Die Sicherheit in Industriebetrieben ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere in Bereichen mit potenziell explosiven Atmosphären. EX-Zonen sind spezielle Bereiche, in denen ein erhöhtes Risiko für Explosionen besteht. Der richtige Umgang mit diesen Zonen ist unerlässlich, um Unfälle zu vermeiden und die Sicherheit von Personen und Anlagen zu gewährleisten. In diesem Ratgeber erfahren Sie alles Wichtige über EX-Zonen, ihre Klassifizierung und relevante ATEX-Richtlinien.
Die ATEX-Richtlinien (ATmosphères EXplosibles) sind im europäischen Raum die wichtigsten Vorschriften zum Schutz vor explosionsfähigen Atmosphären. Sie setzen Anforderungen an Materialien, Gerätschaften und Arbeitsverfahren, um die Sicherheit in EX-Zonen zu gewährleisten.
In diesem Ratgeber erfahren Sie alles Wesentliche zu EX-Zonen, deren Klassifizierung sowie den relevanten ATEX-Richtlinien, um den Umgang mit explosionsgefährdeten Bereichen optimal zu gestalten.
Voraussetzungen für Explosionen
Bevor wir uns den EX-Zonen zuwenden, ist es wichtig zu verstehen, welche Voraussetzungen für Explosionen erforderlich sind. Eine Explosion kann nur unter bestimmten Bedingungen eintreten. Folgende Elemente müssen gleichzeitig vorhanden sein:
- Brennbare Stoffe, die mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können
- Luft oder Sauerstoff
- Zündquelle
Eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht, wenn sich Luft oder Sauerstoff mit brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mischt – und das unter normalen atmosphärischen Bedingungen. Wenn ein solches Gemisch gezündet wird, breitet sich die Verbrennung auf das gesamte noch unverbrannte Material aus.
Ein Bereich, der potenziell gefährdet ist, wird als explosionsgefährdet angesehen, wenn dort eine explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Damit es zu einer Explosion kommt, muss die Konzentration des brennbaren Stoffes in der Luft innerhalb bestimmter Werte liegen, die als „Explosionsbereich“ bezeichnet werden. Dieser Bereich variiert stark in Abhängigkeit vom jeweiligen brennbaren Stoff.
Die Grenzen des Explosionsbereichs werden durch die untere Explosionsgrenze und die obere Explosionsgrenze definiert. Eine Explosion kann nur dann erfolgen, wenn die Konzentration des brennbaren Materials innerhalb dieser beiden Grenzwerte liegt. Zum Beispiel kann im Inneren eines teilweise gefüllten Benzintanks eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen, während ein komplett gefüllter Tank kein Risiko darstellt, da hier die obere Konzentrationsgrenze überschritten wird.
In gewerblichen und industriellen Anwendungen können verschiedene Zündquellen auftreten, darunter:
- Heiße Oberflächen: Hierzu zählen beispielsweise Heizkörper, Kochplatten, Heizkessel und überhitzte Maschinenteile.
- Flammen und heiße Gase: Zu den typischen Zündquellen gehören Bunsenbrenner, Kerzen, Zündhölzer und offene Heizsysteme mit Flammen.
- Mechanisch erzeugte Funken: Diese entstehen durch Reibung oder Schlag – beispielsweise wenn ein Hammer auf Metall trifft oder beim Schleifen von Materialien.
- Elektrische Anlagen: Beim Öffnen und Schließen elektrischer Stromkreise, wie etwa bei Elektromotoren, kann es zu Zündquellen kommen.
- Statische Elektrizität: Hierbei handelt es sich um Entladungsfunken, die entstehen, wenn aufgeladene Teile durch Berührung aufgrund unterschiedlicher Spannungsniveaus entladen werden.
Was sind EX-Zonen?
EX-Zonen sind spezifische Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann und die daher besondere Sicherheitsvorkehrungen erfordern. Um den Einsatz elektrischer Geräte in diesen Zonen zu regeln, werden elektrische Betriebsmittel, die für die Verwendung in explosionsgefährdeten Atmosphären konzipiert sind, in zwei Hauptgerätegruppen unterteilt:
- Gruppe I: Diese umfasst elektrische Betriebsmittel, die in unterirdischen Bereichen mit der Gefahr von Grubengasen eingesetzt werden.
- Gruppe II: Diese Gruppe bezieht sich auf elektrische Betriebsmittel, die in allen anderen explosionsgefährdeten Umgebungen verwendet werden. Innerhalb dieser Gruppe gibt es eine weitere Unterteilung in drei Kategorien, die sich nach den spezifischen Gefährdungen richten.
Geräte der Gerätegruppe II sind zusätzlich mit einem Buchstaben, der die Zustandsform der Atmosphäre kennzeichnet, versehen:
- G - für Bereiche, in denen explosionsfähige Gas-, Dampf-, Nebel-, Luft-Gemische vorhanden sind
- D - für Bereiche, in denen Staub mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann
Die Abgrenzung in Gerätegruppen dient der Klassifizierung von elektrischen Betriebsmitteln nach dem Risiko, das von ihnen in explosionsgefährdeten Bereichen ausgeht. Während die Gerätegruppen den Typ und die Sicherheitsvorkehrungen der Geräte definieren, sind EX-Zonen spezifische Bereiche, in denen solche Gefahren auftreten können.
EX-Zonen werden basierend auf der Wahrscheinlichkeit und der Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre klassifiziert, beispielsweise in EX Zone 0, EX Zone 1 und EX Zone 2. Diese Zonen geben detaillierte Auskunft darüber, wie und wo bestimmte Geräte eingesetzt werden dürfen, und spielen somit eine entscheidende Rolle für die Sicherheit im Umgang mit elektrischen Betriebsmitteln in explosiven Umgebungen.
Der wesentliche Unterschied zwischen EX-Bereichen und normalen Bereichen liegt in der Wahrscheinlichkeit der Zündung. In EX-Bereichen besteht ein höheres Risiko, während in normalen Bereichen das Explosionsrisiko nicht besteht oder stark minimiert ist.
Übersicht der verschiedenen EX-Zonen
EX-Zonen werden basierend auf der Wahrscheinlichkeit und der Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre klassifiziert. Die Einteilung erfolgt typischerweise in die folgenden Zonen:
- EX Zone 0: Bereiche, in denen ständig oder über längere Zeit eine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist.
- EX Zone 1: Bereiche, in denen gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre auftritt.
- EX Zone 2: Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre nur selten oder kurzfristig auftritt.
Zusätzlich gibt es die Zonen, die spezifisch für staubbildende Umgebungen bestimmt sind:
- EX Zone 20: Bereiche, in denen ständig oder über längere Zeit eine explosionsfähige Staubatmosphäre vorhanden ist.
- EX Zone 21: Bereiche, in denen gelegentlich eine explosionsfähige Staubatmosphäre auftritt.
- EX Zone 22: Bereiche, in denen eine explosionsfähige Staubatmosphäre nur selten oder kurzfristig auftritt.
Diese Zonen geben detaillierte Auskunft darüber, wie und wo bestimmte Geräte eingesetzt werden dürfen, und spielen somit eine entscheidende Rolle für die Sicherheit im Umgang mit elektrischen Betriebsmitteln in explosiven Umgebungen.
Die Klassifizierung der EX-Zonen ist entscheidend für die Sicherheitssysteme, die in diesen Bereichen eingesetzt werden. Die ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG schreibt vor, dass jeder Betrieb im Rahmen der vorgeschriebenen Gefährdungsbeurteilung ein Explosionsschutzdokument erstellen muss, in dem explosionsgefährdete Bereiche in Zonen eingeteilt werden.
Während EX Zone 0 äußerst strenge Sicherheitsanforderungen stellt, gelten in EX Zone 1 hohe Anforderungen, allerdings etwas weniger intensiv. In EX Zone 2 sind die Anforderungen weniger rigide, da hier das Risiko für eine explosionsfähige Atmosphäre gering ist.
Bei den staubbildenden Zonen ergeben sich ähnliche Regeln: EX Zone 20 und EX Zone 21 erfordern hohe bis moderate Sicherheitsstandards, während in EX Zone 22 weniger strenge Vorgaben gelten, da eine explosionsfähige Staubatmosphäre nur selten vorkommt.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Begriffe „häufig“, „gelegentlich“ und „selten“ keine klaren Definitionen haben. In den einschlägigen Normen fehlen konkrete Zahlenangaben. In Fachkreisen hat sich jedoch Folgendes etabliert:
- „Häufig“ bezieht sich auf mehr als 50 Prozent der Betriebszeit.
- „Gelegentlich“ beschreibt Situationen, die in unregelmäßigen Abständen vorkommen können, wie etwa bei Entlüftungen oder Probeentnahmen, und entspricht meist 1 bis 10 Prozent der Betriebszeit.
In der Praxis sollten Sie im Zweifel die höhere EX-Zone zuweisen.
