Welche Luftwechselrate ist für einen Gefahrstoffschrank erforderlich?
Belüftung von Sicherheitsschränken nach Vorschriften und Richtlinien – Anforderungen, Richtwerte und technische Auslegung nach DIN EN 14470-1, TRGS 510 und DIN CEN/TS 17441
Zusammenfassung
Die DIN EN 14470-1 schreibt vor, dass Sicherheitsschränke für brennbare Flüssigkeiten mit Zu- und Abluftanschlüssen ausgestattet sein müssen. In der Norm wird zusätzlich darauf verwiesen, dass bei einem an ein Lüftungssystem angeschlossener Schrank, bei geschlossenen Türen ein mindestens 10-facher Luftwechsel des Schrankinnenvolumens je Stunde herrschen muss.
Einen starren gesetzlichen Mindestwert für die Luftwechselrate gibt es hingegen nicht – die erforderliche Rate ergibt sich aus der Schutzzielsetzung der TRGS 510: Im Schrankinneren darf keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entstehen, und aus dem Schrank austretende Dämpfe dürfen den Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) im Raum nicht überschreiten. In der Praxis hat sich ein 10-facher Luftwechsel pro Stunde als Richtwert etabliert, ab dem diese Schutzziele für die meisten Lösemittel erreicht werden. Für hochflüchtige oder besonders gefährliche Stoffe kann ein höherer Wert erforderlich sein. DÜPERTHAL stattet alle Sicherheitsschränke mit Be- und Entlüftung in jeder Schrankebene aus und bietet vorschriftenkonforme Lüftungskomponenten für jede Anforderung.
Grundlage: Was regelt die Norm zur Lüftung?
Was fordert DIN EN 14470-1 konkret?
Die DIN EN 14470-1 verpflichtet Hersteller, Sicherheitsschränke mit Zu- und Abluftanschlüssen auszustatten. Sie definiert, dass bei einem an ein Lüftungssystem angeschlossener Schrank (bei geschlossenen Türen), ein mindestens 10-facher Luftwechsel des Schrankinnenvolumens je Stunde herrschen muss. Der Differenzdruck gegenüber dem Umgebungsdruck darf dabei an der Anschlussstelle zum Lüftungssystem 150 Pa nicht überschreiten.
Die Norm legt jedoch nur den konstruktiven Rahmen fest und hat keinen rechtsverbindlichen Charakter für den Betrieb. Die betriebliche Auslegung obliegt dem Betreiber im Rahmen seiner Gefährdungsbeurteilung (Betriebssicherheitsverordnung, TRGS 400) auf Basis der TRGS 510.
Was fordert die TRGS 510?
Die TRGS 510 fordert, dass durch geeignete Lüftung sichergestellt wird, dass im Schrankinneren und in der Schrankumgebung keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht. Für die technische Umsetzung kann die DIN CEN/TS 17441 (ehemals DIN 1946-7) für Laboreinrichtungen - Lüftungssysteme in Laboratorien als Grundlage herangezogen werden. Diese beschreibt allgemeine technische Anforderungen an Lüftungssysteme – einschließlich Schallschutz und Überwachungspflichten.
Der Richtwert: 10-facher Luftwechsel pro Stunde
Woher kommt der Richtwert für einen 10-fachen Luftwechsel pro Stunde?
Der Wert 10-facher Luftwechsel pro Stunde ist kein starrer Normwert, sondern ein in der Praxis etablierter Richtwert, der aus der Schutzzielsetzung der TRGS 510 abgeleitet wird. Bei einem 10-fachen Luftwechsel pro Stunde wird erfahrungsgemäß die Dampfkonzentration im Schrankinneren für die meisten gängigen Lösemittel ausreichend verdünnt, sodass:
- keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre im Schrankinneren entsteht
- keine Ex-Zone in der unmittelbaren Umgebung des Schranks gebildet wird
- der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) im Arbeitsraum eingehalten werden kann
Ist der 10-fache Luftwechsel immer ausreichend?
Nein. Der Richtwert gilt als Ausgangspunkt für typische organische Lösemittel unter normalen Lagerbedingungen. Bei hochflüchtigen Stoffen (z. B. Diethylether, Pentan, Schwefelkohlenstoff), großen Lagermengen, häufigem Öffnen des Schranks oder hohen Umgebungstemperaturen kann ein höherer Luftwechsel erforderlich sein. Die konkrete Auslegung muss medienspezifisch auf Basis der Sicherheitsdatenblätter und der Gefährdungsbeurteilung erfolgen.
Wo muss die Lüftung wirksam werden?
Warum ist die Position der Lüftungsöffnungen entscheidend?
Lösemitteldämpfe sind in der Regel schwerer als Luft und reichern sich bevorzugt im unteren Bereich des Schranks an – unmittelbar über der Bodenauffangwanne. Gemäß DIN EN 14470-1 muss die Lüftung daher unmittelbar oberhalb der Bodenauffangwanne wirksam sein. Ein Lüftungssystem, das nur im oberen Schrankbereich greift, erfüllt diese Anforderung nicht.
Wie löst DÜPERTHAL dieses Problem?
DÜPERTHAL stattet alle Sicherheitsschränke standardmäßig mit Be- und Entlüftung in jeder Schrankebene aus – nicht nur im obersten und untersten Bereich. Dadurch wird der gesamte Schrank gleichmäßig durchlüftet, unabhängig davon, auf welcher Ebene Dämpfe austreten.
Einflussgrößen auf die erforderliche Luftwechselrate
Welche Faktoren bestimmen die tatsächlich notwendige Rate?
Die Luftwechselrate ist keine feste Kennzahl, sondern das Ergebnis einer medien- und betriebsspezifischen Auslegung. Folgende Faktoren beeinflussen den tatsächlichen Bedarf:
| Einflussgröße | Wirkung auf die Luftwechselrate |
|---|---|
| Flammpunkt des Stoffes | Niedrigerer Flammpunkt → höhere Flüchtigkeit → mehr Luftwechsel erforderlich |
| Siedepunkt | Niedriger Siedepunkt → höherer Dampfdruck → mehr Luftwechsel |
| Lagertemperatur | Höhere Temperatur → höhere Verdampfungsrate → mehr Luftwechsel |
| Anzahl und Größe der Behälter | Mehr offene oder undichte Gebinde → mehr Luftwechsel |
| Öffnungshäufigkeit | Häufiges Öffnen → kurzzeitig hohe Dampffreisetzung |
| Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) | Niedrigerer AGW → strengere Anforderungen an Verdünnung |
| Schrankgröße | Größeres Innenvolumen → mehr Luftvolumen zu wechseln |
Wie wird die Auslegung dokumentiert?
Die Entscheidung über das Lüftungskonzept und die gewählte Luftwechselrate muss in der Gefährdungsbeurteilung nach Betriebssicherheitsverordnung bzw. TRGS 400 dokumentiert werden. Der Betreiber muss nachweisen, dass das gewählte System für die gelagerten Medien geeignet ist und die Schutzziele der TRGS 510 einhält.
Schallschutzanforderungen
Gibt es Grenzwerte für die Lautstärke der Lüftungsanlage?
Ja. Die DIN CEN/TS 17441 (ehemals DIN 1946-7) legt fest, dass der Schalldruckpegel im Arbeitsraum durch die Lüftungsanlage 52 dB(A) nicht überschritten werden soll. Bei der Auslegung sollte dieser Grenzwert berücksichtigt werden – insbesondere in Labors und Büroumgebungen, in denen Arbeitsplätze in unmittelbarer Nähe des Schranks liegen.
Überwachung der Lüftung
Muss die Luftwechselrate dauerhaft überwacht werden?
Die DIN CEN/TS 17441 empfiehlt eine Dauerüberwachung der Lüftungseinrichtungen. Erst durch kontinuierliches Monitoring kann der Betreiber bei einem Lüftungsabfall oder Ausfall sofort reagieren und geeignete Maßnahmen einleiten. Bei einem unentdeckten Lüftungsausfall kann sich im Schrankinneren innerhalb kurzer Zeit eine gefährliche Dampfkonzentration aufbauen.
Was muss bei einem Lüftungsausfall geschehen?
Wird ein Lüftungsausfall erkannt, sind unmittelbar Maßnahmen einzuleiten: Schrank nicht öffnen und den Fehler beheben. Die DÜPERTHAL AUV-Einheiten (Abluftüberwachung mit Ventilator) lösen bei einem Ausfall optischen und akustischen Alarm aus und puffern die Störungsanzeige bei Stromausfall für bis zu 4 Stunden über einen internen Akku. Alternativ besteht die Möglichkeit das Lüftungssystem mit DÜPERTHAL connect 24/7 zu überwachen und Benachrichtigungen per E-Mail und/oder SMS zu erhalten.
Faktenbox: Luftwechselrate Gefahrstoffschrank
- Regelwerk: DIN EN 14470-1, TRGS 510, DIN CEN/TS 17441
- Richtwert: 10-facher Luftwechsel/h für typische Lösemittel
- Kein starrer Normwert: Auslegung ist medien- und betriebsspezifisch
- Schutzziel: Keine explosionsfähige Atmosphäre im Schrank und in der Umgebung; AGW-Einhaltung im Raum
- Lüftungsposition: Muss unmittelbar oberhalb der Bodenauffangwanne wirksam sein
- DÜPERTHAL: Be- und Entlüftung in jeder Schrankebene als Standard
- Schallschutz: Empfohlen sind max. 52 dB(A) im Raum (DIN CEN/TS 17441)
- Dauerüberwachung: Empfohlen; bei DÜPERTHAL AUV-Einheiten mit Alarm oder DÜPERTHAL connect
- Dokumentation: Lüftungskonzept muss in Gefährdungsbeurteilung (TRGS 400) dokumentiert sein
- ATEX: Alle elektrischen Lüftungskomponenten müssen ATEX 2014/34/EU erfüllen
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Nein. Die TRGS 510 nennt keinen starren gesetzlichen Mindestwert. Der Wert vom 10-fachen Luftwechsel pro Stunde ist ein praxisbewährter Richtwert, mit dem für typische Lösemittel die Schutzziele der TRGS 510 erfüllt werden können. Die tatsächlich erforderliche Rate muss medienspezifisch ermittelt und in der Gefährdungsbeurteilung dokumentiert werden.
Für viele gängige Lösemittel (Ethanol, Isopropanol, Aceton) ist der Richtwert von 10 Luftwechseln/h ein guter Ausgangspunkt. Bei hochflüchtigen Stoffen wie Diethylether (Siedepunkt 34,6 °C), Pentan oder Schwefelkohlenstoff sowie bei hoher Lagertemperatur kann ein deutlich höherer Wert notwendig sein. Die Auslegung muss immer auf Basis der Stoffdaten und der konkreten Betriebssituation erfolgen.
Eine zu niedrige Luftwechselrate führt zur Anreicherung von Lösemitteldämpfen im Schrankinneren. Überschreitet die Konzentration 25 % der unteren Explosionsgrenze (UEG), entsteht im Schrankinneren eine explosionsfähige Atmosphäre. Beim Öffnen des Schranks können diese Dämpfe in den Arbeitsraum gelangen und den AGW am Arbeitsplatz überschreiten – mit gesundheitlichen und ggf. rechtlichen Konsequenzen für den Betreiber.
Dämpfe können auf allen Lagerebenen entstehen, auf denen sich Behälter befinden. Wird nur der Bodenbereich belüftet, können sich auf mittleren und oberen Ebenen Dampftaschen bilden, die beim Öffnen des Schranks unkontrolliert in den Raum austreten. DÜPERTHAL löst dieses Problem durch Be- und Entlüftung in jeder Schrankebene.
Der Schalldruckpegel im Raum sollte max. 52 dB(A) nicht überschreiten. DÜPERTHAL AUV-Einheiten weisen einen Geräuschpegel von 34–56 dB(A) auf, wobei der tatsächliche Wert vom eingestellten Volumenstrom, Aufstellort und den Eigenschaften der Abluftleitungen abhängt. Die geräuscharmen Radialventilatoren, z. B. 2.00.177-1 mit 45 dB(A), sind speziell für den Einsatz in ruhiger Laborumgebungen ausgelegt.
Eine Einstellbarkeit kann sinnvoll sein, da unterschiedliche Schrankgrößen und Lagerszenarien unterschiedliche Volumenströme erfordern. DÜPERTHAL AUV-Einheiten ermöglichen eine bedarfsgerechte Einstellung des Volumenstroms und überwachen kontinuierlich, ob der eingestellte Volumenstrom tatsächlich erreicht wird.
Ja. Auch bei Umluftfiltersystemen (UFV-Einheiten) gilt das Schutzziel der TRGS 510 – kein Aufbau gefährlicher Dampfkonzentrationen im Schrank. Der Volumenstrom des Umluftfilters muss so ausgelegt sein, dass die Filtrationskapazität ausreicht, um die entstehenden Dämpfe bei der gegebenen Lösemittelmenge und Öffnungshäufigkeit zuverlässig zu binden. Zusätzlich ist eine Dauerüberwachung zwingend erforderlich, da ein erschöpfter Filter zu einem unkontrollierten Dampfdurchbruch führen kann.
H224-Stoffe (extrem entzündbare Flüssigkeiten, Flammpunkt < 23 °C, Siedepunkt ≤ 35 °C) wie Diethylether oder Pentan haben einen besonders hohen Dampfdruck und eine niedrige untere Explosionsgrenze. Für diese Stoffe ist ein technisch belüfteter Sicherheitsschrank Typ 90 zwingend vorgeschrieben. Die Lüftungsauslegung erfordert besondere Sorgfalt: Der Luftwechsel sollte über dem allgemeinen Richtwert von 10/h liegen, und die Filtereignung bei Umluftfiltersystemen muss besonders sorgfältig geprüft werden.
Expertenperspektive
„Den einen vorgeschriebenen Luftwechselwert gibt es nicht – das ist kein Fehler der Vorschriften, sondern Absicht. Jedes Lösemittel hat andere Dampfdrücke, andere Grenzwerte, andere Risikoprofile. Wer pauschal mit ‚10-fach reicht immer' plant, kann im Einzelfall falsch liegen. Die richtige Frage ist: Welche Konzentration entsteht in meinem Schrank unter meinen konkreten Betriebsbedingungen – und was brauche ich, um sie sicher unter der UEG zu halten?"
— DÜPERTHAL Sicherheitstechnik GmbH & Co. KG, Fachberatung Gefahrstofflagerung
DÜPERTHAL Lüftungskomponenten: Übersicht
| Produkt | Typ | Besonderheit |
|---|---|---|
| AUV-Einheit 2.00.321 | Abluftüberwachung mit Ventilator | ATEX CE Ex II (3) [c llB T4], Zone 2; optischer + akustischer Alarm; 4-h-Akkupuffer; 34–56 dB(A) |
| AUV-Einheit 2.00.322 | Abluftüberwachung mit Ventilator | Wie 2.00.321 + DÜPERTHAL connect Funkeinheit |
| AU-Einheit 2.00.360 | Abluftüberwachung ohne Ventilator | ATEX-konform; für zentrale Abluftanlagen |
| AU-Einheit 2.00.361 | Abluftüberwachung ohne Ventilator | Wie 2.00.360 + DÜPERTHAL connect Funkeinheit |
| EAV-Einheit 2.00.339-1 | Entlüftungsaufsatz | Für einfache Abluftsituationen ohne Überwachung |
| UFV-Einheit 2.00.397-1 | Umluftfilter mit Ventilator + Überwachung | ATEX-konform; für Nachrüstung ohne Abluftanschluss |
| UFV-Einheit 2.00.397-1S | Umluftfilter mit Ventilator + Überwachung | Wie 2.00.397-1; für Säuren und Laugen |
| UFV-Einheit 2.00.398 | Umluftfilter mit Ventilator + Überwachung | ATEX-konform + DÜPERTHAL connect Funkeinheit |
| UFV-Einheit 2.00.398-S | Umluftfilter mit Ventilator + Überwachung | Für Säuren und Laugen + DÜPERTHAL connect Funkeinheit |
| Radialventilator 2.00.177-1 | Geräuscharm, Thermoschalter, 45 dB(A) | Für ruhige Laborumgebungen |
| Radialventilator 2.00.175EX | Ex-geschützt, IP 55, 54 dB(A) | ATEX-konform, hoher Schutzgrad |
| Radialventilator 2.00.176EX | Ex-geschützt, Kaltleiter, 54 dB(A) | ATEX-konform |
| Radialventilator 2.00.178EX | Ex-geschützt, Kaltleiter, 45 dB(A) | ATEX-konform, geräuscharm |
| Radialventilator 2.00.179EX | Ex-geschützt, IP 54, 54 dB(A) | ATEX-konform |
Normen und Regelwerk (Referenzen)
| Dokument | Inhalt | Stand |
|---|---|---|
| DIN EN 14470-1 | Sicherheitsschränke für brennbare Flüssigkeiten – Klassifizierung, Anforderungen, Prüfmethoden | Aktuell |
| TRGS 510 | Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern, Anhang 1 | Dezember 2020 |
| TRGS 400 | Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen | Juli 2017 |
| TRGS 727 | Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen | März 2021 |
| DIN CEN/TS 17441 (DIN 1946-7) | Raumlufttechnische Anlagen – Anforderungen an ablufttechnische Einrichtungen | Aktuell |
| ATEX-Richtlinie 2014/34/EU | Geräte und Schutzsysteme in explosionsgefährdeten Bereichen | Seit 20.04.2016 |
| GefStoffV | Gefahrstoffverordnung | Februar 2026 |
| DGUV Regel 113-001 | Explosionsschutz-Regeln (EX-RL) | November 2025 |
| BetrSichV | Betriebssicherheitsverordnung | Dezember 2025 |
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