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8.3.1 Entstehen einer Explosion – Scheuermann
Scheuermann, Praxishandbuch Brandschutz, 2016
Autor: Dyrba
Titel: Praxishandbuch Brandschutz
Herausgeber: Scheuermann
Auflage: 2016
Autor: Dyrba
Abschnitt: 8 Explosionsschutz → 8.3 Explosionsgefahren
 

8.3.1 Entstehen einer Explosion

Bei gleichzeitigem und -räumigem Vorhandensein von Brennstoff, Sauerstoff und einer wirksamen Zündquelle kann das Entstehen einer Explosion nicht ausgeschlossen werden.

Explosion

Explosionen sind sehr schnell verlaufende exotherme chemische Reaktionen in explosionsfähiger Atmosphäre bzw. in explosionsfähigen Gemischen. Bei der Explosion können hohe Flammenausbreitungsgeschwindigkeiten auftreten. Es werden gleichzeitig erhebliche Gas- und Wärmemengen freigesetzt, so dass hohe Druckanstiege entstehen. Von der Definition einer Explosion als selbstständige Flammenfortpflanzung her sind auch solche Reaktionen von Brenngas-Luft-Gemischen in geschlossenen Behältern als Explosion anzusehen, die bei einem sehr geringen zeitlichen Druckanstieg nur eine schwache Druckäußerung zeigen. Es hat sich eingebürgert, in solchen Fällen den Begriff Verpuffung zu gebrauchen. Andererseits wurde der Autor schon oft in Unternehmen zur Aufklärung der Ursachen einer so genannten Verpuffung gerufen, wobei die Anlage erhebliche Zerstörungswirkungen, verursacht durch eine klassische Explosion, aufwies. Eine mögliche Charakterisierung nach Druckerhöhung und Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit wird landläufig wie folgt vorgenommen:

Tab. 1: Charakterisierung nach Druckerhöhung und Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit

Verbrennungsart

Druckerhöhung

Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit

Aufflammung

0

bar

< 1

m/s

Verpuffung

< 1

bar

> 10

m/s

Explosion

< 10

bar

< 330

m/s

Detonation

> 10

bar

> 330

m/s

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Anhaltswerte für Schadenswirkungen bei Explosionen enthält nachfolgende Tabelle 2.

Tab. 2: Anhaltswerte für Schadenswirkungen bei Explosionen

Druck in bar

Beschädigung bzw. Zerstörung von

0,001 bis 0,07

Glasscheiben

0,01 bis 0,1

Fensterrahmen, Türen, leichte Dächer und Zwischenwände

0,1 bis 0,2

Holzkonstruktionen, Backstein bauten

0,3 bis 0,4

menschliches Trommelfell

0,5 bis 0,6

mehrgeschossige Gebäude

0,7

Stahlbetonwände

1,0 bis 3,0

menschliche Lunge

3,0 bis 10,0

schwere Backsteinbauten, Stahlkonstruktion

Explosionsgefährdeter Bereich

Der explosionsgefährdete Bereich ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. 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 andere erforderlich werden. Bereits 10 1 explosionsfähige Atmosphäre als zusammenhängende Menge müssen in geschlossenen Räumen unabhängig von der Raumgröße in der Regel als gefahrdrohend angesehen werden. Auch kleinere Mengen können bereits gefahrdrohend sein, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe von Beschäftigten befinden. Ein Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre nicht in einer solchen Menge zu erwarten ist, dass besondere Schutzmaßnahmen erforderlich werden, gilt nicht als explosionsgefährdeter Bereich. Eine Zoneneinteilung ist dann nicht erforderlich. Explosionsgefährdete Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen unterteilt.

Gasexplosionen

Gasexplosionen können sich z.B. ereignen:

  • in der Umgebung von Entnahmestellen aus Druckgasbehältern

  • im Innern von Apparaturen, Behältern und Rohrleitungen

  • beim Abfüllen von brennbaren Flüssigkeiten

  • in der Umgebung von Probenahme- und Messeinrichtungen

  • in und um Messeinrichtungen

  • in Lägern

  • beim Betreiben von Technikumsanlagen

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Staubexplosionen

Staubexplosionen können sich z.B. ereignen beim:

  • Absaugen und Fördern von Staub in Filteranlagen

  • Lagern von Staub in Siloanlagen

  • Mahlen, Trocknen, Mischen und Fördern von Staub

  • Sprühtrocknen von organischen Produkten

  • Trocknen und Granulieren in Wirbelschichtapparaturen

  • Schleifen von Metallen

  • Herstellen und Verarbeiten von Metallpulvern

Explosionsfähige Atmosphäre

Explosionsfähige Atmosphäre ist praktisch in allen Industriebereichen vorhanden. Aufgrund der Reichhaltigkeit können hier nur einige Beispiele aufgeführt werden:

  • Nahrungsmittelindustrie (in Form von Mischpulver, Mehl oder Zucker)

  • Futtermittelindustrie (in Form von Getreide oder Mais)

  • Chemie (bei der Herstellung von Kunststoffen oder Waschmitteln)

  • Pharmazie (bei der Herstellung von Medikamenten)

  • Automobilindustrie (beim Schleifen von Aluminium)

  • Holzindustrie (beim Herstellen von Spanplatten)

  • Herstellung oder Verfeuerung von Kohlestaub

  • Biogasanlagen

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