Wann müssen Filter auch in die Abluft eingebaut werden?

Der Einsatz von Filtern in der Abluft stellt einen zentralen Bestandteil moderner Lüftungsanlagen dar. Abluftfilter sind dann erforderlich, wenn die ausgeführte Luft Schadstoffe, Partikel oder andere umwelt- und gesundheitsgefährdende Stoffe enthält, die nicht unkontrolliert an die Außenluft abgegeben werden dürfen. Typische Szenarien umfassen industrielle Anwendungen, Laborgebäude und Produktionsstätten, in denen Schadstoffe wie chemische Verbindungen, Feinstäube oder biologische Kontaminationen entstehen.

Ein Abluftfilter dient der Reinigung der Luft, bevor diese das Gebäude verlässt. Dies ist nicht nur für die Umwelt relevant, sondern auch zur Vermeidung von Rückströmungen in angrenzende Lüftungszonen. Die Dimensionierung eines Abluftfiltersystems hängt von mehreren Parametern ab, darunter der Art der Verunreinigungen, den Volumenströmen und den geltenden Grenzwerten. Unterschiedliche Filterklassen (z. B. HEPA, Aktivkohlefilter) gewährleisten eine Anpassung an die spezifischen Anforderungen.

Formeln für Berechnungen und den Nachweis der Funktionalität

Die Effektivität eines Filtersystems wird häufig durch den Abscheidegrad η beschrieben, der wie folgt berechnet wird:

$\eta = \left( \frac{C_{\text{zu}} - C_{\text{ab}}}{C_{\text{zu}}} \right) \cdot 100$

Dabei gilt:

η: Abscheidegrad in Prozent (%)
Czu: Konzentration des Schadstoffs vor dem Filter (mg/m³)
Cab: Konzentration des Schadstoffs nach dem Filter (mg/m³)

Zur Dimensionierung des Druckverlusts durch den Filter wird folgende Formel verwendet:

$\Delta p = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 \cdot \zeta$

Dabei gilt:

Δp: Druckverlust in Pascal (Pa)
ρ: Dichte der Luft in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³)
v: Geschwindigkeit der Luft in Metern pro Sekunde (m/s)
ζ: Widerstandsbeiwert des Filters (dimensionslos)

Anwendungsbeispiele

Laborgebäude: Hier werden HEPA-Filter in der Abluft eingesetzt, um pathogene Mikroorganismen oder toxische Dämpfe sicher zurückzuhalten.
Industriebetriebe: Aktivkohlefilter finden Anwendung, um organische Lösungsmittelreste in Lackierereien aus der Luft zu entfernen.
Wohnungsbau: Abluftfilter in Küchenlüftungssystemen können zur Geruchsneutralisation beitragen, wenn Gerüche nicht direkt ins Freie geleitet werden können.

Historische Entwicklung in Deutschland

Die Notwendigkeit, auch die Abluft zu filtern, wurde in Deutschland in den 1970er-Jahren verstärkt erkannt, als die ersten gesetzlichen Vorgaben für den Umweltschutz etabliert wurden. Mit dem Erlass des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) im Jahr 1974 wurde ein rechtlicher Rahmen geschaffen, der den Eintrag schädlicher Stoffe in die Atmosphäre reglementierte.

In den 1990er-Jahren führte die Weiterentwicklung der Filtertechnologie, insbesondere von HEPA- und ULPA-Filtern, zu einer breiteren Anwendung in der TGA. Gleichzeitig sorgten die Einführung von ISO-Standards für eine Vereinheitlichung der Klassifizierung und Leistungsprüfung von Filtern.

Vor- und Nachteile des Themas

Vorteile:

Reduktion von Schadstoffen und Partikeln in der Umwelt
Schutz vor Rückströmungen schädlicher Substanzen in Lüftungsanlagen
Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und Umweltauflagen

Nachteile:

Erhöhter Wartungsaufwand durch regelmäßigen Filterwechsel
Steigerung der Betriebskosten aufgrund höherer Druckverluste
Zusätzlicher Platzbedarf für Filtereinheiten in Lüftungsanlagen

Ergänzende und relevante Gesetze in Deutschland

Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG): Regelt Emissionen in die Umwelt und fordert geeignete Maßnahmen zur Reduktion schädlicher Stoffe.
Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV): Verlangt eine schadstofffreie Luftqualität in Arbeitsräumen, was auch Anforderungen an die Abluftreinigung einschließt.
DIN EN 1822: Gibt Richtlinien zur Klassifizierung und Prüfung von HEPA- und ULPA-Filtern.
Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft): Ergänzt das BImSchG und enthält konkrete Grenzwerte für Emissionen.