Zündbereich

Gemische aus brennbaren Gasen, Dämpfen oder Stäuben mit Sauerstoff oder Luft sind innerhalb bestimmter Mischungsverhältnisse explosionsfähig. Es gibt deshalb für diese explosionsfähigen Gemische eine obere Explosionsgrenze (OEG) und eine untere Explosionsgrenze (UEG). In der Vergangenheit wurden die Explosionsgrenzen fälschlicherweise auch als Zündgrenzen bezeichnet.

Die Explosionsgrenzen sind temperatur- und druckabhängig. Bei Stäuben hat zusätzlich auch die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des Feststoffs einen Einfluss auf die Explosionsgrenzen.

Man bezeichnet den Bereich unterhalb der unteren Explosionsgrenze auch als mageres Gemisch und den Bereich oberhalb der oberen Explosionsgrenze als fettes Gemisch. Dabei kann ein fettes Gemisch unter weiterer Luftzufuhr verbrennen, es kommt jedoch zu keiner Explosion. Ein mageres Gemisch kann jedoch nicht zünden.

Wenn eine Gaskonzentration innerhalb der Explosionsgrenzen auftritt, wird dieses als explosionsfähige Atmosphäre bezeichnet. Sie stellt somit eine Mischung eines brennbaren Gases mit Sauerstoff oder Luft dar.

Die Konzentration des brennbaren Gases oder Dampfes wird (nicht nur bei den Explosionsgrenzen) in Vol.-%, Mol-% oder g/m³ angegeben, wobei für ideale Gase die folgende Beziehung gilt:

1 Vol.-% = 1 Mol-% = 10.000 ppm

Die jeweiligen Werte gehören zu den sicherheitstechnischen Kennzahlen und können entweder den Sicherheitsdatenblättern der einzelnen Stoffe entnommen werden, oder sie müssen in Standardwerken oder Datenbanken recherchiert werden. Diese Kennzahlen werden an standardisierten Apparaturen ermittelt. Die Explosionsgrenzen sind wie praktisch alle Sicherheitstechnischen Kenngrößen von der Bestimmungsapparatur abhängig. Von den genormten Bedingungen abweichende Betriebsbedingungen führen dazu, dass die in Tabellenwerken aufgeführten 'Explosionsgrenzen keine Gültigkeit mehr besitzen.

Anmerkungen zur Praxis

Bei der Betrachtung der Explosionsgrenzen für die Ausnutzung der Bereiche, in denen keine Explosion stattfinden kann, ist große Vorsicht angebracht. Insbesondere beim Arbeiten oberhalb der oberen Explosionsgrenze ist zu beachten, dass zum Erreichen der unteren Explosionsgrenze der explosionsfähige Bereich durchfahren werden muss. Da in jeder Umgebung normalerweise eine Luftatmosphäre vorliegt, muss beim Befüllen des betrachteten Raumes die Luft durch das gewählte Medium ersetzt werden, wodurch zunächst die untere und dann die obere Explosionsgrenze überschritten wird. Umgangen werden kann dieses Problem jedoch mittels der vorherigen Verdrängung der Luftatmosphäre durch ein Inertgas.

Für die Sicherheit der Arbeit von Einsatzkräften insbesondere der Feuerwehren sowie des Katastrophen- und Zivilschutzes ist daher meist nur die Untere Explosionsgrenze (UEG) maßgebend. Die Arbeit oberhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG) ist zwar theoretisch gefahrlos möglich, aber aus praktischen Erwägungen irrelevant. Ein Grund kann die Atemluftversorgung sein, weil z.B. Sauerstoffmangel oder auch toxische Wirkungen auftreten können, die allerdings mit einer separaten Atemluftzufuhr behoben werden könnten. Weiterhin kann sich die Konzentration durch Zufuhr von Luft und die daraus resultierende Durchmischung wieder unter die OEG bewegen, womit sie wieder zündfähig wäre. Die Konzentration kann in Bezug auf Explosionsgrenzen mit einem Gaskonzentrationsmessgerät überprüft werden. Bei Explosimetern, wie sie von Einsatzkräften verwendet werden, wird nur die untere Explosionsgrenze angezeigt.

Siehe auch

• Explosionsschutz