Ein Atemschutzgerät schützt den Atemschutzgeräteträger vor gesundheitsschädlichen Stoffen, Partikeln oder Organismen, die über die Atemwege in den Körper gelangen können. Nach der Norm DIN EN 133DIN EN 133 – 2002-02 Atemschutzgeräte – Einteilung; Deutsche Fassung EN 133:2001 werden umgebungsluft-abhängige Filtergeräte und umgebungsluft-unabhängige Isoliergeräte (mit einer Einrichtung zur Versorgung mit nicht verunreinigtem Atemgas) unterschieden. Atemschutzgeräte werden sowohl in der Industrie als auch bei Hilfsorganisationen wie Feuerwehr, Technischem Hilfswerk oder im Rettungswesen verwendet.
Umgebungsluftabhängiger Atemschutz (Filtergeräte) mini|Atemschutzvollmaske mit angeschraubtem Atemschutzfilter aus deutschen Katastrophenschutz-Beständen mini|Schutzanzugträger mit Filtergerät beim Roten Kreuz im Dekon-Einsatz in Niederösterreich
Beim 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. Ist dies nicht der Fall, muss ein umluftunabhängiger Atemschutz verwendet werden. Die Einsatzgrenzen der Filtergeräte werden von der Leistungsfähigkeit der Atemschutzfilter 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 Atemschutzmaske ein Unterdruck entsteht, können über mögliche Leckagen Schadstoffe in die Atemwege gelangen. Deshalb wird nach Anlegen der Atemschutzmaske eine Dichtigkeitsprobe durchgeführt.
Ein Filtergerät besteht aus einem Atemanschluss (z. B. einer Atemschutzmaske) und einem oder mehreren Filtern. Filter werden unterteilt in:
Gasfilter, der Gase als Adsorptionsfilter (meist Aktivkohle) oder katalytischer Filter (für Kohlenmonoxid) aus der Atemluft entfernt Kombinationsfilter, der sowohl gasförmige Anteile als auch (feste und/oder flüssige) Aerosolpartikel aus der Atemluft entfernt Partikelfilter, der feste und/oder flüssige Aerosolpartikel aus der Atemluft entfernt, z. B. Asbest, Rauch, Nebel
Die meisten Filter, speziell Gasfilter, haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Nach dem Entfernen der Versiegelungen ist ein Filter noch maximal sechs Monate einsetzbar, solange er nicht mit Schadstoffen in Berührung gekommen ist. Allerdings verliert er in diesem Zeitraum kontinuierlich an Aufnahmefähigkeit. Deshalb ist das Führen eines Filterbuchs sinnvoll, ebenso wie eine regelmäßige Kontrolle und gegebenenfalls der Austausch auch der nicht benutzten Filter.
Umgebungsluftunabhängiger Atemschutz (Isoliergeräte) Unter umgebungsluftunabhängigem Atemschutz werden Geräte verstanden, welche den Atemschutzgeräteträger 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:
frei tragbare Behältergeräte Regenerationsgeräte
nicht frei tragbare Druckluftschlauchgeräte Frischluftschlauchgeräte
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 frei tragbare 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 Atemschutzgeräteträgers, 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 und da sich bei Bränden oder ausströmenden Gasen die Zusammensetzung der Luft sehr schnell und stark verändern kann, wird hauptsächlich der umluftunabhängige Atemschutz eingesetzt.
mini|Pressluftatmer mit einer 300-bar-Flasche und analogem Manometer
Frei tragbare Isoliergeräte Behältergeräte (BG) Bei dieser Art von Geräten führt der Atemschutzgeräteträger 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 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 – seit einigen Jahren häufiger – 300 bar gespeichert ist. Die Flaschen können aus Stahl, selten aus Aluminium, aus einem Metall-Faserkunststoffverbund mit Glasfaser (GFK), Kevlar oder aus Kohlenstofffaser (CFK) bestehen. Bei „Class 4 Composite“ Flaschen besteht ein Halsstück mit dem Gewinde zum Einschrauben des Ventils aus Metall. Der weitgehend gasdichte dünne Liner kann aus PET-Thermoplast bestehen und mit Carbonfaser in Epoxidharz umwickelt sein.
Durch eine typisch 2-stufige Druckreduktion im Atemregler wird die unter gefährlichem Hochdruck (HD) stehende Luft atembar gemacht. Ein erster Druckminderer, zumeist direkt am Flaschenventil angeschraubt, reduziert den Vorratsdruck von (maximal) 200 oder 300 bar auf den sogenannten Mitteldruck (MD) von – je nach Gerätetyp – 4 bis 12 bar. An der Atemschutzmaske selbst befindet sich der Atemregler im engeren Sinn, die als zweiter, sehr fein arbeitender Druckregler oder eine Dosiereinrichtung aufgefasst werden kann. Hier wird der Mitteldruck auf einen vom Menschen atembaren Niederdruck (im Millibar-Bereich) reduziert und nur die Luftmenge freigegeben, die man durch Einatmen – und damit Erzeugen einer geringen Druckabsenkung – anfordert.
Atemregler in Normaldruckausführung geben das Luftvolumen sparsam frei, solche in Überdruckausführung setzen die Atemschutzmaske hingegen unter einen gewissen kleinen Druck, um ein Eindringen von Schadstoffen von außen in die Maske zu verhindern.
(Atemregler zum Tauchen oder für atemphysiologische Untersuchungen funktionieren im Prinzip gleich. Taucher haben in der Regel jedoch Ballastbedarf, weshalb hier überwiegend schwere, robuste, verzinkte Stahlflaschen eingesetzt werden.)
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 aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) mit je. 6,8 Liter Volumen (1.854 bzw. 3.708 l Atemluft). Bei 300 bar speichert eine Flasche – Faustregel – das 270fache des Flaschenvolumens an Luftnormvolumen, da sich Luft bei über 200 bar schon deutlich nichtideal verhält.
(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. In der Realität verhält sich jedoch kein Gas ideal, somit auch nicht Luft. Außerdem ist der Füllvorgang der Flasche nicht isotherm, was sogar mit der Hand fühlbar ist. Die Berechnungen führen also zu ungenauen Ergebnissen. Präzisere Zustandsgleichungen, beispielsweise die Van-der-Waals-Gleichung, erlauben präzisere Ergebnisse.)
Pressluftatmer dürfen ein Gesamtgewicht von maximal 18 kg nicht überschreiten.
Die Flaschen sind auf einem Tragegestell befestigt, das 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.
Bei Atemschutzgeräten sind die Flaschenventile meist unten angeordnet, wodurch sie beim Durchsteigen unter eingestürzte Deckenbalken nicht hinderlich und vor Anstoßen geschützt sind. Bei Tauchgeräten werden die Ventile meist nach oben orientiert, weil hier eher die Gefahr besteht, dass ein Gerät beim Springen von Bord eines Boots unten an der Bordkante anschlägt, überdies erlaubt ein zweiter Atemregler das Retten eines zweiten Tauchers besser, wenn sein Schlauch vom Schulterbereich und nicht vom Hüftbereich abgeht.
Druckkontrolle mini|hochkant|Manometer mit integriertem Totmannwarner bei der Feuerwehr Zur Kontrolle hat man ein Manometer (auch Finimeter), 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 Warneinrichtung. Am weitesten verbreitet ist die akustische Warneinrichtung in Form einer Signalpfeife, die bei einem Druck zwischen 50 und 60 bar (in Österreich 55 ± 5,Atemschutz Leistungsprüfung (PDF; 2,2 MB) des Steirischen Landesfeuerwehrverbandes vom 1. April 2007, abgerufen am 13. Dezember 2010. bei älteren Geräten zwischen 60 und 68 bar) zu pfeifen beginnt. Andere neuere Gerätetypen nutzen eine im Atemregler integrierte Warneinrichtung, die keine Luft für das Warnsignal verbraucht. Außerdem ist die Warnung unmittelbarer und es kann nicht so leicht zu Verwechslungen kommen. 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 Atemschutzgeräteträger 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 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 eines bestimmten Zeitintervalls keine Bewegung mehr stattgefunden hat. Dann ertönt zunächst ein Voralarm, anschließend gefolgt von einem lauteren akustischen sowie einem optischen Signal. Wenn ein Trupp in Gefahr gerät und dringend Hilfe benötigt, kann auch eine Notruftaste betätigt werden, die sofort den besagten Alarm aktiviert. Daher wird das Gerät offiziell auch als „Notsignalgeber“ bezeichnet. Der Alarm kann jederzeit manuell deaktiviert werden. Der Totmannwarner ist noch kein genormtes Gerät, dennoch findet er bei vielen Feuerwehren Verwendung. Seine Verwendung ist ratsam, obgleich in der Anschaffung und im Unterhalt recht teuer.
Hinweise zur Benutzung Vor dem Tragen von Atemschutzgeräten gilt absolutes Alkoholverbot, auch mit Erkältungen oder bei Heuschnupfen sollte man allgemein keine Einsätze mit Atemschutzgeräten leisten. Der zusätzliche Atemwiderstand, neben der eigentlichen Arbeit, belastet den Körper stark. Wer nicht vollständig fit ist, kann möglicherweise einen Schwächeanfall bekommen oder gar bewusstlos werden.