IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 2/1996, Seite ff.

GASARMATUREN

Thermische Armaturen Sicherungen

Überlegungen im Zusammenhang mit der FeuVO - Fassung Februar 1995

Hans Streif

Die neue deutsche Muster-Feuerungsverordnung 1995 schreibt den Einbau entsprechender "Vorrichtungen", die im Brandfall bei 100°C automatisch schließen, vor Gasgeräten künftig vor. Einige Komponenten der Gasinstallation müssen dann Temperaturen von 650°C standhalten, damit das oberhalb dieser Temperaturen austretende Gas zündet und abfackelt. Brennendes Gas fördert zwar den Brand, doch unverbranntes Gas bedeutet Explosionsgefahr.

Hier soll von einem Teilaspekt der neuen deutschen Musterfeuerungsverordnung, (FeuVO, Fassung Februar 1995) die Rede sein: Von ß 4, Ziffer 6, der folgenden Wortlaut hat:

Gasfeuerstätten in Räumen oder die Brennstoffleitungen vor diesen Gasfeuerstätten müssen mit einer Vorrichtung ausgestattet sein, die

  1. bei einer äußeren thermischen Beanspruchung von mehr als 100°C die weitere Brennstoffzufuhr selbsttätig absperrt und
  2. so beschaffen ist, daß bis zu einer Temperatur von 650°C über einen Zeitraum von mindestens 30 Minuten nicht mehr als 30 l/h, gemessen als Luftvolumenstrom, durch- oder ausströmen können.

Bild 1: TAS-Vorrichtungen in Eck- und Durchgangsform.

Seit dem Ende der Notifizierungsfrist bei der EU in Brüssel, Mitte Oktober 1995, kann die "Deutsche Musterfeuerungsverordnung" von den deutschen Bundesländern in Kraft gesetzt werden. Brandenburg hat die Inkraftsetzung als erstes Bundesland im Gesetz- und Verordnungsblatt für das Land Brandenburg, Teil II Verordnungen, Nr. 52, bekanntgegeben. Damit ist bei Neuanlagen der Einbau von thermisch automatischen Absperrarmaturen von Gasfeuerstätten unabdingbar und ohne Übergangsfrist obligatorisch geworden.

Der FeuVO ist 1990 die Europäische Gasgeräterichtlinie - 90/396/EWG vom 29.6.1990 vorausgegangen, die in Anhang 1, Abschn. 3.1.3 festlegt:

Das Gerät ist so auszulegen und herzustellen, daß das Risiko einer Explosion durch eine von außen kommende Brandgefahr so gering wie möglich gehalten wird.

Bild 2: Gascontrolgerät mit vorgeschaltetem TAS.

Aufgrund dieser Richtlinie wurden schon im Februar 1991 Lösungen von der Armaturenindustrie vorgestellt, mit denen diese Zielsetzung realisierbar war.

Ein Schweizer Brandschutzarmaturen-Hersteller hat eine Schutzvorrichtung in Eck- und Durchgangsversion entwickelt - TAS, Thermische Armaturen Sicherung. Der Name sollte deutlich auf die zu erfüllende Aufgabe dieser "Vorrichtung" hinweisen (Bild 1). Es war allerdings zunächst daran gedacht, diese "Vorrichtung" unmittelbar vor das Gascontrol im Gasgerät zu setzen und zwar werksseitig durch die Gasgerätehersteller (Bild 2).

Bevor der Gedanke in den ersten Entwürfen der FeuVO (1. Fassung: November 1993) praktische Verwertung fand, wurden die Ergebnisse eines Forschungsauftrages vom Oktober 1988 an die Techn. Universität München, der im Juni 1993 abgeschlossen war, ausgewertet. Kurztitel des Berichts: "Brandverhalten von Gasanlagen" [1].

Bild 3: Thermische Armaturen Sicherungen in verschiedenen Anschlußversionen.

Der Forschungsauftrag sollte Gewißheit darüber verschaffen, ob in der Hausinstallation Handlungsbedarf bestand, noch andere Komponenten der Gasanlage - außer dem Gaszähler und der Hauptabsperreinrichtung (HAE), die schon seit einigen Jahren thermisch höher belastbar vorgeschrieben sind - zu sichern.

Die Forschungsergebnisse haben bestätigt, daß die Gascontrols in den Gasgeräten, die von den entsprechenden Unternehmen aus den EU-Staaten teils aus Zink-, teils aus Aluminiumdruckguß oder ähnlichen Legierungen hergestellt werden, thermisch nicht ausreichend belastbar waren, weit unter der Zündtemperatur von Erdgas (etwa 630°C) undicht wurden und Gas ausströmen ließen, das im Brandraum eine explosionsfähige Atmosphäre bildete.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß es wenig sinnvoll ist, die vorzusehenden Schutzvorrichtungen unmittelbar vor das Gascontrol zu setzen, weil auch die davor installierten Gasanschlußhähne nicht ausreichend feuerresistent sind.

Bild 4: TAS in Durchgangsausführung vor Gasgeräte-Anschlußhähnen.

Als Konsequenz daraus ergab sich, daß die Schutzvorrichtung vor dem, bzw. integriert in den Absperrhahn, installiert werden muß. Im Falle nicht feuerresistenter, "auf Putz" angeordneter, Gaszuleitungen muß sie sogar am Beginn dieser Zuleitungen, d.h. immer vor der "Schwachstelle" der Gasanlage gesetzt werden.

Die Detailanweisungen, wo die "Vorrichtungen" im Sinne der FeuVO einzubauen sind, wird man sicher in der Neuausgabe der TRGI 86, die für 1996 angekündigt ist, finden.

Davon abgesehen, gibt es in der Armaturenindustrie aber längst klare Vorstellungen dazu; und es hat sich ein bestimmter "Stand der Technik" entwickelt, der die thermische Belastbarkeit von Gasabsperrarmaturen auf ca. 1000°C verbessert. So hat z.B. der Schweizer Hersteller von Brandschutzarmaturen in mehreren Schritten folgende Thermische Armaturen Sicherungen auf den Markt gebracht, die DVGW geprüft und -zugelassen sind (Bild 3):

Sie zeichnen sich durch die miniaturhaften Maße und durch sehr variable Anschlußmöglichkeiten aus. Ihr Design mit den diversen Außenbeschichtungen "vernickelt" (Standardausführung), schwarz oder gelb colorierte Verzinkung, oder auch Edelstahlausführung (falls für den Durchfluß von aggressiven Medien benötigt), wurden bereits mit Design-Preisen ausgezeichnet.

Bild 5: Gas-Eckanschlußhähne mit automatischer Schließfunktion (Mini-TAS/E).

Die in Bild 3 dargestellten TAS in Durchgangsausführung kommen vor Absperrhähnen in Durchgangsform, z.B. vor Gaskesseln, vor Wohnraumheizgeräten, vor Gaskaminen usw. zur Anwendung (Bild 4).

Eine weitere Aufgabe bestand darin, eine gute Lösung für Gas-Eckarmaturen, wie Steckdosen, Eckanschlußhähne, zu finden. Um die Installationstechnik für Gas-Wandgeräte beibehalten zu können und um die bisherigen Eckarmaturen gegen neue, mit automatischer Schließfunktion, austauschbar zu machen, mußten die Abmessungen der Eckanschlußhähne nach DIN 3430 und 3431 sowie nach DIN 3435 (Entwurf 4/90) erhalten bleiben (Bild 5). Das wurde möglich durch die Mini-TAS(E), die in den Eingang der Eckanschlußhähne oder Gassteckdosen werksseitig durch deren Hersteller eingebaut werden muß (Bild 6). Am Beispiel einer Gassteckdose und eines Eckanschlußhahns sei das gezeigt (Bild 7).

Vorrichtungen im Sinne der FeuVO, ß 4, Ziffer 6, in Messing- oder Stahlausführung?

Der ß 4, Ziffer 6, Absatz 2, legt die Anforderungen fest, die an die "Vorrichtungen im Sinne der FeuVO" gestellt werden.

Bild 6: Mini-TAS (E).

Der Gesetzgeber hat damit Mindestanforderungen an die vorgenannten Vorrichtungen gestellt, die auf der Erwartung beruhen, daß das oberhalb von 650°C ausströmende Gas zündet und abfackelt und somit keine Explosionsgefahr besteht.

Diese Mindestanforderungen kann man auch mit Messing-Vorrichtungen erfüllen, wenn auch nur bis Druckstufe PN 1. Die Definition in ß 4, Ziffer 6, Absatz 2, wie eine solche "Vorrichtung" beschaffen sein muß, ist aber nur eine Prüfvorschrift, die nicht wirklichkeitskonform ist. Man kann die Temperatur nicht bei 650°C über 30 Min. anhalten. Man darf sich nicht verwirren lassen und glauben, daß eine so geprüfte "Vorrichtung" in der Wirklichkeit eines Brandes 30 Min. feuerresistent wäre. Sie hält 9 bis 10 Min. stand, wie die Einheitstemperatur Zeitkurve (DIN 4102) zeigt (Bild 8). Schon nach 15 Min. beträgt die Temperatur 719°C und Messing beginnt weich zu werden, kann kaum noch dem Druck standhalten.

Bild 7: Gassteckdose und Gas-Eckanschlußhahn mit Mini-TAS (E).

Das reicht nicht aus, um

Man sollte in die Gasinstallation Vorrichtungen einbauen, die eine längere Zeit vor unkontrolliertem Gasaustritt schützen und Explosionen zuverlässig ausschließen.

Man sollte auch den akademischen Streit ausschalten, ob Gas - wegen des verminderten Sauerstoffgehaltes im Gasluftgemisch des Brandraumes - bei 630° oder erst bei 800 bis 900°C zündet. Man sollte Gas generell nicht austreten lassen, sondern es in der Leitung unter sicherem Verschluß halten.

Bild 8: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen nach DIN 4102 Teil 2; Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK).

Das kann man mit Vorrichtungen in Stahlausführungen erreichen. Die Thermische Armaturen Sicherung z.B. verfügt über folgende Eigenschaften:

Es dürfte auf der Hand liegen, warum der Gesetzgeber in Deutschland in der FeuVO lediglich Mindestforderungen festgelegt hat. Hätte er darüber hinausgehende Forderungen - etwa dem Stand der Technik entsprechende - in der FeuVO festgeschrieben, wären die Regelungen, die für Gaszähler und Hauptabsperrung (HAE), gelten, nämlich "HTB-Beständigkeit" nach der Sicherheitsphilosophie des DVGW, in Frage gestellt gewesen. Das hätte zwangsläufig die gesamte Installationstechnik verändern müssen und hätte erhebliche Umstellungen erfordert.

Bild 9: Manuell bedienbarer Kugelhahn mit vorgeschalteter TAS.

So weit wollte der Gesetzgeber offensichtlich nicht gehen. Und ganz zweifellos unterstellte er, daß der Gasverbraucher ohnehin die freie Wahl der Entscheidung zwischen einer Minimallösung und einer hochwertigeren Ausführung, die ihm der Markt anbietet, hat.

Neu in der Gasinstallation ist allerdings, daß die FeuVO die Automatik der Gasabsperrung in einem Lebensbereich einführt, in dem sie - wegen der besonderen Gefahrensituation im Brandfall - besonders sinnvoll ist.

Das belebt die Überlegung, ob automatische Gasabsperrungen nicht auch vor Gaszählern und vor den Hauptabsperreinrichtungen (HAE) angebracht wären, wie das teilweise mit Hilfe sog. "Brandschutzgriffe" "Firesafehebeln" oder "Thermisch gesteuerten Selbstschließeinrichtungen" bewirkt wird.

Eine Alternative zu diesen "Thermogriffen" könnte eine Thermische Armaturen Sicherung (TAS) sein, die vor einem ganz simplen Kugelhahn mit manuell bedienbarem Griff installiert wird (Bild 9).

Bild 10: TAS vor thermisch nicht belastbaren Gaszählerabsperrhähnen.

Funktionell und sicherheitstechnisch scheint eine solche Lösung deutliche Vorteile zu bieten:

Bei Gaszählern könnte die TAS gute Dienste leisten

Gaszähler neuer Bauart (HTB-beständig) müssen einer Temperatur von 650°C standhalten. Wie wir gesehen haben, kann diese Temperatur bereits nach ca. 10 Min. erreicht sein. Dann besteht die Gefahr des unkontrollierten Gasaustritts - wenn auch mit der Erwartung, daß es abfackelt. Wenn man diese Brandlasterhöhung nicht wünscht, kann man dies mit einer vorgeschalteten TAS vermeiden (Bild 10). Soweit es sich um weichgelötete Gaszähler handelt, ist es sogar dringend geboten. Damit würde es möglich, den Gaszähleraustausch ggf. um eine gewisse Zeit, mindestens aber bis zum nächsten Eichtermin zu verschieben, und dennoch sicheren Explosionsschutz bei Gasaustritt im Brandfall zu gewährleisten. Vielleicht könnten auch Kostengründe beim Zähleraustausch bestimmend sein, eine solche Zwischenlösung zu wählen.

Bild 11: Verschiedene Einsatzmöglichkeiten der TAS in der Gasinstallation.

Weitere Möglichkeiten des Einsatzes der Thermischen Armaturen Sicherung

Der Einbau ist an jeder beliebigen Stelle der Gasinstallation, z.B. in langen Leitungsabschnitten oder an den Nahtstellen von einem Brandabschnitt zum anderen möglich (Bild 11).

Das Interessante an dieser Sicherheitsvorkehrung, die, wie wir gesehen haben, hohe Sicherheitsstandards ausweist und äußerst vielseitig verwendbar ist, ist die Tatsache, daß sie keine einzige Komponente der Gasanlage verdrängen will. Sie ist vielmehr konzipiert zur Ergänzung, zur Kombination und zur Optimierung.

Daraus ergibt sich: Jeder Gasverbraucher, jeder Installateur, kann bei seinen angestammten und gewohnten Produkten und Fabrikaten bleiben. Zusammen mit der vorgeschalteten TAS werden die gewählten Produkte nur geringfügig teurer, erwerben aber Eigenschaften, die einen hohen Grad des von der Europäischen Gasgeräterichtlinie und von der deutschen FeuVO geforderten Explosionsschutzes schaffen.

Jeder Installateur kann sie in seinem Gerätekasten ebenso mit sich führen, wie seine Doppelnippel, T-Stücke und Reduziermuffen usw.

L i t e r a t u r
[1] Brandverhalten von Gasanlagen. IRB-Verlag, Stuttgart

B i l d e r : Streif Brandschutz AG

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