Ausbreitungsverhalten von Gasen

Wie verteilen sich Gase im Raum?

Die Kenntnis der relativen Gasdichte und der Luftströmungen sind Voraussetzung für die Abschätzung des Ausbreitungsverhaltens von Gasen. Die relative Gasdichte berechnet sich aus der Dichte des Gases geteilt durch die Dichte der Luft. Die Dichte von Luft beträgt dabei 1,293 kg/m³

In Bereichen ohne gerichtete Luftströmung (z.B. bei Windstille) kann von folgenden Ausbreitungsrichtungen ausgegangen werden:

Gase mit einer relativen Dichte < 1 werden sich von der Gasquelle nach oben ausbreiten

Gase mit einer relativen Dichte = 1 werden sich um die Gasquelle nach allen Richtungen ausbreiten

Gase mit einer relativen Dichte > 1 werden sich von der Gasquelle nach unten ausbreiten. Vorsicht! Sie können, ähnlich wie Flüssigkeiten, in tiefer liegende Hohlräume „fließen“ und diese Hohlräume (z.B. Kanäle, Schächte) auffüllen.

Bei der Beurteilung der möglichen Gasausbreitung sind aber weitere Punkte zu beachten:

Die Belüftung des Bereiches hat einen großen Einfluss auf das Ausbreitungsverhalten. Im Freien spielt der Wind die tragende Rolle, in Gebäuden können Lüftungsanlagen oder natürliche Lüftung die Ausbreitung bestimmen

Auch schwere Gase können, solange sie deutlich wärmer sind als die Umgebung, zunächst nach oben steigen (z.B. bei Bränden werden Schadstoffe von der Thermik nach oben getragen)

Umgekehrt fließen leichte, tiefkalte Gase zunächst nach unten bis der Temperatureinfluss geringer ist als der Dichteunterschied bei Umgebungsbedingungen

Gase entmischen sich nicht! Haben sich brennbares Gas und Umgebungsatmosphäre vermischt, bestimmen die physikalischen Eigenschaften des Gemisches das weitere Verhalten! Das heißt, leichte Gase werden sich nicht unter der Raumdecke konzentriert ansammeln. Musterbeispiel ist hier Ammoniak, welches in Verbindung mit der Umgebungsluft schwerer als Luft wird