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IEC 60079-10-1 definiert die Methodik zur Einteilung von Anlagenbereichen in Zone 0, Zone 1 und Zone 2 anhand der Wahrscheinlichkeit, mit der eine explosionsfähige Gasatmosphäre auftritt. Sie ist der ingenieurtechnische Ausgangspunkt für die Auswahl von Ex-Geräten nach dem Rest der IEC 60079-Reihe.
IEC 60079-10-1:2020 Einzeldokument. ~20 Abschnitte + umfangreiche Anhänge. Definiert Zonendefinitionen, das Konzept der Quellen gefährlicher Stoffe, den Freisetzungsgrad (kontinuierlich/primär/sekundär), die Lüftungswirksamkeit und die daraus resultierende Berechnung der Ausdehnung des gefährlichen Bereichs.
Viele Ingenieure gehen Ex-Installationen an, indem sie zuerst Geräte auswählen (“wir nehmen Ex d-Motoren und Ex i-Instrumente”) und erst danach über deren Aufstellungsort nachdenken. Das ist rückwärts. Die RICHTIGE Reihenfolge ist:
Das Ergebnis ist das Bereichseinteilungsdokument — typischerweise ein Lageplan mit farbigen Zonen, Ausdehnungsangaben sowie einem umfassenden Quellenregister mit ihren Eigenschaften. Dieses Dokument ist eine gesetzliche Anforderung in ATEX-regulierten Anlagen und muss von einer sachkundigen Person genehmigt werden.
Für jede Freisetzungsquelle folgt IEC 60079-10-1 diesem Entscheidungsbaum:
Welchen Grad hat die Quelle?
├── Kontinuierlich → erzeugt Zone 0 in der Nähe
├── Primär → erzeugt Zone 1 in der Nähe
└── Sekundär → erzeugt Zone 2 in der Nähe
Wie ist die Lüftung?
├── Hoch + Gute Verfügbarkeit → Zonenausdehnung sehr begrenzt (oder "vernachlässigbare Ausdehnung")
├── Mittel + Gute Verfügbarkeit → Zonenausdehnung moderat (Standardfall)
└── Gering oder schlechte Verfügbarkeit → Zonenausdehnung groß, ggf. Hochstufung auf höhere Zone
Beispiel: Ein verschraubter Flansch (sekundäre Quelle) im Freien mit gutem Wind (Hohe Lüftung, Gute Verfügbarkeit) erzeugt eine Zone 2 mit “vernachlässigbarer Ausdehnung” — de facto keine Zonenklassifizierung erforderlich. Derselbe Flansch in einem geschlossenen Innenraum mit schlechter Lüftung kann eine große Zone 1 erzeugen.
Deshalb ist die Aufstellung von Geräten im Freien mit natürlicher Lüftung günstiger als innen — Zonenklassifizierungen schrumpfen und Ex-Anforderungen verringern sich.
Die Norm stellt mehrere quantitative Verfahren bereit:
Anhang B: Direktnachschlagetabellen für häufige Fälle (empfohlen für typische Geräte). Schnell.
Anhang C: Berechnungsbeispiele mit Formeln. Schritt für Schritt. Flexibler, aber langsamer.
Anhang D: Numerische Strömungsmechanik (CFD) für komplexe Geometrien. Am genauesten, aber aufwändig.
Anhang E: Beispiele (informativ). Zeigt ausgearbeitete Klassifizierungen für typische Anlagenkonfigurationen.
Die meisten Anlagen verwenden Anhang B + C als Grundlage und greifen nur bei schwierigen Fällen auf CFD zurück (z. B. komplexe geschlossene Räume mit mehreren Quellen).
1. Vernachlässigung des Innen-/Außenunterschieds. Außen mit natürlicher Lüftung ist grundlegend verschieden von innen. Eine Undichtigkeit in einem geschlossenen Gebäude kann die UEG viel schneller erreichen als dieselbe Undichtigkeit im Freien.
2. Unterschätzung der Freisetzungsrate. Eine Pumpenwellendichtung kann bei Ausfall zig Gramm Dampf pro Sekunde freisetzen und damit die typische Permeationsrechnung bei weitem übertreffen. Realistische Freisetzungsraten verwenden, nicht theoretische Minimalwerte.
3. Auftrieb ignorieren. Wasserstoff steigt schnell auf (geringe Dichte), sammelt sich an der Decke — Zone 1 muss sich ggf. 1–2 m nach oben erstrecken, auch bei guter Lüftung. Acetylen ähnlich. Propan ist schwerer als Luft, sammelt sich auf Bodenniveau — Zone kann sich nach unten, aber nicht nach oben erstrecken.
4. Statische Klassifizierung auf dynamischen Anlagen. Eine Anlage im Bau (Schweißarbeiten) hat andere Zonenangforderungen als dieselbe Anlage im Normalbetrieb. Arbeitserlaubnissysteme müssen dies berücksichtigen.
5. Keine regelmäßige Überprüfung. Die Bereichseinteilung muss aktualisiert werden bei: Einbau neuer Geräte, Prozessänderungen, Einführung neuer Stoffe, Änderungen am Lüftungssystem.
Die Begleitnorm IEC 60079-10-2 behandelt Staubatmosphären ähnlich, jedoch mit angepassten Konzepten:
Die Staubklassifizierung fügt das Konzept der Staubschicht hinzu (auf heißen Oberflächen abgelagerter Staub kann sich auch ohne Wolke entzünden) — grundlegend andere Physik als bei Gasen. Gasklassifizierungsmethodik nicht einfach auf Staub anwenden.
In den USA wird API Recommended Practice 505 in Öl & Gas manchmal anstelle von IEC 60079-10-1 verwendet. Sie nutzt das Rahmenwerk Class I Division 1 / Division 2 (NEC-Erbe). Konzeptuell ähnlich (Division 1 ≈ Zonen 0+1 kombiniert, Division 2 ≈ Zone 2), aber mit anderen Details. Moderne US-Öl-&-Gas-Anlagen übernehmen zunehmend das Zonensystem aus IEC 60079-10-1 für internationale Kompatibilität, aber Altanlagen und einige Nischenbereiche verwenden noch die Division-Klassifizierung.
Die Bereichseinteilung fließt in alle Bereiche des Ex-Lebenszyklus ein:
IEC 60079-10-1 / -10-2 → Zonenkarte → Geräteauswahl nach IEC 60079-0
Installationsplanung nach IEC 60079-14
Prüfregime nach IEC 60079-17
Explosionsschutzdokument
(Anforderung ATEX 99/92/EG)
Ohne ein aktuelles, genehmigtes Bereichseinteilungsdokument können keine der nachgelagerten Aktivitäten begründet werden. Es ist der Ausgangspunkt jedes Ex-Installationsprojekts.