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Wer Brandschutz in kritischen Infrastrukturen, wie etwa Tunneln, konzipiert, steht in ganz besonderer Weise in der Verantwortung gegenüber der Gesellschaft.

Brandschutz

Detektions- und Löschtechnik in Kritischer Infrastruktur

Bei Kritischen Infrastrukturen muss Detektions- und Löschtechnik besonders hohen Anforderungen genügen.

Nur wer Brände sofort detektiert und Sekundärschäden bei der Löschung weitestgehend vermeidet, garantiert maximale Verfügbarkeit für Kritische Infrastrukturen. Denn mindestens so gefürchtet wie Brandschäden selbst, sind Sekundäreffekte, die durch nicht optimale Detektions- und Löschtechnik entstehen. Entstehungsbrände werden damit oft zu spät erkannt – und dann mit weit mehr Löschmittel bekämpft als erforderlich. Gerade bei kritischen Infrastrukturen ist dies aber unbedingt zu vermeiden, da sie möglichst schnell wieder in Betrieb gehen sollen. In der Regel sind zwar Backupsysteme vorhanden. Sie sollten aber so kurz wie möglich genutzt werden, sonst folgt einem erneuten Zwischenfall unweigerlich der Schwarzfall. Dies gilt es mit einer Kette geeigneter Maßnahmen zu vermeiden.

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Johnson Controls ist Hauptsponsor des Asis Europe-Online-Events „From Risk to Resilience“ am 11. Februar 2021.
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Detektion von Bränden: selektiv und betriebssicher

Diese Präventions- und Interventionskette beginnt schon beim Brandmeldesystem, genauer gesagt bei seinen punktförmigen Sensoren. Melder der neuesten Generation kombinieren die Messung verschiedener Brandmerkmale: Rauch, Wärme und Kohlenmonoxid liefern eine zuverlässige Kombination, die auch Falschalarme und damit eine gefährliche Alarmmüdigkeit beim Anlagenbetreiber vermeidet. Es gibt aber darüber hinaus noch weitere Detektionskonzepte, die abgestimmt auf jeweilige Umgebungsbedingungen und Raumverhältnisse, entstehende Brände frühzeitig entdecken:

  • Für große zu überwachende Flächen, wie Lagerhäuser und Produktionshallen, aber auch für Industrieanlagen oder Raffinerien mit starker Verschmutzung oder gelagerten giftigen Stoffen: Hier eignen sich Ansaugrauchmelder, die man mit intelligenter Filtertechnologie falschalarmsicher schützen kann.
  • Für die Erkennung rauchloser Brände, etwa von Flüssigkeiten, Gasen und anderen kohlenstoffhaltigen Materialien: Hier kommen Flammenmelder zum Einsatz, die offene Flammen noch in bis zu 50 Metern Distanz aufspüren.
  • Für lange Strecken, beispielweise in Tunneln, in Industrie und Bergbau, bei Transportbändern sowie in explosionsgefährdeten Bereichen: Hier empfehlen sich lineare Wärmemeldesysteme mit wartungsfreien Sensorkabeln, die Strecken von bis zu zehn Kilometern überwachen können – in bis zu 256 Segmenten, mit individuell verschiedenen Detektionskriterien.

Akkus werden beim technischen Defekt leicht zum Brandrisiko

Lithium-Ionen-Akkus können bei einem technischen Defekt leicht zum Brandrisiko werden und benötigen daher besondere Detektionstechnik. Das von Johnson Controls entwickelte Li-Ion Risk-prevention System erkennt einen drohenden nicht mehr zu löschenden Brand (Thermal Runaway) anhand der so genannten Off-Gase, die von defekten Zellen abgesondert werden, bereits nach fünf Sekunden.

Über einen robusten und fehlertoleranten Ringbus werden Detektoren, Schnittstellenmodule, akustische und optische Alarmierungsgeräte mit einer Brandmeldezentrale verbunden, zum Beispiel mit dem Modell Zettler Profile Flexible Pro32xD. Die Anlage ist modular und flexibel skalierbar: auf bis zu 32 Ringleitungen und maximal 4.000 Adressen. Zudem lassen sich bis zu 99 Profile Flexible-Brandmeldezentralen über Kupfer- oder Glasfaserleitungen miteinander vernetzen. Das Ergebnis ist eine nahtlose Integration selbst der komplexesten Anlage.

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Foto: Johnson Controls
Brandmeldezentrale Zettler Profile Flexible Pro32xD: optimal skalierbar, dank modularem Aufbau, mit bedienerfreundlichem Touchscreen.

Wasserlöschtechnik mit feinster Vernebelung

Viel hilft viel – diese Weisheit gilt nicht für innovative stationäre Wasserlöschtechnik. Das sehr effektive Löschmittel entsprechend effektiv einzusetzen, ist das Ziel von Wassernebellöschanlagen. Sie verteilen die Flüssigkeit in sehr kleinen Tropfen. Die stark vergrößerte Oberfläche sorgt für eine rasch energieabsorbierende Dampfentwicklung, die auch sauerstoffverdrängend ist. Der Dampf wirkt hemmend bei der Verbrennung von Rauch- und Pyrolysegasen, er verringert überdies die Konzentration brennbarer Gase und Rauchpartikel.

Wassernebellöschanlagen gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen, zum Beispiel in der Produktfamilie Aquamist von Johnson Controls:

  • Mit einem Betriebsdruck von sieben bis zwölf Bar und verschiedenen Düsenformen wirkt Aquamist ULF (Ultra Low Flow). Das weit verbreitete System eignet sich sogar für Rechenzentren, zum Beispiel in Kalt-/Warmgängen.
  • Mit einem Betriebsdruck von 70 bis 200 Bar erzeugt Aquamist FOG sehr kleine und schnelle Tröpfchen, die heisse Brandgase ohne Verwirbelung durchdringen. Aquamist FOG bekämpft Entstehungsbrände der Klassen A und B. Einsatzbereiche sind zum Beispiel Büchereien, Archive oder historische Gebäude.
  • Mit einem Stickstoff-Wasser-Gemisch, das unbedenklich für Menschen und Umwelt ist, arbeitet Aquamist Sonic. Durch die spezielle Zerstäubertechnik schießen feinste Wassertröpfchen trotz niedrigem Betriebsdruck mit sehr großer Geschwindigkeit in den Brandbereich. Dadurch reduziert sich die erforderliche Löschwassermenge im Vergleich zu anderen Hochdrucksystemen auf ein Drittel. So werden, etwa in Maschinen- oder Turbinenhallen, Löschungen mit geringstmöglichen Sekundärschäden möglich.

Gaslöschen ganz ohne Rückstände

Löschanlagen auf der Basis von Kohlendioxid oder nichtreaktiver, so genannter Inert-Gase hinterlassen im Einsatz kaum Spuren und sind daher für kritische Infrastrukturen oft Mittel der Wahl:

  • Kohlendioxid löscht rückstandsfrei, erfordert allerdings vor dem Einsatz eine Räumung der betroffenen Bereiche.
  • Inergen, ein Gemisch aus den Inertgasen Stickstoff, Argon und CO2, überzeugt mit geringer Leitfähigkeit und Personensicherheit.
  • Novec 1230 aus dem Löschsystem Sapphire ist ebenfalls elektrisch nicht leitend. Das C6-Fluorketon verdampft erst über die Düsen der Anlage.

Bisher oft unterschätzt wurden allerdings Probleme, die die Gaslöschsysteme selbst verursachen – insbesondere durch den Schalldruck beim Ausströmen. Er schädigt nicht nur das Gehör, sondern auch Anlagen in Rechenzentren, zum Beispiel Massenspeicher. In kritischen EDV-Systemen sind daher geräuschoptimierte Löschdüsen (Acoustic Nozzle) oder Schalldämpfer erforderlich, um eine rasche Wiederherstellung der Verfügbarkeit zu garantieren.

Schnelle Wiederverfügbarkeit der Kritischen Infrastruktur

Wer Brandschutz in kritischen Infrastrukturen konzipiert, steht in ganz besonderer Weise in der Verantwortung gegenüber der Gesellschaft. Oberstes Ziel bei Planung und Umsetzung muss die schnelle Wiederverfügbarkeit unverzichtbarer Anlagen haben, sonst drohen bei einem Brand schnell Versorgungslücken. Diese können weitaus kostspieliger sein als die Investition in anspruchsvolle Technik, die heute in großer Auswahl verfügbar ist. Neben den klassischen Faktoren wie schnelle Erkennung und Bekämpfung von Entstehungsbränden muss besonderes Augenmerk auf die Vermeidung von Sekundärschäden gelegt werden. Mobile Löschtechnik, optimierter Einsatz von Wasser und rückstandsfreie Löschmittel garantieren bei überlegter Dimensionierung, dass Systeme, die für unsere Gesellschaft heute unabdingbar sind, schnell wieder im Einsatz sind.

Christoph Jud ist Solution Manager Fire, Austria & Switzerland, bei Johnson Controls BT&S.

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Christoph Jud ist Solution Manager Fire, Austria & Switzerland, bei Johnson Controls BT&S.
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