Explosionsfähige Atmosphären

VEXAT - Verordnung explosionsfähige Atmosphären

Explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft oder anderer oxidativer Atmosphäre und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben, in dem sich der Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt.

Häufig wird der Begriff "Explosionsfähige Atmosphäre" mit Explosivstoffen ("Sprengstoffen") gleichgesetzt, das Wirkprinzip ist aber ein anderes. 

Die Verordnung explosionsfähige Atmosphären (VEXAT) beinhaltet Bestimmungen wie ArbeitnehmerInnen vor den Auswirkungen von explosionsfähigen Atmosphären zu schützen sind.

Explosionsschutz ist ein komplexes Thema, da er völlig unterschiedliche Aspekte beinhaltet: das Vermeiden von explosionsfähigen Atmosphären (primärer Explosionsschutz); das Vermeiden von Zündquellen, sowohl elektrischer, physikalischer, mechanischer oder chemischer Art (sekundärer Explosionsschutz); aber auch die konstruktive Minimierung der Wirkung von doch stattfindenden Explosionen (konstruktiver Explosionsschutz). 

Evaluierung und Explosionsschutzdokument

Bei der Beurteilung von Explosionsgefahren durch Arbeitgeberinnen und Arbeitgeber sind die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens von explosionsfähigen Atmosphären und Bereichen sowie die charakteristischen Eigenschaften und Kenndaten der Arbeitsstoffe, die explosionsfähige Atmosphären bilden können, zu ermitteln und zu beurteilen.

Dies beinhaltet gemäß § 4 VEXAT:

  • die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins, der Aktivierung und des Wirksamwerdens von Zündquellen, einschließlich elektrostatischer Entladungen, 
  • das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen und ob Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer betroffen sein können;
  • die Arbeitsmittel sowie deren Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen;
  • die elektrischen Anlagen (Installationen);
  • die baulichen und örtlichen Gegebenheiten;
  • die angewendeten Arbeitsvorgänge und ihre möglichen Wechselwirkungen;
  • die Arbeitskleidung und persönliche Schutzausrüstung;
  • die möglichen Explosionsgefahren bei Normalbetrieb, vorhersehbare Störungen und deren Behebung, Instandhaltung, Reinigung, Prüfung, Befahren von Behältern oder Arbeiten für die eine temporäre Zoneneinstufung oder -umstufung erfolgen muss. 

Auf Grundlage der Evaluierung ist ein Explosionsschutzdokument durch Arbeitgeberinnen und Arbeitgeber zu erstellen und aktuell zu halten. § 5 VEXAT legt die Mindestinhalte des Explosionsschutzdokuments fest. Das Explosionsschutzdokument ist vor Aufnahme der Arbeit zu erstellen, 

Elektrische Anlagen und Gegenstände in explosionsgefährdeten Bereichen

Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen müssen die im Anhang der VEXAT angeführten Anforderungen erfüllen.

Es dürfen nur Arbeitsmittel (z.B. elektrische Geräte), Arbeitskleidung und persönliche Schutzausrüstung verwendet werden, die nach dem Stand der Technik dafür geeignet sind und bestimmungsgemäß verwendet werden.

Zu achten ist auf:

  • die Vermeidung wirksamer Zündquellen,
  • äußere Einflüsse, die den Explosionsschutz beeinträchtigen können
  • die Wirkung von Sicherheits-, Kontroll- und Regeleinrichtungen.

Werden Geräte und Schutzsysteme im Sinne der Explosionsschutzverordnung 1996 verwendet, müssen sie der Gruppe II entsprechen, und zwar

  • in Zone 0: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1G (G für Gase, Dämpfe, Nebel)
  • in Zone 1: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1G oder 2
  • in Zone 2: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1G, 2G oder 3G
  • in Zone 20: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1D (D für Staub/Luft-Gemische)
  • in Zone 21: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1D oder 2D
  • in Zone 22: Geräte und Schutzsysteme der Kategorie 1D, 2D oder 3D.

In medizinisch genutzten Räumen dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nur medizinische elektrische Geräte verwendet werden, die den Anforderungen folgender Klassen im Sinne der ÖVE EN 60601-1 (A1+A2 eingearbeitet) + A12 + A13:1996-03, „Medizinische elektrische Geräte, Allgemeine Festlegungen für die Sicherheit", entsprechen:

in Zone G: der Klasse "APG" (Anästhesiemittel-Prüfung der Klasse G),
in Zone M: der Klasse "APG" (Anästhesiemittel-Prüfung der Klasse G) oder der Klasse "AP" (Anästhesiemittel-Prüfung der Klasse M).

Wenn in medizinisch genutzten Räumen explosionsgefährdete Bereiche durch andere explosionsfähige Atmosphären als durch Anästhesiemittel oder medizinische Hautreinigungs- oder Desinfektionsmittel auftreten, müssen medizinische elektrische Geräte zusätzlich den Anforderungen der Gruppe II nach ExSV 1996 entsprechen.

Arbeitsmittel dürfen nur verwendet werden, wenn sie laut Herstellerangaben für den betreffenden Arbeitsstoff geeignet sind oder wenn

  • die Temperaturklasse des Gerätes oder Schutzsystems die Zündtemperatur der jeweiligen gas-, dampf- oder nebelförmigen explosionsfähigen Atmosphären nicht überschreitet oder
  • zwei Drittel der Zündtemperatur der jeweiligen explosionsfähigen Staubatmosphären nicht überschreitet oder
    für mögliche Staubablagerungen die um 75 °C verminderte Glimmtemperatur des jeweiligen Staubes nicht überschreitet, wobei die Schichtdicken 5 mm nicht überschreiten dürfen; ansonsten ist eine größere Verminderung als 75 °C nach Stand der Technik festzulegen und
  • die Geräteuntergruppe von Geräten oder Schutzsystemen der Zündschutzart „druckfeste Kapselung (d)" oder „Eigensicherheit (i)" so ausgewählt wird, dass je nach Art der Gase und Dämpfe, die die explosionsfähigen Atmosphären bilden können, die zünddurchschlagsichere Normspaltweite oder bei Eigensicherheit der Mindestzündstrom (Stand der Technik) nicht überschritten wird, und
  • in der vorliegenden Zone die Geräte oder Schutzsysteme mit Zündschutzarten ausgestattet sind, die den Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen entsprechen.

Geräte, Schutzsysteme oder medizinische elektrische Geräte, die anders klassifiziert sind, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nur dann verwendet werden, wenn durch eine geeignete, fachkundige Person ( § 7 Abs. 5 VEXAT) schriftlich festgestellt wurde, dass sie eindeutig geeignet und sicher sind.

Geräte, Schutzsysteme oder medizinische elektrische Geräte, die nicht für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen klassifiziert sind oder für die keine eindeutige Eignung für die Zone festgestellt werden konnte, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen dann verwendet werden, wenn die Gefahrenanalyse (§ 9 VEXAT) ergeben hat, dass sie eindeutig geeignet und technisch sicher sind.

§ 15 VEXAT

Elektrische Anlagen und Betriebsmittel, die in explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden, müssen vor der ersten Inbetriebnahme auf ihre Sicherheit überprüft werden; weiters auf ihren ordnungsgemäßen Zustand wiederkehrend:

  • längstens ein Jahr bei außergewöhnlichen Beanspruchung (z.B. mechanische Einwirkung, starke Verschmutzung, Chemikalien, Feuchtigkeit, Kälte, Hitze und in übertägigen Bergbauen;
  • längstens ein Monat in untertägigen Bergbauen;
  • im Übrigen längstens drei Jahre.

Werden Änderungen, Erweiterungen oder Umgestaltungen vorgenommen, die sich auf die Explosionssicherheit auswirken, sind die Prüfungen zu ergänzen.

Prüfungen sind von geeigneten, fachkundigen Personen durchzuführen (Kenntnisse, Berufserfahrung, Gewähr für eine gewissenhafte Erledigung, auch Betriebsangehörige) .

§ 7 VEXAT

Allgemeine Bestimmungen zu elektrischen Anlagen finden sich hier. 

Stand der Technik im Explosionsschutz und Anwendung nach Branche

Im Bereich des Explosionsschutzes gibt es zahlreiche Normen und technische Regeln die den Stand der Technik abbilden.

Von Seiten der Arbeitsinspektion bilden Erlässe und Informationsmaterialen den Stand der Technik ab.

Konstruktiver Explosionsschutz, Schutzsysteme; (Druckentlastung von Staubexplosionen) (PDF, 0,2 MB)

Tischlereien & Holzstaub

Holzstaub bildet immer wieder explosionsfähige Atmosphären und kann daher zu Explosionen und Folgebränden führen.

Wie Filter und Silos für Holzstaub ausgeführt bzw. nachgerüstet werden, um Explosionen zu verhindern, findet sich hier:

Merkblatt Konstruktiver Explosionsschutz bei bestehenden Silos und Filtern für Holzstaub (PDF, 0,2 MB)

Um Explosionsschutzzonen festlegen zu können und geeignete Maßnahmen setzen zu können, bietet die deutsche DGUV Information 209-045 (ehemals BGI 739-2) umfassende Informationen zum Explosionsschutz bei Absauganlagen und Silos für Holzstaub und Späne. Kennzahlen für den Holzstaub können der GESTIS-Staub-Ex Datenbank zu Brenn- und Explosionskenngrößen entnommen werden.

Einige Bereiche in Tischlereien weisen unter Einhaltung der zugehörigen Maßnahmen (Reinigung, Absaugung) keine explosionsfähige Atmosphäre und damit keine Zone auf:

  • Arbeitsräume, Filteraufstellräume und Heizräume - bei regelmäßiger Reinigung
  • Absaugleitungen zwischen Maschinen und Filteranlagen (mit Ausnahme von Breitbandschleifmaschinen oder Maschinen mit hoher Zerspanungsleistung und hohem Staubanfall: dort kann es zu einer Überschreitung der unteren Explosionsgrenze (UEG) in der Absaugrohrleitung kommen).

Im Filter oder auch im Silo bzw. sonstigen Abscheideeinrichtungen kann es aber zum Überschreiten der UEG kommen, daher ist dort von einer explosionsfähigen Atmosphäre auszugehen.

Konkrete Angaben, in welchen Anlagenkomponenten welche Zonen vorzufinden sind, können der DGUV 209-045 entnommen werden.

Vor allem in kleinen und mittleren Betrieben werden Entstauber die für Absaugleistungen bis 8000 m³/h ausgelegt sind, eingesetzt. Wenn diese gemäß ÖNORM EN 16770 „Sicherheit von Holzbearbeitungsmaschinen - Absauganlagen für Holzstaub und Späne für Innenaufstellung - Sicherheitstechnische Anforderungen“ in Verkehr gebracht wurden, stellen diese keine Explosionsgefahr dar.

Industriestaubsauger werden regelmäßig zur Reinigung im Betrieb, aber auch auf Baustellen oder auswärtigen Arbeitsstellen eingesetzt. Je nachdem, ob im Bereich des Einsatzes der Industriestaubsauger eine explosionsfähige Atmosphäre vorliegen kann oder nicht, müssen diese unterschiedliche Anforderungen erfüllen.

Eine Verwendung von Industriestaubsaugern ist in explosionsgefährdeten Bereichen (Zone 22) ohne Explosionsgefahr möglich wenn:

  • diese gemäß ÖVE/ÖNORM 60335-2-69 „Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke –  Teil 2-69: Besondere Anforderungen für Staub- und Wassersauger für den gewerblichen Gebrauch“ entsprechend zündquellenfreier Bauweise Typ 22 bzw. mit EPL Dc oder gemäß OVE EN 62784 Kategorie 3D bzw. mit EPL Dc in Verkehr gebracht wurden,
  • keine Zündquellen eingesaugt werden,
  • Staubsauger nach Beendigung der Arbeit, spätestens bei Schichtende, entleert werden.

Eine Verwendung von Industriestaubsaugern außerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen (keine Zone) ist ohne Explosionsgefahr möglich, wenn der staubbeladene Bereich frei von Zündquellen ist. Dies gilt wenn gemäß Betriebsanleitung/Herstellerangaben das Gerät zum Absaugen brennbarer Stäube geeignet ist oder wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind:

  • elektrostatisch ableitfähiges Saug-Set (< 106 Ω über gesamte Set-Länge)
  • geräteinterne Prallflächen aus nicht funken-reißendem Material
  • Geräte nach ÖVE/ÖNORM EN 60335-2-69:2015-07, Anhang AA, Staubklasse M oder H
  • getrennte Kühl- und Prozessluftführung (Motorkühlung und Absaugluft)
  • Oberflächentemperaturen < 135 °C an Flächen im staubbeladenen Bereich.

Weitere Informationen zu Industriestaubsaugern finden sich z.B. in der DGUV Information 209-084

Antriebsbatterien

Akkumulatoren ("Batterien") bilden beim Laden häufig Wasserstoff, der explosionsfähige Atmosphären bilden kann.

Leitfaden Antriebsbatterien (PDF, 0,6 MB)

KfZ-Lackierereien

Lacke sind brennbare Arbeitsstoffe. Durch die enthaltenen Lösemittel, aber auch durch die Verarbeitung der Lacke (z.B. Spritzlackieren) treten explosionsfähige Atmosphären auf.

Folder Arbeitsstoffe - Explosionsschutz in KFZ-Lackierereien (PDF, 0,2 MB)

Bäckereien

Mehl ist ein brennbarer Arbeitsstoff. Daher können Mehlstäube zur Bildung von explosionsfähigen Atmosphären führen.

Folder Arbeitsstoffe - Explosionsschutz in Bäckereien (PDF, 0,2 MB)

Apotheken

In Apotheken verwendete Lösemittel (z.B. Alkohole) oder pulverförmige Arbeitsstoffe können zu explosionsfähigen Atmosphären führen

Folder Arbeitsstoffe - Explosionsschutz in Apotheken (PDF, 0,2 MB)

Arbeitsgruben und Unterfluranlagen

In Arbeitsgruben und Unterfluranlagen kann eine Explosionsgefahr durch  natürliche Lüftung und Anforderungen an elektrische Betriebsmittel vermeiden werden.

Eine natürliche Lüftung ist gemäß  BGR 157 und BGI 550 zur Vermeidung von Ex-Zonen ausreichend

  • bei nicht abgedeckten Arbeitsgruben im Freien,
  • bei nicht abgedeckten Arbeitsgruben in Bauwerken, wenn das Verhältnis der Länge ihrer Arbeitsöffnungen zu ihrer Tiefe min. 3:1 und ihre Tiefe max. 1,6 m beträgt (bei der Bemessung der Tiefe bleiben Bodenroste unberücksichtigt),
  • bei dicht abgedeckten Arbeitsgruben (z.B. mit Holzbohlen) nach Anstrich 2, wenn an den Enden jeweils eine Gitterrostabdeckung von min. 1 m Länge eingelegt ist, und die Länge der dichten Abdeckung 4 m nicht übersteigt,
  • bei dicht abgedeckten Arbeitsgruben nach Anstrich 2, wenn min. 25 % der abgedeckten Fläche mit Öffnungen versehen ist; die Öffnungen sind gleichmäßig über die gesamte Fläche zu verteilen (z.B. Arbeitsgrube mit Jalousie).

Anforderungen an elektrische Betriebsmittel

Dazu enthält die ÖVE-EN 1, Teil 4 (§ 90) "Elektroinstallationen in Arbeitsgruben und Unterfluranlagen für KFZ, u. a. folgende Bestimmungen:

  • Arbeitsgruben und Unterfluranlagen gelten als feuchte und nasse Räume,
  • Leuchten müssen gegen mechanische Beschädigung geschützt sein. In Arbeitsgruben dürfen keine Schalter angebracht werden. Steckdosen sind nicht tiefer als 0,5 m unter der Oberkante der Grube zu montieren und müssen zumindest IPx4 entsprechen. Es dürfen nur Leuchten angebracht werden, die zumindest in Schutzart IP54 ausgeführt sind.
  • In Unterfluranlagen müssen sich Schalter und Steckdosen mindestens 1 m über dem Boden befinden und mindestens der Schutzart IPx4 entsprechen. Leuchten müssen die Anforderungen nach IP54 erfüllen.

Informationsquellen und Datenbanken

Datenbank Gestis-Staub-Ex

Brennbare Stäube sind auf Grund ihrer Heterogenität im Explosionsschutz eine besondere Herausforderung.

Als Grundlage zum sicheren Handhaben brennbarer Stäube und zum Projektieren von Schutzmaßnahmen gegen Staubexplosionen in stauberzeugenden und -verarbeitenden Anlagen sind in der GESTIS-STAUB-EX Datenbank wichtige Brenn- und Explosionskenngrößen von über 4000 Staubproben aus nahezu allen Branchen zusammengestellt.

Externer Link zur Gestis-Staubdatenbank: http://staubex.ifa.dguv.de/

Merkblatt der AUVA

Das Merkblatt M.plus 301 der AUVA fasst die wesentlichen Bestimmungen im Explosionsschutz zusammen.

Informationen der Deutschen gesetzlichen Unfallverhütung sowie Technische Richtlinien Gefahrstoffe

Auf der Seite der "Berufsgenossenschaft Holz und Metall" findet sich ein Überblick über zahlreiche Fachinformationen zum Explosionsschutz. 

Sonderfälle

In der VEXAT ist die eindeutige Rangordnung des Explosionsschutzes: primärer Explosionsschutz (Vermeiden des Bildens von explosionsfähigen Atmosphären) vor sekundärem Explosionsschutz (Nicht-Wirksam-Werden von Zündquellen) vor konstruktivem Explosionsschutz festgelegt.

Für Silos oder Bunker, die Schüttgüter enthalten, die staubexplosionsfähige Atmosphären bilden können, sind aber jedenfalls konstruktive Maßnahmen vorgeschrieben (§ 20 (2) VEXAT.

In Ausnahmefällen ist ein Abgehen von der Notwendigkeit eines konstruktiven Explosionsschutzes auch in diesen Fällen möglich. Wesentlich hierbei ist das vollständige Betrachten aller Zündquellen - sowie das Sicherstellen zugehöriger Maßnahmen - um das Wirksamwerden von Zündquellen sicher ausschließen zu können.

Für folgende spezifischen Anwendungen wurden als Möglichkeit der Ausnahme vom konstruktiven Explosionsschutz gemäß § 20 (2) VEXAT die konkreten Anforderungen und Vorraussetzungen in Erlässen festgelegt:

  • Mehlsiloanlagen
  • Anlagen für Agrarhandel, Mischfutter- und Mühlenwirtschaft
  • Pelletslager.

Diese Erlässe und die zugrunde liegenden Gutachten können unter II2@bmaw.gv.at angefordert werden.

Letzte Änderung am: 02.08.2022