Gaswarngerät / Gaswarner

Richtig eingesetzte Gaswarner retten Leben, indem sie bei gefährlichen Gaskonzentrationen, die ohne technische Hilfe nicht erkennbar sind, alarmieren. Außerdem schützen sie Sachwerte und die Umwelt und damit unseren Lebensraum, wenn sie vor brennbaren und explosiven Gemischen warnen, die erforderliche Gaskonzentration in Fertigungsprozessen überwachen oder Lecks an Leitungen und Geräten detektieren. Das Gaswarngerät kann dazu mit optischen, akustischen oder Vibrationsalarmen oder einer Kombination aus diesen ausgestattet sein. Stationäre Gaswarner zur Fertigungsüberwachung verfügen häufig auch über Normsignal- oder Schaltausgänge. Bei der Über- oder Unterschreitung von Grenzwerten können über ein solches Gaswarngerät automatisch Anpassungen im Fertigungsprozess oder Maßnahmen zur Be- und Entlüftung geregelt werden.

Sicherheitskriterien für Gaswarner
Es kann zunächst irritieren, dass einige Gaswarner nicht in der Nähe von brennbaren Gasen oder in explosiver Atmosphäre eingesetzt werden sollen. Sie sollten diese Warnung in der Betriebsanleitung aber unbedingt beachten und für explosionsgefährdete Bereiche nur Gaswarner mit spezieller Ausstattung einsetzen. Ein nicht geschütztes Gaswarngerät kann vorhandene brennbare Gasgemische durch Funkenbildung oder durch die für den Messvorgang erforderliche Erwärmung des Sensors entzünden. In folgenden europäischen Normen finden Sie wichtige verbindliche Vorgaben zu Anforderungen an Geräte die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden dürfen:

• Richtlinie 2014/34/EU
... für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX-Richtlinie)
• EN 60079-0 / IEC 60079-0 / VDE 0170-1 Explosionsgefährdete Bereiche
– Teil 0: Betriebsmittel - Allgemeine Anforderungen
• EN ISO 80079-36
Explosionsgefährdete Bereiche
- Teil 36: Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen – Grundlagen und Anforderungen

Bevor Sie Gaswarner für explosionsgefährdete Bereiche auswählen, sollten Sie sich in den einschlägigen Vorschriften informieren und von einer fachkundigen Person beraten lassen.

Messbare Gase – Einzelgas- und Multigas-Geräte
Zu den grundlegendsten Vorgaben bei der Suche nach einem Gaswarngerät gehört die über das zu messende Gas bzw. die zu messenden Gase. Nach der Art der Gefährlichkeit des zu überwachenden Gases wird unterschieden in Gaswarner für toxische Gase, für brennbare Gase oder für klimaschädliche fluorierte Kohlenwasserstoffe, die unter der Bezeichnung F-Gase zusammengefasst werden. Viele Gaswarner sind auf die Erkennung eines einzelnen speziellen Gases ausgelegt. Will man zum Beispiel Einsatzkräfte der Feuerwehr oder Personen mit Gasheizgeräten oder Kaminöfen vor zu hoher Kohlenmonoxid-Konzentration schützen, setzt man ein Gaswarngerät speziell für Kohlenmonoxid ein. Auch bei der Prozesssteuerung industrieller Fertigungsabläufe empfiehlt es sich, ein Gaswarngerät speziell für das zu überwachende Prozessgas – also ein Einzelgas-Messgerät zu wählen, um bei Abweichungen gezielt gegensteuern zu können. Geht es jedoch um den Aufenthalt in Bereichen in denen mehrere potentiell gefährliche Gase vorhanden sein können oder die Suche nach Undichtigkeiten an Gasinstallationen und Kühlmittelkreisläufen, dann sind Gaswarner zu empfehlen, die mehrere Gase erfassen können. Es gibt Gaswarner zum Personenschutz, die mit bis zu vier verschiedenen Sensoren ausgestattet werden können. Diese Gaswarner für mehrere Gase bezeichnet man als Multigas-Geräte. Monteure, Bergleute oder Rettungskräfte können mit einem solchen Gaswarngerät vor gefährlichen Konzentrationen von Schwefelwasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Sauerstoff gewarnt werden. Auch zur Überwachung der Raumluftqualität wird häufig ein Gaswarngerät verwendet, das kontinuierlich nicht nur den Kohlendioxidgehalt, sondern auch Formaldehyd und flüchtige organische Verbindungen oder andere zusätzliche Werte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder den Partikelgehalt messen und anzeigen kann.

Stationäres oder mobiles Gaswarngerät
Für die meisten Anwendungen ist relativ einfach zu klären, ob sich ein stationäres oder ein mobiles Gaswarngerät besser eignet. Die stationären Gaswarner werden meist in Innenräumen eingesetzt. Soll in Aufenthaltsräumen mit einem stationären Gaswarngerät die Raumluftqualität mit Hilfe der Leitgröße Kohlendioxidkonzentration überwacht werden, eignen sich Gaswarner mit Ampelanzeige gut zur Signalisierung der Messwerte. Diese grün, gelb oder rot leuchtenden Signallämpchen oder Displayanzeigen können in Büros und Klassenzimmern auch aus größerer Entfernung gut erkannt werden. Bei Verschlechterung der Raumluftqualität kann dann gezielt zusätzlich gelüftet werden. Für Räume in denen das bedarfsgerechte Lüften durch den Nutzer nicht möglich oder nicht erwünscht ist, können die stationären Gaswarner mit Analog- oder Schaltausgängen automatisch mechanische Fensteröffner auslösen und die Luftwechselrate von Lüftungsanlagen erhöhen. Alternativ können Personen, die sich im gefährdeten Bereich befinden, über angeschlossene Signalleuchten oder akustische Alarmgeber gewarnt werden. Stationäre Gaswarner mit Schnittstellen zu anderen Geräten werden auch zur Überwachung und Steuerung industrieller Prozesse eingesetzt. Neben den Analog- und Schaltausgängen können die stationären Geräte auch mit RS485 oder USB-Anschluss ausgestattet sein.

Auch mobile Gaswarner mit einem Speicher für Messdaten verfügen häufig über eine Schnittstelle, die die Übertragung der Daten an einen PC ermöglicht. Oft ist die USB-Schnittstelle am mobilen Gaswarngerät nicht nur zum Übertragen der Daten, sondern auch zum Laden des internen Akkus nutzbar. Da mobile Gaswarner häufig zum Personenschutz in gefährdeten Bereichen eingesetzt werden, verfügen einige der Geräte über besondere Funktionen. Eine dieser speziellen Funktionen im Gaswarngerät kann zum Beispiel die Gesamtexposition des Trägers für die komplette Schicht aufnehmen. Mithilfe dieser Daten kann ausgewertet werden, welchen Gefahrstoff-Konzentrationen der Beschäftigte an diesem Tag insgesamt ausgesetzt war. Damit die zu schützende Person sich auf ihre Aufgabe und auf die Umgebung konzentrieren kann, können die Geräte an der Kleidung befestigt werden und alarmieren auch durch Vibrationen. Für die zuverlässige Funktion auch unter harten Einsatzbedingungen mit mechanischer Belastung werden einige dieser mobilen Gaswarner auch in speziellen Falltests geprüft.

Messbereich für Gaswarner
Der Messbereich muss unbedingt unter Berücksichtigung des Einsatzzweckes, also bezogen auf die Zielstellung der Messung ausgewählt werden. So kann beispielsweise ein Gaswarngerät für Kohlendioxid mit einem Messbereich bis 500 ppm oder mit bis zu 60.000 ppm gewählt werden. Aber nicht nur auf den oberen Grenzwert, auch auf den unteren Wert muss geachtet werden. Nicht jedes Gaswarngerät kann ab einer Konzentration von 0 ppm messen. Einige Sensoren für CO2 sind so ausgelegt, dass sie Werte erst ab 400 ppm – was in etwa der natürlichen Konzentration von Kohlendioxid in der Außenluft entspricht - messen und anzeigen können. Für viele Anwendungen ist diese Einschränkung ohne Belang. Benötigt man für spezielle Messungen aber die niedrigeren Werte, ist darauf zu achten, ein Gaswarngerät auszuwählen, das diese Werte erfassen kann.

Mess- und Anzeigegenauigkeit bei einem Gaswarngerät
Auch die Anforderungen bezüglich der Mess- und Anzeigegenauigkeit an das Gaswarngerät sind abhängig vom Anwendungsfall. Für Gaswarner zur Lecksuche, die bereits weit unterhalb gefährlicher Konzentrationen reagieren, genügen oft schon Anzeigen ohne Zahlenwert. Das Vorhandensein und die Intensität des Gasaustritts wird visuell über mehrere Anzeigebalken oder Leuchtdioden sowie akustisch und haptisch signalisiert. Bei höherer Konzentration des Gases steigt auch die Anzahl der Balken und die Häufigkeit der Signaltöne und Vibrationen. In Innenräumen deren Nutzer auf zu hohe Messwerte mit Lüften reagieren können, sollten die Gaswarner sowohl über eine Zahlenwertanzeige als auch über eine gut erkennbare Zuordnung des Wertes – zum Beispiel über das Ampelsystem – verfügen. In anderen überwachten Bereichen sollten die Gaswarner die Messdaten als Zahlenwert speichern können und bei Erreichen von Schwellwerten über Schnittstellen andere Geräte ansteuern, die entweder mechanisch lüften oder alarmieren. Ein Gaswarngerät zum Personenschutz oder zur Steuerung von industriellen Prozessen muss hinreichend genau auf die für das jeweilige Gas kritischen Werte eingestellt werden können.

Alarmarten und Alarmschwellen für ein Gaswarngerät
Gaswarner können neben der optischen Anzeige des Messwertes als Zahlenwert über zusätzliche optische, akustische oder haptische Alarme verfügen. Ein mobiles Gaswarngerät zum Personenschutz ist oft mit allen drei Alarmarten ausgestattet. Feuerwehren und Rettungsdienste haben nach mehreren Kohlenmonoxid-Vergiftungen bei Rettungseinsätzen Kriterien definiert, um die Einsatzkräfte durch sinnvoll eingesetzte Gaswarner zu schützen. Häufig wird solch ein zum Personenschutz eingesetztes Gaswarngerät mit zwei Alarmwerten genutzt. Der Voralarm kann z.B. so eingestellt sein, dass ein Aufenthalt für 30 Minuten ohne gesundheitliche Beeinträchtigung möglich ist. Der Hauptalarm kann dann signalisieren, dass Retter sich nur bis zu 15 Minuten im betroffenen Bereich aufhalten dürfen oder, dass der Bereich sofort zu verlassen ist. Einige Gaswarner haben fest eingestellte Alarmschwellen, bei anderen können die Auslösewerte an die konkreten Einsatzbedingungen angepasst werden.

IP-Schutzgrad
In Abhängigkeit davon, in welcher Umgebung das Gaswarngerät eingesetzt werden soll, muss auf die passende IP-Klassifizierung geachtet werden. Der IP-Schutzgrad gibt an, in welchem Maße ein elektrisches Gerät durch die Konstruktion des Gehäuses gegen Wasser und eindringende Fremdkörper bzw. Staub geschützt ist. Je hoher die Ziffern der IP-Klassifizierung, desto besser ist das Gaswarngerät gegen diese Einflüsse geschützt.

Voraussetzung für ein Feuer ist das Vorhandensein der drei Bedingungen brennbares Material, Sauerstoff und Zündquelle. Bilden brennbares Material und Sauerstoff bereits ein zündfähiges Gemisch, können schon einzelne Zündfunken zu Explosionen führen. Gemäß den Auswertungen des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. verursachte Feuer 50 Prozent des Schadensaufwandes bei gewerblichen Unternehmen und sogar 70 Prozent des Schadensaufwandes bei Industriebetrieben. Für Wohngebäude betrug der Anteil nur rund 20 Prozent vom Gesamtregulierungsaufwand.

Bei vielen Bränden entstehen im Brandverlauf giftige Gase, die Hauptursache für Tote und Gesundheitsschäden durch Brandereignisse sind. Neben dem bei allen unvollständigen Verbrennungen freigesetzten Kohlenmonoxid entstehen häufig zusätzliche toxische Gase, die sich in der Umgebung ausbreiten. Deshalb werden bei Großbrandereignissen und bei Bränden an gewerblichen und industriellen Anlagen ABC-Erkundungskraftwagen eingesetzt. Die Gaswarner eines solchen ABC-Erkundungskraftwagens haben bei einem Großbrand in Hagen in einer angrenzenden Straße zum Beispiel erhöhte Werte von Ammoniak, Chlor und Kohlenmonoxid gemessen.

Ein Gaswarngerät für brennbare Gase zeigt oft nicht die Konzentration des Gases an, sondern wieviel Prozent von der unteren Explosionsgrenze UEG bereits erreicht sind. Damit wird dem Nutzer die Bewertung der Gefahr erleichtert. Die untere Explosionsgrenze UEG bezeichnet die Mindestkonzentration, ab der brennbare Gase bei Vorhandensein von Sauerstoff zündfähig sind oder sich sogar selbst entzünden. Die Verbrennung setzt sich ab dieser Konzentration selbsttätig fort und führt zu Erhöhung von Druck und Temperatur. Besondere Gefahr besteht, wenn brennbaren Gasen in explosionsfähiger Konzentration zusätzlicher Sauerstoff zugeführt wird. Dies kann unbewusst, zum Beispiel durch das Öffnen eines Fensters oder einer Tür, geschehen. Dadurch kann es zum großflächigen Durchzünden und zu schlagartigem Druckanstieg kommen. Gaswarner für brennbare Gase werden eingesetzt, um in potentiell gefährdeten Bereichen zu messen, ob eine zündfähige Konzentration vorhanden ist.

Die Bezeichnung F-Gase steht für fluorhaltige Gase, die in hohem Maße zur Klimaerwärmung beitragen. Der Beitrag dieser industriell hergestellten und meist als Kältemittel oder in Fertigungsprozessen genutzten Gase zur Erderwärmung ist sehr viel höher als der des Kohlendioxids. Um die Auswirkungen vergleichen zu können wird für jedes F-Gas das Treibhauspotential als GWP-Wert - Global Warming Potential - angegeben. Der GWP-Wert gibt als Faktor an, wieviel stärker das F-Gas zum Treibhauseffekt beiträgt als Kohlendioxid. Bei Kohlendioxid liegt der GWP also bei 1, Ammoniak hat keinen Treibhauseffekt, bei Propan liegt der GWP bei 3. Beim Kältemittel Pentafluorethan (R125) beträgt der GWP aber 3.500. Ein Kilogramm freigesetztes R125 hat also die gleiche Auswirkung auf die Erderwärmung wie 3.500 kg Kohlendioxid. Sowohl die klimaschädlichen F-Gase als auch die als Ersatz einsetzbaren Kältemittel oder technischen Gase können brennbar oder toxisch sein. Wenn Sie einen Gaswarner einsetzen, achten Sie bei Messbereich und Warnschwelle auf alle drei Gefährdungsmöglichkeiten.

Im Januar 2015 ist die Europäische F-Gas-Verordnung 517/2014 in Kraft getreten, deren Ziel es ist, weitere Emissionen von fluorierten Treibhausgasen einzuschränken. Neben Verwendungsverboten, Beschränkung des Inverkehrbringens und Nachfüllverboten bei Wartung und Instandhaltung regelt diese Verordnung auch Dichtigkeitskontrollen und Systeme zur Erkennung von Leckagen an Anlagen mit F-Gasen. Für die Dichtigkeitskontrolle ist ein Gaswarngerät mit einem auf das Kältemittel abgestimmten Sensor erforderlich. Einige Gaswarner können mit ihrem Sensor auch mehrere Gruppen der gängigen Kältemittel erkennen. Dadurch sind sie auch an Anlagen mit unbekannter Befüllung zum Aufspüren von Undichtigkeiten geeignet. Diese Gaswarner liefern meist keine genauen Zahlenwerte, zeigen aber Undichtigkeiten an Kältemittelleitungen und Behältern auch in bereits kontaminierten Räumen.