In chemischen Anlagen stellen Brände eine besonders große Gefahr dar, da sie nicht nur zu Sachschäden, sondern auch zu schwerwiegenden Umwelt- und Gesundheitsschäden führen können. Laut VdS weisen Chemieanlagen in Deutschland aufgrund der bestehenden Rechtsanforderungen eine sehr hohe Anlagensicherheit auf. Speziell für den Brandschutz existieren jedoch kaum verbindliche Anforderungen in Form von Rechtsvorschriften. Der vorbeugende Brandschutz orientiert sich in der Regel an behördlichen Vorgaben zum Personen- und Umweltschutz sowie den Anforderungen der Feuerwehr bzw. Werkfeuerwehr.

Explosionsgefährdete Bereiche

Gesondert betrachtet werden explosionsgefährdete Bereiche – kurz Ex-Bereiche genannt. Hierzu zählen alle Gebäude, Gebäudeabschnitte oder Räume, in denen eine explosionsgefährdete Atmosphäre entstehen kann. Insbesondere Bereiche in denen explosionsgefährdete Stoffe gelagert, verarbeitet oder abgefüllt werden. Gase, einschließlich Dämpfe und Nebel, sowie Stäube gehören zu diesen Stoffen, die anhand einer Gefahrenbeurteilung in sogenannte „Zonen“ eingeteilt werden.

Maßgeblich für den Umgang ist die Gefahrenstoffverordnung (GefStoffV) Anhang 1 Nr. 1.7 in Verbindung mit der europäischen Richtlinie 1999/92/EG, auch als ATEX-Betriebsrichtlinie bekannt, sowie die europäische Richtlinie 2014/34/EU, auch als ATEX Produktrichtlinie bekannt. Die Einschätzung der Gefährdung und die Einstufung in Zonen obliegt dem Betreiber und darf in keinem Fall vom Planer oder Errichter der Brandmeldeanlage nach „Erfahrungswerten“ vorgenommen werden.

Anforderungen an die Brandmeldetechnik

Brandmelder stellen in Ex-Zonen eine mögliche Zündquelle dar. Innerhalb des Gehäuses kann es aus mechanischen oder elektrischen Gründen zu einem Kurzschluss kommen. Dieser Zündfunke reicht aus, um Gase oder Stäube in der Luft (explosionsgefährdete Atmosphäre) zu entzünden. Aus diesem Grund dürfen nur Brandmelder mit einer zusätzlichen Ex-Zulassung eingesetzt werden. Bei diesen Brandmeldern ist die freigesetzte Energie (z.B. ein Schaltfunke) so gering, dass sie für eine Zündung nicht ausreicht oder der Brandmelder ist so gekapselt, dass ein Kontakt mit der explosionsfähigen Atmosphäre ausgeschlossen ist bzw. sich eine Explosion im Inneren nicht nach außen ausbreiten kann.

Sonderbrandmeldetechnik und ihre Brandkenngrößen

Die Auswahl der Melderart in chemischen Anlagen richtet sich nach der Brandkenngröße und den Umgebungsbedingungen. Befinden sich die Gefahrstoffe in Verpackungen oder werden sie zusammen mit brennbaren festen Stoffen gelagert, ist die Brandkenngröße meist Rauch. Um diese Rauchentwicklung frühestmögliche zu detektieren, werden Ansaugrauchmelder eingesetzt. Die hochempfindlichen Sensoren in der Auswerteeinheit erkennen die Rauchpartikel in der angesaugten Luft, noch deutlich vor Punktförmigen Meldern.

Mögliche Flüssigbrände mit schneller Brand- und geringer Rauchentwicklung werden dagegen mit Wärmemeldern detektiert. Der Melder funktioniert nach dem sogenannten Thermodifferenzial- und/oder Thermomaximalauswertungsprinzip: Überschreitet die Raumtemperatur einen festgelegten Maximalwert, oder steigt die Temperatur innerhalb eines festgelegten Zeitraums überdurchschnittlich an, löst der Melder den Brandalarm aus.

ATEX-konforme Brandüberwachung

Um die geforderten ATEX-Richtlinien zu erfüllen, werden die Auswerteeinheiten der Sonderbrandmelder außerhalb der Ex-Zone installiert, während die Fühlerrohre der Linienförmigen Wärmemelder bzw. die Ansaugleitungen der Ansaugrauchmelder innerhalb der Ex-Zone montiert werden (s. Abb. 1).

Der Ansaugrauchmelder muss in diesem Fall von einem druckgesicherten Zusatzgehäuse umschlossen werden, da weiterhin die Gefahr besteht, dass sich explosive Gasgemische in der Auswerteeinheit durch einen Kurzschluss entzünden. Zusätzliche Detonationssicherungen verhindern die Ausbreitung der Explosion über die Ansaugleitungen in den Ex-Bereich.

Die Montage der Linienförmigen Wärmemelder ist auch innerhalb der Ex-Zonen (s. Abb. 2 und Abb. 3) möglich.

"Werden die Auswerteeinheiten innerhalb der Ex-Zone platziert muss das druckgesicherte Spezialgehäuse zusätzlich den Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit, aggressive Dämpfe, Temperaturwechsel und Schmutz standhalten“, erklärt Markus Meer, Produktmanager Securiton Deutschland. Securiton hat für diesen Anwendungsfall den Linienförmigen Wärmemelder ADW 535 ATEX entwickelt.