Rauchschürzen im Untergrund

Mär 2016

Automatische Rauchschürzen nach DIN EN 12101-1 sind wichtige Produkte bei Konzepten zur „Rauch- und Wärmefreihaltung“ in unterirdischen Verkehrsanlagen.

Herausforderung im Brandschutz

Was passiert, wenn eine Rauchschürze aktiviert ist
Herausforderung im Brandschutz

Wenn sich viele Menschen in begrenzten Räumen aufhalten, ist die Umsetzung des Brandschutzes in diesen Bauwerken eine extrem große Herausforderung. Bei einem möglichen Brand kommt es zwangsläufig zu einer großen Rauchentwicklung, wodurch Menschenleben in Gefahr sind.

Besondere Bauwerke erfordern besondere Konzepte

Unterirdische Verkehrsanlagen besteht aus weit verzweigten Netzen von Doppelröhren die in unterschiedlichen Abständen mit Haltestellen verbunden sind. Die Haltestellen habe wiederum Verteilerebenen die den Personen zum einen die Fahrt in unterschiedliche Richtungen ermöglichen, und zum anderen hier die Ein- und Ausgänge angeschlossen sind. Auch Gleiskreuzungen mit offenen Haltestellen und Verteilerebenen gehören zu Bauwerken in modernen U-Bahnnetzen.

Gefahr durch Brand und giftige Rauchgase

Das Gefahrenpotential in unterirdischen Verkehrsanlagen ist zum einen die große Brandlast von Schienenfahrzeugen mit extremer Energiefreisetzung von > 10 MW innerhalb kurzer Zeit, aber auch ein Abfallbehälter oder ein abgestellter Rucksack kann, wenn er in Brand gerät eine große Menge giftiger Rauchgase erzeugen und somit eine tödliche Gefahr für Personen darstellen.

Prinzipiell wird auch in unterirdischen Bauwerken, im Fall eines Brandes das Ziel verfolgt eine raucharme Schicht zu erzeugt um Personen eine sichere Flucht aus dem Gefahrenbereich zu ermöglichen. Allerdings liegt hier die Schwierigkeit in der Rettungswegführung, da die Ausgänge nur über nach oben führende Treppenanlagen erreichbar sind. Der Weg zum sicheren Ausgang führt oftmals über mehrere Ebenen, die Rauchfreihaltung der Fluchtwege und Treppenanlagen ist das wichtigste Kriterium im Brandschutz und muss somit mit größter Sorgfalt geplant und umgesetzt werden.

Rauchschürzen schützen bei Gefahr durch Brand und giftige Rauchgase
Rauchschürzen schützen bei Gefahr durch Brand und giftige Rauchgase

Nachweis der erreichten Leistung

Der schutzzielorientierte Nachweis aller sicherheitsrelevanten Systeme soll durch eine sogenannte „Wirkprinzipprüfung“ erfolgen. Bei dieser Prüfung wird ein Brand simuliert, wobei große Rauch- und Wärmemenge erzeugt werden um allen Sicherheitssysteme nach einem realistisches Brandszenario zu prüfen. 

Erst wenn alle System der Prüfung standgehalten haben und fehlerfrei funktionierten, kann davon ausgegangen werden, dass das wichtige Schutzziel im Falle eine Brandes erreicht wird.

Menschen fühlen sich in engen Räumen unwohl

Rauchfreihaltung im Brandfall
Rauchfreihaltung im Brandfall

Um dem entgegenzuwirken planen Architekten gerade in unterirdischen Verkehrsanlagen großzügige, offene und untereinander verbundene Räume. Für die Menschen die sich darin aufhalten wird Wohlbefinden und Sicherheit ausgestrahlt, die Umsetzung der Rauchfreihaltung im Brandfall wird hierdurch aber extrem erschwert.

In einer U-Bahnstation befinden sich gleichzeitig nicht selten 1000 oder mehr Personen. Die berechnete Evakuierungszeit über zwei, voneinander unabhängigen Rettungswegen beträgt in den meisten Fällen weniger als 10 Minuten. Damit bleibt jeder Person weniger als 10 Minuten Zeit um über mehrere Treppenanlagen den sicheren Ausgang zu erreichen.

Vermeidung von Panik im Alarmfall

Hilfreich bei der Evakuierung sind automatische Alarmierungsanlagen mit Lautsprecherdurchsagen, diese ermöglichen auch gesonderte Durchsagen der Feuerwehr.

Panik entsteht meist dann wenn Personen aus der bekannten, normalen Situation in eine Gefahrensituation versetzt werden und hierauf meist unüberlegt reagieren.

Panik kann auch verursacht werden, wenn im Alarmfall das Brandschutzscenario startet, also wenn es zu lauten Geräuschen durch die Entrauchungsventilatoren kommt oder Bereiche durch das Abrollen von automatischen Rauchschürzen getrennt oder verschlossen werden.

Ein wichtiges Kriterium in unterirdischen Verkehrsanlagen ist, im Alarmfall übersichtliche Situationen zu schaffen um Panik zu vermeiden und eine zügige und geordnete Evakuierung des Gefahrenbereichs zu ermöglichen.

Rauch- und Wärmefreihaltung

Die Rauch- und Wärmefreihaltung in unterirdischen Verkehrsanlagen wird vorrangig mit folgenden Systemen umgesetzt:

  • Brandmeldeanlage
  • Systeme zur Rauchabführung und Frischluftzuführung
  • Rauchschürzenanlagen zur Begrenzung und Kanalisierung von heißen Rauchgasen

Im Brandschutzkonzept sind Maßnahmen und Vorgehensweisen zur Umsetzung der Schutzziele beschrieben und die Systeme mit den geforderten Leistungen benannt.

Rauch- und Wärmefreihaltung in unterirdischen Verkehrsanlagen
Rauch- und Wärmefreihaltung in unterirdischen Verkehrsanlagen

Wenn sich noch relativ einfach die Strömung der Brandgase mit mechanischen ober natürlichen Entrauchungseinheiten durch den berechneten Volumenstrom und Positionierung der Geräte bestimmen lässt, ist die Leistung von automatischen Rauchschürzen schwer vorher zu sagen. Sobald die Tuchflächen auslenken, also die vorgesehene vertikale Position verlassen, können Leckagen auftreten die die Leistungseigenschaft der Rauchschürzenanlage negativ beeinflusst.

Die Berechnung der zu erwartenden Auslenkung der Rauchschürzenfläche, im ausgefahrenen Zustand hängt von vielen Faktoren ab und ist auf Grund der Größe und der Gebäudegeometrie nur schwer umzusetzen zumal in den meisten Fällen wichtige Parameter nicht bekannt sind.

3 Gründe für die Auslenkung

In unterirdischen Verkehrsanlagen sind im Wesentlichen drei unterschiedliche Ursachen für die Auslenkung verantwortlich:

  1. Ein- und Ausfahren der U-Bahnen
  2. Äußere Windeinflüsse über offene Ein- und Ausgänge
  3. Luftströmungen durch die Entrauchung und Frischluftzuführung

Architekten und Fachplaner sind hier besonders gefordert um die zuvor genannten Einflüsse auf die Auslenkung von Rauchschürzenflächen zu Minimieren. Dies setzt enorme Fachkenntnis und Erfahrung bei der Planung und Umsetzung von Brandschutzmaßnahmen in unterirdischen Verkehrsanlagen voraus.

Automatische Rauchschürzenanlagen nach DIN EN 12101-1
Automatische Rauchschürzenanlagen nach DIN EN 12101-1

Automatische Rauchschürzenanlagen nach DIN EN 12101-1 müssen für ihren Einsatz in unterirdischen Verkehrsanlage genau geplant und definiert werden. Im Wesentlichen sollten folgende Punkte beachtet werden.

  • Leistungseigenschaften:
    • Temperatur/Zeit-Klassifizierung
    • Abrollgeschwindigkeit
    • Arbeitsweise
    • Reaktionszeit
    • Auslenkung der Tuchfläche bei Luftbewegung

  • Ausführung / Design:
    • Seitliche Führungsschienen
    • Gehäusegröße
    • Beschwerungsprofil

  • Installation / Montage:
    • Positionierung
    • Bewegungsfreiheit im Fahrbereich
    • Anschlüsse an Gebäudeflächen und Kanten
    • Leckagen an den Seiten der Tuchfläche
    • Einbau der Anlagengehäuse
    • Anschlüsse der Gehäuse an abgehängte Deckenkonstruktionen
    • Standsicherheit und Befestigung der Anlagen am Baukörper

  • Steuerung:
    • Steuerung nach Produktnorm prEN1201-9
    • Anschluss übergeordneter Alarmierungseinrichtungen
    • Ersatzstromversorgungsanlagen

  • Wartung / Reparatur:
    • Zugänglichkeit der beweglichen Komponenten
    • Zeit und Aufwand im Reparaturfall
    • Vorhalten von Material für den Reparaturfall
    • Reaktionszeit für Reparaturen

Engineering

Die Planung und Umsetzung von automatischen Rauchschürzen in unterirdischen Verkehrsanlagen erfordert ein hohes Maß an Fachwissen der zuständigen Projektleiter, ein erfahrenes und geschultes Montagepersonal sowie eine professionelle Betreuung für die Wartung und schnelle Reaktion im Stör- oder Reparaturfall.

Fazit

Automatische Rauchschürzenanlagen nach DIN EN 12101-1 können erheblich dazu beitragen die  hohen Anforderungen an die Rauch- und Wärmefreihaltung in den besonderen Bauwerken zu erfüllen und im Fall eines Brandes auch in unterirdischen Verkehrsanlagen Menschenleben retten und Löscheinsätze der Feuerwehr ermöglichen.

Klaus-Jürgen Lemke, Sales Support CoE

Klaus-Jürgen Lemke
Sales Support - Center of Excellence

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