Rauch + Luftströmung

Apr 2016

Automatische Rauchschürzen mit Produktnorm nach DIN EN 12101-1

Gesetzgebung

Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind. Quelle: Musterbauordnung (MOB)

Die Rauchfreihaltung von Flucht- und Rettungswegen im Brandfall ist eine baurechtliche Forderung und somit zwingend umzusetzen. Bei der Erstellung von Gebäuden besonderer Art und Nutzung ist mit dem Brandschutzkonzept, u.a. der Nachweis zu führen, dass die Fluchtwege rauchfrei gehalten werden und die sich im Gebäude befindlichen Personen dieses verlassen, oder sichere Bereichen aufsuchen können.

Die Rauchfreihaltung von Flucht- und Rettungswegen im Brandfall ist eine baurechtliche Forderung
Die Rauchfreihaltung von Flucht- und Rettungswegen im Brandfall ist eine baurechtliche Forderung.

Rauch- und Wärmefreihaltung gemäß DIN EN 12101 Teil 1: Bestimmungen für Rauchschürzen

Automatische Rauchschürzen sind Anlagen, die in der Ruheposition (aufgerollter Zustand) durch externe Ansteuerung in die Brandalarmposition ausfahren und so eine sichere Barriere gegen die Ausbreitung von heißen Brandgasen darstellen. Die Definition von automatischen Rauchschürzen muss unter Berücksichtigung der Anwendung den Schutz von Menschenleben und Sachwerten erfolgen. Die Funktionsweise und die externe Ansteuerung muss in der Definition berücksichtigt sein.

Beispiel

Leistungseigenschaften einer automatischen Rauchschürzenanlage:

  • Temperatur/Zeit-Klassifizierung DH 90
  • Arbeitsweise ASB 3
  • Baustoffklasse A2-s1,d0

Automatische Rauchschürzen können als Rauchabschnittstrennung eingesetzt werden oder an Gebäudekanten ein Verrauchen von darüber liegenden Bereichen verhindern. Auch ganze Deckendurchbrüche, z.B. für Rolltreppenanlagen, können umlaufend eingehaust werden und so im Brandfall die Ausbreitung von Rauch- und heißen Brandgasen wirksam verhindern.

Rauch- und Wärmefreihaltung gemäß DIN EN 12101 Teil 1: Bestimmungen für Rauchschürzen
Rauch- und Wärmefreihaltung gemäß DIN EN 12101 Teil 1: Bestimmungen für Rauchschürzen

In der Norm für Rauch- und Wärmefreihaltung DIN EN 12101, Teil 1 „Rauchschürzen“ heißt es:

Rauchleckagen können die Leistungseigenschaft der Rauchschürzenanlage mindern. Rauchschürzen unterliegen der funktionalen Anforderung, Rauch- und Brandgase zu kanalisieren, einzuschließen und/oder seine Übertragung zu verhindern.

Rauchschürzen im Einsatz

Die Planung und Ausführung von Brandschutzmaßnahmen zur Verhinderung der Rauchausbreitung und Verrauchen sensibler Fluchtwege wird umso schwieriger je komplexer das Gebäude ist.

Vergleicht man die Rauchabführung und Frischluftzuführung mit einer Lüftungsanlage können durchaus parallelen gezogen werden, wenn es darum geht, die Rauchmenge in vorgesehene Richtungen zu lenken und mittels natürlicher oder mechanischer Rauchabzugsgeräte nach außen abzuführen.

Die Auslegung der Geräte für die Rauchabführung und Frischluftzuführung in Bezug auf Größe und Anzahl ist hinlänglich bekannt und erfolgt u.a. nach den Berechnungsverfahren der DIN 18232-2/EN 12101.

Werden aber automatische Rauchschürzenanlagen in das Konzept zur Rauch- und Wärmefreihaltung einbezogen, müssen wichtige Punkte berücksichtigt werden und in die Berechnungen mit einfließen. 

Rauchbarrieren aus textilen Materialen bewegen sich sobald es in Räumen zu starken Luftströmungen kommt. Wenn es für die Rauchschürzenanlage selbst noch kein Problem darstellt, kann es bei der Betrachtung der Leckagen, zur Vergrößerung der zulässigen Spaltmaße kommen.

Gemäß der Produktnorm für Rauchschürzen DIN EN 12101-1 können Spaltmaßen, die sich auf Grund von Luftströmungen vergrößern, die Leistungseigenschaft einer Rauchschürzenanlage mindern. 

Das ist aber nur dann der Fall, wenn es in der Rauchschicht zu einem Überdruck kommt. Also die klassische Nutzung der Druckdifferenz und natürliche Auftriebskraft zur Abführung heißer Rauchgase aus dem Gebäude.

Rauchschürzen im Einsatz
Rauchschürzen im Einsatz

Bei der Rauchfreihaltung von Fluchtwegbereichen in komplexen Gebäuden, mit relativ geringen Deckenhöhen, ist in den meisten Fällen die Nutzung der Auftriebskraft alleine, zur Abführung der Rauchgase, nicht ausreichend und somit die Einhaltung einer raucharmen Schicht von mindestens 2,0 m nicht umsetzbar. 

In diesen Fällen wird mit mechanischen Ventilatoren geplant, um den Rauch horizontal zu lenken und gezielt abzuführen. Die Leistung der Ventilatoren betragen oft mehrere Tausend Kubikmeter pro Stunden, diese verursachen im Alarmfall große Luftgeschwindigkeiten innerhalb der Räume. Die zulässigen Geschwindigkeit der Zuluft von maximal 3 m/s wird dann weit überschritten. 

Werden Rauchschürzenanlagen, aus textilen Tuchmaterialen, diesen großen Strömungen ausgesetzt,  kann sich die Veränderungen der Spaltmaße positiv oder negativ auf die Leistungseigenschaft der automatischen Rauchschürzenanlagen auswirken. 

Entgegengesetzt zum Überdruck in der Rauchgasschicht (Raumhöhe > 4m) wird bei der mechanischen Abführung, mittels Ventilatoren, ein Unterdruck in der Rauchschicht erzeugt und so die Richtung der Rauchgase definiert. An den Spaltflächen der Rauchschürze strömt daraufhin Frischluft in den abführenden Luftstrom und ein Austritt von Rauchgasen, an den Spalten der Rauchschürze, wird so unterbunden.

Bewertung durch erfahrene Brandschutzingenieure

Eine Bewertung zur Effektivität muss in jedem Einzelfall durch erfahrene Brandschutzingenieure erfolgen. Neben der großen Erfahrung im „Bereich der Rauch- und Wärmefreihaltung“ wird nicht selten eine CFD-Berechnung/Strömungssimulation erstellt, um in der Planungsphase wichtige Parameter, wie z.B. Volumenströme der Brandgasventilatoren und Position und Größe der Öffnungen für die Zuluft, zu erhalten. 

Der Einsatz von automatischen Rauchschürzenanlagen in komplexen Gebäuden kann es auch erforderlich machen, dass Richtungsänderung mit Systemecken im Verlauf der Rauchschürze erforderlich sind. Die Rauchschürzentücher überlappen im Eckbereich nicht, sondern stoßen im abgerollten Zustand aneinander. Die Ballastgewichte am unteren Ende des Tuches sind nicht miteinander verbunden. Bei Betrachtung der Unter- und Überdrücke (mechanische Entrauchung) werden im Alarmfall die Spaltmaße im Eckbereich verschlossen und so ein Rauchaustritt verhindert.

Steuerung

Große Luftströmungen können auch die Ansteuerung und Arbeitsweise von automatischen Rauchschürzenanlagen beeinflussen, beispielsweise wenn es in Gebäuden mit großen Raumhöhen und somit mit großen Bewegungslängen der automatische Rauchschürzenanlagen, zu einer starken Auslenkung kommt. Es kann erforderlich sein im Alarmfall die Bewegung der Rauchschürze nach unten mehrere Male für eine kurze Zeit zu stoppen und so die Auslenkung der Tuchfläche zu reduzieren.

Fazit

Kommt es in einem Gebäude zu einem Brand, ist immer mit einer größeren Luftströmungen zu rechnen. Wenn alle Sicherheitssysteme zur Rauch- und Wärmefreihaltung extakt aufeinander abgestimmt sind, können die giftigen Rauchgase sicher aus dem Gebäude abgeführt werden. Automatische Rauchschürzenanlagen können aufgrund der vielfältigen Ausführungsmöglichkeiten das wichtige Schutzziel unterstützen und so dazu beitragen Menschenleben zu retten.

Mein nächster Beitrag zu Rauchschürzenanlagen behandelt das Thema „Barriere mit Leckagen“

Klaus-Jürgen Lemke, Sales Support CoE

Klaus-Jürgen Lemke
Sales Support - Center of Excellence

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