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Intelligente Entrauchungskonzepte

Nicht um jeden Preis

Flugzeuge gelten als das sicherste Transportmittel der Welt. Dennoch würde niemand argumentieren, dass man deshalb an der Sicher-heitstechnik sparen könne, um das Fliegen billiger zu machen. Ebenso zynisch wäre die Überlegung, den vorbeugenden Brandschutz zu reduzieren, wo es doch vergleichsweise wenig Brandopfer in Deutschland zu beklagen gibt.

Tatsache ist aber, dass dennoch allenthalben auch auf Sicherheitsein-richtungen ein massiver Kostendruck lastet. Wirtschaftliche Interessen im Objektbau und höchste Sicherungs-anforderungen beim Brandschutz lassen sich jedoch in Einklang bringen, wenn schon konzeptionell intelligente planerische und technische Entrauchungslösungen zusammengeführt werden.

Dass Todesopfer durch Gebäudebrände in Deutschland seit Jahren rückläufig sind, ist nicht zuletzt dem hierzulande konsequent umgesetzten vorbeugenden und technischen Brandschutz zu verdanken: Das „World Fire Statistics Center“ weist für die Bundesrepublik im Zeitraum von 1990 bis 2006 einen Rückgang von über 50 Prozent aus. Trotzdem mahnen die 384 Todesopfer aus dem Jahr 2012 (Quelle: Destatis) auch weiterhin, an wirksamen Bandschutzvorkehrungen zu arbeiten – insbesondere in öffentlichen Gebäuden, wo die Fluchtwege weit sein können. Doch gerade solche Objekte stehen unter einem hohen Kostendruck. Der besteht allerdings nicht nur in den Erstellungs-, sondern vielmehr in den Nutzungskosten, die über den Lebenszyklus eines Gebäudes gerechnet ein Vielfaches des ursprünglichen Invests betragen. Laut „fm-benchmarking Bericht 2012/2013“ entfallen – am Beispiel eines Bürogebäudes dargestellt – allein auf die Instandhaltung rund 16 Prozent der jährlichen Nebenkosten.

Um vor diesem Hintergrund auch bei technischen Brandschutzmaßnahmen die Bau- und Betriebskosten signifikant reduzieren zu können, hat Systemair speziell für die Entrauchung neue Lösungsansätze entwickelt. Dazu zählen: elektronisch geregelte Differenzdruckanlagen (DDA) als Alternative zu mechanisch geregelten Rauch-Druckanlagen (RDA) in Sicherheitstreppenhäusern, Jet-Ventilatoren in Tiefgaragen und Parkhäusern statt der üblichen, kanalgebundenen Entrauchung und Entlüftung sowie der Einsatz von ECMotoren anstelle von AC-Motoren in Anlagen, die im Brandfall wirkungsvoll entrauchen, im Normalfall aber der Komfort steigernden Raumentlüftung dienen. Die Kostenersparnisse liegen dabei auf unterschiedlichen Ebenen, wie die folgende Detailbetrachtung zeigt.

Sicherheitstreppenräume

Für Nutzungseinheiten mit mindestens einem Aufenthaltsraum sind aus jedem Geschoss zwei getrennte Rettungswege zu führen, so schreibt es die Musterbauordnung vor. Je nach Gebäudestruktur und Geschosshöhe lassen sich allein schon dadurch Baukosten sparen, dass ein „Sicherheitstreppenraum“ hergestellt wird. Steht ein solcher zur Verfügung, kann nämlich auf den zweiten, baulichen Fluchtweg verzichtet werden.

Sicherheitstreppenräume werden im Brandfall rauchfrei gehalten, indem von unten mit Ventilatoren Außenluft zugeführt wird. Dadurch entsteht ein Überdruck, der den Rauchübertritt verhindert, wenn bei der Flucht aus der Brandetage die Feuerschutztür zum Treppenraum hin geöffnet wird. Zur Regelung der dabei normativ vorgeschriebenen Druckverhältnisse stehen zwei Systeme zur Verfügung – nahezu identisch beim Investitionsvolumen, aber drastisch unterschiedlich bei Bau- und Wartungskosten.

Bekannt sind mechanisch geregelte RDA. Dabei fördert ein Ventilator eine konstanten Luftstrom ins Treppenhaus. Durch mechanische Regelklappen, meistens auf dem Dach platziert, entweicht der Überdruck. Die Justierung von Federn und Gewichten an den Klappen regelt die erforderlichen Druckverhältnisse. Elektronisch geregelte Differenzdruckanlagen (DDA) arbeiten hingegen mit einem Sensor, der die wechselnden Druckverhältnisse im Treppenraum erfasst und analog dazu EC-Ventilatoren steuert, die dann exakt das erforderliche Luftvolumen fördern.

Neben einem Gewinn an Sicherheit ergeben sich aus elektronischen DDA auch diese Ersparnisse: Zum einen reduzierte Baukosten: Es sind keine Durchbrüche der Gebäudehülle notwendig. Und zum anderen reduzierte Wartungskosten: Bei der jährlichen Überprüfung entfällt bei elektronischen DDA das aufwendige Reinigen der Regelklappen. Die Kontrolle und Anpassung der Überdruckregelung ist am Steuerschrank in wenigen Minuten ausgeführt. Bei Regelklappen auf dem Dach ist die manuelle Justierung sehr zeitintensiv.

Brandschutzabschnitte

Aber auch in Tiefgaragen lässt sich durch intelligentes Steuern von Luftströmen ein Mehr an Sicherheit mit einem Weniger an Kosten verwirklichen. In den typischen, meist abgeschlossenen Tiefgaragen ist die Lüftungsanlage eine elementare Sicherungseinrichtung. Sie muss im Normalbetrieb gefährliche CO-Ansammlungen durch Autoabgase zuverlässig verhindern. Im Brandfall sind Flucht- und Rettungswege außerdem frei von tödlichem Rauch zu halten. Möglich ist dies entweder durch kanalgebundene Zu- und Abluftsysteme oder den Einsatz von Jet-Ventilatoren. Der wichtigste strömungstechnische Unterschied ist: Kanalsysteme erzeugen an jedem Lufteinlass einen Unterdruck, während Jet-Ventilatoren zielgerichtet Luftimpulse erzeugen. Dadurch wird die gesamte Tiefgarage durchspült und Schadluft oder Rauch definiert nach Draußen geführt, beispielsweise über Abluftschächte oder Zufahrten.

An einer Vielzahl an Projekten, die Systemair mit beiden Systemvarianten realisiert hat, lässt sich dabei belegen, dass bei Garagenflächen mit mehr als 1.000 Quadratmetern Jet-Ventilatoren in puncto Sicherheit und Kosten vorn liegen:

  • Reduzierte Baukosten: Durch in Stärke und Richtung variabel steuerbare Luftimpulse lassen sich mit Jet-Ventilatoren „virtuelle“ Brandschutzabschnitte bilden. Das verringert die Zahl von Brandschutzwänden. In Großgaragen sind Jet-Ventilatoren auch bei Invest und Montage preiswerter.
  • Reduzierte Energiekosten: Jet-Ventilatoren können einzeln standort- und bedarfsbezogen in der Leistung moduliert werden. Das spart im Normalbetrieb gegenüber zentralen Zu- und Abluftventilatoren deutlich elektrische Energie.
  • Reduzierte Wartungskosten: Bei dem Einsatz von Jet-Ventilatoren kann in der Regel auf Sprinkleranlagen verzichtet werden, da der hohe Luftstrom die Kühlung des Bauwerks sicherstellt. Neben den Installationskosten werden also auch die beträchtlichen Aufwendungen für die Wartung eingespart.

Belüftung und Entrauchung

Das kostenminimierende Prinzip, Lüftungssysteme mehrfach zu nutzen – im Brandfall für die Entrauchung, im Normalfall für die Be- und Entlüftung – lässt sich auch auf Aufenthaltsräume übertragen. Gebäudehüllen immer dichter zu konzipieren, um Energie zu sparen, setzt Lüftungsanlagen voraus. Außerdem formulieren die „Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR)“ Lüftungsstandards für Produktionshallen. Häufig werden die kontrollierte Raumbelüftung und die Entrauchung im Brandfall als getrennte Systeme gesehen. Durch den Einsatz energiesparender und leistungsmodulierter EC-Motoren lässt sich jedoch beides miteinander kombinieren. Voraussetzung ist, dass die Motoren vom Luftstrom getrennt sind und dadurch im Brandfall auch die hohen Temperaturen von Rauchgasen fördern können. Daraus ergeben sich weniger Baukosten: Mit nur einem System werden zwei Anwendungen realisiert, weniger Wartungskosten: Nur ein System ist zu überprüfen und zu reinigen, und weniger Energiekosten: EC-Motoren sind ohne Frequenzumformer sicher und bedarfsgerecht zu steuern und nehmen im Vergleich zu AC-Motoren 50 Prozent weniger elektrischen Strom auf.

Werden schon bei der Gebäudekonzeption Entrauchungskonzepte gegeneinander abgewogen und exakt geplant, können durchaus ein höheres Sicherheitsniveau beim vorbeugenden Brandschutz und gleichzeitig eine signifikante Kostenreduzierung erreicht werden – vor allem auf den Lebenszyklus eines Gebäudes gesehen. Denn gerade auf die Nutzung entfallen laut „fm-benchmarking Bericht 2012/2013“ über 70 Jahre gerechnet mehr als 80 Prozent der Gebäudekosten, die Erstellungskosten machen hingegen weniger als 20 Prozent aus. Es ist somit sehr wohl gerechtfertigt und möglich, Sicherheitstechnik unter wirtschaftlichen Aspekten zu planen.

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