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6.3 Wasserversorgung

Mindestlöschwasserleistung:

Bei der Schutzfläche von 15 m² und der geforderten Wasserbeaufschlagung von mindestens 7,5 l/(m² * mm) ergibt sich eine Mindestlöschwasserleistung von 15 m² x 7,5 l/(m² * mm) = 112,5 l/min.

Düsenwasserleistung:

Der Löschwasserüberdruck an den Löschdüsen muss mindestens 0,5 bar betragen. An den Löschdüsen steht jedoch durch die Wasserversorgung ein Leitungsdruck von 3 bar zur Verfügung. Bei der ausgewählten Löschdüse ergibt sich nach Herstellerangabe bei 3 bar für jede Löschdüse eine Düsenleistung von 69 l/min. Weil 2 Löschdüsen für eine vollständige Besprühung der Schutzfläche notwendig sind, ergibt sich eine gesamte Düsenwasserleistung von 2 x 69 l/min = 138 l/min. Die geforderte Mindestlöschwasserleistung von 112.5 l/min ist damit eingehalten.

Löschwasservorrat:

Die Mindestlöschzeit beträgt 30 min. Die 2 ausgewählten Löschdüsen mit der Mindestlöschwasserleistung von 2 x 56 l/min benötigen innerhalb dieser Zeit einen Mindestwasservorrat von 30 min x 2 x 69 l/min = 4140 l Löschwasser.

Rohrleitungsnetz:

• bei Schlauchanschluss: Steigleitung DN 50 mit C Kupplung
• bei Anschluss an ein Wasserversorgungsnetz: Steigleitung DN 25 mit Handventil
• und Verteilerleitungen DN 25 an der Decke

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1 Bemessung

Die Größe der Druckentlastungsfläche ist nach VDI 3673 "Druckentlastung von Staubexplosionen", Blatt 1, Juli 1 995, abhängig von:

• Behälterleervolumen V in m³
• Verhältnis Länge/Durchmesser des Filtergehäuses L/D
• statischer Ansprechüberdruck der Druckentlastungseinrichtung p_stat in bar
• maximaler reduzierter Explosionsüberdruck p_red,max in bar (entspricht dem zulässigen Innenüberdruck des Filtergehäuses, also der Behälterfestigkeit)
• maximaler Explosionsüberdruck p_max in bar
• Staubtechnische Kenngröße des gelagerten Staubes bzw. Spänematerials K_St in bar * m/s
• Art der Staubverteilung (homogen oder inhomogen)

Die meisten Filtergehäuse sind langgestreckt und haben die Druckentlastungsflächen gleichmäßig über die Gehäuselänge angeordnet. Unter dieser Bedingung kann das Filtergehäuse als sogenannter kubischer Raum betrachtet werden.

Für sogenannte kubische Räume (L/D < 2) oder P _red,max > 1,5 bar kann bei homogener Staubverteilung die erforderliche Druckentlastungsfläche A in m² gemäß VDI 3673 für Berstscheiben nach folgender empirischer Formel ermittelt werden:

Werden bei langgestreckten Filtergehäusen die Druckentlastungsflächen nicht gleichmäßig über die Gehäuselänge angeordnet, sind - unter der Bedingung, dass P_red,max < 1,5 bar ist - größere Druckentlastungsflächen erforderlich. Die erforderliche Vergrößerung ΔA ergibt sich bei homogener Staubverteilung für Berstscheiben aus der Gleichung:

Für langgestreckte Filtergehäuse mit L/D > 2, bei denen die Druckentlastungsflächen nicht gleichmäßig über die Gehäuselänge angeordnet sind und außerdem P_red,max < l,5 bar gegeben ist, ergibt sich damit bei homogener Staubverteilung die erforderliche Gesamt-Druckentlastungsfläche für Berstscheiben zu:

Die Gleichungen gelten für:

• 0,1 m³ d V d 10000 m³
• 0,1 bar < p_stat < 1 bar
• 0,1 bar < p_red,max < 2 bar
• 5 bar < p_max < 10 bar
• 10 bar m/s < K_St < 300 bar m/s

2 Erläuterungen zur Anwendung der Formeln

1. Das Behälterleervolumen V eines Filtergehäuses ergibt sich aus dem Gesamtvolumen des Gehäuses einschließlich der damit verbundenen Sammeleinrichtung abzüglich dem Hüllvolumen um sämtliche Schläuche (= das Volumen der Schläuche selbst und dem der Schlauchzwischenräume) abzüglich dem freien Reinluftvolumen.
2. Für eckige Filtergehäusestirnflächen errechnet sich der Durchmesser D aus D = 2 * Filtergehäusestirnfläche/π
3. Der statische Ansprechüberdruck p_stat der Druckentlastungseinrichtung muss vom Hersteller angegeben werden. Er muss gleich oder kleiner dem maximalen reduzierten Explosionsüberdruck p _red,max sein (p_stat < p_red,max).
4. Der maximale reduzierte Explosionsüberdruck p_red,max (= zulässiger Innenüberdruck) ist vom Hersteller des Filtergehäuses nachzuweisen (VDI 2263 Blatt 3).
5. Bei Holzstäuben ist mit einem maximalen Explosionsüberdruck p_max = 9 bar und mit einer Staubtechnischen Kenngröße K_St = 200 bar m/s zu rechnen. In begründeten Ausnahmefällen kann hiervon abgewichen werden. Dann muss der Berechnung die entsprechende fachliche Begründung beigefügt werden.
6. In Filteranlagen für Holzstaub und -späne liegt praktisch immer eine homogene Staubverteilung vor.

Die ermittelte Gesamt-Druckentlastungsfläche kann in mehrere Einzel-Druckentlastungsflächen aufgeteilt werden.

In der folgenden Tabelle ist die erforderliche Gesamt-Druckentlastungsfläche A_ges in Abhängigkeit vom Behälterteervolumen V und vom Verhältnis L/D für folgende Werte angegeben:

• maximaler Explosionsüberdruck p_max = 9 bar
• Staubtechnische Kenngröße K_St = 200 bar m/s
• maximaler reduzierter Explosionsüberdruck p_red,max = 0,2 bar
• statischer Ansprechüberdruck der Berstscheibe p_stat = 0,1 bar
  

Für sogenannte kubische Räume (L/D < 2) - also z.B. langgestreckten Filtergehäusen mit gleichmäßig über die Gehäuselänge angeordneten Druckentlastungsflächen - kann bei einem statischen Ansprechüberdruck der Entlastungseinrichtungen von p_stat = 0,1 bar und Stäuben mit einem maximalen Explosionsüberdruck p_max = 9 bar bei homogener Staubverteilung die erforderliche Größe der Druckentlastungsfläche auch aus dem Nomogramm entnommen werden. Bei Filtergehäusen mit einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von L/D > 2, bei denen die Druckentlastungsflächen nicht gleichmäßig über die Gehäuselänge verteilt sind, ist gegenüber kubischen Filtergehäusen eine Flächenvergrößerung ΔA vorzunehmen. Diese kann auch aus dem nachfolgenden Diagramm bestimmt werden:

3 Berechnungsbeispiel

b) Berechnungen:

Filter/Behälter-Leervolumen	V = 16,238 m3
Filtergehäusestirnfläche	A = 2,71 m2
Äquivalenter Durchmesser	D = 2 x 2,71 m2/π = 1,856 m
Längen/Durchmesser-Verhältnis	L/D = 3,23

c) Bestimmung der Gesamt-Druckentlastungsfläche:

Das Filtergehäuse ist langgestreckt und die Gesamt-Druckentlastungsfläche soll in Einzelflächen aufgeteilt und gleichmäßig über die Gehäuselänge angeordnet werden. In diesem Fall kann das Filtergehäuse als kubischer Raum betrachtet und für die Berechnung die Formel für kubische Räume verwendet werden.

Aus dem Nomogramm ergibt sich für einen kubischen Raum eine erforderliche Gesamt-Druckentlastungsfläche A = 1,2 m².

Die gesamte erforderliche Druckentlastungsfläche wird in 6 Teilflächen zu le etwa 0,2 m² aufgeteilt.

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1 Aufstellung in Filteraufstellräumen

Filteraufstellräume müssen aus Gründen des Personenschutzes gegenüber angrenzenden Arbeitsbereichen mindestens feuerhemmend (F 30 nach DIN 4102) abgetrennt werden. Für den baulichen Brandschutz können höhere Forderungen gestellt werden, z.B. wenn die Abtrennungen von der Bauaufsichtsbehörde als Teil eines Brandabschnittes angesehen werden.

1.1 Unterdruckanlagen

Aus Filteranlagen mit Ventilatoren im Reinluftbereich (Unterdruckanlagen) kann auch bei Gehäuseundichtigkeiten kein Staub austreten. Solche Filteranlagen haben ein geschlossenes Gehäuse. Die Druckentlastungsöffnungen sollten unmittelbar ins Freie münden. Das erfordert die Aufstellung des Filtergehäuses direkt an einer Gebäudeaußenwand.

1.2 Überdruckanlagen

Neue Filteranlagen mit Ventilatoren im Rohluftbereich (Überdruckanlagen) müssen bei Luftrückführung mit einer Umschalteinrichtung ausgestattet sein, mit der im Sommer auf Abluftbetrieb geschaltet werden kann. Dazu ist grundsätzlich eine Verkleidung des Filterbereiches erforderlich. Ist der Filterbereich unverkleidet, muss der Spänesammelraum staubdicht sein und der Überdruck direkt ins Freie abgeleitet werden.

Überdruckanlagen ohne Luftrückführungsmöglichkeit benötigen kein Gehäuse und damit auch keine Explosionsdruckentlastung. Dies gilt auch für Anlagen mit Sondergenehmigung.

Da eine wirksame Explosionsdruckentlastung des Rohgasraumes direkt ins Freie nicht möglich ist, muss der Filteraufstellraum selbst ins Freie druckentlastet werden. Solche Räume müssen so ausgeführt sein, dass sie dem maximalen reduzierten Explosionsüberdruck p_red,max standhalten.

2 Aufstellung in Arbeitsräumen

Das Aufstellen einer Filteranlage im Arbeitsbereich kann aus baulichen oder betrieblichen Gründen )z.B beengte Verhältnisse innerhalb geschlossener Bebauung) notwendig sein. Pro Brandabschnitt darf nur eine solche Filteranlage im Arbeitsraum aufgestellt werden.

2.1 Neue Filteranlagen

Gemäß TRGS 553 "Holzstaub" dürfen neue Filteranlagen aus Gründen des Staubschutzes grundsätzlich nur dann in Arbeitsräumen aufgestellt werden, wenn der Ventilator reinluftseitig angeordnet ist (Unterdruckanlagen).

Die Größe solcher Anlagen wird durch die Europäische Norm für Absauganlagen für Holzstaub und -späne auf 6000 m³/h (maximaler Volumenstrom) begrenzt.

Weiter gelten folgende Bedingungen:

• Ausführung des Gehäuses (Filter und Sammelbereich) allseitig feuerhemmend (F 30 nach DIN 4102))
• kontinuierliche Austragung des abgeschiedenen Materials ins Freie (z.B. Silo) oder in eine Brikettieranlage oder in Staubsammelbehälter mit eingelegten Säcken (insgesamt maximal 500 Liter Sammelvolumen) mit staubarmer Entsorgungsmöglichkeit
• Feuerlöscheinrichtung.

An diesen Anlagen ist eine Verkleidung des Filters erforderlich. Das Gehäuse muss mit Druckentlastungseinrichtungen ausgestattet sein, die den Druck direkt ins Freie leiten.

Ferner ist die explosionstechnische Entkopplung der Absaugleitungen und Rückluftkanäle erforderlich.

2.2 Alte Überdruck-Filteranlagen

Ältere Filteranlagen mit rohluftseitigem Ventilator dürfen gemäß TRGS 553 weiterhin in Arbeitsräumen betrieben werden, wenn

• Filtermaterial der Kategorie C oder G benutzt wird
• die Filterflächenbelastung 150 m³/(m² * h) nicht überschreitet
• die Filteranlagen bzw. Spänesammelräume staubdicht sind (bei Anlagen, die vor 1993 in Betrieb genommen worden sind, durch entsprechende Ableitung des Überdrucks vom Spänesammelraum ins Freie).

Zum Brandschutz muss der Sammelbereich mit nichtbrennbarem Material verkleidet sein.

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Wesentliche Forderungen für das sichere Errichten und Betreiben von Anlagen zum Absaugen und Abscheiden von Holzstaub und -spänen werden insbesondere gestellt in:

1. Gesetze/Verordnungen

Gewerbeordnung, Bauordnungen der Länder, Gefahrstoffverordnung,

Störfall-Verordnung mit TAA-GS-07 Leitfaden "Explosionsfähige Staub/Luft-Gemische und Störfallverordnung,

Teil 1: Anwendungsbereich" und TAA-GS-13 Leitfaden "Explosionsfähige Staub/Luft-Gemische und Störfallverordnung,

Teil 2: Störfallvorsorge und Anhang",

Arbeitsstättenverordnung mit Arbeitsstätten-Richtlinien,

Technische Regel Dampfkessel TRD 414: "Holzfeuerungen an Dampfkesseln".

2. Unfallverhütungsvorschriften

Allgemeine Vorschriften (BGV A1),

Elektrische Anlagen und Betriebsmittel (BGV A2),

Kraftbetriebene Arbeitsmittel (VBG 5),

Stetigförderer (VBG 10),

Leitern und Tritte (BGV D36),

Silos (BGV C12).

3. Berufsgenossenschaftliche Richtlinien, Sicherheitsregeln, Merkblätter

Richtlinien für die Vermeidung der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung

- Explosionsschutz Richtlinien - (BGR 104)

Sicherheitsregeln für den Brand und Explosionsschutz in Spanplattenanlagen (ZH 1/114),

Richtlinien für die Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen - Richtlinien "Statische Elektrizität" (BGR 132),

Sicherheitsregeln für CO₂-Feuerlöschanlagen (BGR 134)

Sicherheitsregeln für hochziehbare Personenaufnahmemittel (BGR 159),

Richtlinien für die Beschickungseinrichtungen in Holzspäne und Holzstaubfeuerungen (ZH 1 /472).

4. DIN-Normen

5. VDE-Bestimmungen

6. VDI-Richtlinien

7. Bestimmungen der Schadenversicherer

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Das Verzeichnis ist nicht vollständig.

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(DIN 4102 - Baustoffklasse B 1) Absaugschläuchen aus Kunststoff (Inhaber entsprechender Prüfbescheide des Instituts für Bautechnik, Berlin)

Das Verzeichnis ist nicht vollständig.

ENDE