Medizinische Druckluft

Medizinische Druckluftanlagen unterliegen als technische Arbeitsmittel zusätzlich der Betriebssicherheitsverordnung. Insbesondere Kompressoren, Druckbehälter (Druckluftkessel) und das Rohrleitungsnetz fallen darunter. Der Betreiber muss eine Gefährdungsbeurteilung durchführen und alle erforderlichen Schutzmaßnahmen für Beschäftigte treffen. Rohrleitungsanlagen unter innerem Druck gelten als Arbeitsmittel im Sinne der BetrSichV und müssen entsprechend regelmäßig geprüft werden. Zwar sind Druckluft-Rohrleitungen keine “überwachungsbedürftige Anlagen” mit festen Prüffristen nach Anhang 2 BetrSichV, doch schreibt §14(2) BetrSichV vor, dass der Arbeitgeber für alle Arbeitsmittel mit möglicher Gefährdung durch Alterung oder Abnutzung wiederkehrende Prüfungen festlegt. In der Praxis bedeutet dies, dass z.B. das Leitungsnetz in regelmäßigen Abständen auf Lecks, Korrosion oder andere Mängel inspiziert werden muss.

Diese sind in der Regel überwachungsbedürftig und unterliegen festgelegten Prüffristen durch eine befähigte Person oder eine ZÜS (zugelassene Überwachungsstelle wie TÜV) gemäß BetrSichV Anhang 2 Abschnitt 4.5. Beispielsweise sind je nach Größe und Druck interne Inspektionen alle 5–10 Jahre vorgeschrieben. Der Arbeitgeber hat Art, Umfang und Fristen solcher Prüfungen im Detail festzulegen, ggf. unter Berücksichtigung der Technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS). TRBS konkretisieren die BetrSichV: Zum Beispiel gibt TRBS 1201 Hinweise zur Durchführung wiederkehrender Prüfungen, und TRBS 3145 sowie die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS 407, 525, 900) adressieren den sicheren Umgang mit Druckgasen (etwa Vermeidung von Sauerstoffanreicherung, Exposition gegenüber Anästhesiegasen etc.).

Für den Betreiber heißt das, er muss ein Prüf- und Wartungskonzept aufstellen, das alle Anlagenteile umfasst – von regelmäßiger Wartung der Kompressoren über die ZÜS-Prüfung des Druckluftkessels bis zur Dichtheitskontrolle der Verrohrung. Diese Maßnahmen dienen sowohl dem Schutz der Patienten als auch der Beschäftigten (Arbeitsschutz). Alle Prüfergebnisse und Wartungen sind zu dokumentieren. Außerdem sind Mitarbeiter, die die Anlage bedienen oder warten, angemessen zu unterweisen (ArbSchG §12, BetrSichV §12).

• Mehrfach redundante Versorgungsquellen: Laut DIN EN ISO 7396-1 muss neben der primären Versorgungsquelle mindestens eine sekundäre und eine Reserve-Quelle vorhanden sein. Mit anderen Worten: Fällt eine Gasquelle (z.B. ein Kompressor) aus, übernimmt automatisch eine zweite; und für den Extremfall, dass Primär- und Sekundärquelle versagen, steht noch eine dritte Reserve bereit. Diese Reserve darf auch manuell aktiviert werden. In der Praxis werden häufig drei Kompressoren als Primär- und Sekundärquellen eingesetzt und zusätzlich eine Reserve in Form eines Druckluft-Flaschenbündels oder eines dritten Kompressors bereitgehalten. Die Norm lässt hier Spielraum: entscheidend ist, dass bei Ausfall einer Quelle die Versorgung gesichert bleibt. Ein Krankenhaus muss dokumentieren, wie es diese Dreifach-Versorgung erfüllt.

• Verteilungsnetz und Redundanz: Für die Rohrleitungsnetze schreibt die Norm vor, dass die Versorgungssicherheit jederzeit gewährleistet sein muss, gibt aber keine starre Vorgabe für doppelte Leitungsnetze in allen Bereichen. Stattdessen verlangt sie eine Risikobeurteilung durch den Betreiber, um je nach Versorgungsbereich (Normalstation vs. Intensivstation/OP) angemessene Maßnahmen zu treffen. In Hochrisikobereichen kann es z.B. sinnvoll sein, zwei getrennte Leitungsschleifen zu verlegen (etwa Wandentnahmestellen über Leitungssystem 1, Deckenversorgung über System 2). Eine generelle Pflicht zu völlig redundanten Leitungen bis an jede Entnahmestelle besteht aber nicht. Wichtig ist jedoch, dass absperrbare Sektionen (z.B. Stockwerksventile) vorhanden sind, um bei Leckagen oder Arbeiten Teilbereiche isolieren zu können, ohne die Gesamtversorgung zu verlieren (dies fordern DIN 7396-1 und DIN 13620).

• Überwachung und Alarmsysteme: Die Norm schreibt vor, dass zentrale Versorgungen mit einem Monitoring- und Alarmsystem ausgestattet sein müssen. Es sind Betriebsalarme (Hinweise für technische Dienste) und klinische Alarme zu unterscheiden. Beispielsweise müssen an strategischen Stellen Drucksensoren den Betriebsdruck permanent überwachen. Bei Abweichungen (Druck fällt unter definierte Schwelle, Reservequelle schaltet ein, etc.) sind optische und akustische Alarme auszulösen – sowohl lokal (z.B. in der Station oder Technikzentrale) als auch als Fernalarm an eine ständig besetzte Stelle. DIN 7396-1:2016 fordert explizit zusätzliche Überwachungseinrichtungen: Taupunktüberwachung der Druckluft und CO-Gaswarnsensoren (siehe Normänderung 2016). Hintergrund: Bei Ausfall von Trocknereinheiten könnten sich Kondenswasser und damit Keime im Rohrnetz ansammeln; der Taupunktsensor warnt frühzeitig vor zu hoher Feuchte. Ebenso soll ein Kohlenmonoxid-Melder Alarm geben, falls der Kompressor Abgase (CO) angesaugt hat oder ein Schwelbrand in der Anlage CO erzeugt. Diese Monitore müssen ständig aktiv sein; ihr Alarm ist als Notfallalarm einzustufen, da verunreinigte Luft direkt Patientengefährdung bedeutet. Ältere Anlagen ohne solche Sensoren müssen nachgerüstet werden.

• Qualität der Druckluft: DIN EN ISO 7396-1 verweist bezüglich der Luftqualität auf pharmakopöische Standards und ISO-Klassen. Medizinische Druckluft muss praktisch ölfrei, partikelarm und trocken sein. Konkret fordert das Europäische Arzneibuch u.a.: <0,1 mg/m³ Restölgehalt, Partikelfiltration bis 0,5 µm, und einen Wassergehalt, der einem Drucktaupunkt von etwa ≤ –20 °C (bei Umgebungstemperatur) entspricht. In vielen Krankenhäusern wird ein noch besserer Taupunkt erreicht; im Beispiel der Diako Flensburg liefert die Anlage Druckluft mit einem Drucktaupunkt von +3 °C (unter Betriebsdruck), was etwa –20 °C atmosphärisch entspricht. Zur Sicherstellung dieser Qualität sind meistens mehrstufige Aufbereitungssysteme installiert: Nach dem Kompressor (oft ölfrei oder mit vorgeschaltetem Ölabscheider) folgen zyklonische Wasserabscheider, Kältetrockner (für grobe Trocknung) und nachgeschaltete Adsorptionstrockner für sehr geringe Restfeuchte, plus Feinfilter und abschließend Sterilfilter. DIN 7396-1 schreibt vor, dass vor Inbetriebnahme und regelmäßig während des Betriebs die Qualität der gelieferten Luft geprüft werden muss (Partikel, Feuchte, Öl, evtl. Keime). Hersteller wie Dräger bieten hierfür Qualitätsmessungen an, z.B. Bioburden-Tests auf mikrobiologische Kontamination und chemische Analysen mit Multisensor-Geräten (für CO, CO₂, SO₂, NO_x, H₂S, Restöl, H₂O etc.). Diese Prüfungen helfen, versteckte Kontaminationen früh zu erkennen und gegenzusteuern.

• Prüfung und Dokumentation: DIN EN ISO 7396-1 enthält ausführliche Vorgaben für die Abnahmeprüfung neuer Anlagen (Dichtheitstest, Flussraten, Reinheitsprüfung, Alarmtests etc.). So muss z.B. ein Kreuzverbindungstest sicherstellen, dass keine Verseuchung zwischen verschiedenen Gasleitungen vorliegt, und ein Belastungstest prüfen, ob bei Volllast aller Entnahmestellen der Druck innerhalb zulässiger Toleranzen bleibt. Ein wichtiger Punkt – gerade in Bezug auf Stromausfall – ist die Überprüfung der Wiederanlauffunktion: Bei der Inbetriebnahme muss verifiziert werden, dass die Anlage nach Ausfall und Wiederkehr der Stromversorgung korrekt wieder in Betrieb geht. Diese Anforderung, neu betont in der 2016er Revision der Norm, soll sicherstellen, dass nach Netzausfall (und Umschalten auf Notstrom) die Druckluftförderung automatisch weiterläuft. Abschließend muss der Hersteller oder Installateur eine Konformitätserklärung ausstellen, dass das System der Norm entspricht und ordnungsgemäß in Betrieb genommen wurde.

Zusammenfassend verpflichten Norm und Gesetz den Betreiber also zu höchster Ausfallsicherheit und Qualitätssicherung bei der medizinischen Druckluft. Im nächsten Abschnitt werden die praktischen technischen Maßnahmen betrachtet, um diese Anforderungen umzusetzen.

• Kompressorstation: Meist mindestens drei Kompressoren mit gemeinsamer Steuerung. Häufig werden ölfreie Schrauben- oder Kolbenkompressoren eingesetzt; in neueren Anlagen mit hohem Bedarf auch Scroll- oder Turbo-Kompressoren. Die Kompressoren laufen abwechselnd im Wechselbetrieb (um die Laufzeit zu verteilen) und bei steigendem Verbrauch schaltet ein zweiter (und dritter) Verdichter zu, um die Förderleistung zu erhöhen. Beispiel: Es sind drei Kolbenverdichter installiert; im Normalfall genügt einer, aber bei höherem Verbrauch oder Ausfall wird ein weiterer automatisch gestartet. So wird gewährleistet, dass auch bei Wartung oder Defekt eines Verdichters genug Kapazität bleibt. Jeder Kompressor ist mit Ansaugfiltern, Sicherheitsventilen und Rückschlagventilen ausgerüstet, um das Netz vor Rückströmung oder Überdruck zu schützen.

• Druckluftspeicher: Große Druckbehälter (typ. mehrere 1000 Liter Volumen bei 10–15 bar) dienen als Pufferspeicher. In vielen Anlagen sind zwei parallel geschaltete Kessel vorhanden. Diese Speicher glätten Druckschwankungen und halten bei plötzlichen Verbrauchsspitzen oder kurzen Versorgungslücken (z.B. während des Umschaltens auf Notstrom) den Druck für kurze Zeit aufrecht. Die Bemessung der Speicher erfolgt so, dass ein mehrsekündiger Ausfall der Förderleistung überbrückt werden kann, ohne dass der Versorgungsdruck in kritischen Bereichen sofort abfällt. Die Speicher sind mit Manometern und regelmäßigen Abblas- bzw. Kondensatableitungen versehen (manuell oder automatisch), um Kondenswasser auszuschleusen.

• Druckluftaufbereitung: Unmittelbar hinter den Kompressoren schließen sich Filter- und Trocknereinheiten an. Mehrstufige Filtersysteme entfernen Partikel (typisch Vorfilter 5 µm und Feinfilter 1 µm, danach Aktivkohlefilter für Öl-/Geschmacksspuren). Trocknung: Üblich ist eine Kombination aus Kältetrockner (kühlt die Luft auf ca. 3 °C, wodurch der Großteil der Feuchtigkeit kondensiert und abgeschieden wird) und anschließender Adsorptionstrockner (Trocknung bis zu sehr tiefem Taupunkt, z.B. –40 °C). Die Norm erlaubt alternativ auch zwei unabhängige Trocknersysteme in Reihe oder parallel, solange der geforderte Taupunkt eingehalten wird. Viele Anlagen nutzen beide Prinzipien: zuerst Kältetrockner, dann Adsorption (mit periodischer Regeneration durch Heißluft oder Vakuum). Am Ende der Aufbereitungskette werden oft Sterilfilter (0,01–0,1 µm) eingesetzt, um Keime zurückzuhalten. Die Sterilfilter sind redundant (duplex) ausgeführt, damit einer gewechselt werden kann, während der andere die Versorgung sichert. Auch Bakterienfilter unmittelbar vor sensiblen Endgeräten (Beatmungsgeräte) sind in Einzelfällen anzutreffen.

• Verteilungsnetz: Von der zentralen Anlage führen Rohrleitungen (meist Kupfer, Edelstahl oder verzinkter Stahl, je nach Normung) in alle Verbrauchsbereiche. An strategischen Punkten befinden sich Absperrventile (Station, Geschoss, Bereich) sowie Drucksensoren für die Alarmüberwachung. Die Leitungen sind farbcodiert und eindeutig mit “MEDIZINISCHE DRUCKLUFT” markiert, um Verwechslungen mit anderen Gasen auszuschließen. Entnahmestellen (Steckdosen für Druckluft an der Wand oder Deckenversorgungseinheit) sind genormt und gasartspezifisch kodiert (z.B. nach DIN 13620), sodass nur passende Druckluft-Gerätestecker passen. Die üblichen Versorgungsdrücke liegen bei ~4 bis 5 bar (je nach Krankenhausstandard), geregelt über Druckminderer nahe den Verbrauchsstellen oder zentral. Bei manchen Systemen wird die Druckluft in zwei Druckstufen verteilt (z.B. 10 bar Netz und lokale Reduktion auf 5 bar). Wichtig ist die Ausfallsicherheit des Netzes: Durch Ringleitungen oder Querverbindungen ist oft gewährleistet, dass beim Bruch einer Leitung ein anderer Weg die Versorgung übernehmen kann. Das muss im Rahmen der Risikoanalyse für jedes Haus geplant werden.

• Steuerungs- und Alarmsystem: Die gesamte Anlage wird durch eine zentrale Steuerungseinheit überwacht. Diese steuert die Kompressor-Einschaltreihenfolge (inklusive automatischer Wechsel der Reihenfolge, damit alle Verdichter gleichmäßig genutzt werden), überwacht Drücke, Temperaturen, Taupunkt und sonstige Sensoren. Im Störfall oder bei Grenzwertverletzungen schaltet sie ggf. automatisch auf Reserve (z.B. startet Ersatzkompressor) und gibt Alarm. Alarmsignale werden an mehrere Stellen geleitet: typischerweise an ein zentrales medizinisches Gasalarm-Panel (z.B. in der Leitstelle der Haustechnik) und an Bereichsalarmpanels (z.B. auf Intensivstationen), damit sowohl Techniker als auch klinisches Personal gewarnt werden, falls Druckluft ausfällt oder Reserve einspringt. DIN 7396-1 schreibt vor, welche Alarme als Betriebsalarm (technischer Dienst informiert, aber kein unmittelbares Patientenrisiko) oder klinischer Alarm (sofortiges Handeln am Patienten nötig) einzustufen sind. Ein Beispiel: Taupunkt- oder CO-Alarm ist ein technischer Alarm (betrifft Luftqualität, Techniker muss reagieren, Patientenversorgung läuft kurzfristig weiter), während "Versorgungsdruck zu niedrig" ein klinischer Alarm ist (Pflege/Ärzte müssen evtl. Patienten manuell beatmen) – entsprechend anders sind Alarmempfänger und -akustik gestaltet.

• Notversorgung: Zusätzlich zur eigentlichen Anlage gibt es oft mechanische Notfall-Optionen. Ein Flaschenbündel mit Druckluft (200 bar-Stahlflaschen, zentral angeschlossen) kann als ultimative Reservequelle dienen. Bei Stromausfall oder Komplettausfall der Kompressoren kann ein Druckwächter automatisch dieses Flaschenbündel freigeben, sodass es für einige Minuten bis Stunden das Netz stabil hält (abhängig von Flaschenzahl und Verbrauch). Allerdings ist Druckluft in Flaschen teuer und hat begrenztes Volumen, daher wird diese Reserve meist nur als Kurzzeit-Überbrückung gesehen, bis die Kompressoren oder Stromversorgung wieder funktionieren. In neueren Konzepten werden statt Flaschen auch mobile Notfallkompressoren (z.B. benzinbetrieben) vorgehalten, doch das ist selten und erfordert manuellen Einsatz. Die gängigste Notfallstrategie bleibt: mehrere fest installierte Verdichter + Notstromversorgung, sodass im Ernstfall immer noch mindestens ein Verdichter lauffähig ist.

Die technische Auslegung einer solchen Anlage erfolgt anhand des maximalen Klinikbedarfs. Man berechnet den 100 % Spitzenbedarf aller Stationen (gleichzeitiger Betrieb aller relevanten Verbraucher) – obwohl dieser Fall selten auftritt, dient er als Dimensionierungsbasis. Üblicherweise wird die N+1-Redundanz so geplant, dass bei Ausfall eines Verdichters die restlichen die 100 % Last noch tragen können. BOGE empfiehlt sogar eine dreifache Redundanz (d.h. N+2) für praktisch ausschlussfreie Ausfallsicherheit. Insgesamt zeigt sich in der Praxis ein recht einheitliches Bild: z.B. drei Kompressoren, zwei Trockner, zwei Speicher, Reserveflaschen – dieses Schema gilt als Stand der Technik und wird in den meisten deutschen Kliniken ähnlich umgesetzt.

• Versorgungsausfall (Totalausfall oder Druckabfall): Der schlimmste Fall ist ein plötzlicher Stopp der Luftversorgung, wodurch Beatmungsgeräte und andere Geräte ausfallen. Ursachen können ein Technikausfall (Defekt aller Kompressoren oder Steuerung) oder Stromausfall sein – Letzteres wird gesondert im nächsten Abschnitt behandelt. Ein dramatisches Beispiel lieferte ein CIRS-Bericht aus 2024: In einer Klinik fielen frühmorgens alle Beatmungsgeräte für 5 Patienten aus, weil die zentrale Druckluftversorgung ausgefallen war. Ein vorhandenes Backup-System, das “immer einspringt, wenn die Gasversorgung ausfällt, funktionierte nicht”. Die Folge: 30 Minuten kein automatisches Beatmungsgerät, zwei Patienten mussten von Hand beatmet werden. Die Analyse ergab, dass keine echte Ausfallsicherheit bestand – es gab zwar eine Reserve, aber diese versagte ebenfalls. Solche Ereignisse sind glücklicherweise selten (hier “erstmalig” aufgetreten), müssen aber bereits im Vorfeld durch Risikoanalyse berücksichtigt werden. Maßnahmen: Redundante Auslegung (Primär-/Sekundär-/Reserveversorgung) gemäß DIN 7396-1, regelmäßige Tests der Umschaltsysteme, und Notfallpläne (z.B. manuelle Beatmung mit Ambu-Beutel an jedem Intensivbett). Wichtig ist auch die Schulung des Personals: In einer Stresssituation müssen Pflegekräfte und Ärztinnen wissen, wie sie rasch reagieren (Druckluft-Notfallanzeige interpretieren, ggf. Beatmungsgeräte auf reinen O₂-Betrieb umstellen, manuell ventilieren). Ein gut ausgearbeitetes Risikomanagement nach DIN EN ISO 14971* hilft, solche Szenarien im Voraus durchzuspielen und Vorkehrungen zu treffen.

• Kontamination der Druckluft: Eine “unsichtbare Gefahr” stellen mikrobiologische oder chemische Verunreinigungen der Atemluft dar. Obwohl die Anlagen mit Filtern ausgestattet sind, können bestimmte Störungen zu Kontamination führen. Etwa der Ausfall eines Trockners: dann steigt die Luftfeuchtigkeit, Kondensat kann sich in Leitungen sammeln und Keime (z.B. Legionellen oder Pseudomonaden) können sich vermehren. Gelangen solche Keime in die Beatmungsluft, besteht Infektionsgefahr für Patienten. Krankenhauskeime in der Druckluft sind daher ernst zu nehmen. Die Landesgesundheitsbehörden empfehlen, die Druckluftanlage regelmäßig auf mikrobiologische Belastung zu untersuchen (Bioburden-Messung), um sicherzustellen, dass keine gesundheitsschädlichen Keime eingetragen werden. Hersteller bieten hierfür Messkits an; im Fall einer Belastung müssen Desinfektionsmaßnahmen ergriffen und Filter ggf. gewechselt werden. Neben Keimen sind chemische Verunreinigungen kritisch: Wenn ein Kompressor Abgase (CO, NO_x) ansaugt – etwa weil ein Fahrzeug in der Nähe läuft oder ein Dieselgenerator in Betrieb ist – könnten giftige Gase in die Druckluft gelangen. Ebenso könnten im Brandfall CO und Rauchgase angesaugt werden. Ein CO-Sensor mit Alarm ist daher vorgeschrieben. Weitere mögliche Kontaminanten: Öl (bei ölbetriebenen Verdichtern, falls Filter versagen), Kohlenwasserstoffe oder Schmutz. Aus diesem Grund werden bevorzugt ölfreie Kompressoren eingesetzt und teils sogar Ansaugluft aus dem Reinluftbereich des KH (Dach) verwendet. Maßnahmen: Strikte Wartung der Filter und Trockner nach Plan, kontinuierliche Taupunkt- und CO-Überwachung, regelmäßige Qualitätsmessungen (mind. jährlich auf Partikel, Feuchte, Öl, alle 2 Jahre mikrobiologisch, gemäß Empfehlungen wie dem Aide-Mémoire “Medizinische Gase”). Bei Umbauarbeiten am Leitungssystem unbedingt Spül- und Reinheitsprüfungen (Partikelmessung) vor Wiederinbetriebnahme durchführen, um etwaige Partikel (Lötflux etc.) auszuräumen.

• Leckagen im System: Undichte Stellen in Rohrleitungen oder Anschlüssen können schleichend Druckluft verlieren. Kleinere Lecks äußern sich zunächst nur in erhöhten Kompressorlaufzeiten (höherer Luftverbrauch). Größere Lecks können zu spürbarem Druckabfall führen. Neben dem offensichtlichen Risiko eines Versorgungsengpasses stellen Lecks auch Energie- und Kostentreiber dar – Druckluft ist energieträchtig und “pfeift” sie ungenutzt weg, belastet das die Anlage. Eine Studie schätzt, dass 10–30 % der erzeugten Druckluft in Industriebetrieben durch Lecks verlorengehen können, wenn kein aktives Leckagemanagement betrieben wird. Im Krankenhausbereich ist das weniger, da die Netze kleiner sind und regelmäßige Prüfungen stattfinden. Dennoch muss im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden, dass z.B. Korrosion oder mechanische Beschädigung (Bohrarbeiten in Wänden) zu Lecks führen können. Maßnahmen: Das Personal sollte auf zischende Geräusche oder plötzliche Druckschwankungen achten (solche Beobachtungen gehören in das Meldesystem). Geplante Prüfungen können Schnüffellecksucher oder Ultraschall-Detektoren einsetzen, um Undichtigkeiten aufzuspüren. Und natürlich greift die Normforderung nach Absperrsegmenten: tritt irgendwo eine Leckage auf, können durch Schließen von Bereichsventilen zumindest kritische Bereiche weiter versorgt werden, während der defekte Strang repariert wird. Auch hier hilft eine vorherige Risikoanalyse: Welche Stationen wären bei Leck in Abschnitt X betroffen, und gibt es Umgehungsmöglichkeiten?.

• Fehlbedienung und Human Error: Nicht zu vergessen ist das Risiko menschlichen Versagens. Etwa könnten Ventile versehentlich geschlossen bleiben nach Wartung, oder falsche Gasflaschen an die Versorgungsanlage angeschlossen werden. Zur Minimierung sind Schulungen und klare SOPs (Standardarbeitsanweisungen) wichtig. Die Bedienung der Druckluftanlage erfolgt meist durch die Technikabteilung; dennoch sollte auch medizinisches Personal Grundkenntnisse haben (z.B. Bedeutung von Alarmtönen, Umschaltung auf O₂-Notbetrieb bei Ausfall etc.). Die Betreiberverordnung fordert explizit regelmäßige Unterweisungen der Beschäftigten im Umgang mit medizinischen Gasen. Zudem müssen alle Komponenten eindeutig gekennzeichnet sein (Verwechslungsgefahr insbesondere mit Instrumentenluft oder technischen Druckluftnetzen im Haus, falls vorhanden).

Zusammenfassend ist ein proaktives Risikomanagement essenziell. Die Norm ISO 7396-1 verlangt vom Betreiber, für jeden Versorgungsbereich mögliche Risiken zu bewerten und geeignete Maßnahmen festzulegen. Diese Analyse sollte sich an der Methodik der Medizinprodukte-Risikobeurteilung (ISO 14971) orientieren und regelmäßig aktualisiert werden. Wichtig ist auch, die Wirksamkeit der getroffenen Vorkehrungen zu überprüfen – etwa durch Simulationen: Ein Stromausfalltest oder Notfallübung im Krankenhaus (natürlich mit Patientenabsicherung) kann zeigen, ob die Druckluftversorgung wie geplant weiterläuft oder ob unvorhergesehene Probleme auftreten. Nur so lassen sich “versteckte Risiken” erkennen, bevor ein echter Vorfall eintritt.

Besondere Beachtung verdient das Szenario Netzstromausfall, da es eine der häufigsten Ursachen für Krankenhaus-Technikausfälle ist. Krankenhäuser verfügen zwar über Notstromaggregate (meist Dieselgeneratoren), doch der Übergang ist nicht nahtlos: Zwischen Netzausfall und Dieselstart vergeht typischerweise eine Überbrückungszeit von einigen Sekunden bis zu ca. 15 Sekunden, in der keine Stromversorgung anliegt. Hochkritische Verbraucher wie OP-Lampen oder lebenserhaltende Geräte werden daher oft zusätzlich über USV-Anlagen (batteriegestützte unterbrechungsfreie Stromversorgung) gepuffert. Medizinische Druckluftanlagen stellen hier einen Sonderfall dar: Sie sind zwar für die Patientenversorgung kritisch, doch traditionell waren viele Anlagen nicht an eine USV angebunden, sondern “nur” am Notstromdiesel. Das bedeutet, bei einem Stromausfall kommt es zwangsläufig zu einem kurzen Stillstand der Kompressoren, bis der Dieselgenerator läuft und die Anlage wieder versorgt.

• Kontrollsystem-Neustart: Die elektronische Steuerung der Kompressoranlage fährt bei Stromausfall abrupt herunter. Wenn der Notstrom einspeist, startet die Steuerung neu – je nach Systemdesign aber nicht unbedingt im automatischen Wiederanlaufmodus. Viele ältere Kompressorsteuerungen verbleiben nach einem Spannungsausfall in einem sicheren “Standby”-Zustand, um unkontrolliertes Anlaufen zu vermeiden. Der Gedanke dahinter: Sollte z.B. jemand gerade Wartungsarbeiten durchführen oder ein Fehler vorliegen, soll die Maschine nicht von selbst wieder anlaufen, ohne Prüfung. In einem Industriebetrieb ist manuelles Wiederhochfahren oft gewollt (Arbeitssicherheit). Im Krankenhauskontext jedoch ist das fatal, da jede Verzögerung Ausfallzeit bedeutet. DIN EN ISO 7396-1 hat deshalb ausdrücklich den Punkt aufgenommen, die Wiederanlauf-Funktion nach Spannungsrückkehr zu verifizieren. Wenn also eine Anlage nach Diesel-Umschaltung nicht automtisch anlief, entspricht das nicht dem heutigen Stand der Technik. Ursache könnte eine veraltete Steuerung oder eine falsche Konfiguration sein. Lösung: Moderne Steuerungen bieten meist eine Option “Auto-Restart nach Netzwiederkehr”, die aktiviert sein sollte, insbesondere für medizinische Anwendungen. Zudem kann eine USV für die Steuerung vorgesehen werden, damit diese bei Netzausfall gar nicht erst neu booten muss, sondern durchläuft.

• Anlauf unter Last: Kompressoren müssen beim Start entlastet sein, da der Anlaufstrom und -moment sehr hoch sind. Üblicherweise sind Entlastungsventile verbaut, die beim Start den Verdichter vom Systemdruck entkoppeln. Wenn aber ein Stromausfall abrupt erfolgt, bleibt der Kompressor möglicherweise unter Druck stehen. Beim Wiederkehr der Spannung könnte der Motor überlasten oder der Schutzrelais auslösen, wenn sofort Volllast anliegt. Viele Kompressoren starten daher nicht automatisch durch, sondern signalisieren eine Störung (z.B. “Lastventil schließen fehlgeschlagen”) und warten auf manuellen Reset. Lösung: Einrichtung eines automatischen Entlüftungsventils mit Verzögerung, das bei Stromausfall den Druck im Verdichterkreislauf ablässt, damit beim Wiederanlauf kein Gegendruck da ist. Solche Ventile sind häufig vorhanden; wichtig ist aber, dass die Steuerung den Start korrekt sequenziert.

• Priorisierung im Notstromsystem: In manchen Krankenhäusern sind nicht alle technischen Anlagen sofort am Notstrom. Es gibt oft Prioritäten (Licht, Beatmungsgeräte direkt, Klima und Druckluft vielleicht mit Verzögerung). Wenn die Druckluftanlage an einem nachrangigen Stromkreis hing, könnte es sein, dass sie erst manuell zugeschaltet werden muss. Dies wäre allerdings ein Planungsfehler – medizinische Gasversorgungen gehören eindeutig zur kritischen Infrastruktur und müssen an das Notstromaggregat angebunden sein. Dennoch lohnt ein Blick: Wurde vielleicht nur ein Teil der Kompressoren notstromfähig gemacht? Ist die Steuerungselektrik an einer USV-Steckdose? Hier können Konfigurationsmängel ursächlich sein.

• Schalthysterese und Diesel-Rückschaltung: Wenn der Netzstrom zurückkommt, schalten viele Anlagen vom Diesel wieder auf Netz (zurück) um. Dieser zweite Umschaltmoment kann erneut zu einer kurzzeitigen Spannungsunterbrechung führen, falls kein Synchronlauf stattfindet. Ein ungepuffertes System würde also zweimal ausfallen – beim Hin- und Herumschalten. Falls im konkreten Fall der Druckluftversorgung nach Rückkehr des Hausnetzes erneut Stillstand war und wieder manuelles Anfahren nötig, liegt es daran, dass die Anlage auch diese Rückschaltung nicht automatisch überbrückt hat. Lösung: Hier hilft wiederum eine kurze Überbrückungs-UPS oder die Betriebsvorschrift, die Druckluftanlage solange auf Diesel zu belassen, bis ein geplanter, beaufsichtigter Rückschaltmoment stattfindet (z.B. nach OP-Betrieb).

Kurz gesagt ist ein manueller Reset nach Stromausfall ein Indiz dafür, dass die Anlage keine echte unterbrechungsfreie Stromversorgung hat und die Steuerung keinen automatischen Wiederanlauf ausführt. Dieses Problem war in der Vergangenheit nicht ungewöhnlich – viele Häuser haben erst durch Beinahe-Zwischenfälle erkannt, dass ihre Druckluft nicht ausfallsicher genug war. Heute gilt: Eine medizinische Druckluftversorgung muss so ausgeführt sein, dass auch bei Stromunterbrechungen keine kritische Unterbrechung der Gasversorgung eintritt. Im nächsten Abschnitt werden Maßnahmen erläutert, wie sich dies erreichen lässt.

• Technische Redundanz der Versorgungskomponenten: Wie bereits erläutert, ist eine mehrkanalige Auslegung Pflicht: mindestens zwei (besser drei) unabhängige Versorgungsquellen. In der Praxis heißt das, mehrere Kompressoren und ggf. eine Reserveflaschen-Batterie. Wichtig ist, dass die Umschaltung zwischen diesen Quellen automatisch erfolgt. Fällt der Hauptkompressor aus (mechanischer Defekt, Überhitzung etc.), muss sofort der zweite übernehmen – moderne Kompressorensteuerungen beherrschen dieses Autoumfeld. Ebenso sollte, wenn alle Verdichter aus irgendeinem Grund ausfallen, automatisch die Flaschenreserve öffnen. DIN 7396-1 erlaubt, dass die Reserve manuell aktiviert wird, aber aus Perspektive der Patientensicherheit ist eine automatische Drucksteuerung (Federwaageventil) sinnvoll, damit keine Zeit verloren geht. Die Redundanz betrifft nicht nur die Luftquelle: auch Druckaufbereitung sollte redundant sein (zwei Trockner parallel, zwei Filter etc.), damit ein Ausfall hier nicht die Qualität gefährdet. Des Weiteren gehört die Redundanz der Steuerungssysteme dazu: Kritische Sensoren und Alarme sollten zweifach vorhanden sein (z.B. zwei Drucksensoren pro Bereich). Insgesamt minimiert ein n+1-Aufbau die Ausfallwahrscheinlichkeit drastisch – BOGE berichtet, dass durch Planung mit dreifacher Redundanz das Risiko eines Totalausfalls “praktisch ausgeschlossen” wird.

• Einbindung in die Notstrom- und USV-Versorgung: Eine Druckluftanlage muss an die Notstromaggregate des Krankenhauses angeschlossen sein – dies ist Vorschrift und Stand der Technik, da sie zur lebenserhaltenden Infrastruktur zählt. Der Notstromdiesel startet meist innerhalb von 15 Sekunden und übernimmt dann die Versorgung. Allerdings, wie beschrieben, entsteht in diesen Sekunden eine Lücke. Um diese zu überbrücken, sind mehrere Maßnahmen möglich: (a) Pufferspeicher: ausreichend große Druckluftkessel, die ein paar Dutzend Sekunden Druck halten können, sodass die Verbraucher nichts merken. In der Regel reicht das bei kurzen Unterbrechungen – der Leitungsdruck sinkt etwas, aber nicht unter die Alarmgrenze, bevor der Diesel anspringt. (b) USV (batteriegestützt): Idealerweise wird zumindest ein Kompressor (oder die Steuerung davon) an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gehängt. Ein Ansatz ist, einen kleineren E-Kompressor oder sogar einen mobilen Elektrokleinkompressor plus eine Batterie so zu dimensionieren, dass er 30–60 Sekunden überbrücken kann. Aber meist ist das nicht nötig, weil die Speicher diese Zeit überbrücken. Kritischer ist die Steuerung: Eine USV für die elektronische Steuerung und Ventile ist sehr empfehlenswert, damit kein Reset oder Reboot nötig wird. Diese USV muss nur wenige hundert Watt liefern (Steuergerät, Magnetventile, Sensorik) und kann z.B. 1–2 Minuten überbrücken – genug, bis der Diesel stabile Spannung liefert. (c) Netzersatzanlagen mit Kurzunterbrechungsfreien Umschaltern: Manche moderne Notstromsysteme verwenden dynamische USV oder Doppelnetz-Konfigurationen, die einen quasi nahtlosen Übergang erlauben. Wenn verfügbar, sollte die Druckluft daran teilnehmen.

• Automatisierter Wiederanlauf und Rückschaltung: Die Anlagensteuerung ist so zu konfigurieren, dass nach Spannungswiederkehr automatisch der/die Kompressoren starten und den Solldruck wieder aufbauen. Dies kann bedeuten: eine Startverzögerung von wenigen Sekunden einprogrammieren (damit nicht alle Verdichter gleichzeitig anspringen und evtl. den Generator überlasten), dann sequentielles Anfahren. Bei Rückkehr des Normalnetzes sollte ähnlich verfahren werden: Entweder hält man die Druckluftanlage bewusst bis zum Ende auf dem Diesel, um kein Risiko einzugehen, oder man sorgt mittels USV dafür, dass die Umschaltung zurück nicht bemerkt wird. Wichtig: Alle diese Übergangsszenarien müssen in der Validierung der Anlage getestet werden (Simulation von Netzausfall, Notstrom an, Notstrom aus). Personal sollte bei Testläufen genau beobachten, ob z.B. ein manuelles Quittieren irgendwo erforderlich war, und diese Schwachstelle abstellen (ggf. mit Hersteller/Techniker Rücksprache zur Steuerungsanpassung).

• Alarmierung und organisatorische Maßnahmen: Auch mit all der Technik bleibt ein Restrisiko. Daher müssen Alarm- und Notfallpläne greifen. Die Alarmschwellen der Drucksensoren sollten so eingestellt sein, dass bereits ein drohender Versorgungsengpass frühzeitig gemeldet wird (z.B. Alarm, wenn Druck < 90 % Soll, und nicht erst bei 50 %). Das Klinikpersonal muss wissen, was zu tun ist, wenn ein Druckluftalarm ertönt: z.B. Beatmungsgeräte auf interne O₂-Versorgung umstellen (die meisten Geräte können bei Ausfall von Luft auf 100 % O₂ gehen), manuelle Beatmung vorbereiten etc. Die technischen Dienste müssen parallel sofort nachsehen, ob Kompressoren laufen, ob ein Reset erforderlich ist, usw. Eine gute Kommunikation zwischen Haustechnik und Klinikpersonal ist dafür nötig – im Idealfall wird sowas in Notfallübungen trainiert. Zudem sollte jederzeit ein versierter Techniker erreichbar sein (nachts im Rufbereitschaft), der im Notfall schnell eingreifen kann.

• Regelmäßige Wartung und Tests: Dauerhafte Ausfallsicherheit erreicht man nur, wenn die Anlage im Bestzustand gehalten wird. Dazu gehören präventive Wartungen (Ölwechsel bei ölgeschmierten Verdichtern, Filterwechsel, Trockner-Service etc.) in den vom Hersteller vorgegebenen Intervallen. Besonders die Umschalteeinrichtungen (z.B. automatische Ventile zum Flaschenbündel, Notstartlogik der Kompressoren) sollten regelmäßig auf Funktion geprüft werden. Ein geplanter Stromausfall-Test einmal im Jahr – z.B. im Rahmen der Wartung mit simuliertem Netzausfall – kann verifizieren, dass alles wie gedacht funktioniert. Eventuell werden solche Tests sogar von Aufsichtsbehörden eingefordert. Laut BVOU-Bericht ist jedenfalls mit Überprüfungen durch Gewerbeaufsicht, Berufsgenossenschaft und Arzneimittelüberwachung zu rechnen, ob die Anlagen den aktuellen Vorgaben entsprechen. Daher ist es im eigenen Interesse des Krankenhauses, die Systeme jederzeit auditfest in Schuss zu halten.

Keine Unterbrechung der Druckluftversorgung – selbst nicht für Sekunden, soweit technisch machbar. Dies wird erreicht durch multiple Redundanz der Hardware, sorgfältige Einbindung in Notstrom/USV, intelligente Steuerungsstrategien und ein umsichtiges Risikomanagement. Deutsche Krankenhäuser stützen sich hierbei auf verlässliche Quellen und Standards, u.a. die DIN EN ISO 7396-1, die Medizinprodukte-Betreiberverordnung sowie die Empfehlungen von Fachverbänden (wie z.B. Fachartikel in Krankenhaustechnik und Vorgaben der BG). Hersteller von Druckluftsystemen (Boge, Dräger, AtlasCopco u.a.) bieten spezifische Lösungen an, die auf diese Anforderungen zugeschnitten sind – etwa Medizinkompressoren mit automatischem Netz-Wiedereinschaltmodus, oder Überwachungsgeräte nach dem neuesten Stand. Letztlich ist die medizinische Druckluft ein ebenso kritisches “Arzneimittel” wie Sauerstoff; ihr Ausfall ist nicht akzeptabel. Daher genießt sie im technischen Betrieb eines Krankenhauses höchste Priorität in Sachen Sicherheit und Ausfallschutz. Die beschriebenen Maßnahmen und Pflichten tragen dazu bei, das Risiko auf ein Minimum zu reduzieren und eine kontinuierliche, sichere Patientenversorgung zu gewährleisten.