Einführung

In diesem Abschnitt werden Gefährdungen durch Explosionen gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären betrachtet. Dabei handelt es sich um stark exotherme chemische Reaktionen von brennbaren Stoff-(Luft-)Sauerstoff-Gemischen unter atmosphärischen Druck-Temperatur-Bedingungen - ausgelöst durch das Wirksamwerden einer Zündquelle. Brände sind häufig eine solche Zündquelle.

Umgekehrt lösen Explosionen oftmals einen Brand aus. Deshalb müssen Brand- und Explosionsgefährdungen systematisch betrachtet werden.

Hinweis:

Hinsichtlich der Gefährdungen durch Explosionen von Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen siehe Abschnitt "Explosivstoffe".

Art der Gefährdungen und deren Wirkungen

Explosionen gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären verursachen oft sehr schwere Personen- und Sachschäden.

Explosionswirkungen

Die Gefährdungen ergeben sich im Wesentlichen durch Flammenwirkungen (zum Beispiel Hitze), Druckwirkungen und Sichtbehinderungen (Rauchentwicklung) sowie gegebenenfalls toxische Wirkungen, welche die Atemluft so belasten, dass oft innerhalb weniger Minuten der Tod eintritt (zum Beispiel durch Monoxide).

Die Gefährdungen können sowohl Beschäftigte und gegebenenfalls Dritte an den Arbeitsplätzen, als auch Dritte in der Umgebung der Arbeitsstätte (Nachbarschaft: andere Betriebe, öffentliche Einrichtungen, Anwohner) betreffen.

Grenzwerte, Beurteilungskriterien

Explosionsvoraussetzungen

Voraussetzung für die Explosion gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre ist das Vorhandensein eines brennbaren Stoffes und Luft (Luftsauerstoff als Oxidationsmittel) in einer gefährlichen explosionsfähigen Mischung (Gas-, Dampf-, Nebel- oder Staub-Luft-Gemische) sowie einer wirksamen Zündquelle.

Mit einer unmittelbaren Explosionsgefährdung ist zu rechnen, wenn brennbare Gase, Flüssigkeiten oder Stäube freigesetzt werden oder entstehen können und mit Luft eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden und das mögliche Auftreten einer wirksamen Zündquelle nicht sicher verhindert wird.

Brennbare Flüssigkeiten bilden dann eine explosionsfähige Atmosphäre, wenn deren Dämpfe und Nebel sich in Luft entsprechend ausbreiten. Bei der Beurteilung ihrer Entstehung und Ausbreitung sind die örtlichen und betrieblichen Verhältnisse (zum Beispiel Temperaturen) zu beachten.

Explosionsgefahren beurteilen

Bei der Beurteilung der Explosionsgefahren durch brennbare Stäube sollte man Abfallstäube besonders betrachten, weil Abfallstäube hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Menge sowie Korngrößen mitunter erheblich differieren können.

Brennbare Stäube können als abgelagerte Stäube oder im aufgewirbelten Zustand vorliegen. Zu berücksichtigen ist, dass aufgewirbelter Staub unter bestimmten Umständen sedimentieren und somit zu Staubablagerungen unterschiedlicher Schichten-Zusammensetzung führen kann, und dass mit dem Aufwirbeln des abgelagerten Staubes zu rechnen ist. Für abgelagerte beziehungsweise aufgewirbelte Stäube gibt es unterschiedliche sicherheitstechnische Kenngrößen (zum Beispiel VDI-Richtlinie 2263 Blatt 1).

Kenngrößen und Stoffdaten

Zur Beurteilung der Explosionsgefährdung durch die einzelnen Stoffe ist die Kenntnis der Kenngrößen und Stoffdaten erforderlich. Die Kenngrößen erhält man aus Sicherheitsdatenblättern für Gefahrstoffe und Nachschlage- sowie Tabellenwerken [3], [4], [5], [6].

abbildung 5.2-1: schema zur erkennung möglicher explosionsgefahren und explosionsschutzmaßnahmen.

Abbildung 5.2-1. Schema zur Erkennung möglicher Explosionsgefahren und Explosionsschutzmaßnahmen.

Arbeitsschutzmaßnahmen

Ermittlung und Bewertung von Explosionsgefährdungen

Die Technische Regel für Betriebssicherheit TRBS 1111 "Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung" stellt die grundlegenden Anforderungen an die Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung auch hinsichtlich der Ermittlung und Bewertung von Explosionsgefährdungen.

Die TRBS 1201 "Prüfungen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen" enthält die grundlegenden Informationen und Anforderungen an alle Prüfungen, die im Rahmen der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) durchzuführen sind.

Die TRBS 1201 Teil 1 "Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und Überprüfung von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen" gilt für die Ermittlung und die Durchführung der besonderen Prüfungen zum Explosionsschutz an

überwachungsbedürftigen Anlagen nach § 1 Absatz 2 Nummer 3 BetrSichV,
anderen Arbeitsmitteln sowie Einrichtungen und Verbindungselementen auch außerhalb der explosionsgefährdeten Bereiche, sofern diese den explosionssicheren Betrieb der überwachungsbedürftigen Anlagen beeinflussen.

Bewertung anhand technischer Regeln

Nummer 5 der TRBS 1201 Teil 1 befasst sich mit der Überprüfung der Explosionssicherheit von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen nach Anhang 4, Abschnitt A Nummer 3.8 BetrSichV.

Die TRBS 1203 "Befähigte Personen – Allgemeine Anforderungen" stellt die Anforderungen, die alle befähigten Personen erfüllen müssen, welche die Prüfungen durchführen sollen, die befähigten Personen nach der BetrSichV vorbehalten sind.

Die TRBS 1203 Teil 1 "Befähigte Personen - Besondere Anforderungen - Explosionsgefährdungen" stellt über den allgemeinen Teil deutlich hinausgehende Anforderungen zur Vermeidung der üblicherweise deutlich höheren Explosionsgefährdungen.

Die TRBS 2152/TRGS 720 "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Allgemeines" gilt für die Beurteilung der Explosionsgefährdungen durch Stoffe, die gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können und für die Auswahl und Durchführung geeigneter Schutzmaßnahmen.

Diese Technische Regel gilt nicht für eine Beurteilung der Maßnahmen zum Vermeiden von Gefährdungen durch explosionsfähige Gemische unter anderen als atmosphärischen Bedingungen (erhöhter Druck, erhöhte Temperatur) oder mit anderem Reaktionspartner als Luft sowie Gefährdungen durch chemisch instabile Stoffe. Die einschlägigen Explosionsschutz-Regeln sind mit hilfreichen Bemerkungen und Hinweisen an den erforderlichen Stellen versehen, welche wertvolle zusätzliche Informationen enthalten. Die Hinweise beschreiben besondere Umstände, die der vertieften Behandlung durch den Anwender bedürfen. Die Bemerkungen dienen der näheren Erläuterung eines Sachverhaltes. Die TRBS 2152 stellt zudem grundlegende Begriffsdefinitionen zur Verfügung.

Die TRBS 2152 Teil 1/TRGS 721 "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Beurteilung der Explosionsgefährdung" konkretisiert die Anforderungen an die Beurteilung von Explosionsgefährdungen durch explosionsfähige Atmosphären. Diese TRBS stellt die Grundlagen und die Beurteilungsmaßstäbe zur Verfügung, zu denen insbesondere auch die Berücksichtigung der dezidierten Eigenschaften der Stoffe gehört.

Die TRBS 2152 Teil 2/TRGS 722 "Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre" greift den Ansatz des primären Explosionsschutzes auf, indem sie die Anforderungen zur Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre bereitstellt. Sie gilt sowohl für Arbeitsmittel als auch überwachungsbedürftige Anlagen; auch wenn in dieser Technischen Regel immer Bezug auf Anlagen und Anlagenteile genommen wird, erstreckt sich ihre Anwendung auf Arbeitsmittel und überwachungsbedürftige Anlagen.

Die einschlägige TRBS 2152 Teil 4 "Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken" greift den Ansatz des tertiären Explosionsschutzes auf, indem sie die Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes beschreibt, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken.

Hierzu gehören:

explosionsfeste Bauweise,
Explosionsdruckentlastung,
Explosionsunterdrückung,
explosionstechnische Entkopplung (von Flammen und Druck).

Die Maßnahmen in dieser TRBS gelten hinsichtlich ihrer Anforderungen an die Beschaffenheit nur für Anlagen, Geräte und Ausrüstungen, die nicht Geräte und Schutzsysteme im Sinne der Explosionsschutzverordnung (11. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSGV)) sind.

Sie definiert auch eine Vielzahl von Begriffen, die für den konstruktiven Explosionsschutz relevant sind und stellt die erforderlichen Maßnahmen zur Verfügung.

Vorschriften, Regelwerk, Literatur

Gesetze, Verordnungen

Technische Regelwerke zu den Arbeitsschutzverordnungen

Berufsgenossenschaftliche Vorschriften

BGV A1: Grundsätze der Prävention
BGV B6: Gase
BGV D1: Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren

Weitere Regeln der Technik

BGR 104: Explosionsschutz-Regeln
Beispielsammlung zu den Explosionsschutz-Regeln (Ex-RL) des Fachausschusses Chemie beim Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften
VDI 2263: Richtlinie Staubbrände und Staubexplosionen (Gefahren - Beurteilung - Schutzmaßnahmen, 1992)
VDI 2263 Blatt 1: Ermittlung sicherheitstechnischer Kenngrößen (1990)
VDI 2263 Blatt 2: Inertisierung (1992)
VDI 2263 Blatt 3: Explosionsdruckstoßfeste Behälter und Apparate (1990)
VDI 2263 Blatt 4: Unterdrückung von Staubexplosionen (1992)
VDI 3673: Richtlinie Druckentlastung von Staubexplosionen (2002)

Geltendes EU-Recht

94/9/EWG: Richtlinie zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen
1999/92/EG: Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 über die Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können (ABl. L 23 vom 28.01.2000, S. 57)

Literatur

[1] Fähnrich, R.; Mattes, H.:
Explosionsschutz: Kommentar zur ExVO und BetrSichV
Schmidt Verlag
Berlin, 2004
[2] Bartknecht, W.:
Explosionsschutz: Grundlagen und Anwendung
Axel Springer Verlag
Berlin, 1993
[3] Nabert, K.; Schön, G.:
Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe
Deutscher Eichverlag, Nachdruck
Braunschweig, 1991

Redeker, T.; Schön, G.:
Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe
Deutscher Eichverlag, 6. Nachtrag
Braunschweig, 1990
[4] BIA-Handbuch:
Brenn- und Explosions-Kenngrößen von Stäuben
Sonderdruck der sicherheitstechnischen Informations- und Arbeitsblätter 140 260 - 140 279.
Erich Schmidt Verlag
Bielefeld, 1985
ISBN 3-5030-2030-6
[5] Tabellenbuch brennbarer und gefährlicher Stoffe
Staatsverlag der Deutschen Demokratischen Republik
Berlin, 1979
[6] Brandschutz- und sicherheitstechnische Kennwerte gefährlicher Stoffe
Staatsverlag der Deutschen Demokratischen Republik
Berlin, 1988
ISBN 3-329-00318-9

Internetangebote/Links

Begriffsglossar zu den Regelwerken der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), der Biostoffverordnung (BioStoffV) und der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), Stand April 2009. Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

Textbausteine für Prüflisten und Formblätter

Prüffragen

Sind brennbare Stoffe vorhanden?
Kann durch ausreichende Verteilung in Luft ein explosionsfähiges Gemisch entstehen?
Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre möglich?
Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre völlig verhindert?
Ist die Entzündung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre sicher verhindert?

Festgestellte Gefährdungen/Mängel

Explosionsgefährdungen durch gefährliche explosionsfähige Atmosphäre
Entstehungsbrände/Feuer
Verbrennungen
Sauerstoffmangel
Vergiftungen
Druckgefährdungen
Knalltraumata
Umherfliegende Gegenstände
Übergreifen der Explosion auf andere explosionsgefährdete Bereiche

Maßnahmen

Abschätzung von Quellen und Mengen explosionsfähiger Atmosphäre erforderlich!
Einsatz nicht brennbarer Stoffe
Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich!
Die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre soweit wie möglich einschränken!

Wenn gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorhanden, dann Zoneneinteilung wie folgt vornehmen:


gefährliche explosionsfähige Atmosphäre	ständig, langzeitig oder häufig	gelegentlich	selten und kurzzeitig
durch Gase, Dämpfe, Nebel	Zone 0	Zone 1	Zone 2
durch Stäube	Zone 20	Zone 21	Zone 22

Weitere Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich!


Vermeidung von wirksamen Zündquellen*:
Bei Gasen, Dämpfen, Nebeln und Stäuben	die ständig oder häufig, gelegentlich oder selten auftreten	die ständig oder häufig oder gelegentlich auftreten	die ständig oder häufig auftreten
* in den Zonen 20, 21 und 22 ist auch die Möglichkeit der Entzündung von abgelagertem Staub zu berücksichtigen

Konstruktive Maßnahmen, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken!

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Explosionsfähige Atmosphäre

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