Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz
Fachgebiet Brandschutz und Grundlagen des Massivbaus

Studienarbeit

Brandrisikoanalyse von Lagern mit Elektronikschrott

SS 2004

von

Cora Hentrich

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis ... II
Abkürzungsverzeichnis  ... IV
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ... VI

0 Zusammenfassung ... 1

1 Einleitung  ... 2

2 Wesentliche rechtliche Anforderungen an Lager mit Elektronikschrott  ... 3
2.1 Beschreibung des Lagergutes  ... 3
2.2 Elektronikschrott-Verordnung und EU-Richtlinien WEEE und ROHS  ... 5
2.3 Vorhandene rechtliche Anforderungen ... 7
2.3.1 Anforderungen aus dem Baurecht  ... 7
2.3.1.1 Die Bauordnungen ... 7
2.3.1.2 Die Industriebaurichtlinie ... 8
2.3.1.3 Die Kunststofflagerrichtlinie  ... 9
2.3.2 Anforderungen aus dem Umweltrecht ... 11
2.3.2.1 Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz  ... 11
2.3.2.2 Die Elektro-Altgeräte-Richtlinie  ... 11
2.3.2.3 Das Bundes-Immissionsschutzgesetz  ... 12
2.3.2.4 Die Löschwasser-Rückhalte-Richtlinie ... 12
2.3.3 Anforderungen der Schadenversicherer  ... 13
2.3.4 Kriterien von Interessenverbänden  ... 14
2.4 Eventuell resultierende Anforderungen an Elektronikschrottlager ... 14

3 Gestaltung der Lager und mögliche Zündquellen ... 16
3.1 Arten der Lagerung  ... 16
3.1.1 Lagerstätten innerhalb des Entsorgungsbetriebes ... 16
3.1.2 Gestaltung der Lager  ... 17
3.2 Mögliche Zündquellen  ... 18
3.2.1 Die Aufbereitung der Elektroaltgeräte  ... 19
3.2.2 Aus Verarbeitungsprozessen resultierende Zündquellen ... 23
3.2.3 Weitere Brandursachen  ... 26
3.3 Lagerung und Brandschutz am Beispiel eines Braunschweiger Betriebes ... 27
3.3.1 Betrieb und Lagerung  ... 27
3.3.2 Brandschutz ... 28
3.4 Lagerbrände ... 29

4 Zündeigenschaften der Lagergüter  ... 32
4.1 Rechtliche Anforderungen ... 32
4.1.1 Das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG)  ... 32
4.1.2 Die Niederspannungsrichtlinie (73/23/EWG)  ... 33
4.2 Sicherheitsanforderungen an Elektrogeräte ... 33
4.2.1 Audio-/Video- und ähnliche Geräte  ... 34
4.2.2 Elektrische Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke ... 36
4.2.3 Einrichtungen der Informationstechnik ... 37
4.3 Prüfverfahren zur Beurteilung der Brandgefahr  ... 39
4.3.1 Prüfung mit der Nadelflamme nach DIN EN 60695-2-2  ... 39
4.3.2 Prüfungen mit dem Glühdraht ... 40
4.3.2.1 Glühdrahtprüfung nach DIN EN 60695-2-11 ... 41
4.3.2.2 Glühdrahtprüfung nach DIN EN 60695-2-12 ... 42
4.3.2.3 Glühdrahtprüfung nach DIN EN 60695-2-13 ... 43
4.3.3 Prüfverfahren mit 50-W Prüfflamme ... 43
4.3.3.1 Horizontalbrennprüfung  ... 43
4.3.3.2 Vertikalbrennprüfung  ... 45
4.3.4 Prüfverfahren mit 500-W-Prüfflamme  ... 47
4.4 Einsatz von Flammschutzmitteln in der Elektrotechnik  ... 49
4.4.1 Verwendung flammenhemmender Zusätze  ... 49
4.4.2 Wirkungsweise von Flammschutzmitteln  ... 49
4.4.3 Arten von Flammschutzsystemen ... 50
4.5 Brandversuche ... 52
4.6 Bewertung der Zündeigenschaften  ... 54

5 Fazit  ... 56

Literaturverzeichnis  ... 57

Abkürzungsverzeichnis

[...]

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
Abb. 1: Zusammensetzung der Elektro- und Elektronikaltgeräte im Jahr 1997  ... 4
Abb. 2: Gitterbox ... 18
Abb. 3: Verfahrensschritte in einem Zerlegezentrum ... 19
Abb. 4: Shredder ... 24
Abb. 5: Mittlere Zusammensetzung der Shredderleichtfraktion  ... 25
Abb. 6: Freilager der Elpro GmbH  ... 27
Abb. 7: Gefahrstofflager in der Werkhalle der Elpro GmbH  ... 28
Abb. 9: Beispiele für die Prüfanordnung bei der Nadelflammenprüfung  ... 40
Abb. 10: Prüfung mit dem Glühdraht (Draufsicht)  ... 41
Abb. 11: Aufbau für die Horizontalbrennprüfung ... 45
Abb. 12: Aufbau für die Vertikalbrennprüfung  ... 47
Abb. 13: Prüfungsaufbau nach DIN EN 60695-11-20  ... 48

Tab. 1: Globale Zusammensetzung der Elektrogeräte  ... 4
Tab. 2: Elektronikschrott-Aufbereitungsanlagen in Deutschland (Stand 1993) 23
Tab. 3: Abstände von potentiellen Zündquellen und daraus folgende Entflammbarkeitskategorien für Audio-/Video- und ähnliche Geräte  ... 35
Tab. 4: Zusammenstellung der Anforderungen für die Entflammbarkeit von Werkstoffen bei Einrichtungen der Informationstechnik  ... 38
Tab. 5: Anwendung der Nadelflammenprüfung nach DIN EN 60695-2-2  ... 39
Tab. 6: Anwendung der Glühdrahtprüfung nach DIN EN 60695-2-11 ... 41
Tab. 7: Anwendung der Horizontalbrennprüfung nach DIN EN 60695-11-10 .. ... 44
Tab. 8: Anwendung der Vertikalbrennprüfung nach DIN EN 60695-11-10  ... 45
Tab. 9: Kategorien der Vertikalverbrennung nach DIN EN 60695-11-10  ... 46
Tab. 10: Kategorien der Vertikalverbrennung nach DIN EN 60695-11-20  ... 48
Tab. 11: Zusammenfassung der WISO-Versuchsergebnisse ... 52

0 Zusammenfassung

Im Zuge der Einführung der neuen EU-Richtlinien, welche das Recycling von Elektro- und Elektronikaltgeräten regeln, ist in nächster Zeit vermehrt mit der Entstehung von Elektro- und Elektronikschrottlagerstätten zu rechnen. Innerhalb einer Brandrisikoanalyse wurde versucht, Aussagen über die Gefahren der Brandentstehung und Brandausbreitung dieser Lagerstätten zu treffen. Des Weiteren war von Interesse, ob sich diese Gefahren wesentlich von denen anderer Lagerstätten in der Industrie unterscheiden.

Bezüglich der rechtlichen Anforderungen beim Bau von Elektronikschrottlagerstätten sind die Anforderungen der Landesbauordnungen sowie der Industriebaurichtlinie, falls vorhanden, zu erfüllen. Die Richtlinie über den Brandschutz bei der Lagerung von Sekundärrohstoffen aus Kunststoff findet trotz des relativ hohen Kunststoffanteils beim Elektronikschrott von 22 Gew.% keine Anwendung, da deren Anwendungsbereich auf reinen Kunststoff beschränkt ist. Die Anforderungen aus dem Umweltrecht sind in dem Merkblatt der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall zusammengefasst.
Hinsichtlich der rechtlichen Anforderungen aus Bau- und Umweltrecht bestehen somit keine Unterschiede zu „normalen“ Industriebetrieben. 

Eine Untersuchung der möglichen Zündquellen zur Bewertung des Risikos der Brandentstehung ergab keine wesentliche Abweichung von anderen Lagerstätten in Industriebetrieben. Die aus den Verarbeitungsprozessen resultierenden Zündquellen stellen kein außerordentlich hohes Gefahrenpotential dar, das Risiko der Brandstiftung besteht mit großer Sicherheit ebenso wie bei anderen Lagerstätten.

Die Zündeigenschaften des Lagergutes sind differenziert zu betrachten. Es bestehen hohe Sicherheitsanforderungen an die Geräte aus Gesetzgebung und Normung, würden diese konsequent von allen Herstellern eingehalten, dann dürfte das von den Geräten ausgehende Brandrisiko nicht sehr groß sein. Da jedoch die Sicherheitsanforderungen aus der Normung nicht gesetzlich verbindlich sind, kann keine genaue Aussage darüber getroffen werden, wie viele Hersteller sich letztlich an diese Anforderungen halten. Des Weiteren ist ungeklärt, ob ein Gerät nach mehreren Jahren Nutzungsdauer, wenn es zu Elektronikschrott wird, noch das gleiche Sicherheitsniveau aufweist wie bei seiner Herstellung.
Es besteht also hinsichtlich der Brandausbreitung ein gewisses Risiko, dies belegt auch ein Brandversuch an einer Auswahl von Hardware-Geräten. 

Bei der Konzeption und Planung von Elektronikschrottlagerstätten sollte somit großen Wert auf ein umfassendes Brandschutzkonzept gelegt werden, um unnötige Gefährdungen zu vermeiden.

1 Einleitung

Das Gesamtaufkommen von Elektro- und Elektronikaltgeräten wird in Deutschland zur Zeit auf etwa 1,8 - 2,0 Mio. Tonnen pro Jahr geschätzt. Aufgrund der immer größer gewordenen Vielfalt elektrischer und elektronischer Produkte sowie der immer kürzeren Nutzungsphasen der Geräte, geht man von einer Mengensteigerung von ca. 3 - 5 % pro Jahr aus. Die im Februar letzten Jahres in Kraft getretene Europäische Elektro- und Elektronikaltgeräte-Richtlinie WEEE regelt die Recyclinganforderungen an diese Altgeräte, welche sich durch ein hohes Wertstoff- aber auch Schadstoffpotential auszeichnen.

Aus diesem Grund muss mit einer verstärkten Entstehung von Lagerstätten für Elektronikschrott gerechnet werden. Die Elektroaltgeräte enthalten jedoch oft Schadstoffe wie die Schwermetalle Cadmium, Quecksilber und Blei oder andere gefährliche Stoffe wie Brom oder Arsen. Ein Brand solch eines Elektronikschrottlagers kann demnach gravierende Folgen für Mensch und Umwelt haben.

Eine Brandrisikoanalyse untersucht die Risiken der Brandentstehung und der Brandausbreitung sowie die Folgen eines Brandes für Mensch und Umwelt. Diese Brandrisikoanalyse beschäftigt sich mit der Frage, ob sich die von den Elektronikschrottlagerstätten ausgehenden Risiken wesentlich von denen anderer Industriebauten unterscheiden, so dass eventuell besondere Anforderungen bezüglich des Brandschutzes gestellt werden sollten.

So erfolgt in Kapitel 2 zunächst eine Zusammenstellung der vorhandenen rechtlichen Anforderungen aus Baurecht und Umweltrecht an den Brandschutz von Lagerstätten, um daraus die möglichen Anforderungen an Elektronikschrottlagerstätten ableiten zu können. Mit Überlegungen zu eventuellen Lagerformen und Zündquellen, die aus dem Betrieb eines Recyclingunternehmens resultieren können, befasst sich Kapitel 3. Das letzte Kapitel beinhaltet den Versuch einer Bewertung der Zündeigenschaften der Elektronikaltgeräte mit Hilfe der Darstellung der brandschutztechnischen Anforderungen an die Geräte aus Gesetzgebung und Normung sowie den auf internationaler Ebene von den Herstellern durchzuführenden Prüfungen zur Beurteilung der Brandgefahr.

[....]