IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 6/2004, Seite 86 ff.

AIRCONTEC

Instandhaltung und Betrieb von Zentrallüftungsgeräten

"Klimaanlagen machen krank", "Der Tod aus der Klimaanlage" - dies sind nur zwei der allseits bekannten Headlines, die in erster Linie von der Boulevard-Presse publiziert werden, wenn wieder einmal Klimaanlagen tatsächlich oder vorgeblich für Erkrankungen von Menschen verantwortlich gemacht werden. Nach den Legionellen-Infektionen im letzten und vorletzten Jahr - z.B. in Großbritannien oder auf einem Kreuzfahrtschiff - hat das Thema eine andere Dimension bekommen. Die Quintessenz zum Umgang mit Lüftungs- und Klimaanlagen ist jedoch einfach: Luft ist ein Lebensmittel und muss auch so behandelt werden.

An Studien über die Ursachen von gesundheitlichen Problemen durch Zentrallüftungsgeräte hält der Markt eine schier unübersehbare Anzahl parat. Doch nur wenige wurden so systematisch durchgeführt, wie die wissenschaftliche Untersuchung unter Federführung der Arbeitsgruppe Raumklimatologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena in Erfurt. Ihr Ergebnis: Das Sick building Syndrom ist nicht nur auf klimatisierte Gebäude beschränkt, sondern tritt auch in fensterbelüfteten Häusern auf. Und: Das psychosoziale Umfeld hat mehr Einfluss auf das Wohlbefinden als die Raumlufttechnik.

So überraschend das Ergebnis dieser Untersuchung sein mag - gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Zentrallüftungsanlagen können unzweifelhaft auftreten. So berichtete z.B. die Frankfurter Zeitung, dass die Schadstoffbelastung der Luft in Büros zu einem volkswirtschaftlichen Problem geworden sei. Arbeitgeber müssten deswegen ständig auf rund 700.000 Mitarbeiter verzichten, die sich aufgrund des "Sick building syndroms" ärztlich behandeln ließen. Die Gründe dafür sind vielfältig und bei nahezu allen Personengruppen zu finden, die in irgendeiner Form Kontakt zu Zentrallüftungsgeräten haben.

Tenor dieses Beitrages ist es, Tipps und Hinweise für eine systemübergreifende Planung sowie die ordnungsgemäße Wartung von Zentrallüftungsanlagen zu geben, die Voraussetzung für sichere Hygiene ist.

"Das Klima in Aufenthaltsräumen soll die Gesundheit sowie das Wohlbefinden des Menschen fördern und erhalten", so lautet eine Basis-Definition, die im Bereich der Klimaanlagen oft Anwendung findet. Wie wichtig dieses "gute Klima" ist, zeigt die Entwicklung der Sommer-Temperaturen in Deutschland. Tage, an denen die 30-Grad-Marke überschritten werden, sind erheblich häufiger als noch vor 20 Jahren. Ein interessanter Fall hierzu ist aus den USA bekannt, wo das Recht auf "gute Raumluftqualität am Arbeitsplatz" bereits erfolgreich eingeklagt wurde.

Die Frage nach der Befindlichkeit und gesundheitlichen Beschwerden ist damit nicht nur ein betriebsinternes Problem, sondern auch ein gesundheitspolitisches Anliegen. Störungen und Beeinträchtigungen am Arbeitsplatz bedingen ökonomische Einbußen durch reduzierte Leistungsfähigkeit. Der Komplex auftretender Symptome wie Kopfschmerzen oder gesundheitliche Anfälligkeiten, der aus diesen Belastungen beim Menschen resultiert, wird allgemein als Sick building syndrom bezeichnet.

Obwohl zahlreiche Feldstudien durchgeführt worden sind, um die Zusammenhänge aufzudecken, stand bis zur Studie der Friedrich-Schiller-Universität Jena in Erfurt eine grundlegende wissenschaftliche Analyse aus. Die ersten Ergebnisse verblüfften selbst Fachleute: Das Sick building syndrom tritt nicht nur in klimatisierten, sondern in gleicher Häufigkeit auch in fensterbelüfteten Räumen auf. Pilze und Bakterien fühlen sich in nicht klimatisierten Räumen sogar wohler und sind dementsprechend häufiger vertreten. Grundsätzlich kam aber auch diese Studie zu dem Ergebnis, dass insbesondere der ordnungsgemäßen Wartung der Zentrallüftungsanlagen eine immense Bedeutung im Kampf gegen das Sick building syndrom zukommt.

Spezielle Zentrallüftungsgeräte für hoch sensible Bereiche, wie z.B. die Lebensmittelherstellung oder OP-Säle in Krankenhäusern, erfüllen aufgrund ihres Aufbaus besonders hohe Hygiene-Standards.

Grundsätzlich lässt sich der Gesamtbereich Lüftungs- und Klimatechnik in zwei Grobbereiche unterteilen: Der eine ist der Bereich der "Hardware Klimazentrale" und das vollständige Luftkanalnetz, der andere die "Software der Raumluftbewegung, Luftqualität und Behaglichkeit". Die Begriffe Luftqualität und Hygiene wiederum sind voneinander abhängig.

Wo keine Luftqualität erzeugt wird, kann keine Hygiene entstehen. Faktoren, mit denen die Luftqualität beeinflusst werden kann, sind z.B. besondere Anforderungen an die Konstruktion, eine spezielle Auswahl von Materialien sowie eine sorgfältige Planung und Auswahl von Klimaanlagen und Luftfiltern korrespondierend mit einer regelmäßigen, intensiven Wartung. Die Hygiene in Klimaanlagen steht und fällt mit diesen Themen und bereits hier wird deutlich, dass im Anlagenbetrieb auftretende Störungen oder unerwünschte Nebeneffekte auch aufgrund von Fehlern im Planungs- und Auswahlstadium entstehen können.

Soll das Thema des Berichtes die Instandhaltung und die Wartung von Klimaanlagen sein, so ist es dementsprechend notwendig, am Anfang des Lebenszyklus einer solchen Anlage zu beginnen - nämlich bei der Planung. Lüftungs- bzw. Klimageräte werden teils immer noch als notwendiges Übel angesehen und so finden sie bei der Planung einer Bau- oder Sanierungsmaßnahme auch nur am Rande Berücksichtigung. Um jedoch in puncto Qualität, Betrieb und Wartung zu optimalen Verhältnissen zu gelangen, müssen bereits bei der Planung eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt werden.

Für Wartungs- und Reparaturarbeiten müssen sich alle Paneele schnell entfernen und alle Einbauteile vollständig ausziehen lassen.

Einfache Planungsdaten sorgen für störungsfreien Betrieb

Besondere Bedeutung kommt dabei dem kostengünstigen Betrieb und der hygienisch einwandfreien Wartung zu. Bereits vor der ersten Inbetriebnahme sollten sowohl das Zentrallüftungsgerät als auch das Kanalnetz noch einmal sorgfältig gereinigt werden. Zwar liefern die Hersteller die Produkte in einwandfreiem Zustand und in der Regel mit Folie versiegelt an, aber durch Bauaktivitäten kommen Staub- oder Schmutzpartikel in das Zentrallüftungsgerät oder das Kanalnetz und können hier für Schmutznester sorgen.

Dabei haben relativ einfache Parameter einen erheblichen Einfluss auf den zukünftig störungsfreien Betrieb einer Anlage. So ist es für Reparatur- und Wartungsarbeiten unabdingbar, die Bedienungsseite möglichst frei zu halten. Dafür sollten die Verrohrungsanschlüsse für Wärmetauscher und andere Systeme auf die Geräterückseite verlegt werden.

Um die Grundanforderungen an Montage, Reparatur und Wartung der Lüftungs- und Klimageräte zu erfüllen, ist damit einhergehend ein Mindestplatzbedarf erforderlich. So sollte bei der Aufstellung berücksichtigt werden, dass hinter dem Gerät die halbe Gerätebreite und vor der Anlage an der Bedienungsseite die volle Breite zur Verfügung steht. Weiterhin ist es wichtig, dass sich der Luftansaug der Kanäle im Dachbereich oder soweit wie möglich vom Boden entfernt befindet. Diesem Gesetz liegt eine einfache Regel zugrunde, nach der sich staubhaltige und verschmutzte Luft am ehesten im Bodenbereich aufhält. Ein Luftansaug auf dem Dach ist deshalb nicht nur aus hygienischen Gründen sinnvoll, er hilft auch aufgrund geringerer Anzahl von Schmutzpartikeln die Standzeit von Filtern zu verlängern und somit Kosten einzusparen.

Sinnvoll ist es auch, im Zentrallüftungsgerät entstehende Verunreinigungen möglichst schnell abzufangen. Bei riemengetriebenen Geräten ist hier insbesondere der Keilriemenabrieb erwähnenswert. Ein Hersteller bietet hier z.B. einen speziellen Keilriemenabriebschutzfilter an, der am Keilriemen platziert wird. So lassen sich Schmutzpartikel direkt am Ort des Entstehens auffangen und belasten nicht die eigentliche Luftfilterung.

Eine weitere einfache Maßnahme ist es, den Ansaug auf die Nordseite eines Gebäudes zu verlegen. Durch die häufige Nord/West-Luftströmung in Deutschland ist nicht nur sauberere Luft, sondern im Sommer auch eine gemäßigtere Temperatur zu erwarten. Dass der Luftauslass so anzuordnen ist, dass kein "Kurzschluss" zur angesaugten Luft entsteht, ist selbstverständlich.

Eine professionelle, turnusmäßige Wartung gemäß VDI 6022 ist die sicherste Grundlage, um mögliche Hygiene-Risiken in jeder Hinsicht auszuschalten.

 

 

Einsatzort der Klimaanlage bestimmt die weitere Planung

Im Anschluss hieran ist die Festlegung wichtig, ob die Klimaanlage im industriellen, haustechnischen oder hygienischen Bereich zum Einsatz kommen wird. Hiervon hängen nicht nur die weitere Planung, sondern ganz wesentlich auch die zukünftigen Wartungsrhythmen ab.

Nach der Festlegung dieser Einzelheiten sind die Ausführungsdetails entsprechend zu berücksichtigen. Eine wesentliche Formel lautet hier: Je kleiner die Luftgeschwindigkeit im Gerät ist, um so geringer sind die erforderlichen Lüftermotorkosten. Betrachtet man sich hierzu die physikalischen Grundlagen - Volumenstrom verhält sich proportional zur Drehzahl, der Druck proportional zur zweiten Potenz der Drehzahl und die Leistung proportional zur dritten Potenz der Drehzahl - ergibt sich hieraus folgendes aufschlussreiche Resultat: Wenn an der gesamten Luftführung nichts geändert und gleichzeitig der Luftvolumenstrom auf ca. 80 % des Nennluftvolumenstroms heruntergefahren wird, sinkt die erforderliche Leistung auf die Hälfte. Demzufolge halbieren sich hierdurch die Betriebskosten!

Ein einfacher Aspekt für sichere Hygiene: Für Reparatur- und Wartungsarbeiten muss die Bedienungsseite frei zugänglich sein. Der erforderliche Mindestplatzbedarf für das Ausziehen der Geräteelemente und deren Reinigung ist unbedingt einzuhalten.

 

 

Anhand der Betrachtung einiger Gerätekomponenten lassen sich weitere Anforderungen an die Instandhaltung und den (kostengünstigen) Betrieb von Klimaanlagen ableiten. So erfüllen z.B. die Gehäuse immer dann ihre Erfordernisse, wenn für alle Einbauteile ausreichend Platz zur Verfügung steht. Untrügliche Qualitätsmerkmale sind auch Doppelschaligkeit, eine gute Dämmung, ein geringer Wärmedurchgang und innenliegende glatte Flächen ohne Winkel und Rillen, die eine turnusmäßige Reinigung ansonsten nicht nur erschweren, sondern nahezu unmöglich machen können. Besonderes Augenmerk sollte auch darauf gelegt werden, dass sich für Wartungs- und Reparaturarbeiten ganze Geräteflächen ohne großen Aufwand entfernen lassen.

 

Vollkommen glatte Innenflächen - keine Chance für die Bildung von Schmutznestern. Eine wichtige Voraussetzung für sichere Hygiene im Geräteaufbau.
 
 

Ausreichenden Platz für Filterwechsel berücksichtigen

Filter sind grundsätzlich für die erforderliche Filtergüte auszulegen, da die Anforderungen an einen Filter sehr unterschiedlich sein können. Kriterien hierfür sind verschmutzte Luft vor dem Filter, die Qualität der Filtermedien, die erforderliche Luftqualität hinter dem Filter, benötigte Filterstufen, Standzeit und Wartung. Dabei gewährleistet die Grundfilterung den Schutz der Anlagenteile und somit einen einwandfreien Betrieb. Bessere Filterqualitäten werden bei Produktionsabläufen und in Räumen erforderlich, in denen sich Menschen aufhalten.

Dezentrale Luftbehandlungsgeräte bieten Legionellen keine Angriffsfläche.

 

 

Filter-Standzeiten von 6 bis 9 Monaten sollten dabei generell nicht überschritten werden. Hier geben die Hersteller unterschiedliche Empfehlungen ab, die strikt befolgt werden sollten. Unbedingt ist darauf zu achten, dass die Filter staubluftseitig gewechselt werden. Dadurch wird eine Kontaminierung der hinter dem Filter liegenden Luftstrecke über herausfallendes Filtrat vermieden. Diese Hinweise sind besonders wichtig, da nicht bekannt ist, was in dem Filtrat an Stoffen vorhanden ist. Ein ausreichender Platz für die Wartung der Filter ist unbedingt einzukalkulieren, denn schon oft hat bedrückende Enge nicht nur zu unwilligen Wartungen, sondern auch zu schlechten Wartungsqualitäten geführt.

Luftbefeuchtungssysteme vor Anlagenstop ausschalten

Zur Befeuchtung der Luft können verschiedene Systeme eingesetzt werden. Üblich sind Verdunstungsbefeuchter wie z.B. Matten, Dampf- oder Sprühbefeuchter. Diese Bauteile haben neben ihrer Aufgabe als Luftbefeuchter auch die Eigenschaft, Luft von bestimmten Verunreinigungen zu trennen. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine gewissenhafte und sachgerechte Wartung sowie Reinigung.

Mehrere Fakten sollte man grundsätzlich im Zusammenhang mit Wäschern kennen:

Aus diesem Grund sollten Wascher in regelmäßigen Abständen von ca. zwei Wochen gründlich gereinigt werden. Wenn die Anlage abends abgeschaltet wird, sorgt das vorherige Ablassen des Wassers und ein ca. einstündiges Trockenlaufen der Anlage dafür, dass kein Nährboden für Erreger mehr vorhanden ist. Diese Automatik muss Bestandteil einer auf Klimaanlagen abgestimmten Regelung sein. Wird die an die Luft abgegebene, d.h. verdunstete Luft und die für die erforderlichen Maßnahmen aufgewendete Wassermenge verglichen, lässt sich feststellen, dass sich der geringe Mehraufwand an Wasser in Bezug auf die Sauberkeit der Anlage und die Atemluft lohnt. Luftbefeuchter werden heute - aufgrund der garantierten Vermeidung von Legionellen - oft als Dampfbefeuchter ausgelegt.

Trotz der Tatsache, dass kein Gefährdungspotenzial im Hinblick auf Legionellen von dezentralen Luftbehandlungsgeräten ausgeht, müssen auch bei diesen Geräten regelmäßig die Luftfilter gewechselt werden. Nur so ist eine sichere Hygiene gewährleistet.

Regelung mit variablem Luftvolumenstrom sorgt für geringe Betriebskosten

Ventilatoren fördern den notwendigen Luftvolumenstrom. Hier sind in der Planungsphase die besten Voraussetzungen für einen energiesparenden Betrieb der Anlage zu ermöglichen. Betrachtet werden soll hier ausschließlich die effektivste Art: eine exakte Regelung des variablen Luftvolumenstroms. So beträgt z.B. bei einem Gerät mit einem erforderlichen maximalen Luftvolumenstrom von 40.000 m2/h, einem maximalen Widerstand von 1500 Pa und einer erforderlichen Motorleistung von 22 kW die Kosteneinsparung mit variablem Luftvolumenstrom gegenüber dem Einsatz eines einstufigen Antriebsmotors rund 18.000 €/p.a.

Systemübergreifende Planung gefordert

Diese Kostendämpfung hängt aber wieder in erheblichem Maße von einer guten, auf die Klimaanlage abgestimmten Regelung ab. Dies erfordert jedoch bei der Planung - wie bereits eingangs angeführt - ein Systemdenken aller zu einer Klimaanlage gehörenden Komponenten. Nur so lassen sich auf Dauer die entsprechenden kostengünstigsten Lösungen erreichen. Empfehlenswert ist es deshalb, einen Systemanbieter - also einen Hersteller von Anlagen und Regelungen - frühzeitig in die Planung mit einzubeziehen.

Klimaanlagen im beschriebenen Sinne auszurüsten bedeutet natürlich einen höheren Anlagenpreis, der aber über die wesentlich geringeren Betriebs- und Wartungskosten wieder amortisiert wird. Kalkulationsbeispiele bei der Planung lassen hier von Anfang an keine Unsicherheit in der Entscheidung auftreten.

Eine wichtige Wartungsarbeit bei riemengetriebenen Klimaanlagen ist in Bezug auf die Ventilatoren das Prüfen der Keilriemenspannung, denn nur mit Messgeräten - nicht per Daumenprobe! - eingestellte Keilriemen garantieren, dass diese und die Lager nicht einem unnötigen Verschleiß ausgesetzt sind.

Bei nachschmierbaren Ventilatorlagern sollte darüber hinaus darauf geachtet werden, dass die erforderliche Fettmenge nur bei wenigen Gramm liegt. Wer es hier "zu gut" meint, sorgt unweigerlich für starke Schädigungen der Lager.

Konventioneller Luftwäscher mit UV-Entkeimungsanlage.

Einige allgemeine Fakten zum Thema Wartung sollen die vorangegangenen Ausführungen noch ergänzen:

War in den vorstehenden Hinweisen oftmals von Bürogebäuden die Rede, gelten die gleichen oder noch strengere Vorschriften und damit Notwendigkeiten zu einer effizienten Planung, auch für Produktionshallen. Hier ist besonders die Lebensmittel-Verarbeitung bzw. -Herstellung zu nennen.

Finden bereits in Unternehmen der Lebensmittelherstellung spezifische Optionen zur Luftaufbereitung Anwendung, so ist die Produktion z.B. von Milchfrischerzeugnissen strengsten hygienischen Auflagen unterworfen. Hier werden spezielle Hygiene-Zentrallüftungsgeräte eingesetzt. In der Planung werden neben der Luftmenge auch Aspekte der Wirtschaftlichkeit, Entnebelung und Außenluftkühlung beachtet.

In der Regel sind diese Produktionsstätten - ebenfalls aus hygienischen Gründen - zwangsbelüftet und es ist ein absolut zuverlässiger 24-Stunden-Betrieb der Zentrallüftungsgeräte notwendig. Die Geräte werden jeweils auf die spezifischen Anforderungen in den einzelnen Räumen einer solchen Produktionsstätte hin angepasst. So werden z.B. auch Zentrallüftungsgeräte eingesetzt, die über einen Aktivkohlefilter alle Gerüche und Schadstoffe absorbieren, damit die empfindlichen Milchprodukte keiner Kontaminationsgefahr ausgesetzt werden.

Ein gutes Beispiel bieten die Hansa-Milchwerke in Uphal. Hier erfolgt die Lufteinbringung wegen der besseren Reinigungsmöglichkeiten und der damit verbundenen größeren Hygiene statt durch Kanäle über gelochte Kunststoffschläuche, die in Längen von drei Metern, hergestellt mit Reißverschlüssen, verbunden sind und zum Waschen eingeholt werden können. Hierzu werden sie vom Kanal getrennt und dann wieder über Trägerdrahtseile in die Fertigungshalle gebracht.

Die Außenluftkanäle wurden - ebenfalls aus hygienischen Gründen und für den vorbeugenden Brand- sowie Schallschutz - doppelwandig mit Mineralwollezwischenlage hergestellt. Auch bei der reinen Aufstellung der Geräte war Hygiene Priorität eins, denn in der Produktion stehen diese auf Füßen in Wannen, um auch hier optimal reinigen zu können. Da alle Anlagen im Dreischichtbetrieb mit Außenluft gefahren werden, wurden Wärmerückgewinnungen eingesetzt, die die Energiekosten erheblich senken konnten.

Durch den Intervallbetrieb können in Umluftsprühbefeuchtern Standzeiten auftreten, in denen sich Legionellen anreichern. Dies kann durch automatische Spülvorgänge und Wasserentkeimungsanlagen unterbunden werden.

Dieses Beispiel zeigt, wie wichtig bereits im Planungsstadium die Berücksichtigung der Hygiene und Wartungsmöglichkeiten bei Zentrallüftungsanlagen ist. Spezialisierte Planungsbüros werden dementsprechend Anlagen ausrichten und optimieren. Die in diesem Bericht zusammengefassten Hinweise und Anregungen vom Planungsstadium bis zu den Wartungen geben einen Anhaltspunkt über einige grundsätzliche Fakten und sollen für dieses wichtige Thema sensibilisieren. Klagen über Klimaanlagen werden dann kein Thema sein. Durch die strikte Ausführung der Wartungsintervalle und ihre fachgemäße Durchführung lässt sich dann auch das "Sick building Syndrom" mit Sicherheit verhindern und alle Vorzüge einer modernen Klimaanlage nutzen.

B i l d e r :   GEA Happel Klimatechnik

[Zurück]   [Übersicht]   [www.ikz.de]