Arbeitsschutzmaßnahmen und Wirksamkeitskontrolle

Zur Verhinderung von Ereignissen finden in Betrieben Maßnahmen des primären, sekundären, tertiären und quartären Explosionsschutzes Anwendung.

Primärer Explosionsschutz

Hierunter fallen alle Maßnahmen, die den Explosivstoff direkt betreffen und dessen Empfindlichkeit gegen äußere Beanspruchung oder dessen Wirkung verringern oder ausschließen, z. B. durch Inertisierung oder Phlegmatisierung. Die Bedeutung dieser Schutzmaßnahme ist in der Explosivstoffindustrie eingeschränkt, da eine bestimmungsgemäße Wirkung der Explosivstoffe gewollt ist. Der primäre Explosionsschutz wird deshalb auch nicht näher betrachtet.

Sekundärer Explosionsschutz

Dem sekundären Explosionsschutz sind alle Maßnahmen zuzurechnen, die zur Verringerung der Beanspruchung des Explosivstoffs führen. Derartige Maßnahmen sind bei allen Arten des Umgangs zu treffen, insbesondere aber bei der Herstellung, Be- und Verarbeitung der Explosivstoffe. Arbeitsmaschinen müssen deshalb so beschaffen und aufgestellt sein, dass Explosivstoffe durch Wärme, Reibung, Schlag, Druckerhöhung oder elektrostatische Aufladung nicht entzündet werden. Insbesondere müssen/dürfen

• Werkstoffe verwendet werden, die zu keiner gefährlichen Funkenbildung neigen,
• keine Stoffe mit den Werkstoffen in Berührung gebracht werden, die zu chemischen Reaktionen führen können; zu diesen Stoffen zählen neben den Explosivstoffen z. B. auch Säuren, Vorprodukte, Zuschlagstoffe, Abfallprodukte im Verfahrensgang,
• Verschluss- und Befestigungsmittel z. B. Schrauben, Keile, Muttern, an äußeren und inneren beweglichen Teilen der Arbeitsmaschinen gegen Lockern gesichert sein,
• selbsttätig wirkende Vorrichtungen vorhanden sein, die bei erhöhtem Widerstand oder Hemmungen die Maschinen sofort stillsetzen,
• Lager und sonstige sich reibende Maschinenteile, Oberflächen von Trögen und dergleichen leicht zu reinigen sein,
• Hohlwellen und sonstige unzugängliche Räume vermieden oder das Eindringen von Explosivstoffen verhindert werden,
• Dichtungsstoffe, Filtermaterialien, Schmieröle so beschaffen sein, dass sie Explosivstoffe nicht in gefährlicher Weise aufnehmen oder mit ihnen reagieren,
• Explosivstoffablagerungen leicht erkennbar sein,
• zündfähige elektrostatische Aufladungen verhindert werden oder es müssen Einrichtungen zum Ableiten dieser Aufladungen vorhanden sein,
• zur Abwendung gefährlicher Betriebszustände Grenzwerte durch entsprechende Regel- oder Steuereinrichtungen eingehalten werden,
• die festgelegten stoff- und verfahrensspezifischen Höchsttemperaturen bei der Verwendung von Wärmeträgern zum Beheizen von Explosivstoff kontrolliert werden,
• Knet-, Misch- und Mengmaschinen sowie Zentrifugen für Explosivstoffe so eingerichtet sein, dass bei einer Entzündung des Inhalts eine Druckentlastung schon bei möglichst niedrigem Druck eintritt,
• heiße Oberflächen von Verfahrenseinrichtungen oder ihren Zu- und Abführungsleitungen so ausgerüstet oder verlegt werden, dass Explosivstoffe nicht unzulässig erwärmt werden,
• Können die Anforderungen nicht eingehalten werden, müssen die Arbeitsmaschinen so eingerichtet sein, dass sie "unter Sicherheit" betrieben werden können

Tertiärer Explosionsschutz

Der tertiäre Explosionsschutz betrifft die Umgebung von Explosivstoffen. Die Bauweisen der Räume und Gebäude sowie die Ausführung der wichtigsten Bauteile sind so zu gestalten, dass sie den Anforderungen spezieller Vorschriften entsprechen. Die wichtigsten Elemente des baulichen Explosionsschutzes werden nachfolgend beschrieben.

Einräumige Gebäude mit Explosions- oder Brandgefahr

• einräumige Gebäude in leichter Bauart
  Als Baustoffe dürfen nur verwendet werden: Leichtbeton, Holz, Pressplatten, Strohpressplatten, Gipsplatten, Gasbetonplatten, Folien und andere Baustoffe, die bei einer Explosion im Gebäude keine schwereren Wurfstücke bilden als die genannten Baustoffe.
• einräumige Gebäude in Ausblasebauart mit leichter Dachausführung
  Die Gebäude müssen eine oder zwei Ausblasewände sowie ein leichtes Dach haben. Die übrigen Wände müssen abhängig von der Belegungsart mit Explosivstoff so gestaltet sein, dass in Verbindung mit den Sicherheitsabständen der Schutz von Personen gewährleistet ist.
• einräumige Gebäude in Ausblasebauart mit schwerer Dachausführung
  Die Gebäude müssen eine oder zwei Ausblasewände und ein schweres Dach haben. Die übrigen Wände müssen abhängig von der Belegungsart mit Explosivstoff so gestaltet sein, dass in Verbindung mit den Sicherheitsabständen der Schutz von Personen gewährleistet ist. Das schwere Dach muss abhängig von der Belegungsart mit Explosivstoff so gestaltet sein, dass die Umgebung weder durch Feuer oder Flammenwirkung noch durch schwere Wurfstücke gefährdet ist. Das Dach muss zur Ausblasefläche um mindestens 15° ansteigen. Ausgenommen hiervon ist die Belegung mit sich detonativ umsetzenden Explosivstoffen.
• einräumige Gebäude in erdüberdeckter Bauart
  Die Gebäude in erdüberdeckter Bauart sind mit Ausnahme des Zugangs oder der Ausblasefläche mit Erdreich einzudecken. Das Schüttgut darf keine größeren Steine (über Faustgröße) enthalten und muss über der Decke mindestens 60 cm hoch sein. Die Böschungen müssen dem natürlichen Böschungswinkel des Schüttguts entsprechen. An Zugängen oder Ausblaseflächen sind Flügelwände zu errichten.
• einräumige Gebäude mit Brandgefahr
  Einräumige Gebäude mit Brandgefahr müssen bis auf die Ausblaseflächen mindestens der Feuerwiderstandsklasse F 30 entsprechen.
  Alle Bauteile mit Ausnahme der Ausblaseflächen müssen den Beanspruchungen von innen standhalten. Dacheindeckungen müssen gegen Flugfeuer und strahlende Wärme widerstandsfähig sein.

Mehrräumige Gebäude mit Explosions- oder Brandgefahr

Werden die vorstehend beschriebenen Gebäude mit mehreren Räumen ausgeführt, müssen die Trennwände zwischen den Räumen abhängig von

• den auszuführenden Tätigkeiten,
• den Explosivstoffarten, -massen und Wirkungen und
• der Anwesenheit von Beschäftigten

so ausgeführt sein, dass sie im Falle eines Ereignisses die Übertragung auf die Nachbarräume verhindern. Werden in den einzelnen Räumen Tätigkeiten ausgeführt, für die in den speziellen Vorschriften Einzelgebäude gefordert werden oder die "unter Sicherheit" durchzuführen sind, sind die Trennwände als Widerstandswände auszuführen oder Pufferräumen einzurichten.

Bauteile

Widerstandswände

Die Standfestigkeit von Widerstandswänden ist entsprechend der im Fall einer Explosion zu erwartender Belastung zu gewährleisten. Bei der Auslegung der Widerstandswände ist nur die Explosivstoffmasse zugrunde zu legen, die gleichzeitig zur Explosion kommen kann. Die Standfestigkeit ist unter Annahme der ungünstigsten dynamischen Belastungen zu berechnen.

Verschlüsse von Durchreicheöffnungen und Türen in Widerstandswänden müssen genügend widerstandsfähig und so ausgeführt sein, dass sie bei einer Explosion im Raum nicht durch die Öffnung gedrückt werden können. Durchreicheöffnungen müssen zwangsweise verschließbar eingerichtet sein.
Betriebsbedingte Durchbrüche in Widerstandswänden (z. B. Kabelschächte) müssen so verschlossen sein, dass die Schutzwirkung der Widerstandswände erhalten bleibt.

Ausblaseflächen

Für die Ausblaseflächen sind Materialien zu verwenden, die keine schweren Wurfstücke bilden können. In Gebäuden und Räumen mit Explosivstoff sind genügend große Ausblaseflächen, z. B. Ausblasewände, Fensterflächen, Abzugsöffnungen, vorzusehen, damit kein gefährlicher Druckaufbau bei der deflagrativen Umsetzung des Explosivstoffs auftreten kann.

Fenster

Fenster, die der Sonnenseite zugekehrt sind, sind mit Blendschutz zu versehen, wenn nach Art der Explosivstoffe durch Sonneneinstrahlung eine zusätzliche Gefahr entsteht.
Fenster, an denen sich Explosivstoffe absetzen können, sind so auszuführen, dass Stahl nicht auf Stahl reibt oder schlägt.

Splitter von Glasfenstern können zu gefährlichen Verletzungen führen. Es ist deshalb zweckmäßig, Glasfenster auf die unbedingt notwendige Anzahl und Größe zu beschränken. Als Verglasung haben sich z. B. Folien, Scheiben aus Kunststoff, Doppelverglasung aus Verbund-Sicherheitsglas (6 mm) und Polycarbonat- Scheiben (5 mm) mit einem an der Fensterlaibung angebrachten Fangstab bewährt.

Fußböden

In Räumen mit solchen Explosivstoffen, die durch elektrostatischen Ladungsausgleich gezündet werden können, muss der Fußboden ausreichend leitfähig sein. Der Fußboden in Räumen mit offenem Explosivstoff muss eine undurchlässige, ebene und fugenlose Oberfläche haben.

Schutzwälle

Schutzwälle müssen den Dachfirst des zugeordneten Gebäudes um mindestens 1,00 m überragen; die Kronenbreite muss mindestens 0,50 m betragen. Der Abstand des Schutzwalls von der Außenwand des Gebäudes darf im Regelfall 2,00 m sein, um den Zugang zum Gebäude und die Instandhaltung von Gebäude und Schutzwall zu gewährleisten.

Erdschutzwände, Schutzmauern, sonstige Schutzwände

Erdschutzwände müssen mindestens 1,00 m dick und so hoch wie Schutzwälle sein. Das Erdreich ist durch Schalen abzustützen. Schutzmauern und sonstige Schutzwände müssen die gleiche Schutzwirkung wie Schutzwälle haben. Sie sind sicher im Erdreich zu verankern.

Einrichtungen

Raumheizung

Die Oberflächentemperatur von Heizkörpern und -leitungen darf einen Höchstwert von 120 °C nicht überschreiten. In Räumen mit Warmluftheizung ist Kondensation gefährlicher Dämpfe zu verhindern, indem diese mit einem ausreichenden Anteil vorgewärmter Frischluft betrieben werden. Die Heizkörper müssen eine glatte Oberfläche haben und sich allseitig reinigen lassen. Heizkörper dürfen nicht an Ausblaseflächen angebracht sein.

Elektrische Anlagen und ihre Betriebsmittel

Elektrische Anlagen und ihre Betriebsmittel in Räumen mit Explosivstoff müssen den allgemein anerkannten Regeln der Elektrotechnik entsprechen. Neben den allgemeinen Bestimmungen ist insbesondere die DIN V VDE V 0166 "Errichten elektrischer Anlagen in Bereichen, die durch Stoffe mit explosiven Eigenschaften gefährdet sind" zu berücksichtigen.

Blitzschutz

Es muss für einen ausreichenden Blitzschutz gesorgt sein.

Lüftungen

Es muss eine ausreichende Belüftung der Räumlichkeiten vorhanden sein. Dabei müssen die Anlagen so beschaffen sein, dass Stäube oder Dämpfe der Explosivstoffe nicht in die Motoren gelangen können. Die auftretenden Temperaturen der Lüftungsanlagen müssen unterhalb der Entzündungs-, bzw. Zersetzungstemperatur liegen. Es dürfen sich in den Rohrleitungen keine gefährlichen Ablagerungen bilden, außerdem sollten alle Rohrleitungen möglichst gradlinig geführt werden.

Fahrzeuge

Beim Umgang mit Explosivstoffen dürfen nur geschützte oder explosivstoffgeschützte Fahrzeuge verwendet werden. Hierbei gilt neben der allgemeinen Vorschrift auch insbesondere die DGUV Regel 113-006 "Einsatz von Fahrzeugen in Explosivstoffbetrieben".

Quartärer Explosionsschutz

Einhaltung von Schutz- und Sicherheitsabständen

Die Schutzmaßnahmen betreffen die Einhaltung von gesetzlich vorgegebenen Schutz- und Sicherheitsabständen zwischen möglichen Donatoren und Akzeptoren. Der quartäre Explosionsschutz ist ein defensives Schutzprinzip oder Vorsorgeprinzip für den mit absoluter Sicherheit nicht auszuschließenden Fall einer ungewollten Explosivstoffumsetzung zur Minimierung der Explosionswirkungen.

Die Beachtung der massenbezogenen Schutzabstände gewährleistet den gesetzlichen Schutz der Öffentlichkeit. Die Beachtung der massenbezogenen, von der jeweiligen Bauweise der Einzelanlagen abhängigenSicherheitsabstände gewährleistet den gesetzlichen Schutz der innerbetrieblichen Anlagen und der Beschäftigten.

Schutzabstände

Gebäude und Plätze mit Explosivstoff müssen zu Wohnbereichen und Verkehrswegen in Abhängigkeit von der

• Lager-/Gefahrgruppe und
• Nettoexplosivstoffmasse (NEM)

einen ausreichenden Schutzabstand einhalten.

Schutzabstände der Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/ Gefahrgruppe 1.1

• zu Wohnbereichen sind nach der Formel E = 22 x M^{1/3 *)} zu berechnen. Wenn eine zusätzliche Gefährdung durch schwere Sprengstücke gegeben ist, ist jedoch ein Mindestabstand von 275 m einzuhalten.
• zu Verkehrswegen sind nach der Formel E = 15 x M^{1/3 *)} zu berechnen. Wenn eine zusätzliche Gefährdung durch schwere Sprengstücke gegeben ist, ist jedoch ein Mindestabstand von 180 m einzuhalten.

Schutzabstände der gefährlichen Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/Gefahrgruppe 1.2

• zu Wohnbereichen sind nach der Formel E = 58 x M^{1/6 *)} zu berechnen. Wenn eine zusätzliche Gefährdung durch schwere Sprengstücke gegeben ist, ist der Schutzabstand nach der Formel E = 76 x M^{1/6 *)} zu berechnen. In jedem Fall ist ein Mindestabstand von 90 m bzw. 135 m einzuhalten.
• zu Verkehrswegen sind nach der Formel E = 39 x M^{1/6 *)} zu berechnen. Wenn eine zusätzliche Gefährdung durch schwere Sprengstücke gegeben ist, ist der Schutzabstand nach der Formel E = 51 x M^{1/6 *)} zu berechnen. In jedem Fall ist ein Mindestabstand von 60 m bzw. 90 m einzuhalten.

Schutzabstände der Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/ Gefahrgruppe 1.3

• zu Wohnbereichen sind nach der Formel E = 6,4 x M^{1/3 *)} zu berechnen. In jedem Fall ist ein Mindestabstand von 60 m einzuhalten.
• zu außerbetrieblichen Verkehrswegen sind nach der Formel E = 4,3 x M^{1/3 *)} zu berechnen. In jedem Fall ist ein Mindestabstand von 40 m einzuhalten.

Schutzabstände der Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/ Gefahrgruppe 1.4

Für Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/Gefahrgruppe 1.4 ist bei einer Nettoexplosivstoffmasse (NEM) über 100 kg ein Schutzabstand zu Wohnbereichen und zu außerbetrieblichen Verkehrswegen, unabhängig von der NEM, von mindestens 25 m einzuhalten.

Sicherheitsabstände

Die Gebäude und Plätze mit Explosivstoff müssen in Abhängigkeit von der

• Gefahrgruppe,
• Nettoexplosivstoffmasse (NEM),
• Lage, Anordnung und Bauart sowie
• Nutzungsart

zu anderen Gebäuden und Plätzen mit Explosivstoff oder mit ständigen Arbeitsplätzen einen ausreichenden Sicherheitsabstand einhalten.

• Die Sicherheitsabstände der Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Lager-/ Gefahrgruppen 1.1 und 1.3 sind nach der Formel E = k x M^{1/3 *)} zu berechnen.
• Die k-Werte sind den einschlägigen Vorschriften zu entnehmen.
• Für Gebäude mit Explosivstoffen der Lager-/Gefahrgruppe 1.2 sind Mindestabstände einzuhalten. Die Mindestabstände sind den einschlägigen Vorschriften zu entnehmen.
• Die Sicherheitsabstände der Gebäude und Plätze mit Explosivstoffen der Gefahrgruppe 1.4 betragen mindestens 10 m.
  Spreng- und Brandplätze müssen zu Wohnbereichen, außerbetrieblichen Verkehrswegen und Betriebsgebäuden in Abhängigkeit von ihrer Nettoexplosivstoffmasse (NEM) und Bauart einen ausreichenden Schutz- und Sicherheitsabstand einhalten. Die Schutz- und Sicherheitsabstände für Spreng- und Brandplätze sind nach der Formel E = k x M^{1/3 *)} zu berechnen. Die k-Werte sind den einschlägigen Vorschriften (u. a. DGUV Regel 113-003) zu entnehmen.

Brandschutzbereiche

In einem Abstand von 25 m vom Explosivstoff dürfen keine brennbaren Materialien und keine anderen Gefahrstoffe mit den Gefahrenpiktogrammen GHS02 und GHS03 gelagert werden. Die Brandschutzbereiche müssen entsprechend gekennzeichnet werden. Innerhalb der Brandschutzbereiche darf nicht geraucht werden sowie kein offenes Licht und kein offenes Feuer verwendet werden.

^* E: kürzester Abstand zwischen Gebäuden/Plätzen in Metern, k: Konstante, die von den Gefahrgruppen, den Bauarten, den Schutzeinrichtungen und der Nutzung des Donators und des Akzeptors abhängig ist, M: anzurechnende Nettoexplosivstoffmasse (NEM) in Kilogramm

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