Filtergerät

Atemschutzgerät

Als Atemschutzgerät bezeichnet man generell alle Geräte, die zum Atemschutz verwendet werden. Im Allgemein besteht Atemschutzgeräte aus zwei Hauptbestandteilen:

• einem Atemanschluss und Filter(n) oder
• einem Atemanschluss und einer Einrichtung zum Versorgen mit nicht verunreinigtem Atemgas.

Demnach werden Atemschutzgeräte nach EN 133 (Atemschutzgeräte - Einteilung) in

• umluftabhängigen Atemschutz oder
• umluftunabhängigen Atemschutz

eingeteilt.

Umluftabhängiger Atemschutz

Atemschutzvollmaske mit angeschraubtem Atemschutzfilter aus KatS-Beständen

Vor dem Einsatz von Filtergeräten muss gewährleistet sein, dass mindestens 17 Vol.-% Sauerstoff (bei CO-Filtern mindestens 19 Vol.-% Sauerstoff) in der Atemluft vorhanden ist und die zu filternden Stoffe bekannt sind. Die Einsatzgrenzen der Filtergeräte werden von der Leistungsfähigkeit der Filter bestimmt. Die Stoffe oder Stoffbereiche für die die einzelnen Filter geeignet sind, werden über Farbcodierungen und Buchstaben auf den Filtern angegeben. Des Weiteren wird auch eine maximale Aufnahmefähigkeit der Filter angegeben. Da beim Einatmen in der Maske ein Unterdruck entsteht, können über mögliche Leckagen Schadstoffe in die Atemwege gelangen. Deshalb wird nach Anlegen der Atemschutzmaske eine Dichtigkeitsprobe durchgeführt.

Filtergeräte

Ein Filtergerät besteht aus einem Atemanschluss (z. B. einer Atemschutzmaske) und ein oder mehreren Filtern. Die Filtergeräte wurden früher auch als Gasmaske bezeichnet.

• Filter lassen sich unterteilen in:
  • Partikelfilter, der feste und/oder flüssige Aerosole aus der Atemluft entfernen, z. B. Asbest, Rauch, Nebel
  • Gasfilter, der Gase als Absorptionsfilter (meist Aktivkohle) oder katalytischer Filter (für Kohlenmonoxid) aus der Atemluft entfernen
  • Kombinationsfilter, der sowohl gasförmige und feste und/oder flüssige Aerosole aus der Atemluft zurückhält

Bei Filtern ist darauf zu achten, dass die meisten, speziell Gasfilter nur eine begrenzte Lebensdauer besitzen. Nach dem Entfernen der Versiegelungen ist ein Filter nur noch maximal sechs Monate einsetzbar. Allerdings verliert er in diesem Zeitraum kontinuierlich an Aufnahmefähigkeit, deshalb ist das Führen eines Filterbuchs sehr zu empfehlen, ebenso wie eine regelmäßige Kontrolle und gegebenenfalls der Austausch auch der nicht benutzten Filter.

Umluftunabhängiger Atemschutz

Unter umluftunabhängigem Atemschutz werden Geräte verstanden, welche den Geräteträger von der Umgebungsatmosphäre isolieren und mit atembarem Gas aus einer nicht verunreinigten Quelle versorgen. Diese Geräte werden daher auch als Isoliergeräte bezeichnet und bestehen aus einem Atemanschluss und einer Luftversorgungseinrichtung.

Isoliergeräte lassen sich unterteilen in:

• nichtfreitragbare
  • Frischluftschlauchgeräte
  • Druckluftschlauchgeräte
• freitragbare
  • Behältergeräte
  • Regenerationsgeräte

Verwendung

Enthält die Umgebungsluft zu wenig Sauerstoff, weniger als 17 Vol.-%, oder sind giftige Gase vorhanden, die durch Gas- oder Kombinationsfilter nicht absorbiert werden können und ist die Art und/oder die Konzentration der Atemgifte unbekannt, muss umluftunabhängiger Atemschutz verwendet werden.

Meist werden freitragbare Isoliergeräte z. B. Pressluftatmer verwendet. Aufgrund der begrenzten Luftmenge ist jedoch die Einsatzzeit meist auf 15 - 30 Minuten begrenzt. Die Einsatzdauer ist abhängig vom Alter des Geräteträgers, von der körperlichen Leistungsfähigkeit und der Art der Belastung im Einsatz. Wird eine längere Einsatzdauer von mitunter mehreren Stunden erforderlich (zum Beispiel im Bergbau oder im Tunneleinsatz), kommen so genannte Langzeitgeräte (beispielsweise mit 2 CFK-Flaschen a 6,8 l Volumen und 300 bar Fülldruck), Regenerationsgeräte oder Kreislaufgeräte zum Einsatz.

Da im Einsatz bei der Feuerwehr schwer feststellbar ist, ob wirklich genug Sauerstoff in der Umgebungsluft vorhanden ist, wird hauptsächlich der umluftunabhängige Atemschutz eingesetzt.

Pressluftatmer mit einer 300 bar Flasche und analogem Manometer

Frei tragbare Isoliergeräte

Behältergeräte

Bei dieser Art von Geräten führt der Atemschutzträger die notwendige Atemluft in Druckluftflaschen mit sich, daher werden sie auch als Pressluftatmer (PA) bezeichnet.

Hierbei ist zu beachten, dass es sich bei der komprimierten Luft um besonders gereinigte und entölte Atemluft nach DIN EN 12021 handelt und die Behälter daher als Atemluftflaschen bezeichnet werden.

Aufbau

Die üblichen Atemschutzgeräte haben Flaschen, in denen die Luft mit 200 oder 300 bar gespeichert ist. Die Flaschen können aus Stahl, aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen. Da man die Luft nicht mit diesem hohen Druck einatmen kann, befindet sich vor der Atemschutzmaske ein Lungenautomat, dem ein Druckminderer vorgebaut ist. Dieser reduziert den Luftdruck von 200 bzw. 300 bar auf den sogenannten Mitteldruck von 5 bis 8 bar (je nach Gerätetyp). Der Lungenautomat ist eine atemgesteuerte Dosiereinrichtung, die den Mitteldruck auf einen vom Menschen atembaren Niederdruck (im Millibar-Bereich) reduziert und nur die Luftmenge freigibt, die man einatmet. Es gibt Lungenautomaten in Normaldruckausführung und Überdruckausführung. Bei der Normaldruckausführung wird nur das einzuatmende Luftvolumen freigegeben. In der Überdruckausführung wird die gesamte Atemschutzmaske unter Druck gesetzt, um ein Eindringen von Schadstoffen in die Maske zu verhindern.

Bei 200-bar-Geräten sind zwei Flaschen mit je 4 Liter Inhalt üblich. Das ergibt rein rechnerisch 1600 Liter Normalluft und eine Einsatzzeit von ca. einer halben Stunde.

300-bar-Geräte haben normalerweise eine Druckluftflasche aus Stahl mit 6 Liter Volumen (1.636 l Atemluft) oder eine bzw. zwei Compositeflaschen (CFK) mit je. 6,8 Liter Volumen (1.854 bzw. 3.708 l Atemluft).

(Das zur Überschlagsrechnung bequem zu verwendende Gesetz von Boyle-Mariotte, nach dem das Produkt aus Druck und Volumen konstant ist, gilt streng nur für ein ideales Gas und nur für isotherme Zustandsänderungen. Beim Füllen der Flaschen erwärmt sich aber die Luft, die Zustandsänderung ist nicht isotherm, sondern adiabatisch. Außerdem ist Luft kein ideales, sondern ein reales Gas, so dass man statt des Gesetzes von Boyle-Mariotte die kompliziertere Van-der-Waals-Gleichung verwenden müsste.)

Langzeit-Pressluftatmer haben zwei 300-bar-Flaschen und sind meist aus Gewichtsgründen aus einem Verbundmaterial, insbesondere CFK.

Die Flaschen sind auf einem Tragegestell befestigt, dass zum besseren Tragen gepolstert oder schalenförmig ist. Die Tragegurte und der Bauchgurt sind verstellbar und müssen beim Tragen fest sitzen. Sie sind schwer entflammbar und aus verrottungsfestem Material hergestellt.

Druckkontrolle

Manometer mit integriertem Totmannwarner bei der Feuerwehr

Zur Kontrolle hat man ein Manometer (auch Finimeter bezeichnet), auf dem man laufend beobachten kann, wie hoch der Luftdruck in der Flasche noch ist. Zum Schutz, dass die Luft in der Flasche zu Neige geht, gibt es eine akustische Warneinrichtung in Form einer Signalpfeife, die bei einem Druck zwischen 50 und 60 bar zu pfeifen beginnt. Das Warnsignal ist kein Rückzugssignal, da je nach den örtlichen Gegebenheiten der Rückweg länger dauern kann als die noch verbliebene Luft reicht. Wichtig sind auch die durchzuführende Atemschutzüberwachung, regelmäßige Druckkontrolle sowie die Berechnung des Rückzugweges (das Doppelte des Anmarschweges). Der Rückzug wird truppweise angetreten und richtet sich nach dem Geräteträger mit dem größten Atemluftverbrauch (siehe Einsatzgrundsätze der FwDV 7 Atemschutz).

Bei älteren Geräten, die aber heute nicht mehr der Norm entsprechen, gab es eine so genannte Widerstandswarnung. Dabei wurde bei einem Druckabfall auf 40 - 50 bar der Atemwiderstand höher und man musste einen Hebel direkt am Gerät umlegen um wieder normal atmen zu können. Da manche Träger dabei leicht in Panik gerieten, wird diese Art heute üblicherweise nicht mehr verwendet.

Sicherheitsmaßnahmen

Eine weitere neue Sicherheitsmaßnahme insbesondere bei umluftunabhängigen Atemschutzgeräten ist der sogenannte Totmannwarner oder Bewegungslosmelder. Der Totmannwarner ist ein kleines elektrisches Gerät in etwa der Größe einer Zigarettenschachtel. Er reagiert, wenn innerhalb einer bestimmten Zeit keine Bewegung mehr stattgefunden hat. Wird das Gerät nicht bewegt, ertönt zunächst ein Voralarm und anschließend ein lautes akustisches sowie optisches Signal. Wenn ein Trupp in Gefahr gerät und dringend Hilfe benötigt, kann auch eine Notruftaste betätigt werden, die sofort den Alarm aktiviert. Deaktiviert werden kann das Gerät nur mit einem bestimmten Schlüssel. Der Totmannwarner ist noch kein genormtes Gerät, dennoch findet er bei vielen Feuerwehren Verwendung. Seine Verwendung ist ratsam, obgleich in der Anschaffung recht teuer.

Hinweise zur Benutzung

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Vor dem Tragen der Atemschutzgeräte gilt absolutes Alkoholverbot, auch mit Erkältungen oder bei Heuschnupfen sollte man keine Einsätze mit Kreislaufgeräten leisten. Der zusätzliche Atemwiderstand, neben der eigentlichen Arbeit, belastet den Körper stark. Wer nicht vollständig fit ist, kann leicht Schwächeanfälle bekommen oder gar ohnmächtig werden. Vor dem Anlegen muss der Atemschutzträger das Gerät überprüfen (Sichtprüfung und Einsatzkurzprüfung). Die erfolgt, in dem man zuerst das Flaschenventil öffnet und am Manometer beobachtet, ob die Flasche genug Druck hat. Dabei darf der Flaschendruck nicht mehr als 10 % vom Nennfülldruck abweichen, muss also zwischen 180 und 220 bar bei 200 bar Flaschen bzw. 270 und 330 bar bei 300 bar Flaschen betragen. Dann wird das Flaschenventil wieder geschlossen. Nun darf der Druckabfall in einer Minute 10 bar nicht überschreiten. Über den Lungenautomaten wird die Luft langsam abgelassen, bis das Warnsignal bei einem Druck zwischen 60 und 50 bar ertönt. So ist die Warneinrichtung überprüft. Verfügt das Gerät über zwei Flaschen, so muss das für jede Flasche separat durchgeführt werden. Nun wird das Flaschenventil komplett geöffnet und das Atemschutzgerät kann angelegt werden. Zum Schluss wird der Lungenautomat mit der Atemschutzmaske verbunden und das Gerät ist einsatzbereit.

Obwohl der Atemwiderstand geringer ist als mit Atemschutzfilter muss der Träger trotzdem körperlich geeignet und gesund sein, da es sonst leicht zu Kreislaufproblemen und Schwindelanfällen kommen kann. Des Weiteren sorgt die Schutzkleidung des Feuerwehrangehörigen für einen Wärmestau, weil die Körperwärme nicht über die Schutzkleidung abgeführt wird. Deshalb sollte der Atemschutzgeräteträger vor dem Atemschutzeinsatz genügend Flüssigkeit zu sich nehmen.

In Deutschland wird die Arbeitsmedizinische Untersuchung nach Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung G 26.3 für Träger von umluftunabhängigem, schwerem Atemschutz, die G 26.2 für Träger von mittlerem, umluftun- und umluftabhängigem Atemschutz und die G 26.1 für Träger von leichtem, umluftabhängigem Atemschutz im Alter von 18 bis 49 Jahren alle 3 Jahre und ab 50 Jahren die Untersuchung jährlich durchgeführt.

In Österreich muss ein Atemschutzträger bei der Feuerwehr mindestens 18 Jahre alt und mindestens ein Jahr Angehöriger einer Feuerwehr sein. Die Tauglichkeitsuntersuchung erfolgt ebenfalls alle 3 Jahre im Alter zwischen 18 und 50 Jahren. Bei einem Alter über 50 Jahren sind die Untersuchungen jährlich durchzuführen. Voraussetzung für das Tragen von Atemschutzgeräten ist die Absolvierung der entsprechenden Lehrgänge an den (Landes-)Feuerwehrschulen.

Kreislaufgeräte einer Grubenwehr

Regenerationsgeräte

Regenerationsgeräte auch als Kreislaufgeräte bezeichnet sind ebenfalls Atemschutzgeräte für den umluftunabhängigen Atemschutz.

siehe auch: Tauchretter

Aufbau

Im Gegensatz zu den Behältergeräte stellen sie nicht die komplette Luft zum Einatmen zur Verfügung. Sondern sie verfügen über eine eingebaute Sauerstoffquelle, diese Quellen können Sauerstoffflaschen, flüssiger Sauerstoff oder chemisch gebundener Sauerstoff sein. In einem Kohlendioxidfilter wird das ausgeatmete Kohlendioxid chemisch gebunden und der verbrauchte Sauerstoff aus der Flasche ergänzt.

Die Geräte sind wesentlich wartungsintensiver als die bei der Feuerwehr üblichen Pressluftgeräte. Ein Wiederaufrüsten der Geräte erfordert zeitintensive Prüfungen und erfolgt deshalb nur sehr selten an Einsatzstellen, die sich über einen langen Zeitraum hinziehen, unter Zuhilfenahme von "Abrollbehältern Atemschutz."

Anwendung

Vor dem Tragen der Atemschutzgeräte gilt absolutes Alkoholverbot, auch mit Erkältungen oder bei Heuschnupfen sollte man keine Einsätze mit Kreislaufgeräten leisten. Der zusätzliche Atemwiderstand, neben der eigentlichen Arbeit, belastet den Körper stark. Wer nicht vollständig fit ist, kann leicht Schwächeanfälle bekommen oder gar ohnmächtig werden.

Der Vorteil von Kreislaufgeräten ist die höhere technische Einsatzdauer (bis zu 4 Stunden), da nur ein "kleiner" Anteil der benötigten Atemluft in komprimierter Form mitgeführt werden muss. Die Einsatzdauer wird eher durch die Erschöpfung des Trägers als durch das Gerät begrenzt.

Ein Nachteil neben den bereits erwähnten ist, dass sich die Atemluft im Laufe der Zeit durch die chemische Reaktion zur Bindung des ausgeatmeten Kohlendioxids erwärmt. Deshalb kam es in der Vergangenheit bei den Trägern dieser Atemschutzgeräte beim Ablegen oft zu Lungenentzündungen. Moderne Geräte versuchen dies durch Kühlsysteme zu kompensieren, diese erhöhen jedoch das Gewicht des Gerätes.

Wegen dieser Nachteile werden sie meist nur bei Feuerwehren, bei denen längere Einsatzdauern zu erwarten sind, wie zum Beispiel bei Tunneleinsätzen und im Bergbau verwendet.

Nicht frei tragbare Isoliergeräte

Schlauchgeräte

Bei Schlauchgeräten wird die Atemluft nicht aus mitgeführten Behältern entnommen, sondern dem Lungenautomaten über eine Schlauchverbindung (üblicherweise Mitteldruck, ca. 5 bar) aus einer externen Quelle zugeführt. Der Vorteil eines solchen Systems liegt im Wegfall der Beschränkungen hinsichtlich der Einsatzdauer und der Reduzierung des vom Benutzer zu tragenden Gewichts. Nachteilig sind die Beschränkung der Bewegungsfreiheit und die Verletzlichkeit der Schlauchverbindung. Aus diesen Gründen werden Schlauchgeräte in der Regel bei Feuer- oder Grubenwehren nicht, bzw. nur bei leeren Atemluftflaschen am "Dekontaminationsplatz" verwendet. Sie sind aber z.B. an gewerblichen Arbeitsplätzen mit hoher Schadstoffkonzentration und geringen sonstigen Risiken anzutreffen.

Normen, Richtlinien, Vorschriften

DIN - Normen

• DIN 58600 Atemschutzgeräte - Steckverbindung zwischen Lungenautomat für Pressluftatmer in Überdruck-Ausführung und Atemanschluss für die deutschen Feuerwehren

Europäische Normen

• EN 132 Atemschutzgeräte - Definitionen von Begriffen und Piktogramme
• EN 133 Atemschutzgeräte - Einleitung
• EN 134 Atemschutzgeräte - Benennung von Einzelteilen
• EN 135 Atemschutzgeräte - Liste gleichbedeutender Begriffe
• EN 136 Atemschutzgeräte - Vollmasken - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 137 Atemschutzgeräte - Behältergeräte mit Druckluft (Pressluftatmer) - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 138 Atemschutzgeräte - Frischluft-Schlauchgeräte in Verbindung mit Vollmaske, Halbmaske oder Mundstückgarnitur - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 140 Atemschutzgeräte - Halbmasken und Viertelmasken - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 142 Atemschutzgeräte - Mundstückgarnituren - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 143 Atemschutzgeräte - Partikelfilter - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 144 Atemschutzgeräte - Gasflaschenventile
• EN 145 Atemschutzgeräte - Regenerationsgeräte mit Drucksauerstoff oder Drucksauerstoff/-stickstoff - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 148-1 Atemschutzgeräte - Gewinde für Atemanschlüsse Teil 1 - Rundgewindeanschluss
• EN 148-2 Atemschutzgeräte - Gewinde für Atemanschlüsse Teil 2 - Zentralgewindeanschluss
• EN 148-3 Atemschutzgeräte - Gewinde für Atemanschlüsse Teil 3 - Gewindeanschluss M 45 x 3
• EN 12941 Atemschutzgeräte - Gebläsefiltergeräte mit einem Helm oder einer Haube - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 12942 Atemschutzgeräte - Gebläsefiltergeräte mit Vollmasken, Halbmasken oder Viertelmasken - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 14387 Atemschutzgeräte - Gasfilter und Kombinationsfilter - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 14593-1 Atemschutzgeräte - Druckluft-Schlauchgeräte mit Lungenautomat - Teil 1: Geräte mit einer Vollmaske - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 14593-2 Atemschutzgeräte - Druckluft-Schlauchgeräte mit Lungenautomat - Teil 2: Geräte mit einer Halbmaske und Überdruck - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung
• EN 14594 Atemschutzgeräte - Druckluft-Schlauchgeräte mit kontinuierlichem Luftstrom - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung

Richtlinien

• EU-Richtlinie 89/686/EGW des Rates vom 21. Dezember 1989 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für persönliche Schutzausrüstungen

Deutsche Vorschriften

• GUV-R 190 Regeln - Benutzung von Atemschutzgeräten (bisher ZH1 701)
• FwDV 7 Atemschutz

Siehe auch

• Atemschutzunfall, Atemschutzkompressor, Einsteiggerät