Das VDI 6022-Richtlinienwerk für den hygienischen Betrieb von RLT-Anlagen und zur Beurteilung der Raumluft-Qualität. Prof.

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1 Das VDI 6022-Richtlinienwerk für den hygienischen Betrieb von RLT-Anlagen und zur Beurteilung der Raumluft-Qualität Prof. Frank Reichert

2 Gliederung Raumlufttechnische (RLT-) Anlage und versorgter Nutzraum Raum: Zuluft Raumluft Umluft Technik: Planung, Herstellung, Errichtung, Betrieb, Instandhaltung Hygiene: Hygienekontrollen, Hygieneinspektion- und Hygiene-Erstinspektion Praxisbeispiel RLT-Anlagen und Feinstaubfilter im Gesundheitswesen Prof. Frank Reichert 2

3 Nun ist die Luft von solchem Spuk so voll, dass niemand weiß, wie er ihn meiden soll. J. W. von Goethe, Faust (1808) Der Tragödie zweiter Teil, 5. Akt Foto: Prof. Frank Reichert 3

4 VDI 6022 Raumlufttechnik - Raumluftqualität Blatt Erscheinungsdatum Inhalt Hygieneanforderungen an RLT - Anlagen Prüfung von RLT Anlagen Kategorie RLQ Hinweise zu erdverlegten Komponenten Sauberkeit von luftführenden Oberflächen Beurteilung der Raumluftqualität Qualifizierung von Personal für Hygieneinspektionen und Raumluftqualität Qualifizierung von Personal für Hygienekontrollen Nachweis der Qualifizierung in Kategorie A und B Prof. Frank Reichert 4

5 Zielstellung der VDI 6022 Auszug aus Kap. 3.1: Aufgaben der Raumlufttechnik RLT- Anlagen haben die Aufgabe ein (gesundheits)physiologisch günstiges Raumklima und eine hygienisch einwandfreie Qualität der Innenraumluft zu schaffen... Sie sind nach dem Stand der Technik so zu planen, auszuführen, zu betreiben und instand zu halten, dass von ihnen weder eine Beeinträchtigung der Gesundheit noch Störungen der Befindlichkeit, der thermischen Behaglichkeit oder Geruchsbelästigungen ausgehen. Prof. Frank Reichert 5 Auszug aus VDI 6022 Bl.1, Kap. 3.1: Aufgaben der Raumlufttechnik

6 Was ist Hygiene gr. Hygieinos = gesund oder heilsam Wissenschaft der vorbeugenden Maßnahmen für die Gesunderhaltung einzelner Menschen und von Gruppen, um körperliche Erkrankungen und geistige, seelische und soziale Störungen fernzuhalten und darüber hinaus Menschen und Gesellschaften so widerstandsfähig wie möglich gegen die Entstehung körperlicher, geistiger und seelischer Erkrankungen zu machen. (nach Pschyrembel, Klinisches Wörterbuch, 266. Auflage) Maßnahmen, die der Verhütung von Krankheiten und der Erhaltung und Festigung der Gesundheit dienen. (nach VDI 6022 Bl.1) Prof. Frank Reichert 6

7 Begründer der wissenschaftlichen Hygiene Max Josef von Pettenkofer (* ) 1879 Eröffnung des ersten deutschen hygienetechnischen Instituts aufgrund seiner Anregung Arbeiten zu: Die physikalischen Bedingungen der Kleidung und der Wohnräume (Heizung, Lüftung, Ventilation) Nachweismethode für das Kohlendioxid in der Luft Ueber den Luftwechsel in Wohngebäuden. München 1858 Bildquelle: wikipedia.de Literatur: Pettenkofer, Ziemssen, Handbuch der Hygiene und der Gewerbekrankheiten, 3 Teile Prof. Frank Reichert 7

8 Der Geltungsbereich der VDI 6022 Der Geltungsbereich umfasst alle, die Zuluftqualität beeinflussenden, Komponenten, d.h.: Raumlufttechnische Anlagen deren zentrale oder dezentrale Geräte Abluftanlagen bei stofflichen Austausch über die Umluft die Räume versorgen, in denen sich: Personen mehr als 30 Tage pro Jahr oder regelmäßig länger als zwei Stunden pro Tag aufhalten. Auszug aus VDI 6022 Bl.1, Kap. 1: Anwendungsbereich Prof. Frank Reichert 8

9 Gültigkeit Außenluft Fortluftbetrieb AUL FOL RLT - Anlage WÜ - Anlage Raum ZUL ABL RAL *T *X *C Raum LT - Anlage FOL - Fortluft ABL - Abluft RAL - Raumluft LT - Abluft - Anlage AUL - Außenluft ZUL - Zuluft WÜ - Wärmeübertrager RAL Lasten: *C - Fremdstoffe *T - Wärme *X - H 2 O Symbole: VDI 6022 Bl. 3 Prof. Frank Reichert 9

10 Gültigkeit Außenluft - Umluftbetrieb AUL FOL RLT - Anlage SEK UML LT - Anlage ZUL RAL 1 ABL INF LEA EXF - Exfiltrationsluft EXF INF - LEL - Infiltrationsluft Leckluft RAL 2 UML - SEK - Umluft Sekundärluft Symbole: VDI 6022 Bl. 3 Prof. Frank Reichert 10

11 Grenz- und Richtwerte am Beispiel Feinstaub TA-Luft Feinstaub Immissions- Grenzwert PM 2,5, PM 10 Produktionsbetrieb Filterstufen nur beispielhaft, Anzahl und Qualität richten sich n. der Außenluftqualität und geforderten Zuluftqualität EN 779 G1 F9 F7 F9 E10 M6 EN 1822 E10 U17 EN 481 PM 100, PM 4 TRGS 900 AGW Arbeitsstättengesetze, Arbeitsstättenverordnungen Technische Richtlinien für Gefahrstoffe Technische Anleitungen Prof. Frank Reichert 11 Bildquelle: ClipArt Microsoft

12 Grenz- und Richtwerte am Beispiel Feinstaub TA-Luft Feinstaub Immissions- Grenzwert PM 2,5, PM 10 Nichtwohngebäude Filterstufen nur beispielhaft, Anzahl und Qualität richten sich n. der Außenluftqualität und geforderten Zuluftqualität EN 779 G1 F9 F7 F7 M6 Richtwerte für Innenräume PM 2.5 PCB/PCP Asbest Lindan Radon VDI 6022 Bl.3 Baurichtlinien Bildquelle: ClipArt Microsoft Prof. Frank Reichert 12

13 Beispiel: Laboratorium S4 TA-Luft Feinstaub Immissions- Grenzwert PM 2,5, PM 10 Filterstufen bei Sonderräumen normativ fest vorgegeben EN 779 Sonderraum F7 F9 H14 H14 H14 EN 1822 Foto: Teilgültigkeit der VDI 6022 für die Zuluft keine Rückführung kontaminierter Abluft in die Arbeitsbereiche Filtermedien müssen sterilisierbar sein Raum unter permanenten Unterdruck S4 = Sicherheitsmaßnahmen nach BioStoffV Anhang 2, GenTSV, TRBA-100 Prof. Frank Reichert 13

14 RLT-Anlage Technik RLT-Anlage Technik

15 Zusammenspiel von RLT-Anlage und Innenraumluftqualität Farbpunkt = mögl. Prüfort Luftgeschwindigkeit Lufttemperatur Rel. Feuchte Differenzdruck Feinstaub, Fremdgas Nutzraum mit Lasten (T, rf, C, Lp, Geruch) F7 F7 F7 F9 Prof. Frank Reichert 15

16 Luftfilter und Filterklassen

17 Gliederung der Luftfilter in Rein- und Raumlufttechnik Luftfilter Molekularfilter Schwebstofffilter Staubfilter Bezeichnung ULPA HEPA EPA Fine Filter Medium Filter Coarse Filter Prüfvorschrift mit Normtest DIN EN 1822 DIN EN 1822 DIN EN 1822 DIN EN 779 DIN EN 779 DIN EN 779 Filterklassen- einteilung U17 U15 H14 H13 E12 E10 F9 F7 M6 M5 G4 G1 Steigerung der Partikelabscheidung Prof. Frank Reichert 17

18 Luftfiltereinteilung mit numerisch fortlaufenden Filterklassen Filtergruppe DIN EN 779 DIN EN 1822 Coarse Medium Fine EPA HEPA ULPA G1 G2 G3 G4 M5 M6 F7 F8 F9 E10 E11 E12 H13 H14 U15 U16 U17 Prof. Frank Reichert 18

19 Zuordnung unterschiedlicher Prüfverfahren und Filterklassen DIN EN 779 DIN EN 779 DIN EN 779 mittl. Abscheidegrad mittl. Fraktionsabscheidegrad min. Anfangsabscheidegrad A m ASHRAE (synth. Staub) G 1 50% Am < 65% G 2 65% Am < 80% G 3 80% Am < 90% G 4 90% Am E m E 0 DEHS, dp=0,4 m DEHS, dp=0,4 m M 5 40% Em < 60% M 6 60% Em < 80% F 7 80% Em < 90% F7 E O = 35% F 8 90% Em < 95% F8 E O = 55% F 9 95% Em F9 E O = 70% Prof. Frank Reichert 19

20 Typ. Messwerte der Anfangsabscheidegrade E 0 von Luftfiltern nach der Normmethode DIN EN 779 (2012) DEHS Partikelfraktion Abscheidegrad der Taschenfilter im Normprüfstand (Labor) M5 F7 F9 M5 + F7 F7 + F7 F7 + F9 [µm] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 0,3 12,19 56,61 76,55 80,45 89,71 0,4 13,96 63,72 82,28 69,00 85,64 93,46 0,5 22,66 71,04 88,67 90,67 96,39 Taschenfilter: Glasfasermedium, Fläche = 6 m 2, 6 Taschen Bedingungen: Volumenstrom = 3400 m 3 /h, Luftgeschw. Kanal = 2,54 m/s Luftgeschw. Filtermedium = 0,16 m/s Temp. = 20 C, r.f. = 50 %, Luftdruck = 1017 hpa Prof. Frank Reichert 20

21 Empfehlung zur Filterung der Außenluft nach VDI 6022 Blatt 3 und VDI 3803 Blatt 4 Außenluftqualität Zuluftqualität Kein Aufenthaltsbereich ZUL 1 ZUL 2 ZUL 3 ZUL 4 ODA 1 = AUL 1 F7 F7 F7 M5 ODA 2 = AUL 2 F7 + F9 M5 + F8 M5 + F7 M6 ODA 3 = AUL 3 F7 + F9 M5 + F8 M5 + F7 F7 Liegen hohe gasförmige Verunreinigungen (Grenzwerte nach WHO sind überschritten) vor, ist zwischen erster und zweiter Filterstufe ein Molekularfilter vorzusehen. F7 AK F9 Prof. Frank Reichert 21

22 Empfohlene Mindestfilterklassen je Filterstufe nach DIN EN (Entwurf ) Außenluftqualität ZUL 1 ZUL 2 ZUL 3 ZUL 4 AUL (Part.) 1 M5 + F7 F7 F7 F7 AUL (Part.) 2 F7 + F7 M5 + F7 F7 F7 AUL (Part.) 3 F7 + F9 F7 + F7 M6 + F7 F7 Definition der Filterklassen nach DIN EN 779 Prof. Frank Reichert 22

23 Abweichende Empfehlung zur Filterung der Außenluft von Frank Reichert zu den Vorgaben der VDI 6022 Blatt 3 und VDI 3803 Blatt 4 Außenluftqualität Zuluftqualität möglichst vermeiden Kein Aufenthaltsbereich ZUL 1 ZUL 2 ZUL 3 ZUL 4 ODA 1 = AUL 1 F7 F7 F7 M5 ODA 2 = AUL 2 F7 + F9 F7 + F7 M6 + F7 M6 ODA 3 = AUL 3 F7 + F9 F7 + F8 F7 + F7 F7 Liegen hohe gasförmige Verunreinigungen (Grenzwerte nach WHO sind überschritten) vor, ist zwischen erster und zweiter Filterstufe ein Molekularfilter vorzusehen. (gilt für ZUL 1 bei AUL 2 und AUL 3) F7 AK F9 Prof. Frank Reichert 23

24 Optionale, zusätzlich zu Partikelfiltern erforderliche Molekularfilter, bei gasförmigen Verunreinigungen in der Außenluft nach DIN EN (Entwurf ) Außenluftqualität ZUL 1 ZUL 2 ZUL 3 ZUL 4 AUL (Gas) 1 Empfohlen AUL (Gas) 2 Erforderlich Empfohlen AUL (Gas) 3 Erforderlich Erforderlich Empfohlen Molekularfilter sollten berücksichtigt werden, wenn von den oben genannten AUL-/ ZUL-Kategorien ausgegangen wird. Die Auslegung sollte nach DIN EN ISO und DIN EN ISO erfolgen. Prof. Frank Reichert 24

25 Empfehlung für Planung, Herstellung und Errichtung Tabelle: VDI 6022 Bl.1, Tab. 5, S. 35, Beispiel Schnittstelle Luftfilter Kurzbeschreibung Vorrangige Verantwortlichkeit bei der Gruppe Planer Hersteller* Errichter** Auswahl F7 / F9 X Anzeige ΔP X Gehäuse Filterkarte X Empfehlung, wenn keine Festlegung in den Verträgen getroffen wurde * Komponentenhersteller ** Errichter der RLT-Anlage Prof. Frank Reichert 25

26 Luftqualität in Innenräumen Kategorien der Raumluft nach VDI 6022 Bl.3 Bezeichnung Raumluftqualität Klassifizierung nach Feinstaub Konzentration PM2,5 in µg/m 3 RAL 1 hohe Raumluftqualität 25 RAL 2 mittlere Raumluftqualität 50 RAL 3 mäßige Raumluftqualität 75 RAL 4 niedrige Raumluftqualität 100 Prof. Frank Reichert 26

27 RLT-Anlage Hygiene

28 Messorte mikrobiologischer Parameter in einer RLT-Anlage Mikroorganismen Nutzraum F7 M6 F7 F9 Prof. Frank Reichert 28

29 Messmittel für die mikrobiologische Beprobung Dip - Slide mit zwei Nährböden zur Beprobung von Wässern RODAC - Platte für Abklatschproben an Oberflächen RODAC = Replicate Organism Detection and Counting Prof. Frank Reichert 29

30 Beispiel für die Probenahme mit RODAC- Platten je Probe werden 2 Platten benötigt (CASO, Malzextrakt) RODAC-Platten vor Probenahme gemäß Probenahmeliste (Angaben zu Ort und Oberflächen) am Seitenrand nummerieren erste Platte mit der Agarfläche leicht gegen die Probestelle drücken und verschließen und mit Klebeband gegen unbeabsichtigtes Öffnen sichern Vorgang mit der zweiten Platte auf einer angrenzenden Fläche wiederholen Prof. Frank Reichert 30

31 Beispiele für auszählbare Koloniebildungen KBE auf RODAC- Platten nach 7 Tagen bei 25 C nach 3 Tagen bei 30 C Nährboden: Malzextraktagar für Pilze Nährboden: CASO für Bakterien Prof. Frank Reichert 31

32 Beispiele für nicht auszählbare Koloniebildungen auf RODAC- Platten nach 7 Tagen bei 25 C nach 3 Tagen bei 30 C Nährboden: Malzextraktagar Nährboden: CASO Prof. Frank Reichert 32

33 Instandhaltungsmaßnahmen hinsichtlich der Hygienekontrolle in RLT-Anlagen Quelle: VDI 6022 Bl.1, Tab. 6, S. 52, Beispiel Luftfilter Kontrolle Ggf. Maßnahme 1 Monat 3 Monate 6 Monate 12 Monate 24 Monate Luftfilter Beschädigung Wechsel X ΔP Prüfung Wechsel X 1. Stufe Wechsel X 2. Stufe Wechsel X Auszug aus der Checkliste (Tab. 6) für die Inspektionsintervalle mit Zeitvorgaben, die nicht überschritten werden dürfen! Prof. Frank Reichert 33

34 Qualifizierungskonzept Kategorie A und B nach VDI 6022 Bl. 4 Planung Fertigung Ausführung Planung Abnahme von RLT-Anlagen Hygiene- Erstinspektion Hygieneinspektion Erforderliche Schulung zur Hygiene Instandhaltung von RLT-Anlagen Wartung Instandsetzung Kategorie A Kategorie A Kategorie A Kategorie B Eingangsvoraussetzungen (fachlich) für die Schulungen Technische Fachausbildung Mehrjährige Berufserfahrung mit RLT-Anlagen Kenntnisse der Messtechnik an RLT-Anlagen Ingenieure, Meister oder Techniker mit Fachausbildung und mehrjähriger Berufserfahrung mit RLT-Anlagen Kenntnisse der Messtechnik an RLT-Anlagen Hygieniker: Fachärzte mit Grundkenntnissen über Funktion von RLT Hygienefachkräfte mit: Fachabschluss und Grundkenntnissen über Funktion von RLT Ingenieure, Meister oder Techniker mit Fachausbildung und mehrjähriger Berufserfahrung mit RLT-Anlagen Kenntnisse der Messtechnik an RLT- Anlagen Technische Fachausbildung Prof. Frank Reichert 34

35 Planung Fertigung Ausführung Planung Realisierung des hygienischen Zustands Planen Konstruieren Realisierungskontrolle Ingenieure Techniker Meister Qualifizierungskonzept Kategorie A und B nach VDI 6022 Bl. 4 Abnahme von RLT-Anlagen Hygiene- Erstinspektion Feststellung und Beurteilung des Ist- Zustandes der RLT- Anlage Inspizieren Prüfen Messen Beurteilen Maßnahmen empfehlen Ingenieure Techniker Hygieneinspektion Ziele der Maßnahmen Prof. Frank Reichert 35 Instandhaltung von RLT-Anlagen Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes der RLT- Anlage Einzelmaßnahmen Inspizieren Prüfen Messen Beurteilen Maßnahmen empfehlen Ausführung durch Ingenieure Techniker Meister ggfs. gemeinsam mit Hygieniker/Hygienefachkraft Wartung Instandsetzung Bewahrung des Soll- Zustandes der RLT-Anlage Wiederherstellung des Soll- Zustandes der RLT-Anlage Prüfen Nachstellen Ergänzen Reinigen Ausbessern Austauschen Techniker Meister Gesellen/Facharbeiter

36 Qualifizierungskonzept Kategorie RLQ nach VDI 6022 Bl. 4 Überprüfung von RLT-Anlagen nach VDI 6022 Blatt 1.1 Anlagen-Erst-Untersuchung Beurteilung Raumluftqualität bis zur Beurteilungsstufe 2 Innenraumluft-Analyse Erforderliche Schulung zur Hygiene Kategorie RLQ Kategorie RLQ Fachliche Eingangsvoraussetzungen für die Schulungen Ingenieure mit mehrjähriger Berufserfahrung mit RLT-Anlagen der Versorgungstechnik Verfahrenstechnik Lüftungs-und Klimatechnik Technische Gebäudeausrüstung Prof. Frank Reichert 36

37 Qualifizierungskonzept Kategorie RLQ nach VDI 6022 Bl. 4 Überprüfung von RLT-Anlagen nach VDI 6022 Blatt 1.1 nach VDI-Richtlinie geprüft Beurteilung Raumluftqualität nach VDI 6022 Blatt 3 gemessene Raumluft-Hygiene Überprüfung und Dokumentation des hygienegerechten Zustands von neuen RLT-Anlagen Hygiene-Erstinspektion (erstmalige Feststellung und Beurtei - lung des Ist-Zustandes der RLT- Anl.) Kontrollieren und Prüfzeichen kleben Ausstellung der Prüfbescheinigung Ziele der Maßnahmen Einzelmaßnahmen Beurteilung des Istzustands der Raumluftqualität, bis zur Beurteilungsstufe 2 Messen Beurteilen Ausführung NUR durch Maßnahmen empfehlen VDI-geprüfte Fachingenieure Raumluftqualität RLQ die beim DIN CERTCO zertifiziert sind. ( Prof. Frank Reichert 37

38 Praxisbeispiel Luftfilterung im Krankenhaus

39 Einflüsse auf Außenluftfilter in der 1. Filterstufe Schwingungsverhalten Rel. Luftfeuchte Rel. Luftfeuchte Gase Gase, Geruchsstoffe Stäube Stäube Mikroorganismen Mikroorganismen Endotoxine Regen / Schnee Freies Wasser Filtereigenschaften: - Abscheidegrad - Staubeinspeicherung Prof. Frank Reichert 39

40 Feinstaubbilanzierung über RLT-Anlagen Außenluft-Zuluft Ansaugbereich r Raumzuluft C 5 CCC- = Partikelkonzentration Part./ cm 3 C-1 = vor Außenluftfilter C-2 = nach Außenluftfilter C-3 = vor Zuluftfilter C-4 = nach Zuluftfilter C-5 = Deckenluftauslass Raum Partikelzähler Luftkeimsammler Prof. Frank Reichert 40

41 RLT-Anlage mit Kompaktfilterstufe im Krankenhaus Prof. Frank Reichert 41

42 Außenluft Zuluftbilanz der Partikelkonzentrationen und Luftkeimbelastung in einer KH- RLT-Anlage Feinstaubfilter-Kombination F7 / F7 Partikeldurchmesser Bereich Außenluft RLT-Anlage Zuluft Abscheidegrad 1. Filterstufe 1. Filterstufe Abscheidegrad h 1,2 Rohluft c 3 Reinluft c 4 grad h 3,4 Raum 009 c 5 Zuluft h 2. Filterstufe 2. Filterstufe Abscheide- Abströmhaube Außenluft- Rohluft c 1 Reinluft c 2 1,5 µm Part/cm 3 Part/cm 3 % Part/cm 3 Part/cm 3 % Part/cm 3 % 0, , , ,7 0, , , ,0 0, , , ,7 0, , ,4 4 94,8 0, , ,6 1 97,7 1 2,6 0,13 95,0 0,14 0,01 91,3 0,004 99,8 Außenluftprobe Ansauggitter abströmseitig Außenluftfilter Raumluft Nutzraum ohne Publikum Prof. Frank Reichert 42

43 Zusammenfassung Filtration Luftfilter stellen sehr hochwertige technische Produkte dar, die einer gezielten Qualitätssicherung unterliegen und durch reproduzierbare Normtests spezifiziert sind. Die Mindestforderung der VDI 6022 für die zweistufige Filterkombination M5/F7 ist überholt. Als ökonomische bzw. hygienische Alternativen sind die Kombinationen F7/F7 bzw. F7/F9 zu empfehlen. Die Zuluftqualität, die durch Luftfilter in realen Anlagen geschaffen werden kann, ist wesentlich von der Außenluftsituation und der Gesamtgestaltung der RLT-Anlage abhängig. Das gilt sowohl für die technische als auch die hygienische Ausrichtung. Prof. Frank Reichert 43

44 Zusammenfassung zum Richtlinienwerk VDI 6022 Die VDI 6022 besteht mittlerweile seit 18 Jahren. Die ständige Weiterentwicklung während dieser Zeit, führte zu einer deutlichen Verbesserung der Anlagenhygiene und hat auch die Filterentwicklung und Konditionierungsmodule positiv beeinflusst. Prof. Frank Reichert 44 Bildquelle:

45 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!