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Ausgabe 3.4.2004

Sprinkleranlagen – Funktion, Wartung und Prüfung

Teil 1

Ing. Johann Ettel

Sprinkleranlagen haben sich über viele Jahrzehnte als äußerst wirksame anlagentechnische Brandschutzeinrichtungen erwiesen. Statistiken belegen, dass fast alle Entstehungsbrände, die ansonsten zu Großschäden geführt hätten, in Gebäuden mit Sprinkleranlagen bereits in der Entstehungsphase unter Kontrolle gebracht werden konnten. In 40% der Brandfälle in Objekten, die mit Sprinkleranlagen ausgestattet waren, wurden die Brände mit einem Sprinkler, in 70% der Fälle mit bis zu vier Sprinklern gelöscht oder unter Kontrolle gehalten.

Sprinkleranlagen sollen widmungsgemäß Entstehungsbrände unter Kontrolle bringen oder womöglich sogar löschen. Sie beschränken ein Brandereignis auf eine geringe Größe und verhindern somit die Brandausbreitung, helfen mit, die Entstehung von Brandrauch in Grenzen zu halten, ermöglichen die Freihaltung von Fluchtwegen und erleichtern oder ermöglichen erst die Löscharbeiten der Feuerwehr.

Sprinkleranlagen werden in Österreich nach der Richtlinie TRVB S 127 errichtet, deren letzte Überarbeitung dem europäischen Stand der Technik (CEA-Richtlinie des Europäischen Versicherungsverbandes) angepasst wurde. Diese Richtlinie behandelt Planung, Schutzumfang, Einstufung, Bemessung, Wasserversorgung, Konstruktion, Installation, Betrieb und Wartung sowie Überprüfungen der Sprinkleranlage.

Die Entstehung von Sprinkleranlagen geht auf die Erfindung des Hrn. Ing. Grinnell in Manchester in die Zeit vor ca. 130 Jahren zurück. Brände in den damals sehr verbreiteten Textilmanufakturen ließen ihn die Entwicklung der "Sprinkler" (Sprühbrausen) betreiben. Seither wurde die Sprinklertechnik laufend weiterentwickelt und verbessert.

Es gibt Sprinkleranlagen, die seit 80 und mehr Jahren in Betrieb sind und funktionieren.

Sprinkleranlagen können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Galten Sprinkleranlagen früher fast ausschließlich als Schutzmaßnahme für Sachwerte (Industrie, Lagergebäude usw.), so werden sie heute zunehmend auch dort eingesetzt, wo Personenschutz im Vordergrund steht (Kaufhäuser, Bürogebäude, Hochhäuser, Krankenhäuser usw.). Vielfach ermöglicht der Einsatz von Sprinkleranlagen in Kombination mit anderen brandschutztechnischen Maßnahmen eine freiere architektonische Gestaltung von Gebäuden oder eine wirtschaftlichere Nutzung durch größere Brandabschnittsflächen.

Immer jedoch muss die Sprinkleranlage in Verbindung mit anderen technischen und organisatorischen Maßnahmen im Rahmen eines umfassenden Gesamtbrandschutzkonzeptes gesehen werden.

Grundsätzlicher Aufbau von Sprinkleranlagen

Das Grundprinzip einer Sprinkleranlage besteht darin, dass geschlossene Löschdüsen (Sprinkler) gleichmäßig an der Decke des zu schützenden Bereiches verteilt sind. Zusätzlich können Sprinkler in Regalen, unterhalb von Bühnen, unterhalb von Maschinenteilen, oder sonstigen Hindernissen angeordnet sein.

Die Sprinkler werden über ein Rohrnetz, welches an eine Wasserversorgung angeschlossen ist mit Löschwasser versorgt. Das Rohrnetz ist mit Wasser oder Luft gefüllt und steht unter Druck.

Die einzelnen Sprinkler sind mit einem Verschluss versehen, der durch ein temperaturempfindliches Auslöseelement in seiner Position gehalten wird. Wird ein Sprinkler nun durch Brandeinwirkung bis auf seine Auslösetemperatur erwärmt, so gibt dieses Verschlusselement den Verschluss frei und Wasser tritt aus.

Es ist ausdrücklich festzuhalten, dass Wasser nur aus jenen Sprinklern austritt, deren Verschlusselement auf die Auslösetemperatur erwärmt wurde und geborsten ist. Das heißt Wasser tritt in der Regel nur im Bereich (unmittelbar über dem Brandherd) des Brandes aus oder in dessen nächster Umgebung. Keinesfalls lösen alle Sprinkler einer Anlage gleichzeitig aus.

Das austretende Löschwasser wird durch Aufprallen auf den Sprühteller des Sprinklers gleichmäßig verteilt. Über das Rohrnetz der Sprinkleranlage wird Wasser zu den geöffneten Sprinklern nachgefördert. Die Wasserentnahme erfolgt aus Vorratsbehältern, öffentlichen Wasserleitungen, Hochbehältern oder anderen Löschwasservorräten. Sofern der Druck nicht ausreicht werden Pumpen zur Druckerhöhung verwendet.

Die Löschwirkung des aufgebrachten Löschwassers beruht in erster Linie auf Energieentzug sofern das Löschwasser auf den Brandherd auftrifft. Die Hauptlöschwirkung der Sprinkleranlage beruht also auf dem Löscheffekt „Kühlung“. In sehr geringem Maß tritt auch ein „Stickeffekt“ durch Sauerstoffverdrängung durch den entstehenden Wasserdampf auf.

Weiters wird die Umgebung des Brandherdes durch das austretende Löschwasser benetzt und somit die Brandausbreitung erschwert.

Durch das austretende Löschwasser werden auch noch andere Effekte erzielt, z. B. werden tragende Elemente der Baukonstruktion gekühlt und können dem Brand längere Zeit Widerstand entgegensetzen und somit auch den Löscheinsatz der Feuerwehr erst ermöglichen.

Zusammenfassend sind Sprinkleranlagen: Automatische Löschsysteme, die erkennen, alarmieren und den Brand lokalisieren oder löschen.

Es gibt verschiedene Arten von Sprinkleranlagen, die je nach Anwendungszweck und Umgebungsbedingungen eingesetzt werden.

Eine Nasssprinkleranlage ist die häufigste Art der Anwendung und wird bei normalen Umgebungstemperaturen ohne Frostgefahr eingesetzt.

Trockensprinkleranlagen werden verwendet, wenn wegen Frostgefahr oder zu hohen Temperaturen das Löschwasser im Bereitschaftszustand nicht in den Rohrleitungen verbleiben kann. Der verzögerte Wasseraustritt muss durch Berücksichtigung größerer Wirkflächen kompensiert werden.

Tandem (Tail- End) Sprinkleranlagen sind Trockenanlagen, die an das Rohrleitungssystem von Nassanlagen angeschlossen sind (z.B. für frostgefährdete Teilbereiche wie Laderampen). Für ähnliche Anwendungen werden Sprinkleranlagen mit Wasser-Frostschutzgemisch eingesetzt.

Vorgesteuerte Trockensprinkleranlagen werden zusätzlich durch eine Brandmeldeanlage (die in der Regel früher als die Sprinkleranlage auf Brandkenngrößen reagiert) vorgesteuert. Vorgesteuerte Trockensprinkleranlagen der Type „A“ funktionieren nur, wenn von Brandmeldeanlage und Sprinkleranlage Brandkenngrößen wahrgenommen werden und werden dort eingesetzt, wo Wasserschäden unbedingt vermieden werden sollen (z.B. teure Druckereimaschinen, Museen). Vorgesteuerte Trockensprinkleranlagen der Type „B“ funktionieren auch ohne Brandmeldeanlage wie eine normale Trockenanlage, durch die Brandmeldeanlage wird nur das Alarmventil bereits vor Auslösung der Sprinkleranlage geöffnet und somit das Rohrnetz schneller gefüllt.

Sprinkleranlagen mit Schaumzumischung werden eingesetzt, wenn ein zusätzlicher Trenneffekt erforderlich ist (z.B. wenn teilweise auch brennbare Flüssigkeiten gelagert werden) oder wenn Wasser alleine nicht die gewünschte Löschwirkung erzielen kann (z. B. bei PP- oder PE- Materialien).

Für jede Art von Sprinkleranlage gibt es besondere Anwendungsvorschriften, unter anderem ist auch die Größe (Anzahl der Sprinkler pro Alarmventil, Rohrvolumen, Füllzeit) festgelegt.

Je nach Größe und erforderlichem Sicherheitsstandards werden auch die Wasserversorgungen der Sprinkleranlagen unterschieden in einfache Wasserversorgung, einfache Wasserversorgung mit erhöhter Sicherheit doppelte Wasserversorgung.

Überprüfung von Sprinkleranlagen

Bei der Planung einer Sprinkleranlage müssen alle Randbedingungen sorgfältig beachtet werden. Sprinkleranlagen sind vor ihrer Inbetriebnahme von einer hierzu staatlich akkreditierten Überwachungsstelle auf Übereinstimmung mit der TRVB S 127 und auf ihre brandschutztechnische Wirksamkeit zu überprüfen. Es empfiehlt sich, die Überwachungsstelle möglichst frühzeitig einzuschalten und die einzelnen Planungs- und Errichtungsschritte zeitgerecht abzustimmen.

In der Vorbereitungsphase werden die wichtigsten Eckdaten für die Sprinkleranlage wie die risikogerechte Einstufung festgelegt.

In der Planungsphase wird die Sprinkleranlage bereits in einer hohen Detailgenauigkeit einschließlich Festlegung der Sprinkleranordnung und –aufteilung und der Wasserversorgung durchgeplant.

Die eigentliche Abnahme der Sprinkleranlage erfolgt durch einen Prüfer der Prüfstelle für Brandschutztechnik vor Ort (ggf. mehreren Schritten, erforderlichenfalls auch mit sog. „Rohbaubegehungen“) und durch Überprüfung der endgültigen Einreichunterlagen.

In jeder der vorgenannten Phase erfolgt eine Freigabe durch die Überwachungsstelle.

Sobald alle Überprüfungen abgeschlossen sind kann ein Überwachungsbericht ausgestellt werden. Der Überwachungsbericht einer akkreditierten Prüfstelle ist ein Dokument, welches unter anderem auch von Behörden anerkannt wird. Im Überwachungsbericht wird die Übereinstimmung der Anlage mit den Installationen bzw. vorgefundene Abweichungen oder Mängel festgestellt und auch dahingehend eine Bewertung vorgenommen, ob die Sprinkleranlage geeignet ist, die geforderten Schutzziele zu erreichen.

Revisionen von Sprinkleranlagen

Sprinkleranlagen müssen jährlich einer Revision durch eine staatlich akkreditierte Überwachungsstelle unterzogen werden. Zweck einer Revision ist es, festzustellen, ob die Sprinkleranlage weiterhin ihren Zweck erfüllen kann. Dazu ist in erster Linie festzustellen ob Nutzung und Risiko noch mit der Auslegung der Sprinkleranlage übereinstimmen, oder ob Hindernisse für die Aufbringung des Löschwassers bestehen. Weiters ist festzustellen ob sich die Anlage in einem betriebsbereiten Zustand befindet und im Brandfall ihren Zweck erfülle, kann. Über das Ergebnis der Revision wird ein Überwachungsbericht ausgestellt, in dem in erster Linie festgestellt wird, ob die Sprinkleranlage weiterhin ihre Aufgabe erfüllen kann oder ob Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen werden müssen.

Erweiterungen und Umbauten von Sprinkleranlagen:

Erweiterungen und Umbauten an Sprinkleranlagen müssen dokumentiert werden. Die akkreditierte Überwachungsstelle soll von diesen Umbauten in Kenntnis gesetzt werden. Bei größeren Umbauten ist unverzüglich eine Überprüfung durch die Überwachungsstelle erforderlich, bei kleineren Umbauten wird die Überprüfung im Zuge der nächstfälligen Revision durchgeführt.

Teil 2 folgt am 3.5.2004

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