IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 7/1998, Seite 54 ff.
KLIMATECHNIK
Sicherheit von heute für Gebäude von gestern
Dipl.-Ing. Heinrich Dammers*
Nicht zuletzt aufgrund des Brandes am Düsseldorfer Flughafen am 11. 4. 1996, bei dem 16 Menschen starben und ein Sachschaden von mehreren 100 Mio. DM entstand, stellt sich für bestehende bauliche Anlagen die Frage nach dem brandschutztechnischen Sicherheitsniveau.
Die Rechtsgrundlagen für bauaufsichtliche Nachforderungen sind zwar beschränkt, da maßgebend die Anforderungen zum Zeitpunkt der Baugenehmigung Gültigkeit haben. Zu beachten in diesem Zusammenhang ist aber der nachstehende Auszug aus der Musterbauordnung (Grundlage für die Landesbauordnungen), in der es unter § 3 Allgemeine Anforderungen heißt: "Bauliche Anlagen sowie andere Anlagen und Einrichtungen im Sinne von § 1, Abs. 1, Satz 2, sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instandzuhalten, daß die öffentliche Sicherheit oder Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit oder die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden."
Je nach Interpretation dieser allgemeinen Anforderungen müssen danach bauliche Anlagen zwangsläufig während ihrer gesamten Betriebszeit weitestgehend dem Stand der Technik entsprechen. Der Stand der Technik wird durch technische Baubestimmungen definiert. Technische Baubestimmungen werden von den Obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder öffentlich bekanntgegeben. Von den technischen Baubestimmungen darf nur abgewichen werden, wenn mit anderen Lösungen in gleichem Maße die allgemeinen Anforderungen erfüllt werden können.
Nachfolgend werden Möglichkeiten zur brandschutztechnischen Sanierung von lüftungstechnischen Anlagen beschrieben. Nach den Vorschriften der Landesbauordnungen müssen diese Anlagen in Gebäuden mit mehr als zwei Vollgeschossen und dann, wenn die Lüftungsleitungen Brandabschnitte überbrücken, so hergestellt sein, daß weder Feuer noch Rauch in andere Geschosse oder Brandabschnitte übertragen werden können.
Sanierungsziele können sein:
- Erhöhung der Sicherheit gegen Rauchübertragung
- Erhöhung der Sicherheit gegen Rauchübertragung und Verbesserung der Feuerwiderstandsdauer von Absperrvorrichtungen (z.B. Brandschutzklappen)
- Asbestsanierung
| Bild 1: Luftleitungssystem und Brandschutzklappen mit thermischen Auslöseeinrichtungen. |
1. Erhöhung der Sicherheit gegen Rauchübertragung
In 9 von 10 Fällen durchlaufen Brände eine relativ lange Schwelbrandphase mit geringer Wärme- aber großer Rauchentwicklung. 80% der bei Bränden zu beklagenden Opfer sind auf die Entwicklung von Rauch und nicht auf Wärme zurückzuführen. Die korrosiven Schadstoffe in den Rauchgasen können zudem in kürzester Zeit große Sach- und Folgeschäden verursachen, z.B. den Ausfall von EDV-Anlagen. Brandschutzklappen, die nur mit einer thermischen Auslöseeinrichtung ausgerüstet sind, die im Regelfall erst bei einer Temperatur oberhalb von 72°C ansprechen, können nicht verhindern, daß bei Schwelbränden mit Temperaturen unter 72°C Rauch über das Umluftsystem in andere Abschnitte und Geschosse gelangt (Bild 1). Mit der Verwendung von modernen Rauchauslöseeinrichtungen sind folgende Sanierungsmöglichkeiten realisierbar.
| Bild 2: Luftleitungssystem und Brandschutzklappen mit thermisch-elektrischen Auslöseeinrichtungen und Rauchauslöseeinrichtungen in allen Luftleitungen. |
1.1 Sanierungsmöglichkeit 1 (Bild 2)
Die Brandschutzklappen mit thermischer Auslöseeinrichtung werden durch Brandschutzklappen mit thermisch-elektrischer Auslöseeinrichtung (z.B. Federrücklaufmotor) ersetzt. In der Zuluftleitung muß ebenfalls eine Brand- oder Rauchschutzklappe mit Federrücklaufmotor installiert werden, um zu verhindern, daß bei einem Brandereignis im Bereich der Zuluftöffnungen über die Zuluftsysteme eine Rauchübertragung stattfinden kann. Hinter den Klappen werden die Rauchauslöseeinrichtungen montiert.
Wegen baulicher Gegebenheiten und auch aus Kostengründen wird diese Art der Sanierung nicht immer realisierbar sein. Mit der nachstehend beschriebenen Lösung ist ein vergleichbares Sicherheitsniveau erreichbar.
| Bild 3: Luftleitungssystem, Brandschutzklappen und Rauchschutzklappen mit Rauchauslöseeinrichtungen in der Um- und Zuluftleitung. |
1.2 Sanierungsmöglichkeit 2 (Bild 3)
Bei dieser Lösung werden im Um- und Zuluftleitungssystem Rauchschutzklappen (mit Federrücklaufmotor) und Rauchauslöseeinrichtungen installiert. Das Ergebnis ist eine Anlage, in der die Rauchschutzklappen in der Schwelbrandphase eine Rauchübertragung verhindern. Die Brandschutzklappen stellen nach dem Schließen infolge einer thermischen Auslösung die Feuerwiderstandsfähigkeit im jeweilig betroffenen Brandabschnitt sicher. Einzelne Brandabschnitte können, falls sicherheitstechnisch relevant, in gleicher Weise nachgerüstet werden.
Rauchauslöseeinrichtungen
Rauchauslöseeinrichtungen sind zulassungspflichtige Bauteile. Die Anwendung muß vom Deutschen Institut für Bautechnik genehmigt werden.
Physikalisch bedingt können Rauchauslöseeinrichtungen nicht differenzieren zwischen Partikeln (Aerosole), die bei einem Brandereignis freigesetzt werden, und Schmutz- bzw. Staubpartikeln. Die Schmutz- und Staubpartikel können sich im Laufe der Zeit in der Meldekammer der Rauchauslöseeinrichtung ablagern und ab einer bestimmten Konzentration Täuschungsalarme verursachen (kein Brandereignis). Um die Anzahl dieser Täuschungsalarme, deren Folgen sehr kostenträchtig sein können, zu reduzieren bzw. ganz zu vermeiden, sind einige Hersteller dazu übergegangen, die Rauchauslöseeinrichtungen mit zusätzlichen Sicherheitsfunktionen auszustatten:
- eine elektronische Überwachung der Meßkammer mit Signalisierung bei fehlerhafter Elektronik,
- eine elektronische Überwachung der Verschmutzung der Meßkammer: wird ein zulässiger Verschmutzungswert von 70 überschritten, erfolgt eine Vorwarnung,
- elektronische Überwachung der Luftströmung in unmittelbarem Bereich der Meßkammer: wird eine Mindestluftströmung von 2 m/s unterschritten, erfolgt eine Signalisierung.
Durch diese Funktionen wird sichergestellt, daß die Meßkammer der Rauchauslöseeinrichtung elektronisch funktionsfähig ist, mögliche Fehlalarme durch Verschmutzung rechtzeitig angezeigt und die Meßkammer tatsächlich von Luft durchströmt wird, was letztlich Voraussetzung für eine rechtzeitige Detektion eines Brandereignisses ist.
2. Erhöhung der Sicherheit gegen Rauchübertragung und Verbesserung der Feuerwiderstandsdauer von Absperrvorrichtungen
Vor Einführung der Prüfzeichenpflicht im Jahre 1974 gab es für Brandschutzklappen keine bundesweit harmonisierten Anforderungen und Prüfrichtlinien. Rauchdichtheit und Feuerwiderstandsdauer sind bei den bis 1974 eingebauten Brandschutzklappen zum Teil erheblich geringer als bei den nach 1974 eingesetzten Brandschutzklappen. Das ist zum einen auf die konstruktiven Unterschiede und zum anderen auf den Einbau zurückzuführen. Nach Einführung der Prüfzeichenpflicht dürfen nur noch Brandschutzklappen mit einem vom DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin) erteilten Prüfzeichen bzw. allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung eingesetzt werden. Das Prüfzeichen bzw. die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung ist der Nachweis der Brauchbarkeit, wie er von den Landesbauordnungen gefordert wird.
Bei einer Sanierung müssen beachtet werden:
- Feuerwiderstandsdauer,
- Einbaumöglichkeiten,
- Einbauspezifische Besonderheiten,
- Klappenfunktion.
Tabelle 1: Feuerwiderstandsdauer in Minuten 1)
Bauteile | Überbrückung von | ||
Gebäude | Decken | Brandwänden | Flurwänden und Trennwänden |
bis 2 Vollgeschosse | - | 90 | 30 |
3 bis 5 Vollgeschosse | 30 | 90 | 30 |
mehr als 5 Vollgeschosse | 60 | 90 | 30 |
Hochhäuser | 90 | 90 | 30 |
1) Aufgrund von Sondervorschriften können feuerbeständige Wände und Decken gefordert sein (z.B. für Heizräume, Heizöllagerräume, Elektro-Betriebsräume); in diesen Fällen dürfen diese Bauteile nur mit Einrichtungen überbrückt werden, die eine Feuerwiderstandsdauer von mindestens 90 Minuten aufweisen.
2.1 Feuerwiderstandsdauer
Die erforderliche Feuerwiderstandsdauer ist in den bauaufsichtlichen Richtlinien über die brandschutztechnischen Anforderungen an Lüftungsleitungen, Musterentwurf (Fassung Januar 1984), festgelegt (Tabelle 1).
| Bild 4: Einbau einer Brandschutzklappe in eine Massivwand.1 Brandschutzklappe |
2.2 Einbaumöglichkeiten
Beim Einbau wird differenziert nach der Verwendung:
- in Massiv-Wänden (Bild 4),
- in Massiv-Decken (Bild 5),
- in leichten Trennwänden (Bilder 6 und 7),
- außerhalb von Wänden und Decken (Bilder 8 und 9).
| Bild 5: Einbau einer Brandschutzklappe in eine Massivdecke.1 Brandschutzklappe |
2.3 Einbauspezifische Besonderheiten
Einbauspezifische Besonderheiten sind z.B. die Anforderungen an thermisch ungeschützte Abhängungen und die Anordnung von elastischen Stutzen zwischen Brandschutzklappen und Lüftungsleitungen bei bestimmten Verwendungen (z.B. beim Einbau von Brandschutzklappen in leichte Trennwände). Die einbauspezifischen Besonderheiten sind in den Prüfbescheiden bzw. in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen detailliert beschrieben.
Tabelle 2: Marktübliche Auslöseeinrichtungen
Funktionen | ||
Auslöseeinrichtung | Schließen | Öffnen |
mit Schmelzlot | - manuell | - manuell |
mit Schmelzlot und Hubmagnet (Arbeitsstromprinzip) | - manuell | - manuell |
mit Schmelzlot und Haftmagnet (Ruhestromprinzip) | - manuell | - manuell |
mit Schmelzlot und pneumatischem Antrieb (Ruhestromprinzip) | manuell | - elektrisch- |
mit thermo-elektrischer Auslöseeinrichtung und Federrücklaufmotor (Ruhestromprinzip) | - manuell | - elektrisch (fernbetätigt) |
2.4 Klappenfunktion
Tabelle 2 zeigt die im Markt erhältlichen Auslöseeinrichtungen und die jeweilige Funktion. Auslöseeinrichtungen, die nach dem Ruhestromprinzip arbeiten, können über Meldersysteme, z.B. über Rauchauslöseeinrichtungen, aktiviert werden.
| Bild 6: Einbau einer Brandschutzklappe in eine leichte Trennwand mit (a) und ohne Einbausatz (b).1 Brandschutzklappe |
3. Asbestsanierung
Auch nach Einführung der Prüfzeichenpflicht für Brandschutzklappen im Jahre 1974 wurden bis 1988 für diverse Brandschutzklappenbauteile asbesthaltige Baustoffe eingesetzt, da es keine geeigneten Alternativmaterialien gab.
Nach den "Richtlinien für die Bewertung schwachgebundener Asbestprodukte in Gebäuden" sind funktionsfähige Brandschutzklappen mit asbesthaltigen Bauteilen der Dringlichkeitsstufe III zuzuordnen. Das bedeutet, daß Brandschutzklappen nur dann eine konkrete Gefahr darstellen, wenn die asbesthaltigen Bauteile beschädigt sind. Brandschutzklappen, die nur asbesthaltige Anschlagdichtungen haben, dürfen teilsaniert werden. Die asbesthaltigen Dichtungen können durch Dichtungen, die dem heutigen Stand entsprechen, ersetzt werden.
Brandschutzklappen, die vor 1981 produziert wurden, haben außer den asbesthaltigen Dichtungen im Regelfall auch asbesthaltige Klappenblätter. Diese Brandschutzklappen dürfen nur "vollsaniert" werden. Dazu gibt es drei Sanierungsmöglichkeiten.
| Bild 7: Einbau eines Brandschutzventils mit Einbausatz in eine leichte Trennwand. |
3.1 Sanierungsmöglichkeit 1
Die alte Brandschutzklappe wird komplett ausgestemmt und durch eine neue Brandschutzklappe ersetzt.
Bild 8: Einbau einer Brandschutzklappe außerhalb einer Wand (a) und direkt vor einer Massivwand (b)1 Brandschutzklappe |
3.2 Sanierungsmöglichkeit 2
Die asbesthaltigen Bauteile und die gesamte Antriebsmechanik der Brandschutzklappe werden entfernt. Danach kann eine Wand-/Deckenvorbauklappe, wie in Bild 8 dargestellt, direkt vor die Wand oder Decke montiert werden.
| Bild 9: Einbau einer Brandschutzklappe mit Federrücklaufmotor direkt vor einer Massivwand. |
3.3 Sanierungsmöglichkeit 3
Nach dem Entfernen der asbesthaltigen Bauteile und der Antriebsmechanik wird in das vorhandene Gehäuse der alten Brandschutzklappe eine Einschubbrandschutzklappe geschoben und befestigt (Bild 10).
Bei Asbestsanierungen ist darauf zu achten, daß die Arbeiten nur von Fachkräften durchgeführt werden dürfen, die an einem behördlich anerkannten Lehrgang über den Umgang mit asbesthaltigen Gefahrstoffen teilgenommen und durch eine Prüfung die Sachkunde nachgewiesen haben. Details dazu regeln die Technischen Regeln für Gefahrstoffe, die TRGS 519, und die Bauordnung der einzelnen Länder.
| Bild 10: Einbau einer Einschubbrandschutzklappe.1 Brandschutzklappe |
Fazit
Auf Grund menschlicher Unzulänglichkeiten wird es immer wieder zu Bränden kommen. Durch intakte brandschutztechnische Einrichtungen können die Auswirkungen dieser Ereignisse begrenzt werden. Dies sollten die Verantwortlichen für den vorbeugenden Brandschutz als Verpflichtung sehen.
*) Dipl.-Ing. Heinrich Dammers, Leiter Brandschutztechnik bei Gebr. Trox GmbH, Neukirchen-Vluyn
B i l d e r : Gebr. Trox GmbH, Neukirchen-Vluyn
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