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Wie man Räume mit Explosionsgefahr einrichtet

Viele Industriezweige müssen in ihren Betrieben mit Explosionsgefahr umgehen. Dies betrifft insbesondere die chemische und petrochemische Industrie, aber auch Bergwerke, Pharmazie, Lebensmittelproduktion und Abfallwirtschaft. Für solche Umgebungen gibt es verbindliche Normen und Vorschriften, wobei sich die Gesetzgebung je nach Region unterscheidet. Welche Pflichten haben Betreiber von Räumen mit Explosionsgefahr in Deutschland?

Risikobewertung

Um einen Raum korrekt gegen Explosionen zu sichern, müssen Sie zunächst die Gefahrenstufe und den Typ der explosionsfähigen Umgebung kennen. Auf Basis dieser Informationen können Sie dann verschiedene Schutzmaßnahmen gegen Explosionen implementieren.

Räume mit Explosionsgefahr durch Gase und Dämpfe

Dies sind Räume, in denen ein explosionsfähiges Gemisch aus Gas und Luft entstehen kann oder ständig vorhanden ist. Dies betrifft insbesondere die chemische und petrochemische Industrie, Tankstellen oder unterirdische Bergwerke. Je nach Gefahrenstufe werden die Zonen 0 (höchstes bis dauerhaftes Risiko), 1 (Explosionsgefahr entsteht unter bestimmten Bedingungen) und 2 (geringes Risiko, z. B. bei unerwartetem Austritt einer brennbaren Substanz) unterschieden.

Räume mit Explosionsgefahr durch Staub

Dies sind Räume, in denen eine Wolke aus aufgewirbeltem brennbarem Staub entstehen kann oder dauerhaft vorhanden ist. Dazu gehören insbesondere Mühlen und Sägewerke, aber auch verschiedene andere Bereiche der Lebensmittelindustrie (Verarbeitung von Kakao, Mehl, Stärke usw.), der chemischen Industrie oder der Pharmazie. Die Gefahrenstufe wird ähnlich wie bei Räumen mit Explosionsgefahr durch Gase und Dämpfe bezeichnet – 20 (höchstes oder dauerhaftes Risiko), 21 und 22 (geringes Risiko).

Klassifizierung von explosionsfähigen Stoffen

Eine Explosion kann durch einen Funken oder den Kontakt einer flüchtigen Substanz mit einer heißen Oberfläche entstehen. Verschiedene Stoffe haben jedoch unterschiedliche Eigenschaften und damit auch unterschiedliche Gefahrenstufen. Dementsprechend werden sie in die Gruppen I, II und III eingeteilt und weiter mit den Buchstaben A, B und C gekennzeichnet.

Gruppe I umfasst Grubengase, Gruppe II andere Gase und Dämpfe, Gruppe III Stäube. Der Buchstabe C kennzeichnet die flüchtigsten Stoffe, der Buchstabe A die am wenigsten flüchtigen.

In den USA und Kanada werden sowohl Gruben- als auch andere Gase und Dämpfe mit der Zahl I gekennzeichnet, Stäube mit der Zahl II. Die Explosionsgefahr wird mit Buchstaben bezeichnet, jedoch in umgekehrter Reihenfolge: A (höchstes Risiko) – G (niedrigstes Risiko).

Schutzmaßnahmen in explosionsgefährdeten Umgebungen

Es ist notwendig, Explosionen mit allen verfügbaren Mitteln vorzubeugen, d. h. die Konzentration der flüchtigen Substanz zu minimieren und ihren Kontakt mit der Explosionsquelle (Funken oder heiße Oberfläche, aber auch Flamme, Sonnenstrahlung, Reibung usw.) zu verhindern. Zu den grundlegenden Schutzmethoden gegen Explosionen gehören daher:

  • Verwendung von elektrischen Geräten, die für explosionsgefährdete Umgebungen unter Berücksichtigung des Typs der flüchtigen Substanz und der Umgebung konstruiert sind,
  • Belüftung und Entfernung von Staub von Oberflächen.

Elektrische Geräte in explosionsgefährdeten Umgebungen

Aus den oben genannten Informationen ergibt sich, dass in explosionsgefährdeten Umgebungen nur solche elektrischen Geräte verwendet werden dürfen, die für diese spezifische Umgebung zertifiziert sind. In herkömmlichen elektrischen Geräten entstehen viele winzige Funken, die Sie normalerweise nicht wahrnehmen, deren Wirkung jedoch eine Explosion verursachen kann. Auch die Temperatur der Geräte ist gefährlich.

Kennzeichnung von Geräten für explosionsgefährdete Umgebungen. Quelle: Wikimedia.org

Mechanische Sicherung der Geräte

Die Konstruktion elektrischer Geräte für explosionsgefährdete Umgebungen muss den Zugang brennbarer Stoffe zu Funken oder heißen Oberflächen verhindern. Elektrische Geräte für explosionsgefährdete Umgebungen müssen daher sogenannte funkenfreie Schaltkreise oder spezielle Verschlüsse für elektrische Schaltkreise haben – beispielsweise Öl-, Sand-, Druckverschlüsse, das Gerät kann auch mit einer speziellen Masse vergossen sein. Die Gefahr der Ausbreitung einer Explosion wird durch einen sogenannten festen Verschluss gelöst.

Oberflächentemperatur der Geräte

Jedes Gerät hat gleichzeitig eine bestimmte Oberflächentemperatur. In Räumen mit Explosionsgefahr darf die maximale Oberflächentemperatur nicht höher als 2/3 der Zündtemperatur der jeweiligen explosionsfähigen Substanz sein. Wenn sich also in der Umgebung eine Substanz befindet, bei der die Gefahr der Zündung bei 60 °C besteht, dürfen nur Geräte mit einer maximalen Oberflächentemperatur von 40 °C verwendet werden. Die Oberflächentemperatur der Geräte wird durch die sogenannte Temperaturklasse (T1 – T6) gekennzeichnet.

ACHTUNG: Die Zündtemperatur einer Substanz ist die Temperatur, bei der es zur sogenannten Selbstentzündung der Substanz ohne externe Zündquelle kommt – die Vermeidung des Kontakts mit Feuer oder Funken ist daher nicht ausreichend.

Kategorien von Geräten nach Umwelttyp und gefährlichen Stoffen in der Umgebung

In explosionsgefährdeten Umgebungen dürfen nur solche elektrischen Geräte verwendet werden, deren Sicherheitsstufe dem jeweiligen oder höheren Risiko entspricht. Das bedeutet, dass, wenn ein Gerät beispielsweise für Umgebungen mit Stoffen der Gruppe IIB geeignet ist, es auch in Umgebungen mit Gas der Gruppe IIA verwendet werden kann, jedoch nicht in IIC. Wenn ein Gerät nur mit einer Zahl (I, II, III) gekennzeichnet ist, kann es für alle Gefahrenkategorien – A, B und C – verwendet werden. Die numerische Kennzeichnung I, II, III kann jedoch nicht untereinander ausgetauscht werden, d. h. ein Gerät für Stoffe der Kategorie IIC ist nicht für Umgebungen mit Risiko IA oder IIIB geeignet.

Geräte werden in Kategorien unterteilt:

Für Bergbauumgebungen:

  • M1: Bei Ausfall eines Sicherheitselements bleibt die Sicherheit durch ein anderes Element erhalten und das Gerät bleibt in Betrieb,
  • M2: Das Gerät muss im Falle einer Explosion abgeschaltet werden.

Für Oberflächenumgebungen:

  • 1: Höchste Schutzstufe (Zonen 0 und 20),
  • 2: Hohe Schutzstufe (Zonen 1 und 21),
  • 3: Normale Schutzstufe (Zonen 2 und 22).

Zertifizierung der Geräte

Die EU-Richtlinie über den Verkauf von Geräten und Schutzsystemen zur Verwendung in explosionsgefährdeten Umgebungen wird ATEX genannt. In die deutsche Gesetzgebung wurde sie als Verordnung der Regierung Nr. 406/2004 Sb aufgenommen. Geräte, die diese Richtlinie erfüllen, sind mit dem Ex-Zeichen im Sechseck gekennzeichnet.

Das Etikett auf dem Gerät enthält außerdem:

  • CE-Kennzeichnung – Konformitätserklärung,
  • vierstellige Nummer der benannten Stelle, die die Produktzertifizierung durchgeführt hat,
  • Kategorie des Geräts,
  • Typ der explosionsfähigen Atmosphäre (D für Staub und G für Gas),
  • Schutzart des Geräts gemäß technischer Norm,
  • Temperaturklasse oder numerische Angabe der maximalen Oberflächentemperatur in Grad Celsius.

Für den Export von Geräten außerhalb der EU müssen Sie die in dem jeweiligen Land geltende Gesetzgebung einhalten. Auf dem Gebiet der Russischen Föderation und anderer postsowjetischer Länder gilt die Zertifizierung TR TS 012/2011 - Über die Sicherheit von Geräten für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen und die EAC-Zertifizierung. In den USA und Kanada ist die am häufigsten verwendete Zertifizierung NEC 500.

Belüftung und Motorisierung von Lüftungsklappen

Um Explosionen zu verhindern, ist es auch wichtig, die niedrigstmögliche Konzentration von explosionsfähigen Gasen und Stäuben aufrechtzuerhalten. Staub muss regelmäßig gereinigt und abgesaugt werden, auch aus Ritzen, aber vor allem von heißen Oberflächen. Gefährliche Gase und Dämpfe müssen mit Hilfe von Absauganlagen und Ventilatoren belüftet werden.

Zur Absaugung gefährlicher Gase dienen Ventilatoren für explosionsgefährdete Umgebungen mit entsprechender Zertifizierung, einschließlich Brandschutzklappen, die die Ausbreitung eines möglichen Brandes verhindern. Ventilatoren können in Wände oder Lüftungskanäle eingebaut werden.

Ein wichtiger Bestandteil von Ventilatoren und Lüftungsklappen für explosionsgefährdete Umgebungen ist natürlich der Motor, der je nach Umgebungstyp gesichert und in einem robusten Metallgehäuse untergebracht sein muss. In explosionsgefährdeten Umgebungen dürfen ausschließlich elektrische Motoren mit Notfallfunktion verwendet werden, damit sich die Ventilatoren im Falle einer Explosion und eines Stromausfalls nicht abschalten.

Ventilator für explosionsgefährdete Umgebungen. Quelle: Ventilatory.cz

Abschließend: erforderliche Dokumentation

Die Problematik des Explosionsschutzes ist natürlich viel komplexer und individuell. Jeder Arbeitgeber, der Räume mit Explosionsgefahr betreibt, ist daher verpflichtet, eine Dokumentation zum Explosionsschutz (DOPV) zu führen, in der er die Gefahren identifiziert und einen Lösungsplan vorschlägt. Diese Dokumentation wird von einem Fachmann erstellt – achten Sie jedoch darauf, dass die Dokumentation nicht nur eine Zusammenfassung der geltenden Gesetzgebung und allgemeine Empfehlungen enthält. Jede DOPV muss maßgeschneidert sein – nur so können Sie sicher sein, dass das Explosionsrisiko wirklich minimal ist.