußere Witterungsverhältnisse in Kombination mit technischen Prozessen und Feuchteeintrag durch Personen (z.B. Atmung) kann eine hohe Luftfeuchtigkeit im Raum entstehen. Eine hohe Luftfeuchtigkeit kann eine Befeuchtung von Bauteilen oder Schimmelbildung begünstigen. Um diesem Vorgang entgegenzuwirken, darf bei einer Lufttemperatur von 20°C eine maximale relative Luftfeuchtigkeit von 80% nicht überschritten werden. Dies ist in einzelnen Schritten gestaffelt bis zu einer Lufttemperatur von 26°C mit einer max. rel. Luftfeuchtigkeit von 55%. Kann dies nicht eingehalten werden, so schreibt die ASR A3.6 vor, dass der Arbeitgeber Gegenmaßnahmen einleiten muss. Maßnahmen wären beispielsweise Luftentfeuchter, die heutzutage üblicherweise Bestandteil komplexer Klimaanlagen sind.
 

Auch die Lufttemperatur in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit ist in ASR A3.6 geregelt. Fallen betriebstechnisch oder arbeitsbedingt Feuchtelasten im Arbeitsraum an, dürfen aus physiologischen Gründen folgende Werte nicht überschritten werden:

Erfordert die Natur des Betriebes höhere Luftfeuchten z. B. Lebensmittelherstellung, Gewächshaus oder Schwimmbad gilt dies nicht.

 

Luftqualität - CO2 Konzentration

Der CO2 Gehalt in der Luft wird in parts per million (ppm) (Anteile pro Millionen) oder in Prozent angegeben und ist insbesondere bei von Personen verursachten Stofflasten ein Maß für die Beurteilung der Luftqualität. Nach VDI 6022-3 wird der CO2 Gehalt in drei bzw. vier Güteklassen unterteilt. 
 

Anhand der Güteklassen werden die Maßnahmen nach ASR A3.6 abgeleitet. Der Arbeitsplatzgrenzwert für CO2 (RAL1) liegt bei 1000ppm oder 0,1%, hier spricht man von einer „guten Luft“. 
Zum Vergleich liegt die durchschnittliche CO2-Konzentration auf dem Land bei 300ppm und in der Stadt bei 700ppm. Werden Werte bis 2000ppm erreicht, sollte gemäß ASR A3.6 das Lüftungsverhalten verbessert werden. Darüber hinaus sind weitere Maßnahmen nötig.
 

Luftqualität in Industriebetrieben

Eine hohe Luftqualität ist in Industrie und Gewerbe unverzichtbar und ist in vielen Industrieunternehmen, noch immer zu wenig berücksichtigt. Egal, ob im Neubau oder im Bestand, eine gute Lüftung schützt Mensch und Maschine und kann auch nachträglich installiert werden. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand. 

  • Durch passende Lüftungskonzepte in Ihren Betrieb steigern Sie die Produktivität Ihrer Mitarbeiter und reduzieren gleichzeitig die Fehlerwahrscheinlichkeit.
  • Langfristig erhöhen Sie die Motivation Ihrer Mitarbeiter und reduzieren krankheitsbedingte Ausfälle, die vermehrt bei schlechter Luft auftreten

Eine umfassende Forschungsarbeit zeigt, dass eine bessere Raumluftqualität (niedrige Konzentrationen von CO2 und Schadstoffen und hohe Lüftungsraten) zu Produktivitätsverbesserungen von 8-11% führen kann, gleichzeitig führt eine schlechte Luft vermehrt zu krankheitsbedingten Ausfällen. 
 

Luftwechselraten

Um eine gesunde Raumluft sicherzustellen, sollte auf die Luftwechselrate am Arbeitsplatz geachtet werden, welche den Luft-Austausch pro Stunde bezeichnet. An Produktionsstätten an denen betriebsbedingt besonders viel Wärme, CO2, Luftfeuchtigkeit oder Verschmutzungen entstehen, wird eine höhere Luftwechselrate angesetzt.

Natürliche Lüftung

Bei einer natürlichen Lüftung wird durch Ausnutzung der natürlichen Druckunterschiede infolge Wind- und/oder Temperaturdifferenzen zwischen außen und innen eine Lufterneuerung bzw. Luftaustausch erzeugt. Dabei werden keine kraftgetriebenen Ventilatoren benötigt. Natürliche Lüftungsgeräte in Form verbauter Doppelklappen Lüfter, Einzelklappen Lüfter und Lamellen Lüftern funktionieren nach den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik. Durch frische Außenluft über Zuluftöffnungen aus unteren Gebäudeteilen und dem Ableiten der Abluft über Dachöffnungen, wird der thermische Auftrieb (Kamineffekt) durch die Temperaturunterschiede dazu genutzt, um die kontinuierliche Lufterneuerung sicherzustellen. 
 

Vorteile der natürlichen Lüftung: 

  • Geringe Anschaffungskosten
  • Sehr geringe Betriebskosten
  • Sehr leise
  • Kaum Wartungsbedarf
  • Kein zusätzlicher Platzbedarf nötig

Hier mehr über unsere Doppelklappen Lüfter erfahren!

Natürliche Lüftung und Energieeffizienz

Bis zu 40% der verbrauchten Energie an elektrischen Maschinen werden als Wärme an die Raumluft abgegeben. Durch die Installation natürlicher Lüftungsgeräte, kann die entstandene Wärmebelastung kostengünstig abgeführt werden, ohne auf teure und umweltbelastende Kühlsysteme zurückgreifen zu müssen. Auch im Hochsommer, wenn Temperaturen oberhalb der 30°C erreicht werden, kann mithilfe einer Nachtauskühlung energieeffizient die Gebäudetemperatur über Nacht gesenkt werden.

Durch eine intelligente Verknüpfung von Heizsystemen und kontrollierter natürlicher Lüftung kann ganzjährig ein behagliches Raumklima sichergestellt werden. Bei einer Studie wurde belegt, dass bis zu 60% der Energie durch eine Gebäudesystemtechnik allein bei der Automatisierung der Lüftung einsparen lassen. Das spart Geld und verbessert die Energieeffizienz Ihres Gebäudes. Auf Ventilatoren und Lüftungsschächte kann verzichtet werden. Das drückt die Baukosten deutlich. Durch die Nutzung von frei zur Verfügung stehenden natürlichen Ressourcen wird außerdem die Umwelt geschont. Der Ausstoß von Kohlendioxyd sinkt. Das hat weitreichende Konsequenzen, weil weltweit rund 50% aller Energien für die Klimatisierung von Gebäuden verwendet wird.
 

Maschinelle Lüftung

Die maschinelle bzw. mechanische Lüftung transportiert Luft über Strömungsmotoren. Über Kanalsysteme werden Zuluft- und Abluft direkt zum Arbeitsplatz transportiert. Gegenüber der natürlichen Lüftung sind die Anschaffungskosten und Betriebskosten deutlich höher, auch ist der Wartungsbedarf der komplexeren und größeren Systeme aufgrund der Hygiene deutlich höher. 

Vorteile der maschinellen Lüftung:

  • Flexibel erweiterbar
  • Schadstoffe filterbar
  • Überall verfügbar (wenn ausreichend Platz vorhanden)
  • Individuelle Positionierung der Zuluftöffnungen im Raum (gute Durchmischung im gesamten Raum erreichbar, lokale Zuluftöffnungen an Arbeitsplätzen)

Lüftungskonzept nach DIN EN DN EN 16798-3 

Die DIN EN 16798-3 „Lüftung von Nichtwohngebäuden – Anforderungen an die Leistung von Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsystemen“ definiert Leitlinien für die Planung von Lüftungs- und Klimaanlagen in Nichtwohngebäuden, die für den Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, um bei akzeptablen Installations- und Betriebskosten ein zu allen Jahreszeiten behagliches und gesundes Innenraumklima zu schaffen und ist Nachfolger der früher DIN EN 13779 „Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme“. Dabei wird die Raumluftqualität folgendermaßen klassifiziert.
 

Nachträglicher Einbau im Bestand

Häufig werden nur ein Bruchteil der Tageslichtelemente eines Bestandsgebäudes zur Lüftung eingesetzt. Die Folge ist eine schlechte Luftqualität und hohe Folgekosten durch eine schlechtere Produktivität und höhere Fehleranfälligkeit. Durch passende Lüftungskonzepte in Ihrem Betrieb steigern Sie die Produktivität Ihrer Mitarbeiter und reduzieren gleichzeitig die Fehlerwahrscheinlichkeit. Langfristig erhöhen Sie die Motivation Ihrer Mitarbeiter und reduzieren krankheitsbedingte Ausfälle, die vermehrt bei schlechter Luft auftreten. Eine hohe Luftqualität ist in Industrie und Gewerbe daher unverzichtbar.
 

Im Bestand bietet roda neben der kompletten Sanierung Ihrer Oberlichter auch die Erneuerung/ den Austausch einzelner Elemente an, die direkt in Ihre Konstruktionen eingebaut werden können. Das bedeutet für Sie, dass sie maximale Flexibilität in der Sanierung, mit einer individuellen Lösung speziell für Ihr Bauvorhaben, erwarten dürfen. 
 

Konkret bedeutet das:

  • Sanierung während des laufenden Betriebes
  • Individuell und Millimeter genau gefertigte Fenster
  • Vorhandene Konstruktion kann genutzt werden, wodurch keine weiteren Dachdeckerarbeiten nötig sind
  • Anpassung an die Bedürfnisse ihres Betriebs (z.B. Insektenschutzgitter)
  • Wartung kann auch von roda durchgeführt werden
     

Unsere Kunden vertrauen auf uns

Sanierungsbeispiel Steinel

„Mit unseren Spritzgussmaschinen stellt Abwärme bei der Schaffung von guten Arbeitsbedingungen für uns die größte Herausforderung dar. Dass diese sich mit natürlicher Lüftung bewältigen lässt, hätte ich nicht für möglich gehalten. Doch mit den entsprechenden Systemen konnten wir eine signifikante Verbesserung der Arbeitsbedingungen feststellen. Wir danken roda für die hervorragende Beratung und freuen uns auf weitere Projekte.“

Uwe Dölling, Leiter Betriebstechnik Steinel Elektronik GmbH & Co. KG

Beispielrechnung:

  • Gebäudehöhe: 6 m    
  • Kunststoffspritzmaschinen von 1,5 K Erwärmung je m Hallenhöhe
  • V= Wurzel (g x h x delta T/TA) TA (Mittlere Temperatur in Leipzig) mit 10 Grad angesetzt (283K)

Daraus ergibt sich:

  • V= (9,81m/s x 6 m x 9K/283K)    
  • V = 1,36 m/s

Schönwetterlüftung 16 x 3,75 m² = 60 m² x 1,36 m/s = 293.760 m³/h    
Schlechtwetterlüftung 16 x 1,5 m² = 24 m² x 1,36 m/s = 117.504 m³/h
 

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