Normenreihe DIN 18232 und DIN EN 12101 | Rauch- und Wärmefreihaltung

Diese Normenreihen beschreiben Anforderungen an die Bemessung von RWA-Anlagen und deren Systemkomponenten

Normenreihe DIN 18232 und DIN EN 12101 - Rauch- und Wärmefreihaltung

Diese Normenreihen beschreiben Anforderungen an die Bemessung von qualifizierten Rauch- und Wärmeabzugsanlagen, ausgeführt als natürlicher Rauchabzug (NRA) oder maschineller Rauchabzug (MRA), sowie Anforderungen und Festlegungen an deren Systemkomponenten.
Also normative Vorgaben an die Einzelkomponenten von Entrauchungsanlagen wie natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (NRWG), maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (MRWG) samt dazugehörigen Entrauchungsleitungen und Entrauchungsklappen, Zuluftnachströmung, Rauchschürzen sowie Steuerung und Energieversorgung.

Normenreihe DIN 18232

In dieser Normenreihe werden nationale Anforderungen und Vorgaben an Entrauchungsanlagen und deren Systemkomponenten definiert und festgelegt.
Diese Normenreihe besteht derzeit (Stand: 02/2020) aus folgenden Teilen:

  • Teil 1: Begriffe, Aufgabenstellung
  • Teil 2: Natürliche Rauchabzugsanlagen (NRA); Bemessung, Anforderungen und Einbau
  • Teil 4: Wärmeabzüge (WA); Prüfverfahren
  • Teil 5: Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA); Anforderungen, Bemessung
  • Teil 7: Wärmeabzüge aus schmelzbaren Stoffen; Bewertungsverfahren und Einbau
  • Teil 8: Öffneraggregate für Gebäudeabdeckungen zur Entlüftung oder Rauchableitung | Vornorm DIN V18232-8
  • Teil 9: Wesentliche Merkmale und deren Mindestwerte für natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte nach DIN EN 12101-2.

Normenreihe DIN EN 12101

In dieser Normenreihe werden europäische  Anforderungen und Vorgaben an die Systemkomponenten von Entrauchungsanlagen definiert und deren Prüfungskriterien festgelegt. Des Weiteren gibt es Anleitungen zu Rechenverfahren für die Bemessung von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen.

Diese Normenreihe besteht derzeit (Stand:02/2020)aus folgenden Teilen:

  • Teil 1: Bestimmungen für Rauchschürzen
  • Teil 2: Festlegungen für natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (NRWG)
  • Teil 3: Bestimmungen für maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (MRWG)
  • Teil 4: Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung im eingebauten Zustand (Bausätze) | veröffentlicht als CEN/TR 12101-4
  • Teil 5: Anleitung zu funktionellen Empfehlungen und Rechenverfahren für Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung | veröffentlicht als CEN/TR 12101-5
  • Teil 6: Festlegungen für Differenzdrucksysteme, Bausätze
  • Teil 7: Entrauchungskanalstücke
  • Teil 8: Entrauchungsklappen
  • Teil 10: Energieversorgung

Projektierung von RWA-Anlagen | Allgemein

Die Auslegung und Dimensionierung von qualifizierten Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA), unabhängig ob als Natürlicher Rauchabzug (NRA) oder Maschineller Rauchabzug (MRA) ausgeführt, kann nach normativen Berechnungsmethoden oder nach anerkannten Ingenieurmethoden im baulichen Brandschutz erfolgen.
Als anerkannte normative Berechnungsmethoden gelten zum Beispiel:

  • DIN 18232, Teil 2: Rauch- und Wärmefreihaltung - Natürliche Rauchabzugsanlagen (NRA); Bemessung, Anforderungen und Einbau
  • DIN 18232, Teil 5: Rauch- und Wärmefreihaltung - Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA); Anforderungen, Bemessung
  • VdS 2098: Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (NRA) - Planung und Einbau
  • VdS CEA 4020: Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (NRA) - Planung und Einbau
  • CEN/TR (EN)12101-5: Anleitung zu funktionellen Empfehlungen und Rechenverfahren für Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung.

Die angeführten normativen Berechnungsmethoden haben alle etwas gemeinsam.
Am Beginn der Dimensionierung muss folgendes spezifiziert und festgelegt werden:

  • das Schutzziel und
    die allgemeinen Auslegungs- und Projektierungsparameter.

Dies bedeutet, es erfolgt immer eine individuelle Ermittlung der notwendigen aerodynamisch wirksamen Lüftungsflächen in m² bei NRA oder der notwendigen Volumenströme in m³/h bei MRA, unter Berücksichtigung folgender Parameter und Kenngrößen:

  • Bauliche Gegebenheiten und der damit verbundenen Raumgeometrien  
  • Nutzung des Objektes beziehungsweise der jeweiligen Brand- und Rauchabschnitte und der damit verbundenen Brandlasten
  • Definierter rauchgasarmer Zonen oder Bereiche (=Sichtweiten)
  • Definierter maximal zulässiger Rauchschichttemperaturen

DIN 18232-2 | Projektierung von NRA

Die DIN 18232-2 ist eine normative Berechnungsmethode für die Projektierung von qualifizierten Rauch- und Wärmeabzugsanlage, ausgeführt als Natürlicher Rauchabzug (NRA) für eingeschossigen Gebäude und für das oberste Geschoss mehrgeschossiger Gebäude.

Für die Projektierung sind im Vorfeld immer die wesentlichen Auslegungsgrundlagen und Parameter festzulegen und zu definieren:

  1. Bauliche Gegebenheiten

    Die maximale Größe eines Rauchabschnittes ist mit einer Fläche ≤1.600 m² spezifiziert. Bei Grundflächen >1.600 m² sind Rauchschürzen zu installieren. Die Tiefe der Rauchschürze, also deren Unterkante, wird bestimmt von der projektspezifisch festzulegenden Höhe der raucharmen Schicht und der damit verbundenen Dicke der Rauchschicht.
    Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass eine maximale Seitenlänge von 60 m innerhalb eines Rauchabschnittes nicht überschritten werden darf.
    Unter bestimmten Umständen (Raumhöhe mindestens 7,0 m und Bemessungsgruppe BMG3, BMG4 oder BMG5) kann die maximale Größe eines Rauchabschnittes auf maximal 2.600 m² vergrößert werden, wenn die ermittelte aerodynamisch wirksame Rauchabzugsfläche für jede ab 1.600 m² angefangene 100 m² um 10% erhöht wird.

  2. Festlegung der Brandszenarien

    Die projektspezifisch zugrunde zulegende Bemessungsgruppe BMG1 bis BMG5 ist im Abhängig von der Brandentwicklungsdauer und der Brandausbreitungsgeschwindigkeit.

    Die Brandentwicklungsdauer ist die Zeitspanne von der Brandentstehung bis zum Beginn der Brandbekämpfung. Diese Zeitspanne wiederum setzt sich wie folgt zusammen:
    Zeit von der Brandentstehung bis zur Brandmeldung
    Diese Zeit ist mit 10 Minuten anzusetzen. Diese Zeit kann jedoch bei Vorhandensein einer Brandmeldeanlage verkürzt werden, entweder auf 5 oder auf 0 Minuten. Dieser Wert ist in Abhängigkeit von der installierten Anlage und deren Brandmelder-Typen.
    sowie
    Zeit von der Brandmeldung bis zum Beginn der Brandbekämpfung
    Hier ist eine mittlere Zeit von 10 Minuten anzusetzen, wobei diese Zeit bei bestimmten Verhältnissen zu korrigieren ist. Bei ungünstigen Verhältnissen ist diese Zeit auf 15 Minuten und bei außergewöhnlich ungünstigen Verhältnissen auf 20 Minuten zu erhöhen.
    Nach Festlegung der anzusetzenden Brandentwicklungsdauer kann man über Tabelle 2 der DIN 18232-2:2007-11 unter Festlegung einer Brandausbreitungsgeschwindigkeit die Bemessungsgruppe (BMG 1 bis BMG5) definieren und festlegen. In Bezug auf die Brandausbreitungsgeschwindigkeiten gibt es drei unterschiedliche Werte, nämlich "besonders gering", "mittel" oder "besonders groß". In der Regel kann der Wert "mittel" angesetzt werden. Bei Materialien mit höheren Brandausbreitungsgeschwindigkeiten (z. B. leicht entflammbare Stoffe mit brennbarer Verpackung) muss der Wert "besonders groß" angesetzt werden.
    Ist eine flächendeckende automatische Sprinkleranlage installiert, kann bei ermittelter Bemessungsgruppe BMG4 oder BMG5 auf Bemessungsgruppe BMG3 reduziert werden.

  3. Festlegung der angestrebten Höhe der raucharmen Schicht

    Folgende Anforderungen sind hierbei zu berücksichtigen:
    • Höhe der angestrebten raucharmen Schucht muss mindestens 2,5 m betragen
    • Zu rauchempfindlichen Gegenständen oder brennbaren Lagergüter sollte ein Abstand zur Rauchschicht von mindestens 0,5 m eingehalten werden
    • Raucharme Schicht muss um 1,0 m höher sein als der höchste Punkt der Zuluftöffnung um Verwirbelungen zu verhindern. Ausgenommen davon sind Öffnungen mit einer maximaler Breite B von 1,25 m, welche einen Abstand mindestens 0,5 m aufweisen müssen
    • Bei Höhe der raucharmen Schicht d ≤4 m muss die Rauchschürze mindestens 0,5 m in diese hineinragen. Bei raucharmen Sichten d >4 m muss die Unterkante der Rauchschürze mindestens der Rauchschichtdicke entsprechen, wobei die Höhe der Rauchschürze in jedem fall mindestens 1,0 m betragen muss.
DIN 18232 │ Rauch- und Wärmefreihaltung
DIN 18232 │ Rauch- und Wärmefreihaltung

Nach Ermittlung der Bemessungsgruppe und nach Festlegung der angestrebten Höhe der raucharmen Schicht sowie der Höhe der Rauchschürze, falls diese aufgrund der baulichen Gegebenheiten notwendig ist, kann man die notwendigen Rauchabzugsflächen und Zuluftflächen ermitteln.

Dazu sind folgende Schritte notwendig:

  1. Ermittlung der Rauchabzugsflächen
    Aus Tabelle 3 der DIN 18232-2:2007-11 kann die notwendige aerodynamisch wirksame Rauchabzugsfläche AW in m² je Rauchabschnitt ermittelt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass dieser ermittelte Wert je Rauchabschnitt, unabhängig von der tatsächlichen Rauchabschnittsgröße (von 200 m² bis 1.600 m²), vorzusehen ist.
    Falls ein Rauchabschnitt die maximale Größe von 1.600 m² übersteigt, ist die aus der Tabelle ermittelte aerodynamisch wirksame Rauchabzugsfläche AW wie folgt zu erhöhen und anzupassen:
    Vergrößerung für jede ab 1.600 m² angefangene 100 m² um 10%.

  2. Ermittlung der Zuluftflächen]
    Ausreichende Zuluftflächen sind immer sicherzustellen. Diese Zuluft ist unverzichtbar, da das physikalische Gesetz des Abströmens von Energie aus einem Raum nur durch Nachströmen der Energie im unteren Bereich, also Zuluft ausgeglichen werden kann. Dabei ist zu beachten, dass die Zuluft im unteren Bereich in die raucharme Schicht impulsarm eindringt, wenn möglich von beiden Seiten des Raumes.
    Die notwendige Zuluftfläche ist nach der größten Rauchabschnittsfläche festzulegen. Die wirksame Fläche der Zuluftöffnungen muss mindestens den 1,5-fachen Wert der ermittelten aerodynamisch wirksamen Abzugsfläche betragen.
  • Des Weiteren ist folgendes zu berücksichtigen:
    • Unverzügliches Öffnen der Zuluftöffnungen nach Auslösung der NRA
    • Oberkante muss mindestens einen Abstand von 1,0 m zur Unterkante der Rauchschicht aufweisen. Bei Türen und Fenstern, wenn deren maximale Breite ≤1,25 m ist, darf dieser Abstand auf 0,5 m reduziert werden.

  • Als Zuluftöffnungen gelten:
    • Eigenständige Zuluftvorrichtungen
    • Tore, Türen oder Fenster, wenn diese entsprechend als „Zuluftöffnung für NRA“ gekennzeichnet sind und zerstörungsfrei von außen geöffnet werden können.

Zur Ermittlung der wirksamen Fläche einer Zuluftöffnung sind Korrekturfaktoren in Abhängigkeit der Konstruktion und der Öffnungsart der jeweiligen Zuluftöffnungen zu berücksichtigen.

Der jeweilige Korrekturfaktor cZ kann aus der Tabelle 1 der DIN 18232-2:2007-11 entnommen werden:

Öffnungsart Öffnungswinkel Korrekturfaktor cZ
Tür- oder Toröffnungen, Maschengitter   0.7
Öffenbare Jaousien 90° 0.65
Dreh- oder Kippflügel 90° 0.65
  ≥ 60°° 0.5
  ≥ 45° 0.4
  ≥ 30° 0.3

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