umwelt-online: BGR 104 - Explosionsschutz-Regeln (1)

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Vorbemerkungen zur zweiten Ergänzungslieferung der EX-RL

BG-Regeln richten sich in erster Linie an den Unternehmer und sollen ihm Hilfestellung bei der Umsetzung seiner Pflichten aus staatlichen Arbeitsschutzvorschriften und/oder Unfallverhütungsvorschriften geben sowie Wege aufzeigen, wie Arbeitsunfälle, Berufskrankheiten und arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren vermieden werden können.

Der Unternehmer kann bei Beachtung der in den BG-Regeln enthaltenen Empfehlungen, insbesondere den beispielhaften Lösungsmöglichkeiten, davon ausgehen, dass er damit geeignete Maßnahmen zur Verhütung von Arbeitsunfällen, Berufskrankheiten und arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren getroffen hat. Sind zur Konkretisierung staatlicher Arbeitsschutzvorschriften von den dafür eingerichteten Ausschüssen technische Regeln ermittelt worden, sind diese vorrangig zu beachten.

Im Ausschuss für Betriebssicherheit (ABS) wurde festgelegt, dass der Textteil der EX-RL ohne Anlagen und ohne Beispielsammlung in die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit einfließen soll. Insofern wird gegenwärtig der Textteil der EX-RL in die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit implementiert. Die Abstimmungen zwischen dem ABS Ua 5 "Brand- und Explosionsschutz" und dem Fachausschuss "Chemie", Sachgebiet "Explosionsschutz" laufen so, dass der Textteil ausschließlich im ABS Ua 5 bearbeitet wird. Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Fortschreibung ist festgelegt, dass der Textteil der EX-RL zunächst ohne wesentliche Änderung in die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit implementiert wird, wobei erforderliche redaktionelle Änderungen vorgenommen werden müssen. Änderungs- und Ergänzungsvorschläge, die beim Fachausschuss "Chemie", Sachgebiet "Explosionsschutz" eingehen, werden an den ABS Ua 5 weitergeleitet. Im Ua 5 sind Vertreter aus dem ehemaligen Deutschen Ausschuss für explosionsgeschützte elektrische Anlagen (DExA) und dem Fachausschuss "Chemie", Sachgebiet "Explosionsschutz" vertreten. Um dem Anwender weiterhin ein in sich geschlossenes Basiswerk zum Explosionsschutz anzubieten, wird die EX-RL in der Summe erhalten bleiben, wobei der Textteil systematisch durch die beschlossenen Technischen Regeln zur Betriebssicherheit ausgetauscht wird.

Die Struktur der zukünftigen EX-RL ist zunächst wie folgt vorgesehen:

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Vorbemerkung

Berufsgenossenschaftliche Regeln für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BG-Regeln) sind Zusammenstellungen bzw. Konkretisierungen von Inhalten z.B. aus

• staatlichen Arbeitsschutzvorschriften (Gesetze, Verordnungen)
  und/oder
• berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (Unfallverhütungsvorschriften)
  und/oder
• technischen Spezifikationen
  und/oder
• den Erfahrungen berufsgenossenschaftlicher Präventionsarbeit.

BG-Regeln richten sich in ersten Linie an den Unternehmer und sollen ihm Hilfestellung bei der Umsetzung seiner Pflichten aus staatlichen Arbeitsschutzvorschriften und/oder BG-Vorschriften geben, sowie Wege aufzeigen, wie Arbeitsunfälle, Berufskrankheiten und arbeitsbedingte Gesundheitsgefahren vermieden werden können.

Der Unternehmer kann bei Beachtung der in den BG-Regeln enthaltenen Empfehlungen davon ausgehen, dass er die in Unfallverhütungsvorschriften geforderten Schutzziele erreicht. Andere Lösungen sind möglich, wenn Sicherheit und Gesundheitsschutz in gleicher Weise gewährleistet sind. Sind zur Konkretisierung staatlicher Arbeitsschutzvorschriften von den dafür eingerichteten Ausschüssen technische Regeln erarbeitet worden, sind diese vorrangig zu beachten.

Auf Grund des Harmonisierungsprozesses durch europäische Richtlinien und Normen sowie der Weiterentwicklung der Technik wurden die EX-RL grundlegend überarbeitet und erweitert. Im Zuge der Neuordnung des berufsgenossenschaftlichen Regelwerkes wurde die Bezeichnung Explosionsschutz-Richtlinien bereits vor fünf Jahren in Explosionsschutz-Regeln umgewandelt. Weiterhin wurde die Nummerierung der EX-RL von ZH1/10 in BGR 104 geändert.

Die Regelungen der EX-RL, die sich auf die Beschaffenheit von Anlagen, Geräten, Ausrüstungen und Schutzeinrichtungen beziehen, gelten nicht für Geräte und Schutzsysteme, die auf der Grundlage der Explosionsschutzverordnung ( 11.GSGV) in Verkehr gebracht werden, sofern das Inverkehrbringen nicht auf § 7 Abs. 1 dieser Verordnung (Übergangsbestimmungen) beruht.

Ergänzender Bestandteil der Regeln ist die Beispielsammlung. Sie soll als Entscheidungshilfe bei der Beurteilung der Explosionsgefahr und der Auswahl der notwendigen Schutzmaßnahmen dienen. Um zu verdeutlichen, dass die Beispielsammlung nur als Orientierungshilfe angesehen werden sollte, ist sie dem Regeltext im Gründruck (alt) bzw. Blaudruck (neu) beigefügt.

In der Bilddarstellung "Explosionsgefahr erkennen und verhindern" ist der gedankliche Duktus des Entscheidungsprozesses, der heute vom Praktiker in Fragen des Explosionsschutzes vollzogen werden soll, graphisch in anschaulicher Weise zusammengefasst.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass diese Regeln durch die Anlagen 1, 2 und 3 ergänzt sind. In Anlage 1 werden Hinweise auf weiterführende Literaturquellen gegeben. Anlage 2 enthält einen Auszug aus der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur ElexV vom 27. Februar 1980. Anlage 3 beinhaltet die durch anerkannte nationale Prüfstellen auf Funktionsfähigkeit geprüften ortsfesten und nicht ortsfesten Gaswarngeräte.

A. Geltungsbereich

1 Die Regeln für das Vermeiden der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung gelten für die Beurteilung der Explosionsgefahren beim Umgang mit Stoffen, die gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können, sowie für die Auswahl und Durchführung von Schutzmaßnahmen zum Vermeiden dieser Gefahren.

Zum Umgang gehören Herstellung, Bearbeitung, Verarbeitung, Vernichtung, Lagerung, Bereitstellung und Umschlag sowie Beförderung mit Fahrzeugen, in Rohrleitungen oder mit anderen Hilfsmitteln.

2 Für eine Beurteilung der Maßnahmen zum Vermeiden von Gefahren durch explosionsfähige Gemische unter anderen als atmosphärischen Bedingungen (erhöhter Druck, erhöhte Temperatur) oder mit anderem Reaktionspartner als Luft (vgl. D1.2) sowie durch chemisch instabile Stoffe sind diese Regeln allein nicht ausreichend. Vergleiche hierzu z.B. Acetylen-Verordnung - AcetV ¹⁾, Sprengstoffgesetze ²⁾.

3 Vorschriften sowie zugehörige Technische Regeln oder Durchführungsanweisungen zum Explosionsschutz bleiben unberührt.

Hierzu gehören beispielsweise Betriebssicherheitsverordnung ( BetrSichV)⁵¹, Unfallverhütungsvorschriften "Druck- und Papierverarbeitung (VBG 7i)", "Kälteanlagen, Wärmepumpen und Kühleinrichtungen (BGV D4), (GUV 2.5)", "Verarbeiten von Beschichtungsstoffen (BGV D25), (GUV 9.10)", "Anlagen für Gase der öffentlichen Gasversorgung (BGV C6)", "Gase (BGV B6), (GUV 9.9)".

Für Abweichungen von Technischen Regeln und Durchführungsanweisungen können diese Regeln (einschließlich Beispielsammlung) als Entscheidungshilfe hinzugezogen werden.

B. Begriffsbestimmungen

Im Sinne dieser BG-Regel werden folgende Begriffe bestimmt:

1 Brennbarer Stoff ist ein Stoff in Form von Gas, Dampf, Flüssigkeit, Feststoff oder Gemischen davon, der bei Entzündung eine exotherme Reaktion mit Luft eingehen kann (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

2 Detonation ist eine Explosion, die sich mit Überschallgeschwindigkeit fortpflanzt, gekennzeichnet durch eine Stoßwelle (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

Bemerkung: Untere und obere Detonationsgrenze ist der untere bzw. obere Grenzwert der Konzentration eines brennbaren Stoffes in einem Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben, in dem sich in einem unendlich langen glatten Rohr eine stabile Detonation auch bei starker Zündung gerade nicht mehr fortpflanzen kann. Die Detonationsgrenzen liegen innerhalb des Explosionsbereiches.

3 Dichte eines Stoffes ist der Quotient aus seiner Masse und seinem Volumen. Die Dichte ist, besonders bei Gasen und Dämpfen, eine Funktion des Druckes und der Temperatur (vgl. D2.2a). Bei abgelagerten Stäuben hängt die Dichte u.a. auch von der Art der Schüttung und der Korngröße ab.

4 Dichteverhältnis (für Gase und Dämpfe) gibt die Dichte des betreffenden Stoffes im dampf- oder gasförmigen Zustand bezogen auf Luft (Luft = 1) des gleichen Zustandes an (vgl. D2.2a).

5 Diffusionskoeffizient, hier bezogen auf das Diffundieren von Gasen und Dämpfen in Luft, ist als Proportionalitätsfaktor im Fick'schen Gesetz ein Maß für die Geschwindigkeit des Mischvorganges infolge Konzentrationsunterschieden unter Ausschluss von Luftströmungen (Diffusion ist der am langsamsten ablaufende Mischvorgang; vgl. D2.2a).

6 Explosion ist eine plötzliche Oxidations- oder Zerfallsreaktion mit Anstieg der Temperatur, des Druckes oder beider gleichzeitig (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

7 Explosionsbereich ist der Bereich der Konzentration eines brennbaren Stoffes in Luft, in dem eine Explosion auftreten kann (gemäß DIN EN 1127-1)¹²⁾ (vgl. D2.1a).

8 Explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, in dem sich der Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt (gemäß BetrSichV) ⁵¹⁾

Bemerkung: Als atmosphärische Bedingungen gelten hier Gesamtdrücke von 0,8 bar bis 1,1 bar und Gemischtemperaturen von - 20 °C bis + 60 °C.

9 Explosionsfähiges Gemisch (Oberbegriff) ist ein Gemisch von Gasen oder Dämpfen untereinander oder mit Nebeln oder Stäuben, in dem sich nach erfolgter Entzündung eine Reaktion selbstständig fortpflanzt.

10 Explosionsgefährdeter Bereich ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Ein Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre nicht in einer solchen Menge zu erwarten ist, dass besondere Schutzmaßnahmen erforderlich werden, gilt nicht als explosionsgefährdeter Bereich (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

11 Explosionsgrenzen sind Grenzen des Explosionsbereiches. Untere Explosionsgrenze (UEG) und obere Explosionsgrenze (OEG) ist der untere bzw. obere Grenzwert der Konzentration eines brennbaren Stoffes in einem Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben, in dem sich nach dem Zünden eine von der Zündquelle unabhängige Flamme gerade nicht mehr selbstständig fortpflanzen kann (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

12 Explosionspunkte: Unterer Explosionspunkt bzw. oberer Explosionspunkt einer brennbaren Flüssigkeit ist die Temperatur, bei der die Konzentration des gesättigten Dampfes im Gemisch mit Luft die untere bzw. obere Explosionsgrenze erreicht. Bei reinen Stoffen und azeotropen Gemischen lassen sich mit Hilfe der Explosionspunkte und der Dampfdruckkurve die Explosionsgrenzen bestimmen (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

13 Explosionsschutz umfaßt alle Maßnahmen zum Schutz vor Gefahren durch Explosionen (vgl. Abschnitt C Ziffer 4).

14 Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen eine Flüssigkeit brennbares Gas oder brennbaren Dampf in solcher Menge abgibt, dass bei Kontakt mit einer wirksamen Zündquelle sofort eine Flamme auftritt (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

Bemerkung: Der Flammpunkt gestattet, brennbare Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Neigung, explosionsfähige Dampf/Luft-Gemische zu bilden, in Gruppen einzuteilen; vgl. VbF sowie die einschlägigen Transportvorschriften. Der Flammpunkt, bestimmt in einem Gerät mit geschlossenem Tiegel, liegt in der Regel nur wenige Grad Celsius (vgl. D2.1b, E1.2.1) über dem unteren Explosionspunkt. Dagegen liegt der in einem Gerät mit offenem Tiegel bestimmte Flammpunkt häufig weit über dem unteren Explosionspunkt, weil sich über der Flüssigkeitsoberfläche ein gesättigtes Dampf/Luft-Gemisch nicht einstellen kann. Deshalb beziehen sich in diesen Regeln sämtliche Flammpunktangaben auf Flammpunkte, die in Geräten mit geschlossenem Tiegel gemessen werden.

15 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist eine explosionsfähige Atmosphäre, die in einer solchen Menge (gefahrdrohende Menge) auftritt, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung des Schutzes von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer oder Anderer erforderlich werden (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

Bemerkung: Für gefährliche explosionsfähige Atmosphäre wird die Abkürzung g.e.A. verwendet.

16 Gerätegruppen

16.1 Gerätegruppe I gilt für Geräte zur Verwendung in Untertagebetrieben von Bergwerken sowie deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können (gemäß RL 94/9/EG). ¹⁷⁾

16.2 Gerätegruppe II gilt für Geräte zur Verwendung in den übrigen Bereichen, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können. Die Gerätegruppe II wird in Abhängigkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre im vorgesehenen Einsatzbereich in drei Kategorien unterteilt.

17 Glimmtemperatur: siehe Nr. 23.

18 Hybrides Gemisch ist ein Gemisch von Luft und brennbaren Stoffen in unterschiedlichen Aggregatzuständen (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²

Bemerkung: Beispiele für hybride Gemische sind Gemische aus Methan, Kohlenstaub und Luft oder Gemische aus Benzindampf und Benzintröpfchen mit Luft (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²

19 Gerätekategorien beschreiben den Schutzumfang und den Einsatzbereich von Geräten (gemäß RL 94/9/EG). ¹⁷

19.1 Kategorie 1 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein sehr hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Geräte dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von Luft und Gasen, Dämpfen oder Nebeln oder aus Staub/Luft-Gemischen besteht, ständig oder langzeitig oder häufig vorhanden ist.

Geräte dieser Kategorie müssen selbst bei selten auftretenden Gerätestörungen das erforderliche Maß an Sicherheit gewährleisten und weisen daher Explosionsschutzmaßnahmen auf, so dass

• beim Versagen einer apparativen Schutzmaßnahme mindestens eine zweite unabhängige apparative Schutzmaßnahme die erforderliche Sicherheit gewährleistet bzw.
• beim Auftreten von zwei unabhängigen Fehlern die erforderliche Sicherheit gewährleistet wird.

19.2 Kategorie 2 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Geräte dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre aus Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Staub/Luft-Gemischen gelegentlich auftritt.

Die apparativen Explosionsschutzmaßnahmen dieser Kategorie gewährleisten selbst bei häufigen Gerätestörungen oder Fehlerzuständen, die üblicherweise zu erwarten sind, das erforderliche Maß an Sicherheit.

19.3 Kategorie 3 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein Normalmaß an Sicherheit gewährleisten.

Geräte dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe, Nebel oder aufgewirbelten Staub auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraums.

Geräte dieser Kategorie gewährleisten beim Normalbetrieb das erforderliche Maß an Sicherheit.

Bemerkung: Zusammenhang zwischen Kategorie und Zonen siehe Tabelle E2.1.

20 Maximaler Explosionsdruck (p_max) ist der unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte maximale Druck, der in einem geschlossenen Behälter bei der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre auftritt (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

21 Maximaler zeitlicher Druckanstieg ((dp/dt)_max) ist der unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte höchste zeitliche Druckanstieg in einem geschlossenen Behälter, der bei der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre auftritt (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

Bemerkung: Da dieser Wert vom Behältervolumen abhängt (kubisches Gesetz), sind Angaben für die maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit ohne gleichzeitige Volumenangabe für explosionstechnische Betrachtungen nicht ausreichen. ³⁷⁾

22 Mindestzündenergie (MZE) ist die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte, kleinste in einem Kondensator gespeicherte elektrische Energie, die bei Entladung ausreicht, das zündwilligste Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre zu entzünden (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

Bemerkung: Zwischen der Mindestzündenergie und der flammendurchschlagsicheren Spaltweite besteht ein funktioneller Zusammenhang.

23 Mindestzündtemperatur einer Staubschicht ist die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der eine Staubschicht entzündet wird (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

Bemerkung: Die Mindestzündtemperatur einer Staubschicht von 5 mm Dicke wird auch als Glimmtemperatur bezeichnet.

24 Mindestzündtemperatur einer Staubwolke ist die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der sich das zündwillige Gemisch des Staubes mit Luft entzündet (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

25 Mindestzündtemperatur explosionsfähiger Atmosphäre ist die Zündtemperatur eines brennbaren Gases oder des Dampfes einer brennbaren Flüssigkeit oder Mindestzündtemperatur einer Staubwolke, jeweils unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

26 Normalbetrieb ist der Zustand, in dem die Geräte, Schutzsysteme und Komponenten ihre vorgesehene Funktion innerhalb ihrer Auslegungsparameter erfüllen. Die Freisetzung geringer Mengen brennbarer Stoffe kann zum Normalbetrieb gehören, z.B. die geringe Freisetzung von Stoffen aus Dichtungen, deren Wirkungen auf der Benetzung durch die geförderte Flüssigkeit beruht. Störungen (z.B. Versagen von Dichtungen, von Pumpen oder Flanschen oder die Freisetzung von Stoffen infolge von Unfällen), die Instandsetzung oder Abschaltung erfordern, werden nicht als Normalbetrieb angesehen (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

27 Normspaltweite (NSW) ist die größte Spaltweite zwischen den beiden Teilen der Innenkammer einer Prüfanordnung, die unter vorgeschriebenen Bedingungen bei Entzündung des im Innern befindlichen Gasgemisches verhindert, dass das außen befindliche Gasgemisch durch einen 25 mm langen Spalt hindurch gezündet wird, und zwar für alle Konzentrationen des geprüften Gases oder Dampfes in Luft. Die Normspaltweite ist eine Eigenschaft des jeweiligen Gasgemisches. ¹²⁾

Bemerkung:Zwischen der Normspaltweite und der Mindestzündenergie besteht ein funktionaler Zusammenhang.

28 Sattdampfdruck ist der Dampfdruck eines Stoffes im Gleichgewicht mit seiner flüssigen (oder festen) Phase. Er hängt allein von der Temperatur ab und beschreibt die Dampfdruckkurve des Stoffes.

29 Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) ist die maximale Sauerstoffkonzentration in einem Gemisch eines brennbaren Stoffes mit Luft und inertem Gas, in dem eine Explosion nicht auftritt, bestimmt unter festgelegten Versuchsbedingungen (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

30 Schwelpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der ein Staub brennbare dampf- oder gasförmige Produkte ("Schwelgas") in solchen Mengen entwickelt, dass diese im Luftraum oberhalb der Schüttung durch eine kleine Flamme entzündet werden können.

31 Selbstentzündung einer Staubschüttung ist die Entzündung von Stäuben, die dadurch hervorgerufen wird, dass die Wärmeproduktionsrate der Oxidations- oder Zersetzungsreaktion der Stäube größer ist als die Wärmeverlustrate an die Umgebung (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

32 Sicherheitstechnische Kenngrößen sind quantitative Aussagen über Stoffeigenschaften, die für die Beurteilung von Explosionsgefahren und für die Festlegung von Schutzmaßnahmen maßgebend sind und in der Regel vor der benutzten Messmethode abhängen. ^{4) 5)}

Sicherheitstechnische Kenngrößen sind z.B.

• Untere und obere Explosionsgrenze
• Flammpunkt
• Zündtemperatur/Mindestzündtemperatur
• Maximaler Explosionsdruck

33 Verdunstungszahl ist das Verhältnis aus den nach DIN 53170 gemessenen Verdunstungszeiten für die zu prüfende Flüssigkeit und für Diethylether als Vergleichsflüssigkeit.

34 Zoneneinteilung: Explosionsgefährdete Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen unterteilt.

34.1 Für Bereiche, die durch brennbare Gase, Dämpfe oder Nebel explosionsgefährdet sind, gilt (gemäß BetrSichV) ⁵¹⁾

Bemerkung: Der Bergriff "häufig" ist im Sinne von "zeitlich überwiegend" zu verwenden.

Bemerkung: Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

34.2 Für Bereiche, die durch brennbare Stäube explosionsgefährdet sind, gilt (gemäß BetrSichV) ⁵¹⁾:

34.3 Für medizinisch genutzte Räume gilt (gemäß MPBBetreibV) ⁷⁾:

Medizinische Geräte zur bestimmungsgemäßen Verwendung in medizinischen Bereichen sind vom Anwendungsbereich der RL 94/9/EG ausgenommen. Damit sind medizinische Geräte keine überwachungsbedürftigen Anlagen im Sinne des § 1 Abs. 2 Nr. 3 BetrSichV Werden Medizinprodukte als Arbeitsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen vom Arbeitgeber bereitgestellt und von Beschäftigten benutzt, sind die Bestimmungen des Zweiten Abschnitts der BetrSichV, insbesondere Anhang 4, (Anlage 2 der EX-RL),anzuwenden.

35 Zündtemperatur (eines brennbaren Gases oder einer brennbaren Flüssigkeit) ist die unter vorgeschriebenen Versuchbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der die Entzündung eines brennbaren Stoffes als Gas/Luft- oder Dampf/Luft-Gemisch eintritt (gemäß DIN EN 1127-1). ¹²⁾

C Anwendung der Regeln

Die folgenden Überlegungen sind bereits bei der Planung vor Errichtung neuer bzw. vor Änderung bestehender Anlagen anzustellen. Hierbei sind nicht nur der Normalbetrieb, der auch An- und Abfahren der Anlage, Reinigen, Umrüsten, Wartung und Reparatur umfasst, sondern auch die evtl. technischen Störungen sowie menschliches Fehlverhalten zu berücksichtigen.

1. An erster Stelle ist nach Abschnitt D zu prüfen, ob brennbare feste, flüssige, gasförmige oder staubförmige Stoffe betriebsmäßig vorhanden sind oder unter den in Betracht zu ziehenden Betriebszuständen gebildet werden können.
2. Ist dies der Fall, muss gemäß Abschnitt D ferner festgestellt werden, ob nach Art des Auftretens dieser brennbaren Stoffe überhaupt mit der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist.
3. Sodann ist nach Abschnitt D zu beurteilen, ob die zu erwartenden Mengen explosionsfähiger Atmosphäre auf Grund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse gefahrdrohend sind. Ist diese Voraussetzung erfüllt, sind Schutzmaßnahmen zu treffen.
   Kann nach den Bestimmungen des § 16 der Gefahrstoffverordnung die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären nicht sicher verhindert werden, hat der Arbeitgeber zu beurteilen:
   1. die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären,
   2. die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins, der Aktivierung und des Wirksamwerdens von Zündquellen einschließlich elektrostatischer Entladungen und
   3. das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen von Explosionen. ⁵¹⁾
4. Die Maßnahmen des Explosionsschutzes sind in diesen Regeln aufgeteilt in:
   1. Maßnahmen, welche eine Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken (Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre, vgl. E1),
   2. Maßnahmen, welche die Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern (Vermeiden wirksamer Zündquellen, vgl. E2),
   3. Maßnahmen, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken (Konstruktiver Explosionsschutz, vgl. E3).
5. In der Regel ist den Maßnahmen nach 4. a) sicherheitstechnisch Vorrang zu geben. Es ist deshalb zunächst zu überlegen, ob und wie weit diese Maßnahmen sinnvoll angewendet werden können. Führt diese Überlegung nicht zu einer befriedigenden Lösung, so sind nach sachkundigem Ermessen Maßnahmen nach 4. b) und bzw. oder 4. c) oder gegebenenfalls geeignete Kombinationen von Maßnahmen nach a), b) und c) anzuwenden. Für die Festlegung von Maßnahmen nach 4.b) sind die explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen gemäß Abschnitt E2.1 einzuteilen. ⁵¹⁾

D Beurteilung der Explosionsgefahr

D1 Grundlagen

Eine Beurteilung, ob Explosionsgefahr herrscht, d. h. die Klärung der Frage, ob gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, muss sich auf den Einzelfall beziehen.

Explosionsgefahren können beim Umgang mit brennbaren (exotherm oxidier baren) Stoffen auftreten, wenn diese Stoffe in feiner Verteilung (Dispersionsgrad) als Gase, Dämpfe, Nebel (Flüssigkeitströpfchen bzw. Aerosole) oder Stäube (Feststoffteilchen) vorliegen, ihre Konzentration im Gemisch mit Luft innerhalb bestimmter Grenzen liegt (Explosionsgrenzen) und die Gemischmenge gefahrdrohend ist (gefährliche explosionsfähige Atmosphäre). Zur Einleitung einer Explosion muss eine wirksame Zündquelle vorhanden sein.

Bei Explosionen treten Flammen, hohe Temperaturen und vielfach auch hohe Drücke bzw. Druckanstiegsgeschwindigkeiten auf. Hierbei können Personen verletzt, Gebäude oder Anlageteile zerstört sowie weitere brennbare Stoffe entzündet werden (Folgebrände). ⁷⁴⁾

Explosionen mit gefährlichen Auswirkungen können auftreten, wenn die folgenden vier Voraussetzungen gleichzeitig erfüllt sind:

• Hoher Dispersionsgrad der brennbaren Stoffe ( D1.1)
• Konzentration der brennbaren Stoffe in Luft innerhalb ihrer Explosionsgrenzen ( D1.2)
• Gefahrdrohende Menge explosionsfähiger Atmosphäre ( D1.3)
• Wirksame Zündquelle ( D1.4)

D1.1 Dispersionsgrad

Der Dispersionsgrad von Nebeln oder Stäuben kann für das Zustandekommen einer Explosion bereits ausreichend sein, wenn die Tröpfchen- bzw. Teilchengröße bei 1 mm liegt. Zahlreiche praktisch vorkommende Nebel, Aerosole und Stäube haben Teilchengrößen zwischen 0,1 und 0,001 mm. Bei Stoffen in gas- oder dampfförmigem Zustand ist ein ausreichender Dispersionsgrad naturgemäß gegeben.

D1.2 Explosionsgrenzen

Wenn die Konzentration des ausreichend dispergierten brennbaren Stoffes in Luft einen Mindestwert (untere Explosionsgrenze) überschreitet, ist eine Explosion möglich. Eine solche kommt nicht mehr zustande, wenn die Konzentration einen maximalen Wert (obere Explosionsgrenze) überschritten hat.

Unter anderen als atmosphärischen Bedingungen ändern sich die Explosionsgrenzen. Der Konzentrationsbereich zwischen den Explosionsgrenzen erweitert sich z.B. in der Regel mit steigendem Druck und steigender Temperatur des Gemisches. Die oberen Explosionsgrenzen liegen bei Gemischen mit Sauerstoff wesentlich höher als bei Gemischen mit Luft, bei einigen chemisch instabilen Stoffen liegt unter bestimmten Bedingungen (z.B. Acetylen und Ethylenoxid) keine obere Explosionsgrenze vor. Solche Stoffe können durch Entzünden auch ohne Anwesenheit von Luft oder Sauerstoff zu exothermen Reaktionen angeregt werden (siehe hierzu A2 und E2.3.13).

Über einer brennbaren Flüssigkeit kann sich explosionsfähige Atmosphäre nur bilden, wenn die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche einen Mindestwert überschreitet (vgl. D2.1).

Für Stäube haben die Explosionsgrenzen nicht die gleiche Bedeutung wie für Gase und Dämpfe. ³⁷⁾ Die Staubkonzentration kann durch Aufwirbeln von Ablagerungen oder durch Absetzen von aufgewirbeltem Staub stark verändert werden. Es ist z.B. möglich, dass durch Aufwirbeln von Staub explosionsfähige Atmosphäre entsteht. Andererseits kann durch Absetzen eines Teiles des aufgewirbelten Staubes, dessen Konzentration zunächst oberhalb der oberen Explosionsgrenze lag, ebenfalls eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen. So ist in Gegenwart abgelagerter brennbarer Stäube stets mit Explosionsgefahr zu rechnen.

D1.3 Gefahrdrohende Menge

Bereits 10 Liter explosionsfähige Atmosphäre als zusammenhängende Menge müssen in geschlossenen Räumen unabhängig von der Raumgröße in der Regel als gefahrdrohend angesehen werden. Einzelheiten siehe Abschnitt D2.3.

D1.4 Wirksame Zündquelle^{112) 113)}

Zündquellen werden in ihrer Wirkung häufig unterschätzt oder nicht erkannt. Ihre Wirksamkeit, d. h. die Fähigkeit explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden, hängt u. a. von der Energie der Zündquelle und von den Eigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre ab. Eine große Anzahl verschiedener, auch nichtelektrischer Zündquellen wird im Abschnitt E2.3 beschrieben. Unter anderen als atmosphärischen Bedingungen ändern sich die für die Entzündung maßgebenden Eigenschaften der explosionsfähigen Gemische, z.B. wird die Mindestzündenergie von Gemischen mit erhöhtem Sauerstoffgehalt um Zehnerpotenzen verringert. ⁵⁹⁾

weiter .