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12 Präventionsberechnungen: UEG von Gemischen, enge Räume, Grenzwerte, Lüftung, Lärm, gespeicherte Energie und Absturz. Sie ersetzen keine Vorschriften.

Explosionsfähige Atmosphäre, Behälter und enge Räume

UEG eines Gasgemisches (Le Chatelier)

FormelUEGm = Σyᵢ ÷ Σ(yᵢ ÷ UEGᵢ)  ·  %UEG = C ÷ UEGm × 100
%
% vol
%
% vol
%
% vol
% vol
UEG des Gemisches (UEGm)—% vol
Konzentration in % der UEG des Gemisches—% UEG
10 % der UEG des Gemisches—ppm

Für Brenngase mit ähnlichem Verhalten (Kohlenwasserstoffe) in Luft. Übliche UEG: Methan 4,4; Ethan 2,4; Propan 1,7; Butan 1,4; Wasserstoff 4,0 % vol (EN-Werte). Ein auf ein Gas kalibriertes Gerät misst ein Gemisch nicht direkt (Querempfindlichkeit). Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Enger Raum: Spülzeit durch Lüftung

Formeln = K × ln(C₀ ÷ C)  ·  t = n × V ÷ Q
m³
m³/min
ppm
ppm
Erforderliche Luftwechsel (n)—
Spülzeit (t)—min

Modell idealer Durchmischung, saubere Zuluft, keine laufende Quelle; C₀ und C in derselben Einheit (ppm oder % UEG). K von 1 (ideal) bis 3 oder mehr je nach Raumform und Lage der Luttenleitung. Vor dem Einstieg immer in mehreren Höhen messen und dauernd lüften. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Sauerstoff nach einer Inertgasfreisetzung

FormelO₂ = O₂,₀ × e−Vg ÷ V  ·  O₂* = O₂,₀ × (1 − Vg ÷ V)  ·  Vg(19,5 %) = V × ln(O₂,₀ ÷ 19,5)
m³
m³
% vol
O₂, ideal durchmischt—% vol
O₂, ungünstigster Fall (O₂*)—% vol
Inertgas, das O₂ auf 19,5 % senkt—m³

Ideal durchmischt: Das Gas strömt allmählich ein, der Überschuss entweicht. Ungünstigster Fall: Das Gas verdrängt die Luft ohne Durchmischung (schweres Gas, Tiefpunkt). Flüssigstickstoff: etwa 0,7 m³ Gas pro Liter. Ein üblicher Mindestwert für den Einstieg ist 19,5 % O₂. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Gefahrstoffexposition und Lüftung

Umrechnung ppm ↔ mg/m³

Formelmg/m³ = ppm × M ÷ Vm  ·  ppm = mg/m³ × Vm ÷ M
ppm
mg/m³
g/mol
Der ppm-Wert in mg/m³—mg/m³
Der mg/m³-Wert in ppm—ppm

Nur für Gase und Dämpfe (nicht für Stäube oder Rauche). AGW und EU-Grenzwerte gelten bei 20 °C; ACGIH-TLV bei 25 °C und 1 atm. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Schichtmittelwert über 8 h

FormelC8h = (C₁t₁ + C₂t₂ + C₃t₃ + C₄t₄) ÷ 8  ·  % = C8h ÷ AGW × 100
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
Schichtmittelwert (C8h)—ppm | mg/m³
Anteil am Grenzwert—%
Gesamte Probenahmedauer—h

Nicht gemessene Zeit zählt als Nullexposition: 0 nur eintragen, wenn das stimmt. Bei Schichten über 8 h ist der Grenzwert nach den geltenden Regeln anzupassen. Kurzzeitwerte (Überschreitungsfaktor) gelten zusätzlich. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Exposition gegenüber Gemischen (additive Wirkung)

FormelEm = C₁ ÷ L₁ + C₂ ÷ L₂ + C₃ ÷ L₃
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
Bewertungsindex des Gemisches (Em)—

Nur Stoffe addieren, die auf dasselbe Organ oder System wirken. Em > 1: Der Gemischgrenzwert ist überschritten, auch wenn jeder Stoff unter seinem eigenen Grenzwert liegt. Konzentration und Grenzwert in derselben Einheit. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Verdünnungslüftung für ein Lösemittel (ACGIH-Methode)

FormelG = Lₑ × ρ × Vm ÷ M  ·  Q = K × G × 10⁶ ÷ L
L/h
kg/L
g/mol
ppm
Entstehender Dampf (G)—m³/h
Erforderlicher Luftvolumenstrom (Q)—m³/h
Erforderlicher Luftvolumenstrom (Q)—m³/s
Erforderlicher Luftvolumenstrom (Q)—cfm

Verfahren aus dem ACGIH-Handbuch Industrial Ventilation: K von 1 (sehr gute Durchmischung) bis 10 (schlechte Durchmischung). Verdünnungslüftung eignet sich nicht für sehr giftige Stoffe oder große Quellen: besser an der Quelle absaugen. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Lärm

Addition von Schallpegeln (dB)

FormelL = 10 × log₁₀(10L₁/10 + 10L₂/10 + 10L₃/10 + 10L₄/10)
dBA
dBA
dBA
dBA
Gesamtpegel (L)—dBA
Zunahme gegenüber der lautesten Quelle—dB

Zwei gleiche Quellen: +3 dB. Eine 10 dB leisere Quelle erhöht um weniger als 0,5 dB. 0 lassen für eine nicht vorhandene Quelle. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Lärmdosis und Tages-Lärmexpositionspegel

FormelTᵢ = 8 ÷ 2(Lᵢ − Lc) ÷ q  ·  D = Σ tᵢ ÷ Tᵢ × 100  ·  LEX,8h = 10 log₁₀(Σ tᵢ 10Lᵢ/10 ÷ 8)  ·  TWA = Lc + q × log₂(D ÷ 100)
dBA
h
dBA
h
dBA
h
Lärmdosis (D)—%
Tages-Lärmexpositionspegel (LEX,8h)—dBA
Beurteilungspegel aus der Dosis (TWA)—dBA

Die meisten Regelwerke verwenden 85 dB(A) mit q = 3 dB; manche 90 dB(A) und 5 dB. Bei 3 dB sind LEX,8h und TWA fast gleich. Kein Schwellenpegel berücksichtigt. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Schallpegel in anderer Entfernung

FormelL₂ = L₁ − 20 × log₁₀(r₂ ÷ r₁)  ·  rt = r₁ × 10(L₁ − Lt) ÷ 20
dBA
m
m
dBA
Pegel bei r₂ (L₂)—dBA
Abstand bis Lt (rt)—m

Punktquelle im Freifeld: −6 dB je Abstandsverdopplung. In Räumen verringert der Nachhall die Abnahme: zur Bestätigung messen. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Gespeicherte Energie und Arbeiten in der Höhe

Gespeicherte Energie eines Druckgasbehälters

FormelE = P₁ × V ÷ (γ − 1) × [1 − (Pₐ ÷ P₁)(γ − 1) ÷ γ]  ·  P₁ = P + Pₐ, Pₐ = 101,325 kPa  ·  TNT = E ÷ 4184
kPa
m³
Gespeicherte Energie (E)—kJ
TNT-Äquivalent—kg

Isentrope Entspannung eines idealen Gases (Verfahren für Druckluftprüfungen, z. B. ASME PCC-2). Größenordnung zur Festlegung eines Sperrbereichs; eine Wasserdruckprüfung speichert viel weniger Energie. 1 kg TNT = 4184 kJ. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

Erforderlicher Freiraum unter dem Auffangsystem

FormelTFC = FF + DD + HS + H + SM  ·  M = Dₐ − TFC
m
m
m
m
m
m
Erforderlicher Freiraum (TFC)—m
Verbleibende Reserve (M)—m

Abstände ab der Höhe der Rückenöse zu Sturzbeginn bis zum ersten Hindernis. Bremsweg vom Etikett des Falldämpfers nehmen; Pendelsturz addieren, wenn der Anschlagpunkt seitlich versetzt ist. Ersetzt weder Vorschriften noch Gaswarngeräte, Erlaubnisscheine oder Betriebsanweisungen.

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