Druckbelüftung

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Druckbelüftungsanlagen (DBA), Rauchschutzdruck- (RDA) oder Rauchverdrängungsanlagen (RVA) sind maschinell arbeitende Systeme, die den zu schützenden Bereich unter Überdruck setzen. Schutzziele sind die Rauchfreihaltung, Raucheintrittsverhinderung unter vorgegebenen Bedingungen zum Zwecke:

  • des Personenschutzes,
  • der Unterstützung des Feuerwehrangriffs und
  • der Erhaltung des Bestands.

In der aktuellen europäischen Norm DIN EN 12101-6 2005 werden die unterschiedlichen Begriffe „DBA“ „RDA“ „RVA“ durch den allgemeineren Begriff „Differenzdrucksystem (DDS)" ersetzt.

Herstellerbezeichnungen

In Deutschland wird die Technik bisher je nach Hersteller durch unterschiedliche Begriffe, wie (Sicherheits-) Überdrucklüftungsanlage (Süla), Druckspüllüftung, Druckbelüftungsanlage (DBA); Rauch(schutz)druckanlage (RDA); oder Rauchverdrängungsanlage (RVA) umschrieben, es findet sich auch Entrauchungsanlage.


Schweiz

Die Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen (VKF) der Schweiz führte 2003 eine einheitliche Begriffsbestimmung ein:

Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA)

Unter dem Begriff „Rauch- und Wärmeabzugsanlagen“ ist die Gesamtheit aller baulichen und technischen Einrichtungen zu verstehen, die als System dazu dienen, im Brandfall Rauch und Wärme aus Bauten und Anlagen kontrolliert ins Freie abzuführen. Dazu gehören auch Entrauchungsöffnungen sowie Öffnungen, durch die Ersatzluft vom Freien nachströmen oder ein Überdruck ins Freie abgebaut werden kann.

Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsanlagen

Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind fest installierte Einrichtungen, die im Brandfall durch den entstehenden thermischen Auftrieb wirksam werden und Rauch und Wärme kontrolliert ins Freie abführen.

Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlagen

Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind fest installierte Einrichtungen, die im Brandfall mittels Ventilatoren Rauch und Wärme kontrolliert ins Freie abführen.

Überdruckbelüftungsanlagen (DBA, DDS )

Überdruckbelüftungsanlagen sind fest installierte Einrichtungen, die im Brandfall Flucht- und Rettungswege vor dem Eindringen von Rauch und Wärme schützen.


Österreich

Die Technische Regel Vorbeugender Brandschutz (TRVB) in Österreich verwendet in der TRVB S 112 Ziffer 2.3 den Begriff:

Druckbelüftungsanlage (DBA)

Lüftungstechnische Anlage, die durch gezieltes Herbeiführen von bestimmten Druckdifferenzen bzw. Strömungen zwischen Räumen oder Raumgruppen das Eindringen von Rauch ’’’in’’’ einen festgelegten geschützten Bereich ’’’von ’’’ einem festgelegten nicht geschützten Bereich innerhalb eines Gebäudes verhindert.


Deutschland

In Deutschland fehlt eine solche klare bundesweite Regelung wegen der dezentralen Richtlinienkompetenz der Bundesländer. Allgemein waren und sind Spülanlagen in Treppenräumen unter dem Begriffe (RWA) bisher gefordert. Das Schutzziel ist nicht primär die Verhinderung des Raucheintritts, sondern die Verdünnung des bereits eingetretenen Rauches durch die Differenz der Lufttemperatur im Treppenhaus und der Außenluft und dadurch theoretisch sich ergebenen Thermik.

Differenzdrucksysteme gehen von der Einbringung eines zusätzlichen Über- oder Unterdruckes aus.


Richtlinien und Vorschriften

Brandschutz ist im Interesse der Gesellschaft: Er hilft, Menschenleben zu retten und ökonomische Schäden zu verhindern oder zu begrenzen. Eine wichtige Zielsetzung des vorbeugenden Brandschutzes ist die Erhöhung der Personensicherheit im Brandfall. Mit welchem Aufwand Menschenleben durch Investitionen in Brandschutzmaßnahmen gerettet werden können, bleibt in einer freien Marktwirtschaft grundsätzlich dem Individuum überlassen. Die individuelle Entscheidungsfreiheit wird allerdings durch Normen, Gesetze und Vorschriften eingeschränkt.

Hat Österreich durch die TRVB S 112 die EN 12101-6 bereits 2004 vorweggenommen und wird in der Schweiz die EN 12101-6 durch den VKF adaptiert, geht die Deutsche Bauordnung weiter davon aus, dass „per Definition" in einem „Sicherheits-Treppenhaus“ kein Brand stattfindet. Trotzdem fordern einige Bundesländer eine Treppenraumentrauchung mittels RWA bereits für Gebäude bis fünf Vollgeschossen. Die Berliner Feuerwehr besteht ohne rechtliche Grundlage, aber, wie jüngste Brände dokumentieren, sinnvoller Weise darauf, dass auch ein Sicherheitstreppenhaus ein potenzieller Brandraum ist.

Mit Erscheinen der DIN EN 12101-6 wird um die Auslegung national weiterdiskutiert. Bereits 1998 hat Nordrhein-Westfalen als erstes Bundesland RDA/RVA in der Auslegungsverordnung zur Landesbauordnung (LBO) beschrieben und zugelassen, andere Bundesländer haben seitdem nachgezogen. Hessen, Hamburg und Schleswig-Holstein.

Die Einführung der EN 12101-6 scheiterte bisher an den verschiedenen Interessen und den vorgebrachten Formalien.

Dies sollte den vorbeugenden Brandschutz und den verantwortlichen Eigentümer/Nutzer nicht davon abhalten, das Verfahren zum Schutze der Personen in den entsprechenden Objekten zu fordern. Die technischen Möglichkeiten und Voraussetzungen zum verbesserten Personenschutz sind unter wirtschaftlichen Bedingungen zu realisieren.


Anforderungen

  1. Das System muss so ausgelegt sein, dass die Kraft am Türgriff 100 N nicht überstiegen wird.
  2. Ein Differenzdruck von maximal 50 Pascal im geschützten Bereich soll gegeben sein.
  3. Ein Druck von 15 Pascal darf nicht unterschritten werden.


Technisches Verfahren

Das DDS beschreibt ein technisches Verfahren. Mittels maschinell hergestellten Druckdifferenzen (Unter- oder Überdruck) und daraus resultierenden Luftdruckdifferenzen zwischen benachbarten Räumen soll verhindert werden, dass im Brandfall Rauch­- und Brandgase in Rettungswege eindringen können. Planungsinhalt ist sowohl das Szenario:

  • Aufbau eines kontrollierten Überdruckes bei geschlossenen Türen als auch
  • der gerichtete Geschwindigkeitsaufbau in offenen Türquerschnitten durch geregelten Differenzdruck.

DBA dienen nicht – wie eine Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage (MRWA) – zur Abführung von Rauch und Brandgasen, sondern verhindern das Eindringen von Rauch- und Brandgasen in den gesicherten Bereich. Die Anlage muss objektspezifisch geplant und anschließend gefertigt werden. Das Konzept ist zeitig abzustimmen mit dem Architekten, dem Ersteller des Brandschutzkonzepts, dem Statiker sowie dem abnehmenden Sachverständigen. Die fertige Planung ist als Bestandteil des Lüftungsgesuchs zur Genehmigung bei der Baubehörde einzureichen. Die Inbetriebnahme wird meist werkseitig ausgeführt und die Gesamtanlage durch einen anerkannten Sachverständigen in Funktion und Wirksamkeit abgenommen.

Mangelnde Kenntnisse über Durchströmungs- und Druckverluste im geschützten Bereich bedeuteten Planungsunsicherheiten. Teilweise kontroverse Diskussionen gibt es um die Berücksichtigung der theoretischen Auftriebseinflüsse im Treppenraum im Winterbetrieb. Sommer- und Wintermessungen am bestehenden Objekt haben keine Belege für die Notwendigkeit einer Nachjustierung ergeben.


Ausführungs-Konzept

Das Brandschutzkonzept definiert das Schutzziel aus den öffentlich rechtlichen Vorgaben sowie den Vorstellungen des Bauherrn, Betreibers und Versicherers. Es dient gleichzeitig als Grundlage der bauaufsichtlichen Genehmigung unter Beschreibung der Schwerpunkte, die einzuhalten sind. Bisher fehlen konkrete Vorgaben. Die Konzepte in der EN 12101-6 nähern sich an die TRVB S112 an. Sie werden nachfolgend in Grundzügen aufgezeigt:

Aufenthaltskonzept: (TRVB S 112 Ziffer 9.1.1.)

Nur wenige Personen sind durch den Brand gefährdet, ein wirkungsvoller Feuerwehreinsatz im Außenangriff ist möglich. 9.1.1.1 Druckdifferenz von 50 Pa zwischen Überdruckbereich und nicht geschütztem Bereich. 9.1.1.2 Strömung durch die Tür vom Überdruckbereich in den nicht geschützten Bereich von mindestens 1m/s.

Räumungsalarmkonzept (TRVB S 112 Ziffer 9.1.2.)

Ein wirkungsvoller Feuerwehreinsatz im Außenangriff ist möglich. Eine BMA ist vorhanden. Benutzer können geschossweise evakuiert werden. 9.1.2.1 Druckkriterium bei geschlossener Tür ins Freie 50 Pa, bei geöffneter Ausgangstür ins Freie mindestens 10 Pa. 9.1.2.2 Strömung durch die Tür vom Überdruckbereich in den nicht geschützten Bereich von mindestens 1m/s. auch bei geöffneter Ausgangstür ins Freie.

Brandbekämpfungskonzept (TRVB S 112 Ziffer 9.2.)

Statt 9.1.2.: wenn die Evakuierung der großen Personenzahl in die Brandbekämpfungszeit reichen wird, kommen neben den vorgenannten Druck- und Strömungskriterien objektspezifische Betrachtungen hinzu, so auch die Rauchfreihaltung einzelner Räume (Raumschutzkonzept 9.3.).

Die Umsetzung des Brandschutzkonzeptes obliegt dem Bauherrn. Sachverständige werden bei der Abnahme mit unterschiedlichen Techniken konfrontiert.

Bauarten

Drei Bauarten werden zur Erreichung der Wirksamkeit angeboten:

  1. mögliche Weiterentwicklung einer bestehenden Maschinellen Rauch-/Wärmeabzugsanlage durch einen Errichter.
  2. Anlagen mit einer mechanischen Druckentlastungseinrichtung, die bei 45 – 50 Pascal (Pa) öffnet.
  3. Programmgesteuerte Anlagen. Sie ermöglichen eine vorsichtshalber vorgeschaltete Spülphase und Einhaltung des maximalen Druck

In der TRVB S 112 wird in Ziffer 10 die Wechselwirkung mit anderen lüftungstechnischen Anlagen, insbesondere mit RWA berücksichtigt und bewertet.

Der Sachverständige hat, ungeachtet der Ausführungsart, nach den Erfordernissen des Brandschutzkonzeptes die Funktion und Wirksamkeit und Einhaltung der geforderten Grundbedingungen zu prüfen. Weiterhin sind die sicherheitstechnischen Anforderungen an Komponenten, wie Redundanz etc. zu beachten.


Komponenten

Im Fall einer DDS-Auslösung laufen in einer Anlage typischerweise – beispielhaft dargestellt in der Abbildung – folgende Funktionen ab:

Schema einer Druckbelüftungsanlage. Grafik: Siegfried Räbiger
  • Ein Brandmelder wird ausgelöst 1.).
  • Die Meldung geht direkt oder über eine angeschlossene Brandmeldeanlage (BMA) an die Steuereinrichtung 2.).
  • Der Lüftungstaster 3b.) muss deaktiviert bzw. übersteuert werden.
  • Ein Stellantrieb 3c.) im Dachbereich öffnet eine Abströmöffnung, z. B. eine Lichtkuppel, Fenster (mindestens 1 m2) oder eine Entrauchungsklappe 3a.) Weitere Abströmungen sind unter Umständen notwendig.
  • Handbedienstelle 4. (HBS) zur Auslösung und Rückstellmöglichkeit (Reset).
  • Ein Zuluftventilator (5. + 6.) läuft mit voller Drehzahl an und durch­spült von unten mit Außenluft das Treppenhaus.
  • Nach einer Spülphase (ca. 2 min) wird durch die druckabhängige Drehzahlregelung des Ventilators (6.) ein konstanter, definierter atmosphärischen Überdruck von max. 50 Pa gegenüber angrenzenden Nutzungseinheiten aufgebaut und gehalten.
  • Eine Alarmsirene (7.) ertönt und die Blitzleuchte (7.) blinkt auf.
  • Türschließer (8.) werden stromlos geschaltet und die Türen zum Treppenhaus werden geschlossen.


Funktionen

Die Ansteuerung erfolgt über systemeigene oder Rauchmelder einer Brandmeldeanlage. Eine Auslösung muss auch über mindestens eine Handbedienstelle im Erdgeschoss gewährleistet sein.

Eine Druckregelung ist z. B. über Stellantriebe, biometrische Klappen oder eine Drehzahlregelung (FU) des Ventilators möglich. Eine Luftführung im Treppenraum (z. B. unter Einbeziehung der Sicherheitsschleusen) sorgt für die erforderliche Sicherheit. Ist die Abströmöffnung im Sicherheitsbetrieb teilweise geöffnet, ist eine permanente Spülphase gewährleistet.

Die Druckdifferenz, die auf Türen der Nutzungseinheit wirksam wird, darf bei einer Tür 50 Pa nicht überschreiten, sonst können Senioren und Kinder dieselbe nicht selbstständig öffnen.

Wird im Geschoss des Brandereignisses eine Tür zwischen Treppenraum und Schleuse bzw. Treppenraum und Flur geöffnet reicht der aufgebaute Überdruck aus, die Brandgase im Brandraum zurückzuhalten.

Ist eine Sicherheitsschleuse dem Nutzungsbereich vorgelagert, muss die zusätzliche Tür mit einer ausreichenden Geschwindigkeit (0,75 bis 2 m/s)je nach Konzeptvorgabe in Richtung Brandraum durchströmt werden.

Eine redundante Ausführung der Überdruckventilatoren ist eine mögliche Erhöhung der Sicherheitsstufe. Die Differenzdruckbelüftung ist auch eine Möglichkeit, die Rauchfreiheit der Aufzüge z. B. durch eine Kombination von Entrauchung und Druckbelüftung im Aufzugsschacht zu gewährleisten.

Der Druckabbau bei sich öffnenden Türen erfolgt in einem Zeitraum von etwa 1 s, wenn dadurch eine Abströmung möglich wird, sei es ins Freie oder in einen benachbarten Raum. Der aufgebaute Druck von max. 50 Pa sorgt bei der notwendigen Abströmung der Luft für eine kontrollierte Tür Durchströmung mit ausreichender Geschwindigkeit. Die Druckbelüftungsanlage muss reagieren.

Weitere Vorgaben aus dem Brandschutzkonzept sind entsprechend umzusetzen. Weitere Vorgaben in Abhängigkeit zu den Gebäudeklassen sind in der EN 12101-6 zu finden.


Luftvolumenströme

Grundlage ist das Brandschutzkonzept mit den geforderten Druck- und Strömungskriterien. Die Bemessung des notwendigen Zuluftvolumenstromes muss unter Berücksichtigung der baulichen Gegebenheit und der dadurch entstehenden Druckverluste erfolgen und ausgelegt werden und bildet die Voraussetzung für die Auslegung der Leistung des Ventilators. Bei der Bemessung des effektiv erforderlichen Zuluftvolumenstromes sind die Zuluft-Bedingungen ein Kriterium. Undichtigkeiten wie Überstromöffnungen, Türen, Aufzüge usw., können zu weiteren Volumenstrommengen führen.

Steuerteil

Das autarke-Steuerteil, geregelt in EN 12101-9, erhält über potentialfreie Kontakte den Auslösebefehl. Bietet Kontakte und Anschlüsse für die notwendigen Komponenten zur Rauchdetektion und Handauslösung, für Lüftungstaster, Stellantriebe, Freilauftürschließer usw. Störungen werden optisch und akustisch angezeigt und/oder an eine Gebäudeleittechnik weitergegeben. Eine Selbstüberwachung der Anlage auf Funktion der Komponenten und Drahtbruch mit Störungsanzeige erhöht die Sicherheit.

Zuluftmodul

Der oder die eingebauten Zuluftventilatoren saugen Außenluft an und blasen diese in den Flucht- und Rettungsweg. Muss diese Ansaugung durch brandbelastete Räume erfolgen, ist ein feuerbeständiger Lüftungskanal (L90) erforderlich. Insbesondere für die Sanierung bestehender Treppenräume eignen sich Kompaktgeräte. Der Einbau des Ventilators kann z.B. über dem Gebäudeeingang erfolgen. Anstelle des Fensters im Oberlicht wird dann die Luft angesaugt und in den Treppenraum geblasen.

Abströmungen

In der Anfangszeit der RDA/RVA wurde von den RWA-Herstellern oftmals vergessen, dass eine definierte Abströmung aus dem Brandraum die Durchströmung der offenen Tür sichert.

Neben dem schleichenden Druckausgleich durch Türspalte und Öffnungen sind in der Nutzungseinheit Abströmöffnung zu schaffen.

Der Rauchmelder gibt im Brandfall ein Signal an die Brandmeldezentrale/ Gebäudeleittechnik und weiter an das autarke Druckbelüftungssystem, die die Abströmung, sei es eine Lichtkuppel, ein Lamellenfenster, ein Fenster oder anderes ansteuert, bzw. die Befehle anderer Techniken übersteuert. Die Abströmeinrichtung wird entriegelt, geöffnet und bleibt in der notwendigen Position. Die Zwangssteuerung übersteuert beim Einsatz mit kombinierter kontrollierter Lüftung andere Eingriffsmöglichkeiten. Dieser Ansatz zeigt die notwendige Selbstständigkeit der Sicherheitsanlage. Alle notwendigen Komponenten müssen von der Druckbelüftung selbstständig angesteuert und permanent überwacht werden.


Sachverständigenabnahme

Nach Errichtung und Inbetriebnahme der Sicherheitseinrichtung, bedarf es bis zur Einführung einer verbindlichen Norm und der bauaufsichtlichen Zulassung immer einer Abnahme im Einzelfall. Der Sachverständige hat die Funktion und Wirksamkeit durch sein Gutachten zu bestätigen. Dies ist Genehmigungsvoraussetzung zum Betrieb des Gebäudes.

In Österreich wird zugleich ein Installationsattest als Abnahmevoraussetzung gefordert.

Es sind zu nennen: der Errichter der Anlage wie auch die eingewiesene Person zur täglichen und monatlichen Inspektion. Gleichzeitig ist ein Kontrollbuch der Anlage zu führen, in welchem die vorgenannten Daten, wie die Sachverständigenabnahme und die notwendige Wiederholungsprüfung deklariert werden, wie auch jegliche anlagenwirksame Tätigkeit.


Wartung

Eine monatliche Inspektion und regelmäßige Wartung und Überprüfung der Funktionsbereitschaft und Wirksamkeit ist daher unerlässlich und sicherzustellen. Gefordert werden diese Leistungen durch das Brandschutzkonzept, die Landesverordnungen und übrigen Normen. Es wird empfohlen Wartungsarbeiten nur durch autorisierte Fachbetriebe durchführen zu lassen. Nur eine regelmäßige und fachgerechte Wartung gewährleistet die notwendige dauerhafte Funktionssicherheit und erforderliche Wirksamkeit und hält dadurch die Betriebsgenehmigung aufrecht. Daneben ist dies der Nachweis für die notwendigen Einhaltung der Verkehrssicherungspflicht des Eigentümers / Betreibers.


Weblinks


Siehe auch



Diese Seite wurde zuletzt am 6. September 2017 um 05:48 Uhr von Peter Hohl geändert. Basierend auf der Arbeit von Siegfried Räbiger.

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