Luftbilanz auf einer Asbest-Sanierungsbaustelle (vereinfachte Version)

Transkript

1 Luftbilanz auf einer Asbest-Sanierungsbaustelle (vereinfachte Version) Angaben und Erklärungen zur Berechnung der Luftbilanz in der Unterdruckzone einer Asbest-Sanierungsbaustelle gemäss den Vorgaben der EKAS Richtlinie 6503 Asbest und den Empfehlungen des französischen INRS Version 3. Januar 2015 Das vorliegende Dokument ist ein Auszug einer allgemeinen Dokumentation für Asbest-Sanierer und Berater. Die hier beschriebene Methode erlaubt es, die Luftströme zu berechnen und somit eine Sanierungsbaustelle zu planen. Die Methode basiert auf dem vom INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE ET DE SÉCURITÉ INRS vorgegebenen Verfahren (Norme Francaise NF X46-021), vereinfacht dieses aber wesentlich. Die in diesem Dokument verwendeten Graphiken wurden dem INRS- Dokument mit freundlicher Genehmigung der Autoren entnommen. 2015, Picadus, Simon Schneebeli 1

2 Einführung Die Luft in einer Sanierungszone muss mindestens 6 bis 8 mal pro Stunde erneuert werden (EKAS-Richtlinie 6503, Art ). Muss etwa ein Badezimmer mit einem Volumen von 3 x 4 x 2,5 = 30 saniert werden, müssen die UHGs eine Leistung von mindestens 30 x 6 = 180 haben. Bei kleinen Sanierungszonen kann die Leistung der UHGs auf diese Art einfach bestimmt werden. Da UHGs typischerweise eine Leistung von 1000 bis 2000 pro Stunde haben, hat man in der Regel einen Luftaustausch, der weit über den verlangten 6 bis 8 liegt. Für grössere Sanierungszonen müssen aber verschiedene zusätzliche Faktoren in Betracht gezogen werden. Das hier beschriebene Vorgehen ist eine stark vereinfachte Version der Empfehlung des französischen Instituts für Arbeitssicherheit INRS (INRS, Cahier de notes documentaires Hygiène et sécurité du travail, No 181, 4ème trimestre 2000): Schritt 1: Ausmasse der Sanierungszone Schritt 2: Lufterneuerung berechnen Schritt 3: Anzahl UHG berechnen Schritt 4: Kontrollierte Luftzufuhr Durch Schleusen Durch Kompensationsöffnungen Schritt 5: Leckagen Schritt 6: Anzahl UHG überprüfen Schritt 7: Plan Schritt 1: Ausmasse der Zone Um eine Luftbilanz berechnen zu können, wird in erster Linie ein Plan benötigt, der zumindest ungefähre Angaben zu den Grössen der zu sanierenden Räume enthält. Ein Beispielplan ist auf Abbildung 1 dargestellt. Abb. 1: Massstäblicher Plan des Gebäudes Zone in Elementarzonen aufteilen Um sicher zu stellen, dass bei komplizierten Zonen jeder Bereich sauber durchlüftet wird, müssen die Berechnungen zur Luftbilanz für jede Elementarzone einzeln durchgeführt werden. Abbildung 2 zeigt die Elementarzonen mit den entsprechenden Volumen. Das Gesamtvolumen der ganzen Sanierungszone berechnet sich aus der Summe der Volumen der Elementarzonen. Abb. 2: Volumen der Elementarzonen. 2

3 Schritt 2: Lufterneuerung berechnen Um die Konzentration von Asbestfasern in der Luft der Sanierungszone gering zu halten, muss ein regelmässiger Luftaustausch aufrechterhalten werden. Die EKAS-Richtlinie schreibt vor (Art ): Die Sanierungszone ist während der Arbeiten gleichmässig und wirkungsvoll zu lüften, wobei eine Lüftungsrate von mindestens 6 bis 8 Luftwechsel pro Stunde einzuhalten ist. Die benötigte Lufterneuerung berechnet sich in dem man das Volumen der Sanierungszone mit der Anzahl Luftwechseln multipliziert (6 im vorliegenden Beispiel). In der Praxis, insbesondere bei kleinen Zonen wird oft ein Luftaustausch von 10 und mehr eingeplant. Folgende Tabelle gibt das benötigte Luftvolumen an: Schritt 3: Anzahl UHG berechnen Die Anzahl der Unterdruckhaltegeräte UHG muss den Luftaustausch vollständig abgedeckt können. Dabei gilt es folgende zwei Punkte zu beachten: Reale Leistung der UHGs: Die Kapazität der Unterdruck-Geräte nimmt ab, wenn die Filter verstopfen. Die Reduktion der Kapazität kann bis zu 30% betragen. Für die Berechnung der Luftbilanz muss also mit einer durchschnittlichen Kapazität von erfahrungsgemäss 15% der nominalen Leistung gerechnet werden. Nehmen wir an, dass wir Geräte mit einer (nominalen) Kapazität von 2000 /h haben. Bei belastetem Filter wird die Kapazität dieser Geräte um 15% abnehmen. Man muss also mit 1700 /h rechnen. Reserve-UHG: Wenn bei einem UHG der Filter ausgewechselt werden muss, oder wenn ein Gerät ganz ausfällt, wird eine Reserve-Leistung benötigt, um den Unterdruck halten zu können. Bei sensiblen Baustellen wird daher verlangt (im Kanton Genf systematisch), dass ein Reserve- UHG angeschlossen ist, das im Notfall automatisch anspringt. Wenn man kein Reserve- UHG installieren will, kann der Druck temporär unter 20 Pa fallen (ein Abfallen des Drucks auf 10Pa ist zulässig). Dabei müssen aber die Arbeiten vorübergehend einzustellt werden. Folgende Tabelle gibt an, wie viele UHGs benötigt werden: Abb. 3: Lufterneuerung, die ich in jeder Teilzone sicher stellen muss. Luftaustausch Luftvolumen Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Vol. [ ] Teilzone '992 Teilzone '744 Teilzone '248 Total 9'984 Nominale Leistung UHG Abb. 4: Berechnung der Anzahl UHG Minimale Leistung (ohne Not-UHG) Reale Leistung Zu erbringende Anzahl Anzahl Geräte Mit Not- UHG Leistung Geräte gerundet UHG

4 Schritt 4: Kontrollierte Luftzufuhr Damit der Luftaustausch genügend gross ist, muss man auf die Zufuhr an Frischluft gewähren. Frischluft gelangt über folgende Öffnungen in die Zone: Schleusen (Personen- und wenn vorhanden Materialschleuse) Kompensationsöffnungen: Öffnungen, die einzig zur Frischluftzufuhr dienen. Luftzufuhr über die Schleusen. Die EKAS-Richtlinie schreibt vor (Art ): In der Personen- wie auch in der Materialschleuse ist eine kontrollierte Luftführung zu gewährleisten, wobei eine Lüftungsrate von mindestens 10 Luftwechseln pro Stunde einzuhalten ist. Rechnet man mit einer Schleuse, deren Kammern ein Volumen von jeweils 1.6 haben, so ergibt sich daraus ein notwendiger Luftstrom von 16 /h. In der Praxis hat man aber in der Regel einen wesentlich höheren Luftaustausch: Personenschleuse: /h Materialschleuse: /h Im Beispiel rechnen wir mit einer Luftzufuhr von 350 /h. für die Personenschleuse und 400 /h für die Materialschleuse, total also 750 /h. Zu bemerken, dass die Luftzufuhr durch die Schleuse grosser wird, wenn diese nur 1 Kammer hat (respektive kleiner wenn anstatt 3 Kammern 4 oder sogar 5 verwendet werden. Luftzufuhr durch Kompensationsöffnungen Da der Luftstrom durch die Schleusen nicht ausreicht, müssen zusätzliche Öffnungen eingebaut werden. Man spricht hier von Kompensationsöffnungen. In unserem Beispiel brauchen folgende zusätzliche Anzahl Kompensationsöffnungen: Benötigte Luftzufuhr Luftzufuhr Schleusen Luftzufuhr durch Kompensations- Öffnungen Abb. 5: Luftzufuhr durch die Personen- und Materialschleuse bei einem Unterdruck von 10 Pa. Kapazität pro Öffnung Anzahl Kompensations- Öffnungen Kapazität der Öffnungen Teilzone 1 4' '242 1' Teilzone 2 3' '744 1' Teilzone 3 1' '248 1' Meist werden für den Luft-Durchfluss der Öffnungen Erfahrungswerte angenommen. Gewisse Hersteller liefern zu ihren Geräten Angaben. Abb. 6: Berechnung der Anzahl Kompensationsöffnungen um die Zufuhr an Frischluft sicher zu stellen (für die Öffnungen wird ein Durchfluss von 1000 /h angenommen. 4

5 Schritt 5: Unkontrollierter Zufluss Die Abdichtung einer Sanierungszone ist nie 100% dicht. Wichtig: Der unkontrollierte Luftzufluss ist zu Beginn der Arbeiten oft gering, kann dann aber stark zunehmen, z.b. wenn Plättli oder Bodenbeläge von porösem Untergrund entfernt werden (Backstein-Mauer, Holz,...). Dieser Luftzufluss kann nur grob abgeschätzt werden: Kleine Zone: 1 bis 4-faches Volumen der Zone pro Stunde Grosse Zone: Einfach zu installieren: /h Komplex: 3 bis 10-faches Volumen der Zone pro Stunde (siehe nebenstehende Graphik) Leckage (m3/h) Nicht kontrollierbare Luftzufuhr Wird in unserem Fall davon ausgegangen, dass die Zone (1664 ) schwierig zu installieren, muss man der roten Kurve folgend von einer Leckage von rund 7'000 /h ausgehen. Das heisst, dass das Volumen der Leckagen mehr als dem 4-fachen des Raumvolumens pro Stunde entspricht. Volumen der Zone (m3) Typ 1: Einfach zu realisierende Abdichtung in Zone ohne strukturelle Öffnungen (wie Leitungsschächte, Rohre,...) Typ 2: Schwierig zu realisierende Abdichtung in Zone ohne strukturelle Öffnungen (Leitungsschächte, Rohre,...) Typ 3: Abdichtung in Zone mit strukturellen Öffnungen, die aber abgedichtet werden können Typ 4: Abdichtung in Zone mit strukturellen Öffnungen, die NICHT abgedichtet werden können Abb. 7: Grafik zur Berechnung des unkontrollierten Luftzufluss basierend auf konkreten Fällen (Quelle: INRS, Cahier de notes documentaires Hygiène et sécurité du travail, No 181, 4ème trimestre 2000). Abb. 8: Luftzufluss über Leckagen. Bei einem Gesamtvolumen von 1664 und einer Abdichtung vom Typ 2 wird eine unkontrollierte Luftzufuhr von 7'000 /h abgeschätzt. Hinzu kommt der obligatorische Zufluss über die Schleusen. 5

6 Schritt 6: Anzahl UHG überprüfen Nun muss überprüft werden, ob die Leistung der UHG ausreicht, um auch mit den Leckagen den Unterdruck aufrecht erhalten zu können. Bei einer schwierig abzudichtenden Zone kann es notwendig sein, weitere UHGs einzubauen. UHG mit 2000 /h Bemerkung Berechnete Leistung UHG 10'200 Hier mit belegtem Filter und ohne Not-UHG rechnen Luftzufluss Schleuse 750 Gemäss Schritt 4 Leckagen 7'000 Gemäss Schritt 5 Total Reservekapazität 2'450 Da gemäss obenstehender Tabelle, der Luftzufluss durch die Schleusen und die Leckagen geringer ist als die Leistung der UHG, müssen keine weiteren UHG installiert werden. Wichtig: Da die Leckagen meist erst im Verlauf der Arbeiten entstehen, kann man NICHT auf das Einbauen der Kompensationsöffnungen verzichten. Hingegen kann bei der Überprüfung der Leistung der UHG auf das Einberechnen des Zuflusses durch die Kompensationsöffnungen verzichtet werden da diese bei Bedarf abgedecht/verschlossen werden können Insgesamt sehen die Lufströme also folgendermassen aus: Abb. 9: Luftströme in der Sanierungszone. Um einen Luftaustausch von 6 mal pro Stunde aufrecht zu erhalten, müssen die UHG permanent laufen. Das Steuern des Unterdrucks geschieht über die Regulierung der Kompensationsöffnungen, welche verschlossen werden können. Dabei ist aber darauf zu achten, dass die Luftzirkulation in jedem Teil der Sanierungszone erhalten bleibt. 6

7 Schritt 7: Plan Abschliessend sind alle benötigten Geräte im Plan einzuzeichnen. Abb. 10: Vollständiger Plan. Bemerkungen Schläuche Wird die Luft über Schläuche angesogen oder abgelassen, dann muss davon ausgegangen werden, dass auch die Leistung der UHG abnimmt (Fluss-Wiederstand der Luft im Schlauch). Anzahl Geräte Arbeitet man mit sehr wenigen Geräten, dann kann bereits der Ausfall eines einzigen Gerätes dazu führen, dass der minimale Unterdruck von 10 Pa (bei Arbeitsunterbrüchen) nicht mehr eingehalten werden kann. Daher wird bevorzugt mit mehreren Geräten geringer Leistung zu arbeiten als mit wenig Geräten sehr hoher Leistung (siehe Abbildung 11 gegenüber). Abb. 11: Entwicklung des Unterdrucks in Abhängigkeit der Anzahl UHG: Arbeitet man beispielsweise mit zwei UHG konstanter Leistung und fällt eines dieser Geräte aus, dann fällt der Unterdruck auf rund 6 Pa. Schaltet man andererseits ein zusätzliches Gerät ein, dann kann ein Unterdruck von 45 Pa entstehen, welcher die Abdichtung zu beschädigen droht. Quelle: INRS, Cahier de notes documentaires Hygiène et sécurité du travail, No 181, 4ème trimestre 2000). 7

8 Übersicht über die 6 Schritte Folgende Tabelle stellt die Berechnung der Luftbilanz nochmals zusammenfassend auf einer Seite dar. Berechnung der Luftbilanz Nur die gelb gefärbten Felder müssen ausgefüllt werden. 1. Volumen der Zone Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Volumen Teilzone Teilzone Teilzone Teilzone 4 0 TOTAL Lufterneuerung Normale Gefährdung Komplexe Sanierungen Kleine Zone, Schleuse mit nur 1 Kammer Min. 6-facher Luftwechsel Min. 8-facher Luftwechsel Min. 10-facher Luftwechsel Gewählte Lufterneuerung 6 3. Anzahl UHG Benötigte Kapazität 9984 /h Leistung Leistung Anzahl Leistung nominal nominal Geräte real Gerät Typ /h Gerät Typ /h Gerät Typ /h Gerät Typ /h Not-UHG /h Leistung total (ohne Not-UHG) /h 4a: Luftzufuhr durch Schleuse Leistung Anzahl Personenschleuse /h (normal: ~350 m3/h) Materialschleuse /h (normal: ~400 m3/h) 4b. Luftzufuhr durch Kompensationsöffnungen Minimaler Bedarf (Leistung UHG Zufluss Schleuse) 9450 /h Leistung der Öffnung 1000 /h Anzahl Öffnungen 9.45 Anzahl Öffnungen gerundet Leckagen Vielfaches des Raumvoluments (0.5 bis 10, je nach Zone) 4 Total Leckagen (Raumvolumen * Prozentsatz Leckagen) 6656 /h 6. Überprüfen der Leistung der UHG Leistung UHGs minus Zuluft durch Schleusen und Leckagen 2794 /h Muss > 0 sein. Ansonsten muss die Leistung der UHG erhöht werden. Eine Dokumentvorlage zur Berechnung der Luftbilanz kann auf heruntergeladen werden. 8