Hoe bepalen we de gevarenzone bij kunstmatige plaatselijke ventilatie bij gasexplosiegevaar?

Gevarenbronnen
Een gevarenzone wordt bepaald door de aanwezigheid van een gevarenbron. Een gevarenbron is hier een plaats waar gas, damp, nevel of vloeistof kan vrijkomen en die een explosieve atmosfeer kan vormen. Er zijn 4 soorten gevarenbronnen:

  • Een continue gevarenbron: geeft in principe een zone 0 (een plaats waar vrijwel continu een brandbare atmosfeer aanwezig is).
  • Een primaire gevarenbron: geeft in principe een zone 1 (een plaats waar regelmatig een brandbare atmosfeer aanwezig is).
  • Een secundaire gevarenbron: geeft in principe een zone 2 (een plaats waar zelden een brandbare atmosfeer aanwezig is).
  • Geen gevarenbron: geeft geen gevarenzone, Niet Gevaarlijk Gebied (een plaats waar vrijwel nooit een brandbare atmosfeer aanwezig is).

Kunstmatige plaatselijke ventilatie
Deze vorm van ventilatie kenmerkt zich door afzuiging aan de bron. Helaas geeft de NPR 7910-1 geen definitie wat nu precies als plaatselijk moet worden beschouwd. Plaatselijke ventilatie moet echter worden beschouwd als een lokale- of bronafzuiging.

Volgens de NPR 7910-1 is kunstmatige plaatselijke ventilatie:

3.16.5.2: luchtverversing ter plaatse van en specifiek voor een bepaalde gevarenbron, zoals de luchtverversing in een apparaat-omkasting of een puntafzuiging en waarbij de ventilatiecapaciteit zo groot is dat de concentratie van de brandbare gassen in de luchtafvoer 10 % van de onderste explosiegrens (LEL) niet kan overschrijden

Deze vorm van afzuiging is ook erg belangrijk als het gaat om de gezondheid van personen die worden blootgesteld aan schadelijke gassen of dampen. In sommige situaties is een ruimte bijvoorbeeld toch al als een zone 1 geclassificeerd, dan nog kan een plaatselijke afzuiging noodzakelijk zijn, om de blootstelling aan schadelijke stoffen te voorkomen.

Handelingen met open vaten of IBC (intermediate bulk containers) dienen bijna altijd met plaatselijke afzuiging te worden gedaan. Immers een open vat of IBC is een continue gevarenbron en dit zou standaard een zone 0 veroorzaken met een zonering rondom de bron of zelfs de gehele ruimte. Veel apparatuur is niet geschikt voor een zone 0, door plaatselijke afzuiging toe te passen, kunnen continue bronnen, zogenaamde verwaarloosbare zone’s 0 gaan worden met een zone 1 of 2 of NGG (afhankelijk van de beschikbaarheid) in de omgeving.

In het kader van de NPR 7910-1 dient kunstmatige plaatselijke ventilatie altijd aan een paar voorwaarden te voldoen, die we eerst hieronder opsommen:

  1. De ventilatie dient te worden bewaakt door flowdetectie of drukverschil-meting. Bij het uitvallen van de ventilatie dient er een alarm te worden gegeven en afhankelijk van de beschikbaarheid dient een tweede ventilator automatisch te worden gestart. Na het alarm dient de ventilatie zo snel mogelijk te worden herstart.
  2. De ventilatiecapaciteit dient voldoende te zijn, om de uit de gevarenbron uittredende brandbare stof onmiddellijk te verdunnen tot beneden de LEL. Hierdoor is het gebied waarin zich een explosief mengsel bevindt, verwaarloosbaar klein. Indien de ventilatie is uitgevallen ontstaat er een explosief mengsel. De beschikbaarheid van de ventilatie is dan ook van invloed op de uiteindelijke zonering.
  3. De ventilatie dient gunstig te zijn aangebracht, zodat de uittredende dampen en gassen goed worden afgezogen. Doorgaans wordt er gebruik gemaakt van afzuigtrechters.

In tabel 7 van de NPR 7910-1 komen 3 verschillende vormen van beschikbaarheid tegen:

  • voldoende beschikbaarheid: de ventilatie is slechts zelden en gedurende een korte periode buiten bedrijf. Tijdens uitval van de ventilatie behoren passende maatregelen te worden getroffen.
  • goede beschikbaarheid: bij uitval van de ventilator start een tweede ventilator automatisch op
  • goede beschikbaarheid met absolute waarborgen: er is een noodstroomvoorziening beschikbaar die bij het onderbreken (of wegvallen) van het openbare net automatisch wordt ingeschakeld. Er is tevens een tweede ventilator beschikbaar, die bij uitval van de eerste automatisch opstart.

Het belang van de beschikbaarheid komt tot uiting in de klasse en de afmetingen van de gevarenzones. Zie hiervoor de ventilatietabel.

ventilatietabel gebaseerd op NPR 7910-1_2021
Ventilatietabel gebaseerd op NPR 7910-1_2021
  1. Continue bron = zone 0, primaire bron = zone 1, secundaire bron = zone 2.
  2. r1 = 1 m bij een lekdebiet tot 1 gram/s, r1 = 7 m bij een lekdebiet van 1 – 10 gram/s, r1 = anders bepaald bij een lekdebiet > 10 gram/s. (LET OP!: lekdebieten gaat over gram/s damp of gas). In bijlage B van de NPR 7910-1 staan voorbeelden van lekdebieten. Hieruit valt op te merken dat de meeste lekdebieten kleiner dan 1 g/s zijn. Dus afmetingen van zones worden veelal bepaald met r1 = 1 m. Afhankelijk van de dichtheid van het gas, ontstaat het hoedjesmodel, bol-model of paddenstoelmodel.
  3. Beperkte ventilatie is natuurlijke trek. De capaciteit kan worden ingeschat door met een luchtsnelheid van 0,1 m/s door openingen te rekenen.
  4. De ventilatievoud moet niet al te klein worden, anders moet deze situatie worden beschouwd als geen ventilatie.
  5. De ventilatievoud moet minimaal 4x per uur de inhoud van de ruimte verversen en ook de bron tot 10% LEL of 25% LEL verdunnen.
  6. De afmetingen van de verwaarloosbare zone dienen zelf geïnterpreteerd te worden. Voor verwaarloosbaar kan een afmeting van 50 cm worden gehanteerd. De genoemde afmeting van 50 cm is een indicatie (staat niet in de NPR 7910-1). Het is de bedoeling dat in de verwaarloosbare zone geen ontstekingsbronnen overeenkomstig de zone aanwezig zijn.
  7. De afmeting van de zone kan worden beperkt tot een zoneafmeting van r1 = 1 m, 7 m of anders bepaald, als er ook sprake is van beperkte ventilatie met voldoende capaciteit of kunstmatige ruimtelijke ventilatie met voldoende capaciteit en goede beschikbaarheid.

Berekenen van de juiste capaciteit van de kunstmatige plaatselijke ventilatie
De capaciteit van de kunstmatige plaatselijke ventilatie dient zodanig te zijn dat de concentratie in de luchtafvoer niet groter kan worden dan 10% van de LEL. Deze capaciteit kan worden berekend met de volgende formules:

berekening ventilatiecapaciteit
Berekening ventilatiecapaciteit
omrekenen van gram naar m3
Omrekenen van gram naar m3

Lekdebiet
Een lastige factor om te bepalen is het zogenaamde lekdebiet. Tijdens het vullen van een IBC of een drum hebben we te maken met de vulsnelheid waarmee het vat wordt gevuld en de verdamping van de vloeistof. In de praktijk worden al gauw lekdebieten bereikt van 0,5 – 1 gram / seconde. Om dit op 10% LEL te verdunnen in het luchtkanaal is er vaak een forse capaciteit noodzakelijk.


Uitvoering van de lokale afzuiging belangrijk
De uitvoering van de lokale afzuiging is erg belangrijk. Om te komen tot verwaarloosbare zones en zones die zich alleen uitstrekken in het afzuiggebied, dient de ventilatie goed te worden geplaatst en met voldoende capaciteit te worden uitgevoerd. Tevens dient er ook beperkte ventilatie met voldoende capaciteit of kunstmatige ruimtelijke ventilatie met voldoende capaciteit en goede beschikbaarheid aanwezig te zijn.

Een open vat met bijvoorbeeld benzine, zoals getekend in het voorbeeld is een zeer ongewenste situatie. Uiteraard dient eerst geprobeerd te worden of het mogelijk is om dergelijke grote openingen te kunnen voorkomen.

plaatselijke-afzuiging-bij-vat
Plaatselijke afzuiging bij vat

Stel dat we een plaatselijke afzuiging hebben gemaakt, met voldoende beschikbaarheid en voldoende capaciteit. Wat wordt nu de zonering?

Eerst kijken we naar de gevarenbron. Een open vat een continue gevarenbron. Volgens tabel 7 van de NPR 7910-1 geeft dit een verwaarloosbare zone 0 en een zone 1 in de ruimte.
De afmeting van de zone kan worden beperkt tot een zoneafmeting van r1 = 1 m, 7 m of anders bepaald, als er in de ruimte ook sprake is van beperkte ventilatie met voldoende capaciteit of kunstmatige ruimtelijke ventilatie met voldoende capaciteit en goede beschikbaarheid.

In de praktijk zijn er vrijwel altijd ook primaire en secundaire bronnen aanwezig, door bijvoorbeeld het plaatsen van pompen, aankoppelen van slangen, etc. Deze primaire of secundaire gevarenbronnen worden geventileerd door de ruimtelijke ventilatie. Doorgaans is de omgeving van dit soort situaties dus ook een zone 1.


Cursus ATEX Zonering (Ex 002)
Tijdens de ATEX cursus Ex 002 behandelen we via een stappenplan hoe de gevarenzones voor gas en voor stof kunnen worden bepaald. Het resultaat van de zonering wordt in een formaat gegeven, zodat het onderdeel kan uitmaken van een explosieveiligheidsdocument. Waar nodig maken we ook uitstapjes naar andere methoden voor het bepalen van gevarenzones.