危険区域 "Classification of Hazardous Areas" を見直しで汎用スマートフォン、タブレット、ドローン等の有効活用が可能になります。
- 経済産業省が推進している最新のIEC規格で危険区域の見直しをする事で危険区域の大幅な縮小が可能となります。
- 換気等で希釈する事で、可燃性ガス・蒸気の濃度をLFL（燃焼下限値）の25%以下にして危険区域の再分類して危険区域Zone 0/1/2をZone NE（非危険区域）へと変更する事が可能となります。
- 可燃性ガス・蒸気が存在する可能性が無い区域は非危険区域に指定変更できます。
ATEX評価と危険区域計算実施のサポートが可能ですのでお気楽にお問い合わせください。
ATEX認証
ATEXはフランス語の「Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères EXplosibles「爆発性雰囲気での使用を目的とした機器」)に由来します。ATEXの目的は爆発性雰囲気の評価です。爆発性雰囲気は、発火が可能な濃度の可燃性ガス・蒸気及び可燃性粉塵として定義できます。ATEXは爆発性雰囲気で使用される職場および機器に対する最低限の安全要件を扱います。これらの要件は、2つのEU指令は以下の2つの指令、1つはメーカー用、もう1つはユーザー用で構成されています。
- ATEX 114 - 「機器」指令2014/34/EU - 爆発の可能性のある雰囲気での使用を目的とした機器および保護システム。
- ATEX 153 「職場」指令 1999/92/EC - 爆発性雰囲気の危険にさらされる可能性のある労働者の安全と健康保護を改善するための最小要件。
危険エリアとATEXゾーン
爆発性雰囲気から労働者の安全を保護するために特別な予防措置を必要とする場合その場所は危険区域と呼ばれます。危険区域は爆発性雰囲気の発生頻度と持続時間に基づいて分類されます。分類はさらに可燃性ガス・蒸気と可燃性粉塵に分けられます。ガス・蒸気、粉塵は以下の分類を行います。
- ゾーン0:爆発性ガス雰囲気が連続的または長期間存在する領域。
- ゾーン1:通常の運転で爆発性ガス雰囲気が発生する可能性が高いエリア。
- ゾーン2:通常の運転では爆発性ガス雰囲気が発生する可能性が低く、発生したとしても短時間しか存在しないエリア。
- ゾーン20:空気中の可燃性粉塵の雲の形で爆発性雰囲気が連続的または長期間または頻繁に短時間存在する場所。
- ゾーン21:通常の運転では、空気中の可燃性粉塵の雲の形で爆発性雰囲気が時折発生する可能性が高い場所。
- ゾーン22:空気中の可燃性粉塵の雲の形で爆発性雰囲気が発生する可能性は低いが、発生した場合でも短時間しか持続しない場所。
ゾーンの範囲の分類と計算
危険区域の範囲の分類と計算を支援するために、国際電気標準会議(IEC)は国際規格であるIEC 60079を提供しています。規格のパート10-1は、ガス雰囲気の領域の分類を扱っています。ゾーンのタイプは、規格で提供されている表D.1を使用して推定できます。
このテーブルには、次の 3 つのパラメーターの形式で入力が必要です。
１．放出のグレード：可燃性の液体またはガスの漏れ/放出がどの程度の頻度で発生すると予想されるか
換気の有効性（希釈の程度）は、換気速度と放出流量に依存します。IEC 60079-10-1:2020は、図C.1に示されている希釈度の評価方法に関するガイダンスを提供します。
１．放出のグレード：可燃性の液体またはガスの漏れ/放出がどの程度の頻度で発生すると予想されるか
- 連続的 – 頻繁にまたは長期間発生することが予想される 連続的な放出グレードの発生源の例としては、大気に開放されている可燃性液体表面、または大気への恒久的な通気口を備えた可燃性液体格納容器が含まれます。
- プライマリ – 通常の操作中に定期的または不定期に発生することが予想されます。一次グレードの放出源の例としては、ポンプ、コンプレッサーのシール、または通常の運転中のサンプリングからの予想される放出が含まれます。
- 二次 - 通常の操作中に発生するとは予想されておらず、発生したとしても、まれに、短期間で発生する可能性があります。二次的な放出の例としては、通常の運転中にフランジ、ポンプのシール、コンプレッサー、または通気口からの予期しない漏れが挙げられます。
- 良い - 換気は事実上継続的に存在します。
- フェア –通常の運用中に換気が存在することが期待されます。不連続性は、発生頻度が低く、短期間であれば許容されます。
- 悪い – 換気は公正または善の基準を満たしていませんが、不連続性が長期間発生することは予想されません。
- 高希釈 – 放出源付近の濃度は急速に減少し、放出の停止後もほとんど持続しません。
- 中希釈 – リリースの進行中に安定したゾーン境界が与えられます。爆発性ガス雰囲気は、放出が停止された後も過度に持続しません。
- 低希釈 – 放出が進行中の間はかなりの濃度があり、放出が停止すると爆発性ゾーンが著しく持続します。
換気の有効性（希釈の程度）は、換気速度と放出流量に依存します。IEC 60079-10-1:2020は、図C.1に示されている希釈度の評価方法に関するガイダンスを提供します。
IEC 60079-10-1 : 2021 Edition 3.0（ゾーン区分） の概要説明
序文（FOREWORD ）
危険区域のリスクを最新IEC規格(IEC 60079-10-1 Edition 3.0)で評価して危険区域を必要最低限にすることで、従来方式よりも柔軟な設備レイアウト可能にするため、EC 60079-10-1 Edition 3.0による危険区域のリスク評価のご提供開始しました。
従来の防爆エリア設定方法は、API RP500, or 505（American Petroleum Institute)やNFPA497（National Fire Protection Association）などをベースにしてサンプル図に従って防爆区域を決めています。その為に防爆区域 が広くなってしまい、スマートフォン、タブレット、ドローンなどの可搬式非防爆機器の導入が難しくなっています。経済産業省ではこの問題を解決する為にZone２で最新IEC規格で危険区域を設定する事を推奨しています。しかしIEC60079--10-1ではZone全てで規格に基づいた危険区域のリスク評価を認めています。.
危険区域のリスクを最新IEC規格(IEC 60079-10-1 Edition 3.0)で評価して危険区域を必要最低限にすることで、従来方式よりも柔軟な設備レイアウト可能にするため、EC 60079-10-1 Edition 3.0による危険区域のリスク評価のご提供開始しました。
従来の防爆エリア設定方法は、API RP500, or 505（American Petroleum Institute)やNFPA497（National Fire Protection Association）などをベースにしてサンプル図に従って防爆区域を決めています。その為に防爆区域 が広くなってしまい、スマートフォン、タブレット、ドローンなどの可搬式非防爆機器の導入が難しくなっています。経済産業省ではこの問題を解決する為にZone２で最新IEC規格で危険区域を設定する事を推奨しています。しかしIEC60079--10-1ではZone全てで規格に基づいた危険区域のリスク評価を認めています。.
イントロダクション（Introduction）
危険区域の分類を行う方法は2020 年に発行されたIEC 60079-10-1 規格を適用することです。 以下に概要を説明します。
IEC 規格 60079-10-1 は可燃性流体およびガスによって引き起こされる危険エリアの評価に使用できます。 この規格は、可燃性粉塵によって引き起こされる危険区域には適用されません。
この規格は、特定のシナリオを評価する方法に関する一般的なアプローチを指定しています。 「NFPA 497またはEI15の例」のようなアプローチではありません。
これは、次の手順で定義されます。
危険区域の分類を行う方法は2020 年に発行されたIEC 60079-10-1 規格を適用することです。 以下に概要を説明します。
IEC 規格 60079-10-1 は可燃性流体およびガスによって引き起こされる危険エリアの評価に使用できます。 この規格は、可燃性粉塵によって引き起こされる危険区域には適用されません。
この規格は、特定のシナリオを評価する方法に関する一般的なアプローチを指定しています。 「NFPA 497またはEI15の例」のようなアプローチではありません。
これは、次の手順で定義されます。
- 放出源を特定
- 放出源の等級（ソースのグレード）計算
- 空気中の可燃性物質の希釈の分類
- 換気の利用可能性の分類
- ゾーン分類の決定 (下の表を参照)
- ゾーンの範囲の決定
EN/IEC 60079-10-1 (Gas)
EN/IEC 60079-10-2 (Dust)
JIC C 60079-10 (ガス・ダスト)
EN/IEC 60079-10-2 (Dust)
JIC C 60079-10 (ガス・ダスト)
可燃性ガスおよび液体の次のゾーンは、IEC 規格で定義されています。
ゾーン 0: ガス、蒸気、またはミストの形態の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、連続的、長期間、または繰り返し存在する場所 (時間の 10% 以上または 1000 時間以上を考慮する) );
ゾーン 1: ガス、蒸気、またはミストの形の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、通常の動作条件下で時折存在する可能性が高い場所 (時間の 10% 未満/1000 時間と見なしますが、 時間の 0.1% 以上/10 時間);
ゾーン 2: ガス、蒸気、またはミストの形態の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、通常の操作では発生する可能性が低く、発生した場合でも短期間 (より少ない時間) 持続する場所。 時間の 0.1% / 10 時間未満)。
これは、ゾーンが、ガス、蒸気、またはミストの濃度が爆発下限値（LHL）を超える頻度に依存することを意味します。このことは可燃ガス・蒸気の濃度が爆発下限値（LEL）を超えた場合にのみ爆発する可能性があることになります
ゾーン 0: ガス、蒸気、またはミストの形態の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、連続的、長期間、または繰り返し存在する場所 (時間の 10% 以上または 1000 時間以上を考慮する) );
ゾーン 1: ガス、蒸気、またはミストの形の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、通常の動作条件下で時折存在する可能性が高い場所 (時間の 10% 未満/1000 時間と見なしますが、 時間の 0.1% 以上/10 時間);
ゾーン 2: ガス、蒸気、またはミストの形態の可燃性物質の空気との混合物からなる爆発性雰囲気が、通常の操作では発生する可能性が低く、発生した場合でも短期間 (より少ない時間) 持続する場所。 時間の 0.1% / 10 時間未満)。
これは、ゾーンが、ガス、蒸気、またはミストの濃度が爆発下限値（LHL）を超える頻度に依存することを意味します。このことは可燃ガス・蒸気の濃度が爆発下限値（LEL）を超えた場合にのみ爆発する可能性があることになります
1. 放出源
放出源： 連続等級放出源
説明: 継続的または頻繁にまたは長期間発生することが予想される放出。
例: 固定ルーフ タンク内の可燃性液体の表面。大気への恒久的な通気孔があります。
発生源： 第一等級放出源
説明: 通常の操作中に定期的または時折発生することが予想されるリリース。
例: 通常の操作中に可燃性物質の放出が予想される場合のポンプ、コンプレッサー、またはバルブのシール。
発生源： 第二等級放出源
説明: 通常の操作では発生しないと予想されるリリースであり、発生したとしてもまれに短期間だけ発生する可能性があります。
例: 通常の操作中に可燃性物質の放出が予想されないフランジ、接続部、およびパイプ継手。
2. 放出源の等級（ソースのグレード）
1 秒あたりの質量放出の等級は、標準の式を使用して計算できます。 放出源の等級は、蒸発速度 (液体の場合) または気体の放出速度 (気体の場合) を表します。一般に、放出源の等級（ソースのグレード）を計算するには、次の情報が必要です。
物質情報:
放出源： 連続等級放出源
説明: 継続的または頻繁にまたは長期間発生することが予想される放出。
例: 固定ルーフ タンク内の可燃性液体の表面。大気への恒久的な通気孔があります。
発生源： 第一等級放出源
説明: 通常の操作中に定期的または時折発生することが予想されるリリース。
例: 通常の操作中に可燃性物質の放出が予想される場合のポンプ、コンプレッサー、またはバルブのシール。
発生源： 第二等級放出源
説明: 通常の操作では発生しないと予想されるリリースであり、発生したとしてもまれに短期間だけ発生する可能性があります。
例: 通常の操作中に可燃性物質の放出が予想されないフランジ、接続部、およびパイプ継手。
2. 放出源の等級（ソースのグレード）
1 秒あたりの質量放出の等級は、標準の式を使用して計算できます。 放出源の等級は、蒸発速度 (液体の場合) または気体の放出速度 (気体の場合) を表します。一般に、放出源の等級（ソースのグレード）を計算するには、次の情報が必要です。
物質情報:
- 物質名
- モルマス (kg/kmol)
- 液体比重 (水 = 1)
- 蒸気圧（パスカル）
- 爆発下限値 (LEL in vol%)
- 蒸気比重 (空気 = 1)
- 比熱 (J/kg/K)
- システム内の圧力 (Pa)
- 液体容器（プール）の寸法 (流出からの放出源の等級を計算するため)
- 漏れエリア (規格の表 B.1 にガイダンスが示されています)
- プロセス温度
- 周囲温度
- エリアの寸法 (屋内の放出源の場合)
- 換気能力
- 放出源付近の空気速度 (計算可能)
- 放出源（リリース）の高さ (屋外のリリース源の場合)
加圧非チョークドガス放出
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ。
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ。
加圧チョークドガス放出
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ。
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ。
大気圧液体容器からの蒸気放出
例： 地面にプール、ディップトレイにプール、オープンタンク、オープンドラム、オープン缶
例： 地面にプール、ディップトレイにプール、オープンタンク、オープンドラム、オープン缶
大気圧液体容器からの蒸気放出
例： 地面にプール、ディップトレイにプール、オープンタンク、オープンドラム、オープン缶
例： 地面にプール、ディップトレイにプール、オープンタンク、オープンドラム、オープン缶
加圧液体からの蒸気放出
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ
例：フランジの漏れ、ポンプシールの漏れ、配管内のカプラの漏れ
注: 液体放出源の式を使用して、放出源のどの部分がすぐに蒸発するかを推定する必要があります。 これがゼロの場合、大気プール放出の方程式を使用する必要があります。
放出源の等級は容積放出源として表すことができます。
放出源の等級は容積放出源として表すことができます。
3.希釈（Dilution）
放出の程度が分かっている場合は、可燃性ガスの濃度がどのように希釈されているかを評価することが重要です。 希釈は換気によって達成され、換気は放出源周辺の空気速度として表すことができます。
このモデルは、放出源近くの空気速度が高いほど、希釈が高くなるという仮定に基づいています。 もちろん、希釈は放出源の等級（リリースのグレード）とバランスが取れていなければなりません。これは、標準の図 C.1 で評価できます。
放出の程度が分かっている場合は、可燃性ガスの濃度がどのように希釈されているかを評価することが重要です。 希釈は換気によって達成され、換気は放出源周辺の空気速度として表すことができます。
このモデルは、放出源近くの空気速度が高いほど、希釈が高くなるという仮定に基づいています。 もちろん、希釈は放出源の等級（リリースのグレード）とバランスが取れていなければなりません。これは、標準の図 C.1 で評価できます。
換気（Ventilation）速度の評価
ガス漏れが存在する場合、ガスを移送する必要があります。そうしないと、ガスの蓄積が発生します。 ガスは、ガス漏れの運動量によって引き起こされる流れ、ガスによって引き起こされる浮力、または自然または強制換気または風によって引き起こされる流れによって運び去られます。ガスを運び去る流れは、主に屋内の状況では換気の評価に基づいて評価する必要があります。
屋外の状況では風によって引き起こされる流れによって評価する必要があります。これは、空気/ガス混合物の体積流量を流れに垂直な断面積で割ったものとして計算できます。 この風速は、換気の効率が悪い、またはさまざまな物体によって流れが妨げられているため減らす必要があります。
空気よりも軽いガスは、通常は換気が良くなる場所で上向きに移動する傾向があり、浮力によってガスが移動することもあります。 これは、そのような放出のための効果的な換気速度を増加させることによって考慮に入れることができます。
相対密度が 0.8 未満の放出については、通常、屋外の状況で有効換気速度が少なくとも 0.5 m/s であると想定するのが安全であると考えられています。 この最小限の換気の可用性は、良好と見なすことができます。
空気よりも重いガスは、換気が一般的に低くなる下向きに移動する傾向があり、地面に蓄積する可能性があります。 これは、有効換気速度を下げることで考慮に入れることができます。 ガスは、分子量が原因で、または温度が低いために重いことがあります。 低温は、高圧からの漏れによって引き起こされる可能性があります。 相対密度が 1.0 を超えるガスの場合、有効換気速度は約 2 分の 1 に減少する必要があります。
統計データが利用できない場合、表 C.1 は屋外での換気速度値を定義するための実際的なアプローチを示しています。
ガス漏れが存在する場合、ガスを移送する必要があります。そうしないと、ガスの蓄積が発生します。 ガスは、ガス漏れの運動量によって引き起こされる流れ、ガスによって引き起こされる浮力、または自然または強制換気または風によって引き起こされる流れによって運び去られます。ガスを運び去る流れは、主に屋内の状況では換気の評価に基づいて評価する必要があります。
屋外の状況では風によって引き起こされる流れによって評価する必要があります。これは、空気/ガス混合物の体積流量を流れに垂直な断面積で割ったものとして計算できます。 この風速は、換気の効率が悪い、またはさまざまな物体によって流れが妨げられているため減らす必要があります。
空気よりも軽いガスは、通常は換気が良くなる場所で上向きに移動する傾向があり、浮力によってガスが移動することもあります。 これは、そのような放出のための効果的な換気速度を増加させることによって考慮に入れることができます。
相対密度が 0.8 未満の放出については、通常、屋外の状況で有効換気速度が少なくとも 0.5 m/s であると想定するのが安全であると考えられています。 この最小限の換気の可用性は、良好と見なすことができます。
空気よりも重いガスは、換気が一般的に低くなる下向きに移動する傾向があり、地面に蓄積する可能性があります。 これは、有効換気速度を下げることで考慮に入れることができます。 ガスは、分子量が原因で、または温度が低いために重いことがあります。 低温は、高圧からの漏れによって引き起こされる可能性があります。 相対密度が 1.0 を超えるガスの場合、有効換気速度は約 2 分の 1 に減少する必要があります。
統計データが利用できない場合、表 C.1 は屋外での換気速度値を定義するための実際的なアプローチを示しています。
換気度（希釈度）の評価
通常、次の 3 つの換気度（希釈度）が認識されます。
a) 高換気度（高希釈）
放出源付近の濃度は急速に低下し、放出が停止した後は実質的に持続性がなくなります。
b) 中換気度（中希釈）
濃度は制御され、安定したゾーン境界が得られますが、放出が進行中であり、放出が停止した後も爆発性ガス雰囲気が過度に持続することはありません。
c) 低換気度（低希釈）
放出が進行している間はかなりの濃度があり、および/または放出が停止した後も爆発性ガス雰囲気がかなり持続します。
希釈の程度は、図 C.1 のグラフを使用して評価することができます。ここで、速度は検討中の空間で合理的に一定です。 換気が非効率的であるか、さまざまな物体によって流れが妨げられているために減少している場合は、より低い見かけの空気速度を使用する必要があります。
換気（希釈）の程度は、放出速度によっても影響を受ける可能性があります。 大きな部屋でのジェット放出 (IEC60079-10-1 /C.3.6.1 を参照) であり、これは図 C.1 では説明されていません。
屋内用途では、周囲（バックグラウンド）濃度もIEC60079-10-1 /C.3.6.1 に従って評価する必要があり、周囲（バックグラウンド）濃度が LFL の 25 % を超える場合、希釈度は一般に低いと見なす必要があります。
通常、次の 3 つの換気度（希釈度）が認識されます。
a) 高換気度（高希釈）
放出源付近の濃度は急速に低下し、放出が停止した後は実質的に持続性がなくなります。
b) 中換気度（中希釈）
濃度は制御され、安定したゾーン境界が得られますが、放出が進行中であり、放出が停止した後も爆発性ガス雰囲気が過度に持続することはありません。
c) 低換気度（低希釈）
放出が進行している間はかなりの濃度があり、および/または放出が停止した後も爆発性ガス雰囲気がかなり持続します。
希釈の程度は、図 C.1 のグラフを使用して評価することができます。ここで、速度は検討中の空間で合理的に一定です。 換気が非効率的であるか、さまざまな物体によって流れが妨げられているために減少している場合は、より低い見かけの空気速度を使用する必要があります。
換気（希釈）の程度は、放出速度によっても影響を受ける可能性があります。 大きな部屋でのジェット放出 (IEC60079-10-1 /C.3.6.1 を参照) であり、これは図 C.1 では説明されていません。
屋内用途では、周囲（バックグラウンド）濃度もIEC60079-10-1 /C.3.6.1 に従って評価する必要があり、周囲（バックグラウンド）濃度が LFL の 25 % を超える場合、希釈度は一般に低いと見なす必要があります。
放出源（ソース）の体積放出特性 (m3/s);
ガス/蒸気の密度 (kg/m3);
X 軸には計算された発生源の体積放出特性 (m3/s) がプロットされ、y 軸には放出源付近の空気速度がプロットされます。 値に基づいて、対応する線の交点が希釈クラスになります。
屋内状況のバックグラウンド濃度
屋内の状況では、図 C.1 から得られる希釈クラス。 予備希釈クラスです。 屋内状況の換気度（希釈 クラス）は、その地域の平均バックグラウンド濃度にも依存します。
検討してい区域の平均周囲（バックグラウンド）濃度は、爆発下限界（LEL：Lower Explosion Limit）濃度（％Vol）より低くなければなりません。 爆発下限界に到達するまでの度合いは ％LEL で表します。一般的に 周囲（バックグランド）濃度が25（% LEL） 以下である必要があります。バックグラウンド濃度 (Xb) は、次の式で計算できます。
f 係数は、検討中の換気効率の安全係数です。
屋内状況のバックグラウンド濃度
屋内の状況では、図 C.1 から得られる希釈クラス。 予備希釈クラスです。 屋内状況の換気度（希釈 クラス）は、その地域の平均バックグラウンド濃度にも依存します。
検討してい区域の平均周囲（バックグラウンド）濃度は、爆発下限界（LEL：Lower Explosion Limit）濃度（％Vol）より低くなければなりません。 爆発下限界に到達するまでの度合いは ％LEL で表します。一般的に 周囲（バックグランド）濃度が25（% LEL） 以下である必要があります。バックグラウンド濃度 (Xb) は、次の式で計算できます。
f 係数は、検討中の換気効率の安全係数です。
最終的に達成される平均周囲（バックグラウンド）濃度 Xb は、放出源（ソース）と換気度（フラックス）の相対的な大きさに依存しますが、これが達成される時間軸（スケール）は空気交換頻度に反比例します。
安全係数 f (換気の非効率性) は、放出ゾーンの外側の囲い内の空気が十分に混合されている度合いの尺度であり、室内の平均周囲（バックグラウンド）濃度 Xb を換気口での濃度 (無次元) で割ったものになります。
f =1: 周囲（バックグラウンド）濃度は本質的に均一で、出口はリリース自体から離れているため、出口での濃度は平均周囲（バックグラウンド）濃度を反映しています。
f >1: 希釈（混合）が非効率なために室内に周囲（バックグラウンド）濃度のばらつき（勾配）があり、出口が放出源（リリース）自体から離れているため、出口での濃度が平均周囲（バックグラウンド）濃度よりも小さくなっています。 軽度の場合、f は 1.5 の間である場合があります。希釈（混合）が十分に行われず希釈（混合）が非常に非効率的である場合は 5 です。
f =1 または f >1 の場合の起源を考えると、この値は、混合の非効率性に関連する安全係数として表すことができます (値が大きくなるにつれて、室内の空気の混合効率が徐々に低下するため)。 この要因により、障害物があり、換気口が最大の換気のために理想的に配置されていない可能性がある実際の空間での気流パターンの不完全性が考慮されます（C.5 を参照）。 バックグラウンド濃度が 燃焼下限値LFL （Low flammable limit (Vol/Vol)）の 25 % を超える場合、または図 C.1 に基づく評価で示された場合、希釈の程度は低いと見なされます。
ここで、LELとLFLは同義語と見なす。
4. 換気の有効度
換気の有効度（Availability）は、以下の 3 つのレベルに分類されます。
• 良（Good）: 換気がほぼ継続的に行われている。
• 可（Fair）: 通常の操作中に換気が存在することが期待されます。 不連続は、発生頻度が低く、短期間であれば許容されます。
•弱（Poor）: 換気が普通か良いかの基準を満たしていませんが、不連続性は長期間発生しないと予想されます。
5. ゾーン分類
評価されたすべてのステップに基づいて、附属書 Fでゾーンを分類できます。
6. ゾーンの範囲
可燃性ガスが発生する可能性のある危険なエリアまたは領域の範囲は、放出速度と、ガスの特性、放出形状および周囲の形状などの他のいくつかの要因によって異なります。
図 D.1 は、さまざまな放出形態の危険区域の範囲を決定するためのガイドとして使用できます。
どのラインを選択するかは、リリースの形態と物質の特性によって異なります。
安全係数 f (換気の非効率性) は、放出ゾーンの外側の囲い内の空気が十分に混合されている度合いの尺度であり、室内の平均周囲（バックグラウンド）濃度 Xb を換気口での濃度 (無次元) で割ったものになります。
f =1: 周囲（バックグラウンド）濃度は本質的に均一で、出口はリリース自体から離れているため、出口での濃度は平均周囲（バックグラウンド）濃度を反映しています。
f >1: 希釈（混合）が非効率なために室内に周囲（バックグラウンド）濃度のばらつき（勾配）があり、出口が放出源（リリース）自体から離れているため、出口での濃度が平均周囲（バックグラウンド）濃度よりも小さくなっています。 軽度の場合、f は 1.5 の間である場合があります。希釈（混合）が十分に行われず希釈（混合）が非常に非効率的である場合は 5 です。
f =1 または f >1 の場合の起源を考えると、この値は、混合の非効率性に関連する安全係数として表すことができます (値が大きくなるにつれて、室内の空気の混合効率が徐々に低下するため)。 この要因により、障害物があり、換気口が最大の換気のために理想的に配置されていない可能性がある実際の空間での気流パターンの不完全性が考慮されます（C.5 を参照）。 バックグラウンド濃度が 燃焼下限値LFL （Low flammable limit (Vol/Vol)）の 25 % を超える場合、または図 C.1 に基づく評価で示された場合、希釈の程度は低いと見なされます。
ここで、LELとLFLは同義語と見なす。
4. 換気の有効度
換気の有効度（Availability）は、以下の 3 つのレベルに分類されます。
• 良（Good）: 換気がほぼ継続的に行われている。
• 可（Fair）: 通常の操作中に換気が存在することが期待されます。 不連続は、発生頻度が低く、短期間であれば許容されます。
•弱（Poor）: 換気が普通か良いかの基準を満たしていませんが、不連続性は長期間発生しないと予想されます。
5. ゾーン分類
評価されたすべてのステップに基づいて、附属書 Fでゾーンを分類できます。
6. ゾーンの範囲
可燃性ガスが発生する可能性のある危険なエリアまたは領域の範囲は、放出速度と、ガスの特性、放出形状および周囲の形状などの他のいくつかの要因によって異なります。
図 D.1 は、さまざまな放出形態の危険区域の範囲を決定するためのガイドとして使用できます。
どのラインを選択するかは、リリースの形態と物質の特性によって異なります。
換気速度の評価
ガスの漏れ（放出）がある場合はガスを除去する必要があります。そうしないと、ガスの蓄積が発生します。 ガスは、ガス漏れの運動量によって引き起こされる流れ、ガスによって引き起こされる浮力、自然換気または強制換気、風によって引き起こされる流れによって、運び去られる可能性があります。
（放出自体の運動量（放出速度等）によって引き起こされる流れは、この運動量が衝突やその他の形状の影響によって妨げられないことが明確でない限り通常は考慮すべきではありません。）
ガスを運び去る流れは、主に屋内の場合は換気の評価に基づいて、屋外の場合は風によって引き起こされる流れに基づいて評価する必要があります。 屋内状況の場合、流速または換気速度は、換気によって引き起こされる平均流速に基づく場合があります。 これは、空気/ガス混合物の体積流量を流れに垂直な断面積で割ったものとして計算できます。 この空気速度は、換気の非効率性や、流れがさまざまな物体によって妨げられることにより、一定の係数だけ低下するはずです。
ガスの漏れ（放出）がある場合はガスを除去する必要があります。そうしないと、ガスの蓄積が発生します。 ガスは、ガス漏れの運動量によって引き起こされる流れ、ガスによって引き起こされる浮力、自然換気または強制換気、風によって引き起こされる流れによって、運び去られる可能性があります。
（放出自体の運動量（放出速度等）によって引き起こされる流れは、この運動量が衝突やその他の形状の影響によって妨げられないことが明確でない限り通常は考慮すべきではありません。）
ガスを運び去る流れは、主に屋内の場合は換気の評価に基づいて、屋外の場合は風によって引き起こされる流れに基づいて評価する必要があります。 屋内状況の場合、流速または換気速度は、換気によって引き起こされる平均流速に基づく場合があります。 これは、空気/ガス混合物の体積流量を流れに垂直な断面積で割ったものとして計算できます。 この空気速度は、換気の非効率性や、流れがさまざまな物体によって妨げられることにより、一定の係数だけ低下するはずです。
小規模な人工換気した建物内のジェットの放出
この例 (図 C.3 を参照) は、ガス圧縮機室などの状況に当てはまります。 換気の速度や換気システムの配置に関係なく、圧力が非常に低い場合を除き、ジェット放出が放出源ですぐに LFL 以下に希釈されることはありません。 したがって、放出源での希釈度が高いとはほとんど言えません。 残りの空間の希釈度は、人工換気の配置と速度に大きく依存します。 図 C.3 と図 C.4 に示されているように、希釈の度合いもこれらの要因の両方に非常に敏感である可能性があります。 この場合、密閉空間には、通気口から排出される同量の新鮮な空気が供給されます。 1 時間あたりの空気の交換回数が明らかに多いにもかかわらず、換気装置により筐体内に空気の循環が生じ、その結果バックグラウンド濃度が上昇する可能性があります。 これを別の見方で見ると、再同伴ガスによって放出源からの希釈量が増加するということになります。 このような場合は、希釈度を低いものとして扱う必要があります。 この場合、密閉空間には給気と排気の両方の換気が提供されます。 供給のみの場合と同様に、換気装置により空気の循環運動が生じ、希釈ガスがジェット放出に再同伴され、それによってバックグラウンドガス濃度が増加する可能性があります。 換気の配置と抽出ポイントの位置を注意深く考慮することで、空気の再循環パターンを最小限に抑えることができます。 この場合、中程度またはさらに高い程度の希釈が達成される可能性があります。
注: 換気は通常、全体的または局所的な換気システムとしてのみ適用されます。
この例 (図 C.3 を参照) は、ガス圧縮機室などの状況に当てはまります。 換気の速度や換気システムの配置に関係なく、圧力が非常に低い場合を除き、ジェット放出が放出源ですぐに LFL 以下に希釈されることはありません。 したがって、放出源での希釈度が高いとはほとんど言えません。 残りの空間の希釈度は、人工換気の配置と速度に大きく依存します。 図 C.3 と図 C.4 に示されているように、希釈の度合いもこれらの要因の両方に非常に敏感である可能性があります。 この場合、密閉空間には、通気口から排出される同量の新鮮な空気が供給されます。 1 時間あたりの空気の交換回数が明らかに多いにもかかわらず、換気装置により筐体内に空気の循環が生じ、その結果バックグラウンド濃度が上昇する可能性があります。 これを別の見方で見ると、再同伴ガスによって放出源からの希釈量が増加するということになります。 このような場合は、希釈度を低いものとして扱う必要があります。 この場合、密閉空間には給気と排気の両方の換気が提供されます。 供給のみの場合と同様に、換気装置により空気の循環運動が生じ、希釈ガスがジェット放出に再同伴され、それによってバックグラウンドガス濃度が増加する可能性があります。 換気の配置と抽出ポイントの位置を注意深く考慮することで、空気の再循環パターンを最小限に抑えることができます。 この場合、中程度またはさらに高い程度の希釈が達成される可能性があります。
注: 換気は通常、全体的または局所的な換気システムとしてのみ適用されます。
局所換気 - 排気
可能な限り局所人工換気が推奨されます (図 C.5 を参照)。 局所的な人工換気により、放出源近くの希釈度を改善できます。 さらに重要なことは、局所人工換気は、局所換気システムの意図した影響範囲を超えるガスまたは蒸気を制限するために、ガスまたは蒸気の動きを制御する必要があることです。 これが達成された場合、放出源の周囲の希釈度は中程度と見なすことができます。 一般に、局所人工換気を効果的にするには、放出源の近くに設置する必要があります。 放出源の放出速度が非常に遅い場合には、局所的な人工換気が非常に効果的です。 局所人工換気は、放出の動きを制御するためにガスまたは蒸気の放出速度を克服する必要があるため、ジェット放出に対する局所人工換気の適用可能性は、他の放出形式に比べて大幅に低下します。
可能な限り局所人工換気が推奨されます (図 C.5 を参照)。 局所的な人工換気により、放出源近くの希釈度を改善できます。 さらに重要なことは、局所人工換気は、局所換気システムの意図した影響範囲を超えるガスまたは蒸気を制限するために、ガスまたは蒸気の動きを制御する必要があることです。 これが達成された場合、放出源の周囲の希釈度は中程度と見なすことができます。 一般に、局所人工換気を効果的にするには、放出源の近くに設置する必要があります。 放出源の放出速度が非常に遅い場合には、局所的な人工換気が非常に効果的です。 局所人工換気は、放出の動きを制御するためにガスまたは蒸気の放出速度を克服する必要があるため、ジェット放出に対する局所人工換気の適用可能性は、他の放出形式に比べて大幅に低下します。
屋内換気
屋内用途では、室内の換気流量と部屋の寸法を知ることにより、換気速度を提供できます。さらに、バックグラウンド濃度が放出ガスの下限(LFL)の25%を超える場合は希釈率を低く抑える必要があるため、可燃性ガスのバックグラウンド濃度を考慮することがさらに重要です。
バックグラウンド濃度(vol/vol)は、次の式で求められます。
バックグラウンド濃度(vol/vol)は、次の式で求められます。
ここで、Xbはバックグラウンド濃度、fは換気の混合の程度の尺度です(f = 1は、バックグラウンド濃度が均一で、換気出口が放出から離れていることを意味し、換気出口の濃度が平均バックグラウンド濃度を反映していることを意味します)、 Qg はリリースの体積流量です。 つまり、
ここで、Wgは以下の式(4)で説明され、ρgρgは周囲条件でのガス密度です。もう
ここで、Cは部屋の空気交換頻度(s ^ -1)であり、V0は検討中のボリューム(たとえば、部屋のボリューム)です。
最後に、放出特性Qcは、以下の式で計算されます。この場合、放出特性は式(1)で与えられ、式(3)は液体の質量放出の式、(4)は亜音速ガス放出の式です(つまり、システム内のガスの圧力が臨界圧力を下回っている場合)。
最後に、放出特性Qcは、以下の式で計算されます。この場合、放出特性は式(1)で与えられ、式(3)は液体の質量放出の式、(4)は亜音速ガス放出の式です(つまり、システム内のガスの圧力が臨界圧力を下回っている場合)。
- k - LFLに起因する安全率
- LFL - 可燃性下限 (vol/vol)
- M - ガスまたは蒸気のモル量 (kg/kmol)
- R - ユニバーサルガス定数 (8314 J/kmol K)
- ρa - 空気密度 (kg/m3)
- ρg - ガスまたは蒸気の密度(kg / m3)
- Ta - 絶対周囲温度 (K)
- Wg:可燃性物質の大量放出(kg / s)、混合物の場合、可燃性物質の総質量のみを考慮する必要があります
- CD - 放電係数
- S - 開口部(穴)の断面で、そこから流体が放出されます(m2)。IEC-60079-10-1:2020 の表 B.1 に、穴のサイズの選択に関するガイダンスを示します。
- p - システム内圧力 (Pa)
- Z - 圧縮率 (-)
- γ - 比熱比の断熱的展開のポリトロープ指数 (-)
放出のグレード、換気の有効性、および換気の利用可能性を知ることで、表D.1からゾーンをさらに評価することが可能になります。
ゾーンのタイプがわかったら、ゾーンの範囲を計算できます。ゾーンの範囲は、爆発性雰囲気が可燃性下限 (LFL) 未満の空気中の協調に分散する前に、爆発性雰囲気が存在する推定または計算された距離を意味します。
IEC 60079-10-1:2020は、図D.1の形で危険ゾーンの範囲を決定するためのガイドを提供します。低希釈または中希釈の場合、推定範囲が小さすぎるため、別の評価手法を適用する必要があります。ガスは空気よりも重かったり軽くなったりする可能性があり、放出後の広がりをさらに導くという事実に留意する必要があります。重いガスは地下の領域に流れ込み、軽いガスは高い場所に保持される場合があります。危険区域の範囲を推定するには、上記の式 (1) で与えられる放出特性の形で入力する必要があります。
ゾーンのタイプがわかったら、ゾーンの範囲を計算できます。ゾーンの範囲は、爆発性雰囲気が可燃性下限 (LFL) 未満の空気中の協調に分散する前に、爆発性雰囲気が存在する推定または計算された距離を意味します。
IEC 60079-10-1:2020は、図D.1の形で危険ゾーンの範囲を決定するためのガイドを提供します。低希釈または中希釈の場合、推定範囲が小さすぎるため、別の評価手法を適用する必要があります。ガスは空気よりも重かったり軽くなったりする可能性があり、放出後の広がりをさらに導くという事実に留意する必要があります。重いガスは地下の領域に流れ込み、軽いガスは高い場所に保持される場合があります。危険区域の範囲を推定するには、上記の式 (1) で与えられる放出特性の形で入力する必要があります。
Heavyガスのグラフには半径 1.5 m のカットオフがあり、ジェットおよび拡散放出のカットオフは半径 1 m です。
F.1 危険区域の分類への概略的アプローチ
図 F.1 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
図 F.1 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
附属書 F
（参考）
危険区域の分類への概略的アプローチ
（参考）
危険区域の分類への概略的アプローチ
注: 放出源は、放出の複数のグレードまたは組み合わせを生じさせる可能性があります。
図 F.1 – 分類への概略的アプローチ
図 F.1 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
注: ゾーン NE は、通常の条件下では無視できる程度のゾーンを示します。
図 F.2 – 連続グレードリリースの分類への概略アプローチ
図 F.2 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
注: ゾーン NE は、通常の条件下では無視できる程度のゾーンを示します。
図 F.3 – 一次グレードリリースの分類への概略アプローチ
図 F.3 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
注 1: ゾーン NE は、通常の条件下では無視できる程度のゾーンを示します。
注 2: 低希釈が非常に弱く、実際に爆発性ガス雰囲気が事実上継続的に存在するような放出、つまり「換気なし」状態に近づく場合、ゾーン 0 になります。
注 2: 低希釈が非常に弱く、実際に爆発性ガス雰囲気が事実上継続的に存在するような放出、つまり「換気なし」状態に近づく場合、ゾーン 0 になります。
図 F.4 – 二次グレードリリースの分類への概略アプローチ
図 F.4 は、危険区域を分類するための概略的なアプローチを示しています。
注 1: ゾーン NE は、通常の条件下では無視できる程度のゾーンを示します。
注 2: 低希釈が非常に弱く、実際に爆発性ガス雰囲気が実質的に連続して存在するような放出、つまり「換気なし」状態に近づいている場合、ゾーン 0 になります。
注 3: リリースの 2 次グレードによって作成されるゾーン 2 エリアは、リリースの 1 次グレードまたは継続グレードに起因するものを超えることができます。
注 2: 低希釈が非常に弱く、実際に爆発性ガス雰囲気が実質的に連続して存在するような放出、つまり「換気なし」状態に近づいている場合、ゾーン 0 になります。
注 3: リリースの 2 次グレードによって作成されるゾーン 2 エリアは、リリースの 1 次グレードまたは継続グレードに起因するものを超えることができます。
