Ein tragbares Gaswarngerät kann gleichzeitig mehrere unterschiedliche Werte und Alarmzustände überwachen. Auf dem Display erscheint beispielsweise aktuell eine Konzentration von Kohlenmonoxid oder Schwefelwasserstoff. Zusätzlich können Low- und High-Alarme parametriert sein. Bei toxischen Gasen berechnen viele Geräte darüber hinaus zeitgewichtete Werte wie STEL und TWA.
Diese Größen dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Ein hoher aktueller Gaswert beschreibt eine andere Gefährdungssituation als eine über längere Zeit akkumulierte Exposition. Umgekehrt kann ein TWA- oder STEL-Alarm auftreten, obwohl der momentan angezeigte Gaswert bereits wieder deutlich gefallen ist.
Für den Anwender kann dies zunächst widersprüchlich wirken: Warum alarmiert das Gerät weiterhin, obwohl die Umgebung inzwischen scheinbar wieder sauber ist? Oder warum löst ein kurzer hoher Gaspeak sofort einen Alarm aus, während der TWA-Wert noch vergleichsweise niedrig ist?
Die Erklärung liegt in der unterschiedlichen zeitlichen Bewertung. Der Momentanwert betrachtet den aktuellen Sensorwert. STEL bewertet eine kurzfristige Exposition über ein definiertes Zeitfenster. TWA betrachtet die Belastung über einen wesentlich längeren Zeitraum. Zusätzlich kann ein Gaswarngerät einen Peak-Wert speichern, der lediglich den höchsten gemessenen Wert dokumentiert und wiederum keine zeitgewichtete Expositionsgröße darstellt.
Die zentrale Aussage lautet: Momentanwert, Low-/High-Alarm, STEL, TWA und Peak-Wert beantworten unterschiedliche Fragen. Für eine korrekte Bewertung müssen deshalb nicht nur die Alarmgrenzen, sondern auch Mittelungszeit, Sensorverhalten, Gasart, Probenahme und Gerätekonfiguration bekannt sein.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Welche Werte kann ein Gaswarngerät anzeigen?
- 2. Was bedeutet der Momentanwert?
- 3. Low- und High-Momentanwertalarm unterscheiden
- 4. Was bedeutet STEL?
- 5. Was bedeutet TWA?
- 6. Momentanwert, STEL und TWA im direkten Vergleich
- 7. Typische Alarmverläufe aus der Praxis
- 8. Warum Peak-Wert und Momentanwert nicht dasselbe sind
- 9. Für welche Gase sind TWA und STEL relevant?
- 10. Gerätegrenzwert und Arbeitsplatzgrenzwert unterscheiden
- 11. Sensorreaktion und T90 berücksichtigen
- 12. Diffusionsmessung und gepumpte Probenahme unterscheiden
- 13. Warum die Trageposition für die Expositionsbewertung wichtig ist
- 14. Was prüft ein Bump-Test bei diesen Alarmarten?
- 15. Warum Kalibrierung und Alarmprüfung unterschiedliche Aufgaben haben
- 16. Typische Fehlinterpretationen systematisch erkennen
- 17. Expositions- und Alarmdaten richtig dokumentieren
- 18. Passende Gaswarngeräte von ICS Schneider
- 19. Fazit
- 20. Häufige Fragen zu TWA, STEL und Momentanwert
1. Welche Werte kann ein Gaswarngerät anzeigen?
Ein modernes tragbares Gaswarngerät verarbeitet wesentlich mehr Informationen als nur einen einzelnen Konzentrationswert. Abhängig von Sensorbestückung und Gerätekonfiguration können verschiedene Alarmarten und gespeicherte Kennwerte gleichzeitig vorhanden sein.
Bei toxischen Gasen sind typischerweise der aktuelle Messwert sowie zeitabhängige Expositionsgrößen relevant. Bei brennbaren Gasen steht dagegen häufig die aktuelle Konzentration in Prozent der unteren Explosionsgrenze im Mittelpunkt. Bei Sauerstoff wird überwacht, ob die Konzentration unter oder über definierte Grenzen fällt beziehungsweise steigt.
| Wert / Alarmart | Was wird bewertet? | Zeitliche Betrachtung |
|---|---|---|
| Momentanwert | Aktuell gemessene Gaskonzentration | Aktueller Sensorwert unter Berücksichtigung der Sensorreaktion |
| Low Alarm | Überschreitung beziehungsweise Unterschreitung einer ersten Alarmschwelle | Momentan |
| High Alarm | Überschreitung einer höheren Alarmschwelle | Momentan |
| STEL | Kurzfristige mittlere Exposition gegenüber einem toxischen Gas | Definiertes Kurzzeitfenster, bei vielen Geräten 15 Minuten |
| TWA | Längerfristige zeitgewichtete Exposition gegenüber einem toxischen Gas | Definierter Langzeitzeitraum, bei vielen Geräten 8 Stunden |
| Peak | Höchster während eines Zeitraums registrierter Wert | Maximalwert seit Beginn beziehungsweise Reset des Betrachtungszeitraums |
Welcher dieser Werte für eine konkrete Gefährdung entscheidend ist, hängt von Gas, Anwendung und geltenden Grenzwerten ab.
2. Was bedeutet der Momentanwert?
Der Momentanwert ist der aktuell vom Gaswarngerät ermittelte Konzentrationswert. Bei Kohlenmonoxid kann dieser beispielsweise in ppm angezeigt werden, bei Sauerstoff in Vol.-% und bei brennbaren Gasen häufig in % UEG.
Der Begriff „Momentanwert“ darf allerdings nicht so verstanden werden, dass das Gerät eine Konzentrationsänderung ohne jede Verzögerung erfasst.
Zwischen einer Änderung der Atmosphäre und dem angezeigten Wert liegen mehrere physikalische und elektronische Prozesse:
Atmosphäre → Gastransport zum Sensor → Diffusion beziehungsweise Pumpe → Sensorreaktion → Signalverarbeitung → Anzeige
Jeder dieser Schritte benötigt Zeit.
Der angezeigte aktuelle Messwert ist daher der aktuelle Ausgangswert der realen Messkette und nicht die theoretische Gaskonzentration exakt in derselben Mikrosekunde.
Für die Alarmierung ist dieser Wert trotzdem entscheidend. Überschreitet beziehungsweise unterschreitet er eine entsprechend konfigurierte Momentanwert-Alarmschwelle, wird ein Low- oder High-Alarm ausgelöst.
3. Low- und High-Momentanwertalarm unterscheiden
Viele tragbare Gaswarngeräte besitzen mindestens zwei unmittelbar auf den aktuellen Messwert bezogene Alarmstufen.
Ein Low-Alarm dient typischerweise als erste Warnstufe. Ein High-Alarm signalisiert eine höhere Konzentration beziehungsweise eine entsprechend kritischere Situation.
Bei toxischen Gasen sind beide Alarmstufen üblicherweise steigende Alarme: Je höher die gemessene Konzentration, desto höher die Gefährdung.
Bei Sauerstoff ist die Situation anders. Hier können sowohl zu niedrige als auch zu hohe Sauerstoffkonzentrationen relevant sein. Ein Gerät kann deshalb beispielsweise einen fallenden Alarm für Sauerstoffmangel und einen steigenden Alarm für Sauerstoffanreicherung besitzen.
Bei brennbaren Gasen wird häufig in % UEG beziehungsweise % LEL alarmiert. Auch hier handelt es sich primär um eine aktuelle Konzentrationsbewertung und nicht um eine TWA- oder STEL-Expositionsberechnung.
Der wichtige Unterschied lautet:
Low und High reagieren auf den aktuellen Messwert. TWA und STEL reagieren auf eine über Zeit gebildete Expositionsgröße.
4. Was bedeutet STEL?
STEL steht für Short-Term Exposure Limit. Bei tragbaren Gaswarngeräten für toxische Gase wird damit typischerweise eine kurzzeitige mittlere Exposition bewertet.
Bei vielen Geräten wird hierfür ein gleitendes Zeitfenster von 15 Minuten verwendet.
Der entscheidende Begriff ist „Mittelwert“.
Das Gerät betrachtet nicht nur den aktuell angezeigten Gaswert, sondern berücksichtigt die Gasexposition innerhalb des definierten zurückliegenden Zeitraums.
Vereinfacht lässt sich ein zeitgewichteter Mittelwert darstellen als:
C̄ = Σ(Ci · Δti) / T
Dabei steht Ci für eine bestimmte Gaskonzentration, Δti für die Zeitdauer dieser Konzentration und T für den gesamten betrachteten Zeitraum.
Das bedeutet: Eine kurze Konzentrationsspitze beeinflusst den STEL-Wert. Sie entspricht dem STEL-Wert aber nicht automatisch.
Ein Beispiel mit rein hypothetischen Konzentrationen verdeutlicht die Logik:
Wird über zehn Minuten eine Konzentration von 20 ppm und anschließend über fünf Minuten 0 ppm gemessen, beträgt der Mittelwert über diese 15 Minuten:
(20 ppm × 10 min + 0 ppm × 5 min) / 15 min ≈ 13,3 ppm
Dieser Zahlenwert dient ausschließlich der Erklärung des mathematischen Prinzips und stellt keinen empfohlenen Alarmgrenzwert für einen bestimmten Stoff dar.
Bei einem gleitenden STEL-Fenster verändert sich der Mittelwert kontinuierlich. Ältere Messwerte verlassen das Berechnungsfenster, während neue Messwerte hinzukommen.
5. Was bedeutet TWA?
TWA steht für Time Weighted Average, also einen zeitgewichteten Mittelwert.
Bei persönlichen Gaswarngeräten wird TWA typischerweise zur Bewertung einer längerfristigen Belastung durch toxische Gase verwendet.
Bei vielen tragbaren Geräten bezieht sich diese Berechnung auf einen Zeitraum von acht Stunden.
Das Prinzip ist ähnlich wie beim STEL, allerdings über einen wesentlich längeren Zeitraum.
Eine moderate Konzentration, die über mehrere Stunden anhält, kann deshalb einen TWA-Alarm verursachen, obwohl zu keinem Zeitpunkt ein sehr hoher Momentanwert aufgetreten ist.
Umgekehrt kann eine sehr kurze hohe Konzentrationsspitze einen High-Alarm auslösen, ohne dass dadurch automatisch der längerfristige TWA-Wert überschritten wird.
Das ist kein Widerspruch. Beide Alarmarten betrachten unterschiedliche Gefährdungssituationen.
Expositionshistorie gehört zum TWA-Wert
Ein TWA-Wert besitzt eine zeitliche Vorgeschichte. Wird ein persönliches Gaswarngerät während einer Arbeitsschicht abgeschaltet und später wieder eingeschaltet, ist deshalb entscheidend, wie das Gerät mit der bereits aufgelaufenen Exposition umgeht.
Einige Geräte besitzen hierfür spezielle Funktionen zur Fortsetzung der TWA-Historie. Dadurch kann verhindert werden, dass eine kurze Geräteabschaltung während einer Pause die zuvor gemessene Exposition aus der Bewertung entfernt.
Die konkrete Funktionsweise hängt vom verwendeten Gerät ab und sollte anhand der Bedienungsanleitung geprüft werden.
6. Momentanwert, STEL und TWA im direkten Vergleich
| Eigenschaft | Momentanwert | STEL | TWA |
|---|---|---|---|
| Grundidee | Aktuelle Konzentration | Kurzzeitige mittlere Exposition | Längerfristige mittlere Exposition |
| Typischer Anwendungsbereich | Akute Gasgefahr | Kurzzeitige toxische Belastung | Belastung über eine Arbeitsschicht |
| Typische Zeitbasis | Aktueller Sensorwert | Häufig 15 Minuten | Häufig 8 Stunden |
| Reaktion auf kurzen hohen Peak | Unmittelbare starke Reaktion | Peak beeinflusst den Mittelwert | Einfluss wird über längeren Zeitraum gemittelt |
| Reaktion auf moderate Dauerbelastung | Möglicherweise kein High-Alarm | Kann relevant werden | Besonders relevant |
| Nach Ende der Exposition | Fällt mit Sensorwert wieder ab | Kann wegen vorheriger Exposition noch erhöht sein | Bleibt durch Expositionshistorie beeinflusst |
Diese Tabelle zeigt, warum die reine Betrachtung des aktuellen Displays nicht immer ausreicht.
Ein Mitarbeiter kann einen Bereich verlassen, anschließend wieder Frischluft messen und trotzdem einen relevanten STEL- oder TWA-Wert besitzen. Die aktuelle Atmosphäre und die zurückliegende persönliche Exposition sind zwei verschiedene Informationen.
7. Typische Alarmverläufe aus der Praxis
Kurzer, sehr hoher Gasaustritt
Bei einem Ventilleck tritt kurzzeitig eine hohe Konzentration eines toxischen Gases aus.
Der aktuelle Messwert steigt sehr schnell. Zunächst kann der Low-Alarm und kurz darauf der High-Alarm ausgelöst werden.
STEL steigt ebenfalls, weil die hohe Konzentration in das Kurzzeitfenster eingeht. TWA steigt ebenfalls, allerdings wirkt sich derselbe kurze Vorgang über den längeren Bewertungszeitraum wesentlich anders aus.
Nachdem der Mitarbeiter den Bereich verlassen hat, sinkt der Momentanwert wieder. Der STEL-Wert kann jedoch noch eine Zeit lang erhöht bleiben.
Moderate Konzentration über längere Zeit
In einem schlecht belüfteten Arbeitsbereich besteht über längere Zeit eine vergleichsweise moderate Konzentration eines toxischen Gases.
Die Konzentration kann unter einer hohen Momentanwert-Alarmschwelle liegen und trotzdem mit zunehmender Expositionsdauer einen TWA-Wert erzeugen, der einen Langzeitalarm auslöst.
Gerade diese Situation zeigt den Zweck der zeitgewichteten Expositionsüberwachung.
Mehrere kurze Belastungen während einer Schicht
Ein Mitarbeiter betritt im Verlauf einer Arbeitsschicht mehrfach verschiedene Bereiche mit erhöhter Gaskonzentration.
Jeder einzelne Aufenthalt kann relativ kurz sein. Für die langfristige Belastungsbewertung ist jedoch die Summe beziehungsweise zeitliche Gewichtung der einzelnen Expositionen relevant.
Der TWA-Wert berücksichtigt deshalb die Expositionshistorie und nicht nur die gerade aktuelle Arbeitsstelle.
8. Warum Peak-Wert und Momentanwert nicht dasselbe sind
Viele Gaswarngeräte ermöglichen zusätzlich die Anzeige eines Peak-Wertes.
Der Peak-Wert ist der höchste registrierte Messwert innerhalb eines definierten Zeitraums beziehungsweise seit dem letzten Zurücksetzen der Peak-Funktion.
Damit unterscheidet er sich vom Momentanwert.
Ein Beispiel:
Das Gerät kann aktuell nur noch 2 ppm anzeigen, während im Peak-Speicher weiterhin 80 ppm stehen. Das bedeutet, dass seit Beginn des betrachteten Zeitraums mindestens einmal ein Messwert von 80 ppm registriert wurde.
Der Peak-Wert sagt jedoch nicht aus, wie lange diese Konzentration bestand.
Damit ist er auch kein Ersatz für STEL oder TWA.
| Wert | Frage, die er beantwortet |
|---|---|
| Momentanwert | Welche Konzentration misst das Gerät jetzt? |
| Peak | Welcher höchste Wert wurde im betrachteten Zeitraum gemessen? |
| STEL | Wie hoch war die durchschnittliche kurzfristige Exposition? |
| TWA | Wie hoch ist die zeitgewichtete längerfristige Exposition? |
9. Für welche Gase sind TWA und STEL relevant?
TWA und STEL werden bei tragbaren Gaswarngeräten vor allem für toxische Gase verwendet.
Typische Beispiele sind abhängig von Gerät und Sensorbestückung:
- Kohlenmonoxid CO,
- Schwefelwasserstoff H2S,
- Schwefeldioxid SO2,
- Stickstoffdioxid NO2,
- Ammoniak NH3 oder
- andere toxische Gase.
Für Sauerstoff und brennbare Gase wird die Gefährdung üblicherweise anders bewertet.
Bei Sauerstoff soll das Gerät unmittelbar vor Sauerstoffmangel beziehungsweise gegebenenfalls Sauerstoffanreicherung warnen.
Bei brennbaren Gasen wird die aktuelle Konzentration im Verhältnis zur unteren Explosionsgrenze bewertet.
Die bloße Tatsache, dass ein Mehrgasgerät TWA- und STEL-Funktionen besitzt, bedeutet deshalb nicht, dass diese Berechnungen automatisch auf jeden eingebauten Messkanal angewendet werden.
Maßgeblich sind Sensorart, Gasart und Gerätekonfiguration.
10. Gerätegrenzwert und Arbeitsplatzgrenzwert unterscheiden
Die im Gaswarngerät eingestellte Alarmschwelle ist zunächst eine Gerätekonfiguration.
Sie sollte zwar auf der Gefährdungsbeurteilung und den geltenden Grenzwerten beruhen, ist aber nicht automatisch identisch mit jedem regulatorischen Grenzwert.
Dies ist insbesondere bei international eingesetzten Geräten wichtig. Hersteller liefern Geräte teilweise mit unterschiedlichen regionalen Standardkonfigurationen aus.
TWA und STEL sind international gebräuchliche Begriffe. Die konkrete rechtliche Bewertung von Arbeitsplatzexpositionen richtet sich jedoch nach dem jeweiligen Land, Stoff und Regelwerk.
In Deutschland sind insbesondere die Arbeitsplatzgrenzwerte und Spitzenbegrenzungen nach den einschlägigen Gefahrstoffregelungen zu berücksichtigen.
Bei bestimmten Stoffen kann ein Kurzzeitwert als Mittelwert über einen definierten Zeitraum betrachtet werden. In anderen Fällen kann zusätzlich ein Wert festgelegt sein, der zu keinem Zeitpunkt überschritten werden darf.
Damit wird deutlich:
Die Bezeichnung „STEL“ auf einem Gerät ersetzt nicht die Prüfung, welcher Kurzzeitgrenzwert für den konkreten Stoff und Einsatzort tatsächlich gilt.
Ebenso sollte eine werkseitige Alarmkonfiguration nicht ohne Prüfung als automatisch für jeden Betrieb geeignet angesehen werden.
11. Sensorreaktion und T90 berücksichtigen
Auch der sogenannte Momentanwert entsteht nicht ohne zeitliches Verhalten.
Jeder Gassensor benötigt eine gewisse Zeit, bis sein Ausgangssignal nach einer Konzentrationsänderung dem neuen Gaswert folgt.
Eine häufig verwendete Kenngröße ist T90. Sie beschreibt vereinfacht die Zeit, bis ein Sensor nach einer Konzentrationsänderung einen definierten Anteil – typischerweise 90 % – seines endgültigen Signals erreicht.
Diese Reaktionszeit hängt unter anderem ab von:
- Sensortechnologie,
- Zielgas,
- Filter und Membranen,
- Temperatur,
- Gastransport und
- Gerätekonstruktion.
Für eine akute Gasgefahr ist deshalb nicht nur die eingestellte Alarmgrenze relevant, sondern auch wie schnell das Gas tatsächlich den Sensor erreicht und wie schnell der Sensor darauf reagiert.
Ein Gerät mit korrekt eingestelltem High-Alarm kann eine Gefahr nur dann rechtzeitig melden, wenn die gesamte Messkette ausreichend schnell reagiert.
12. Diffusionsmessung und gepumpte Probenahme unterscheiden
Bei persönlichen Gaswarngeräten gelangen die Gase häufig durch Diffusion zu den Sensoren. Das Gerät wird am Körper getragen und überwacht die Atmosphäre in unmittelbarer Umgebung des Anwenders.
Für Freimessungen von Behältern, Schächten oder anderen schwer zugänglichen Bereichen werden dagegen häufig Geräte mit Pumpe oder externem Probenahmesystem eingesetzt.
Bei einer gepumpten Messung entsteht ein zusätzlicher Transportweg:
Messstelle → Sonde → Probenahmeschlauch → Filter → Pumpe → Sensor
Eine Gasänderung am Ende eines zehn oder zwanzig Meter langen Schlauches erscheint deshalb nicht zeitgleich am Display des Geräts.
Schlauchvolumen, Durchflussrate, Gasart, Sorption und Filter beeinflussen die Transportzeit.
Für eine Freimessung muss diese Zeit berücksichtigt werden, bevor ein Messwert bewertet wird.
Auch für die Interpretation von TWA und STEL ist die Unterscheidung wichtig. Eine entfernte Stichprobenmessung aus einem Behälter beschreibt zunächst dessen Atmosphäre. Sie ist nicht automatisch identisch mit der persönlichen Exposition eines Mitarbeiters über eine komplette Arbeitsschicht.
13. Warum die Trageposition für die Expositionsbewertung wichtig ist
TWA und STEL sollen bei einem persönlichen Gaswarngerät Informationen über die Exposition des Trägers liefern.
Dafür muss das Gerät die Atmosphäre erfassen, die für die Atmung des Mitarbeiters möglichst repräsentativ ist.
Ein persönlicher Gasdetektor sollte deshalb entsprechend der betrieblichen Vorgaben und Herstelleranweisungen in der vorgesehenen Atemzone getragen werden.
Ein Gerät, das während der gesamten Schicht auf einem Werkzeugwagen liegt, kann eine andere Atmosphäre erfassen als der Mitarbeiter, der sich zwischen mehreren Arbeitsbereichen bewegt.
Ein TWA-Wert ist deshalb nicht nur eine mathematische Eigenschaft des Geräts. Seine Aussagekraft hängt auch davon ab, ob das Gerät die tatsächliche persönliche Expositionssituation repräsentativ begleitet hat.
14. Was prüft ein Bump-Test bei diesen Alarmarten?
Ein Bump-Test ist eine Funktionsprüfung mit geeignetem Prüfgas.
Typischerweise wird kontrolliert, ob:
- das Prüfgas den Sensor erreicht,
- der Sensor auf das Gas reagiert,
- der Messwert in die erwartete Richtung läuft,
- eine vorgesehene Alarmfunktion ausgelöst wird und
- akustischer, optischer und gegebenenfalls vibrierender Alarm funktionieren.
Ein kurzer Bump-Test entspricht jedoch nicht automatisch einer realen STEL- oder TWA-Exposition.
Ein TWA-Wert benötigt definitionsgemäß einen längeren zeitlichen Verlauf. Ein STEL-Wert basiert ebenfalls auf einer Mittelwertbildung über ein definiertes Fenster.
Es wäre deshalb technisch falsch, aus einem kurzen Gasstoß allein abzuleiten, dass die komplette TWA- beziehungsweise STEL-Berechnung über die entsprechende Mittelungsdauer praktisch überprüft wurde.
Die vom Hersteller vorgesehene Testprozedur ist maßgeblich.
Bei automatischen Teststationen können zusätzlich Gerätekonfiguration, Sensordaten und Testergebnisse dokumentiert beziehungsweise überprüft werden.
15. Warum Kalibrierung und Alarmprüfung unterschiedliche Aufgaben haben
Ein Sensor kann auf Gas reagieren und einen Alarm auslösen, obwohl seine quantitative Messgenauigkeit bereits außerhalb der gewünschten Grenzen liegt.
Genau deshalb müssen Bump-Test und Kalibrierung unterschieden werden.
Bump-Test
Der Bump-Test beantwortet primär die Frage:
Reagiert das Gerät auf Gas und funktioniert die vorgesehene Warnfunktion?
Kalibrierung beziehungsweise Kalibrierprüfung
Hier wird geprüft, wie gut der angezeigte Wert mit einer bekannten Prüfgaskonzentration übereinstimmt.
Ein Beispiel:
Prüfgas: definierte CO-Konzentration
Anzeige: gemessene CO-Konzentration
Aus dem Unterschied kann die Messabweichung beurteilt werden.
Ist die Sensorantwort falsch, werden auch TWA- und STEL-Werte auf Basis falscher Konzentrationswerte berechnet.
Die mathematische Mittelwertbildung kann dann vollkommen korrekt funktionieren, obwohl ihre Eingangswerte bereits falsch sind.
Eine korrekte TWA- oder STEL-Funktion setzt deshalb zunächst einen ausreichend korrekt messenden Sensor voraus.
16. Typische Fehlinterpretationen systematisch erkennen
| Beobachtung | Mögliche Erklärung | Prüfung |
|---|---|---|
| Momentanwert wieder niedrig, STEL alarmiert weiterhin | Vorherige hohe Exposition befindet sich noch im STEL-Zeitfenster | STEL-Historie und Ereignisverlauf betrachten |
| Kein High-Alarm, aber TWA-Alarm | Moderate Konzentration über längere Zeit | Expositionsverlauf der gesamten Schicht prüfen |
| High-Alarm, TWA noch niedrig | Kurze starke Konzentrationsspitze | Peak- und Ereignisprotokoll ansehen |
| Peak deutlich höher als aktueller Wert | Peak speichert früheren Höchstwert | Zeitpunkt des Peak-Ereignisses prüfen |
| Gerät reagiert bei einer Freimessung verzögert | Transportzeit im Probenahmeschlauch oder langsame Sensorreaktion | Gasweg, Durchfluss und T90 berücksichtigen |
| TWA-Wert erscheint nach Gerätewechsel unplausibel niedrig | Expositionshistorie des vorherigen Geräts wurde nicht übernommen | Personenzuordnung und Gerätewechsel prüfen |
| STEL/TWA bei O₂- oder Brenngaskanal erwartet | Alarmkonzept des Messkanals falsch interpretiert | Gerätekonfiguration und Bedienungsanleitung prüfen |
| Bump-Test bestanden, Expositionswerte trotzdem fraglich | Bump-Test bestätigt nicht automatisch quantitative Genauigkeit | Kalibrierung beziehungsweise Genauigkeitsprüfung durchführen |
Alarmursache nicht nur am aktuellen Display beurteilen
Nach einem Alarm sollte nicht ausschließlich der aktuell sichtbare Gaswert betrachtet werden.
Hilfreich sind – abhängig vom Gerät – zusätzlich:
- Alarmtyp,
- Peak-Wert,
- STEL-Wert,
- TWA-Wert,
- Zeitpunkt des Ereignisses und
- Datenprotokollierung.
Damit lässt sich besser nachvollziehen, ob eine akute Konzentrationsspitze, eine kurzfristige Durchschnittsbelastung oder eine längerfristige Exposition den Alarm ausgelöst hat.
17. Expositions- und Alarmdaten richtig dokumentieren
Moderne persönliche Gaswarngeräte speichern je nach Ausführung Messdaten und Alarmereignisse.
Diese Informationen können für Arbeitsschutz, Ursachenanalyse und Gerätemanagement sehr wertvoll sein.
Eine sinnvolle Dokumentation sollte jedoch nicht nur festhalten, dass „Gas-Alarm“ ausgelöst wurde.
Wichtig sind insbesondere:
- betroffener Gaskanal,
- Alarmart,
- Alarmgrenzwert beziehungsweise Gerätekonfiguration,
- gemessener Wert,
- Peak-Wert,
- STEL beziehungsweise TWA, soweit relevant,
- Zeitpunkt und Dauer,
- betroffener Arbeitsbereich und
- durchgeführte Maßnahmen.
Gerade bei wiederholten Warnungen kann dadurch erkannt werden, ob immer derselbe Prozessschritt, dieselbe Arbeitsstelle oder dieselbe Tätigkeit auffällig ist.
Eine Geräteflotte mit zentraler Datenverwaltung erleichtert zusätzlich die Kontrolle von Gerätezustand, Bump-Test, Kalibrierung und Ereignisprotokollen.
18. Passende Gaswarngeräte von ICS Schneider
ICS Schneider Messtechnik bietet unterschiedliche Lösungen für persönliche und industrielle Gasüberwachung. Eine Übersicht finden Sie unter Gasmessgeräte / Gaswarngeräte sowie speziell unter Tragbare Gaswarngeräte.
Crowcon T4 und T4x
Der Crowcon T4 ist ein tragbares Viergas-Personenschutzgerät für Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Sauerstoff und brennbare Gase.
Für toxische Gaskanäle werden neben den aktuellen Gaskonzentrationen auch STEL- und TWA-Werte überwacht. Eine TWA-Fortsetzungsfunktion ermöglicht es, die bereits aufgelaufene Expositionshistorie unter vorgesehenen Bedingungen nach einer kurzen Geräteabschaltung weiterzuführen.
Der Crowcon T4x erweitert die T4-Plattform unter anderem um moderne MPS™-Sensortechnologie für brennbare Gase und langlebige Sauerstoffsensoroptionen.
Crowcon UnoIQ
Das Crowcon UnoIQ ist ein kompaktes Ein-Gas-Warngerät mit modularen Sensoreinsätzen.
Abhängig von der Sensorkonfiguration unterstützt das Gerät Low- und High-Alarme sowie TWA- und STEL-Alarme. Dadurch kann ein gezielter persönlicher Schutz für eine einzelne relevante Gasgefahr realisiert werden.
Crowcon DuoIQ
Das Crowcon DuoIQ überwacht bis zu zwei Gasgefahren gleichzeitig.
Auch hier stehen je nach Gaskanal Low-/High-, TWA- und STEL-Funktionen zur Verfügung. Unterschiedliche elektrochemische, IR-, Pellistor- und Sauerstoffsensortechnologien ermöglichen eine Anpassung an die jeweilige Gefährdung.
Crowcon IQhub für Bump-Test und Kalibrierung
Mit dem Crowcon IQhub lassen sich kompatible Gaswarngeräte automatisch prüfen und kalibrieren.
Die Station ermöglicht Bump-Tests, Kalibrierungen, Laden und Gerätemanagement und kann zusammen mit Crowcon Connect für die Dokumentation einer Geräteflotte eingesetzt werden.
Weitere Grundlagen zur korrekten Prüfung tragbarer Gaswarngeräte finden Sie im Fachbeitrag „Bump-Test bestanden, Kalibrierung nicht: Reaktionszeit und Sensorabweichung richtig interpretieren“.
Die organisatorischen Anforderungen an Einsatz, Prüfung und Gerätemanagement behandeln wir außerdem im Beitrag „Gaswarngeräte nach DGUV: Einsatz, Betrieb, Bump-Test und Kalibrierung richtig organisieren“.
19. Fazit
TWA, STEL und Momentanwert sind keine unterschiedlichen Bezeichnungen für denselben Gasalarm. Sie bewerten unterschiedliche Aspekte einer Gasexposition.
Der Momentanwert beschreibt die aktuell vom Sensor ermittelte Konzentration. Low- und High-Alarme vergleichen diesen Wert unmittelbar mit festgelegten Alarmschwellen.
STEL bewertet dagegen eine kurzfristige mittlere Exposition. Bei vielen persönlichen Gaswarngeräten wird hierfür ein gleitender Zeitraum von 15 Minuten verwendet.
TWA betrachtet eine wesentlich längere Expositionshistorie, bei vielen Geräten bezogen auf einen Acht-Stunden-Zeitraum.
Deshalb kann ein STEL- oder TWA-Alarm bestehen bleiben, obwohl der aktuelle Gaswert bereits wieder gesunken ist. Umgekehrt kann eine kurze hohe Konzentrationsspitze sofort einen High-Alarm auslösen, während der längerfristige TWA-Wert noch vergleichsweise niedrig bleibt.
Zusätzlich muss der Peak-Wert unterschieden werden. Er speichert einen Höchstwert, bewertet aber nicht dessen Dauer.
Die Aussagekraft aller Alarmarten hängt schließlich davon ab, dass der Sensor das Gas korrekt erfasst. Sensorreaktion, Probenahmeweg, Gerätestandort, Trageposition, Kalibrierung und Gerätekonfiguration sind deshalb ebenso wichtig wie die eingestellten Alarmgrenzen.
Für eine belastbare Bewertung muss die komplette Kette betrachtet werden:
Atmosphäre → Probenahme → Sensor → Momentanwert → zeitliche Auswertung → Alarmgrenze → Warnung → betriebliche Maßnahme.
Die korrekte Parametrierung beginnt dabei nicht mit der Frage, welchen Wert das Gerät einstellen kann, sondern mit der Gefährdungsbeurteilung und den für den konkreten Stoff und Einsatzort geltenden Grenzwerten.
20. Häufige Fragen zu TWA, STEL und Momentanwert
Was bedeutet TWA bei einem Gaswarngerät?
TWA steht für Time Weighted Average. Bei tragbaren Gaswarngeräten beschreibt dieser Wert typischerweise die zeitgewichtete durchschnittliche Belastung durch ein toxisches Gas über einen längeren Zeitraum, häufig über acht Stunden.
Was bedeutet STEL?
STEL steht für Short-Term Exposure Limit. Das Gerät bewertet dabei die kurzfristige mittlere Exposition gegenüber einem toxischen Gas. Bei vielen tragbaren Gaswarngeräten wird hierfür ein laufendes 15-Minuten-Zeitfenster verwendet.
Was ist der Momentanwert?
Der Momentanwert ist die aktuell vom Gerät ermittelte Gaskonzentration. Er wird durch Sensorreaktionszeit und gegebenenfalls durch den Gastransport zum Sensor beeinflusst.
Ist der Momentanwert dasselbe wie der Peak-Wert?
Nein. Der Momentanwert zeigt die aktuelle Konzentration. Der Peak-Wert speichert dagegen den höchsten registrierten Wert innerhalb eines bestimmten Zeitraums beziehungsweise seit dem letzten Reset.
Kann STEL alarmieren, obwohl der aktuelle Gaswert schon wieder niedrig ist?
Ja. Wenn in den unmittelbar vorausgegangenen Minuten eine ausreichend hohe Exposition bestanden hat, kann der gleitende Kurzzeitmittelwert noch erhöht sein, obwohl der aktuelle Konzentrationswert bereits gefallen ist.
Kann TWA alarmieren, ohne dass vorher ein High-Alarm aufgetreten ist?
Ja. Eine moderate Konzentration kann über längere Zeit eine relevante zeitgewichtete Belastung erzeugen, obwohl sie zu keinem Zeitpunkt die höhere Momentanwert-Alarmschwelle erreicht hat.
Kann ein High-Alarm auftreten, obwohl TWA noch niedrig ist?
Ja. Eine sehr kurze hohe Konzentrationsspitze kann sofort den aktuellen High-Alarm auslösen. Aufgrund ihrer kurzen Dauer kann ihr Einfluss auf den längerfristigen TWA-Wert wesentlich geringer sein.
Gelten TWA und STEL auch für Sauerstoff?
Bei typischen tragbaren Mehrgasgeräten wird Sauerstoff über unmittelbare Unter- beziehungsweise Überschreitungsalarme bewertet. TWA- und STEL-Funktionen sind in erster Linie für toxische Gaskanäle vorgesehen. Maßgeblich ist jedoch immer die konkrete Gerätekonfiguration.
Gelten TWA und STEL für brennbare Gase in % UEG?
Bei klassischen Personenschutzgeräten wird die Explosionsgefahr von brennbaren Gasen typischerweise über aktuelle Alarmgrenzen in % UEG beziehungsweise % LEL überwacht. TWA und STEL sind primär Konzepte zur Bewertung toxischer Expositionen.
Ist STEL automatisch dasselbe wie der deutsche Kurzzeitwert?
Nicht pauschal. STEL ist ein international gebräuchlicher Begriff und wird bei vielen Geräten als 15-Minuten-Mittelwert umgesetzt. Die in Deutschland anzuwendenden Grenzwerte und Spitzenbegrenzungen müssen jedoch für den konkreten Stoff anhand der geltenden Regelwerke geprüft werden.
Kann ich die werkseitigen Alarmgrenzen einfach unverändert verwenden?
Das sollte anhand der konkreten Anwendung geprüft werden. Geräte können mit regionalen Standardwerten ausgeliefert werden. Alarmgrenzen müssen zur Gefährdungsbeurteilung, zum Stoff, zum Einsatzort und zu den geltenden betrieblichen beziehungsweise regulatorischen Vorgaben passen.
Was passiert mit dem TWA-Wert, wenn das Gerät ausgeschaltet wird?
Das hängt vom Gaswarngerät und seiner Konfiguration ab. Einige Geräte besitzen Funktionen, mit denen die Expositionshistorie nach einer kurzen Abschaltung weitergeführt werden kann. Vor dem Einsatz sollte bekannt sein, wie das verwendete Gerät mit TWA-, STEL- und Peak-Daten beim Ausschalten umgeht.
Warum ist die Trageposition des Gaswarngeräts wichtig?
Ein persönliches Gaswarngerät soll die Atmosphäre erfassen, der der Mitarbeiter tatsächlich ausgesetzt ist. Liegt das Gerät an einem anderen Ort, kann sein TWA- oder STEL-Wert eine andere Gasexposition repräsentieren als diejenige des Beschäftigten.
Kann eine gepumpte Freimessung zur persönlichen TWA-Bewertung verwendet werden?
Eine gepumpte Messung aus einem entfernten Behälter beschreibt zunächst die dort angesaugte Atmosphäre. Eine persönliche TWA-Bewertung erfordert dagegen eine Messung, die die tatsächliche Exposition des Mitarbeiters über den relevanten Zeitraum ausreichend repräsentiert. Beide Messaufgaben sollten daher nicht automatisch gleichgesetzt werden.
Überprüft ein Bump-Test automatisch die komplette TWA- und STEL-Funktion?
Ein Bump-Test überprüft primär die Reaktion des Sensors auf Prüfgas und die vorgesehenen Alarmfunktionen entsprechend dem Herstellerverfahren. Eine kurze Gasbeaufschlagung bildet nicht automatisch die vollständige zeitliche TWA- oder STEL-Mittelwertbildung über Stunden beziehungsweise Minuten nach.
Warum ist eine Kalibrierung für TWA und STEL wichtig?
TWA und STEL werden aus den gemessenen Konzentrationswerten berechnet. Zeigt der Sensor aufgrund einer Empfindlichkeitsabweichung systematisch falsche Konzentrationen an, werden auch die daraus berechneten zeitgewichteten Werte falsch.
Welche Angaben benötigt ICS Schneider für die Auswahl eines Gaswarngeräts?
Hilfreich sind die zu überwachenden Gase, erwartete Konzentrationsbereiche, Einsatz als persönliches Gaswarngerät oder zur Freimessung, gewünschte Sensoranzahl, Pumpenbedarf, Probenahmedistanz, Ex-Zone, erforderliche Alarmarten, Einsatzdauer, gewünschte Datenprotokollierung, Prüf- und Kalibrierstrategie sowie die betrieblich beziehungsweise regulatorisch vorgegebenen Alarmgrenzen.