Deel 3: Kunstmatige ruimtelijke ventilatie in een gebouw

In dit artikel bespreken we kunstmatige ruimtelijke ventilatie in een gebouw.

Vier soorten gevarenbronnen

Een ATEX zone 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:

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

Kunstmatige ruimtelijke ventilatie

Deze vorm van ventilatie wordt in gebouwen veel toegepast. In het kader van de NPR 7910-1 dient deze 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 enerzijds de ruimte minimaal 4x per uur te verversen en anderzijds de gevarenbron voldoende te verdunnen.
  3. de ventilatie dient gunstig te zijn aangebracht, dat wil bijvoorbeeld zeggen dat zware gassen in de omgeving van de vloer moeten worden afgezogen.

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

  • zwakke beschikbaarheid: de ventilatie valt regelmatig uit (deze vorm lijkt praktisch niet echt waarschijnlijk)
  • voldoende beschikbaarheid: de ventilatie valt slechts zelden uit
  • goede beschikbaarheid: bij uitval van de ventilator start een tweede ventilator automatisch op

Het belang van de beschikbaarheid komt tot uiting in de afmetingen van de ATEX zones. Het grote voordeel van goede beschikbaarheid is de beperkte omvang van de ATEX zone, r = 1 m, 7 m of anders bepaald. Bij voldoende beschikbaarheid dient de gehele ruimte te worden gezoneerd.

Dus voor alle duidelijkheid:

  • ventilatie systeem voor ruimtelijke ventilatie met 1 ventilator: zonering van de gehele ruimte
  • ventilatiesysteem voor ruimtelijke ventilatie met 2 ventilatoren: zonering met r -= 1 m, 7m of anders bepaald.

Het belang van goede beschikbaarheid is in sommige gevallen groot. Nu geeft de NPR 7910-1 nog een andere mogelijkheid om de ventilatie als goed te beschouwen. Indien een andere voorziening is aangebracht, die bij uitval van ventilatie het vrijkomen van brandbare stof direct verhindert, door het automatisch wegnemen van de gevarenbron, dan mag de beschikbaarheid ook als goed worden beschouwd.

ATEX gaszones en ventilatie

Bij gasexplosiegevaren dient in het kader van de zonering altijd de ventilatie in beschouwing te worden genomen. In het Explosieveiligheidsdocument dient bij de argumentatie van de ATEX zones de ventilatieomstandigheden te worden vermeld en waar relevant ook te worden aangetoond met berekeningen.

Wanneer we de ATEX zones gaan bepalen aan de hand van de NPR 7910-1, komen we al gauw terecht bij een van de meest belangrijkste pagina’s uit de NPR 7910-1:2012 en dat is tabel 7. In tabel 7 van de NPR 7910-1 worden de diverse vormen van ventilatie genoemd en wordt aangegeven wat het effect van de ventilatie op de zonering is.

In een 7-tal artikelen behandelen we de verschillende soorten ventilatie en de specifieke aandachtspunten.

  1. Ventilatie in de buitenlucht en een open gebouw
  2. Geen of beperkte ventilatie in een gebouw
  3. Kunstmatige ruimtelijke ventilatie in een gebouw
  4. Kunstmatig plaatselijke ventilatie in een gebouw
  5. Een groot gebouw
  6. Zone-afmetingen in relatie tot de ventilatie-omstandigheden
  7. Bewaking, meting, alarmering bij ventilatie-installaties

Meting luchtdebiet tijdens Ex 002 training

Meting luchtdebiet tijdens Ex 002 training

Cursus ATEX Zonering (Ex 002)

Tijdens de ATEX cursus IEC Ex 002 behandelen we via een stappenplan hoe de ATEX zones 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 ATEX zones.

Voorbeelden

  • Na uitval van de ventilatie valt een klep dicht, waardoor er geen gevarenbron meer is. (Uiteraard dient de kwaliteit van deze klep wel in ogenschouw te worden genomen.) Indien er in deze situatie sprake is van ruimtelijke ventilatie met voldoende beschikbaarheid en voldoende capaciteit, mag door deze voorziening de beschikbaarheid als goed worden beschouwd. Maar let goed op: na uitval van de ventilator dienen de gevarenbronnen automatisch te worden weggenomen.
  • Stel dat na uitval van de ventilatie een klep wordt gesloten, maar dat nog steeds brandbare dampen uit een open vat komen, dan is er geen sprake van het automatisch wegnemen van de gevarenbron en mag de ventilatie niet als goed worden beschouwd. Hier zijn ook wel weer oplossingen voor, denk aan een lokale afzuiging die deze specifieke gevarenbron wegneemt en waarbij de ventilator van de lokale afzuiging op een andere verdeelinrichting is aangesloten. Kortom genoeg oplossingen zijn er mogelijk. Denk er wel aan dat het systeem van alarmering, klep sluiten, etc. dient te voldoen aan o.a. de IEC 61511 (SIL).

Rest nog een toelichting te geven op “zwakke beschikbaarheid”. Dit betekent in de praktijk dat de ventilatie dus regelmatig uitvalt. Dit is een zeer onwaarschijnlijke situatie. Indien de elektromotor en de ventilator juist zijn gekozen en ook de motorbeveiliging correct is uitgevoerd, lijkt het onwaarschijnlijk dat de ventilatie regelmatig zal uitvallen. Ook voor zwakke beschikbaarheid is alarmering bij uitval verplicht, net als bij voldoende en goede beschikbaarheid. Dus in de praktijk is er bijna altijd sprake van voldoende beschikbaarheid of goede beschikbaarheid.

Indien er geen alarmering op de ventilatie aanwezig is, dan telt de ruimtelijke ventilatie niet mee en vallen we terug op geen ventilatie of als er voldoende openingen zijn op beperkte ventilatie.

De capaciteit
We willen voorkomen om hier alle berekeningen te herhalen, zoals deze in de NPR 7910-1 zijn genoemd. Daarvoor verwijzen we naar hoofdstuk 8.3.3.3 van de NPR 7910-1. Deze berekeningen lijken heel erg lastig, maar vallen op zich wel mee. Belangrijk is in te zien dat er twee voorwaarden zijn:

  1. allereerst dient een lek zodanig te worden verdund dat er een concentratie van 10% LEL ontstaat (dus een niet explosief mengsel, LEL is explosief mengsel)
  2. de ruimte dient minimaal 4 x per uur te worden ververst.

Ad. 1
Lastig punt bij deze berekening op basis van het lekdebiet is de grootte van het lek. In de NPR 7910-1 wordt in de meeste gevallen uitgegaan van een lek van 1 gram / seconde (damp). In bijlage B van de NPR 7910-1 staan voorbeelden van lekdebieten. Of een lek van 1 gram / s realistisch is, kunt u in de praktijk nog eens bezien. Als we hier nog verder aan willen rekenen, kunnen we gebruik maken van formules die in de IEC 60079-10-1 staan (let er op dat u de nieuwste versie gebruikt!).

Ad. 2
De inhoud van de ruimte dient bij ruimtelijke ventilatie minimaal 4x per uur te worden ververst. In de praktijk is deze capaciteit vaak doorslaggevend. Stel er is een ruimte van 20 m lang, 10 m breed en 4 m hoog, dus 800 m3, dan dient de ruimte vier keer per uur te worden ververst, dus er is een capaciteit nodig van 3200 m3/uur. Deze capaciteit is vaak veel groter dan de capaciteit die nog zou zijn om 1 gram/s van een lek te verdunnen op 10% LEL. Bijvoorbeeld: een lek van 1 gram / s ethanol-damp heeft een capaciteit nodig van 5,75 m3/uur. Let op: om uit een plas ethanol 1 gram/seconde damp te krijgen moet er nogal wat gebeuren. Dus verwar de vloeistoflekkage niet met een lekdebiet van 1 gram/seconde damp.

In de NPR 7910-1 staat in bijlage C een aantal voorbeelden van berekeningen.

Als laatste willen we nog wijzen op tabel 5 van de NPR 7910-1 over het optellen van de gevarenbronnen. Stel u heeft een ruimte met daarin 20 flensverbindingen die u als een secundaire bron heeft beschouwd. Dan nemen we voor de ventilatieberekening 1x een secundaire bron met het hoogste lekdebiet en berekenen op basis hiervan de ventilatiecapaciteit. Stel dat er 20 primaire gevarenbronnen zijn (bijvoorbeeld 20 tappunten) dan gebruiken we tabel 4 uit de NPR 7910-1 en berekenen we de capaciteit op basis van het lekdebiet van 7 primaire bronnen met het hoogste lekdebiet.

Tot slot: het berekenen van de ventilatiecapaciteit kan in de praktijk best lastig zijn. Vaak ontbreken de gegevens van de ventilatiecapaciteit en moeten er ook metingen worden gedaan. In de EX 002 training gaan we in de praktijk bepalen of de ventilatie al of niet voldoende is. Hiervoor meten we de inhoud van de ruimte, de capaciteit van de afzuiging en bepalen we het lekdebiet in het ATEX tanklokaal.