Anhang 2: Beispielrechnungen

Folgendes ist bei Berechnungen von kritischen Gas-Konzentrationen rund um die Getränkeschankanlage immer zu beachten:

• Es sind insbesondere die Bereiche, in denen Druckgasflaschen bzw. Getränke- und Grundstoffbehälter angeschlossen werden, zu beachten, also die Bereiche, in denen die Wahrscheinlichkeit für einen Gasaustritt hoch ist.
• Es ist immer mit dem Netto-Raumvolumen (Raumvolumen abzüglich Betriebseinrichtungen wie z. B. Fässer, sonstiges Lagergut) zu rechnen.
• Bei mehreren Anlagen mit separat angeschlossenen Gasflaschen im gleichen Raum (z. B. eine Anlage für Bier und eine für Cola/Limonade/Wasser) ist vorrangig die (gesamte) Füllmenge der Gasflasche mit dem größten Inhalt zu betrachten.
• Bei gleichzeitig angeschlossenen Kohlendioxid- und Stickstoffflaschen (bzw. -behältern) ist eine separate Betrachtung der zu erwartenden Gaskonzentrationen durchzuführen.

Es ist die maximal zu erwartende Kohlendioxid-Konzentration bzw. die minimal zu erwartende Sauerstoffkonzentration (bei N₂-Flaschen/-behältern/-erzeugern) zu ermitteln.

Beispiel CO₂-Flasche, minimale Raumgröße

Ausgangsfrage: Ist die Raumgröße für die größte angeschlossene CO₂-Flasche groß genug, um ein Ersticken zu verhindern?

Aus einer Kohlendioxidflasche mit einem Füllgewicht von 10 kg wird bei Austreten des gesamten Flascheninhalts eine Gasmenge von ca. 5,1 m³ Kohlendioxid freigesetzt. Für diesen Fall sind bei einem Raumvolumen von 170 m³ und mehr keine weiteren Schutzmaßnahmen erforderlich. Das Raumvolumen begrenzt dann die Kohlendioxid-Konzentration auf maximal 3 Vol.-% (→ gerade noch akzeptierte Gaskonzentration im Störungsfall). Für das zu betrachtende Raumvolumen können alle Räume bzw. Bereiche berücksichtigt werden, die durch großflächig, ständig miteinander verbundene Öffnungen verbunden sind.

Berechnungsformel:

Gleichung 1: Zur orientierenden Bestimmung der zu erwartenden Kohlendioxid-Konzentration in Abhängigkeit vom Raumvolumen siehe auch Anhang 1.

Beispiel N₂-Flasche, minimale Raumgröße

Ist die Raumgröße für die größte angeschlossene N₂-Flasche groß genug, um eine Mindest-Sauerstoff-Konzentration von 13 Vol-% zu gewährleisten?

Ein begehbarer Kühlraum hat ein Volumen von 15 m³. Es ist eine 20-Liter-Stickstoffflasche (= 4,0 m³ Gasvolumen bei Normbedingungen) angeschlossen.

Die Rechnung ergibt:
Im Falle, dass der gesamte Inhalt einer vollen 20-Liter-Stickstoffflasche in den 15 m³-Kühlraum ausströmt, bleibt eine O₂-Konzentration von 16,6 Vol.-%. Ein kurzzeitiger Aufenthalt eines gesunden Menschen ist relativ unproblematisch.

Orientierende Berechnung des Sauerstoffanteils (O₂) bei Austritt von Stickstoff in den Raum:

Gleichung 2: Zur orientierenden Bestimmung der zu erwartenden Sauerstoff-Konzentration bei Austritt von Stickstoff in einen Raum.