Prüfstelle f. Brandschutztechnik news 1.7.2001

BRANDSCHUTZ IN HOCHHÄUSERN

Ing. Johann Ettel und Dipl.Ing. Frank Peter

Teil 2: Sicherheitstechnische Einrichtungen: Brandmeldeanlagen, Naßsteigleitungen und Wandhydranten (Trockensteigleitungen), Sprinkleranlagen

Brandmeldeanlagen
Hochhäuser sind grundsätzlich mit Brandmeldeanlagen gem. TRVB S 123 in Vollschutzausführung mit Alarmweiterleitung an die Auswertezentrale der jeweiligen Feuerwehrauszustatten.
Ausnahmen gibt es für Wohnhochhäuser: In Gebäuden mit nicht mehr als 35 m Höhe können die Wohnungen selbst (nicht die Gänge und alle anderen allgemeinen Bereiche) von der Überwachung ausgenommen werden. In höheren Gebäuden können Wohnungen dann von der Überwachung ausgenommen werden, wenn die Sprinkleranlage so installiert ist, daß sichergestellt ist daß der Bereich eines ausgelösten Sprinklers leicht identifiziert werden kann.
Den Stand der Technik für Brandmeldeanlagen repräsentiert in Österreich die TRVB S 123. Diese Richtlinie enthält alle erforderlichen Informationen und Vorschriften über die Projektierung, Installation, Überprüfung, Wartung und den Betrieb von Brandmeldeanlagen.
Brandmeldeanlagen nehmen über Brandmelder die Brandkenngrößen (Rauch, Wärme, Temperaturänderung, Flammen) wahr. Über eine ortsfeste Verkabelung (neuerdings gibt es auch „Funkmelder“) werden die Informationen an die Brandmelderzentrale weitergeleitet, wo sie dann ausgewertet werden. Die Auswertung erfolgt in der Form, daß an der Brandmelderzentrale angezeigt wird, daß eine Brandkenngröße festgestellt wurde und es wird „Alarm" angezeigt.
Durch die automatische Brandmeldeanlage besteht die Möglichkeit sogenannte Brandfallsteuerungen zu aktivieren. Die wichtigsten Brandfallsteuerungen sind Alarmierung, Weiterleitung des Alarms zu einer besetzten Stelle bzw. zur Berufsfeuerwehr, Aktivierung von Sirenen oder Rundspruchanlagen zur Warnung der Personen im Haus, Aktivierung von Druckbelüftungssystemen, Abschaltung von Lüftungsanlagen, Schließung von Brandschutztüren und anderen brandabschnittsbildenden Elementen, Evakuierungsfahrten von Aufzügen usw. Das heißt Brandmeldeanlagen haben eine sehr wichtige Funktion: sie können nicht nur selbsttätig feststellen, daß es brennt, sondern sie können sofort automatisch Maßnahmen einleiten.
Wichtig ist, daß Brände bereits in der Entstehungsphase erkannt werden. Dies setzt eine flächendeckende Überwachung voraus. Die TRVB S 123 kennt „Vollschutz"– d. h. das gesamte Objekt ist flächendeckend überwacht, „Brandabschnittsschutz"– d.h. komplette Brandabschnitte sind vollständig überwacht und „Einrichtungsschutz"– d.h. Bereiche, die keinen eigenen Brandabschnitt bilden, sind überwacht.
Im Hochhaus ist grundsätzlich „Vollschutz" vorgesehen, in Ausnahmefällen reicht auch „Einrichtungsschutz". In diesem Fall sind die Gänge vor den Wohnungen überwacht (eventuell auch Vorräume). Bei dieser Art der Überwachung ist es jedenfalls nicht vermeidbar, daß durch die Brandmeldeanlage im Gegensatz zu„Vollschutz", ein Entstehungsbrand erkannt wird, sondern erst ein weiter entwickelter Brand.
Man muß sich bewußt sein, daß ein Brand, der erst in einer sehr entwickelten Phase erkannt und gemeldet wird, bereits die Gefahr einer unkontrollierten Brandausbreitung in sich birgt. Das Brandgeschehen ist dynamisch, d. h. mit fortschreitender Zeit des Brandgeschehens steigt die Intensität exponentiell an. Die Personengefährdung, der Brandschaden und der Aufwand für Löscharbeiten steigen ebenfalls schnell an.
Ohne Brandmeldeanlage kann ein Brand geraume Zeit unentdeckt bleiben. Ein unentdeckter Brand kann unter ungünstigen Umständen unter Sauerstoffmangel zu einer Durchwärmung und zum Ausgasen von Baustoffen und Einrichtungsgegenständen („trockene Destillation“) führen. Bei Sauerstoffzufuhr (Öffnen einer Türe, Bersten von Fensterscheiben) kommt es dann zu einer schlagartigen Durchzündung und in der Folge zu einer rasanten Brandausbreitung. Auch solche Ereignisse können durch Brandfrüherkennung verhindert werden.

Naßsteigleitungen und Wandhydranten (Trockensteigleitungen)
Naßsteigleitungen mit Wandhydranten gemäß TRVB F 128 dienen der Ersten und Erweiterten Löschhilfe. Die anwesenden Personen können, falls noch keine starke Verrauchung eingetreten ist, erste Löschmaßnahmen durchführen und den Brand unter Umständen im Entstehungsstadium löschen. Die Verwendung von Wandhydranten fällt sehr leicht, da er Ähnlichkeit mit einem jedermann bekannten und vertrauten Gerät - dem Gartenschlauch auf einer Haspel - besitzt.
In jedem Hochhaus müssen Wandhydranten mit Drucksteigerungsanlagen und formbeständigen Schläuchen mit 30 m Länge installierten werden. Pro Wandhydrant müssen 200 l/min Löschwasser bei einem Druck von 3 bar entnommen werden können. Insgesamt muß die Wasserentnahme für drei Hydranten ausgelegt sein (600 l/min bei 3 bar). Es ist technisch möglich und wirtschaftlich zweckmäßig, die Wandhydranten über die Wasserversorgung der Sprinkleranlage mitzuversorgen.
Die Feuerwehr nützt zur Brandbekämpfung ebenfalls die Wandhydranten zum Anschließen der feuerwehreigenen Schläuche.
Bei der Anordnung der Wandhydranten ist zu beachten, daß sich diese in der Nähe eines Zuganges, aber immer innerhalb des zugeordneten Brandabschnittes befinden (ansonsten müßten Schläuche durch geöffnete Brandschutztüren verlegt werden, was eine unerwünschte Rauchausbreitung in nicht vom Brand betroffene Brandabschnitte zur Folge hätte). Weiters sind sie so anzuordnen, daß mit den vorhandenen 30 m Schlauchlänge jeder Punkt im Stockwerk erreicht werden kann. Im Betrieb ist darauf zu achten, das sie dauerhaft gebrauchsfähig bleiben, d.h. daß die Wandhydranten z. B. nicht durch Möbelstücke verstellt werden.
Trockensteigleitungen sind Einrichtungen für die Feuerwehr, bei denen auf der Zufahrtsebene der Feuerwehr Wasser aus den Feuerwehrfahrzeugen eingespeist und über fix verlegte Rohrleitungen in höhere Geschoße befördert wird. Trockensteigleitungen kommen für Hochhäuser nur während der Bauphase in Betracht.

Sprinkleranlagen
In jedem Hochhaus muß eine Sprinkleranlage gem. TRVB S 127 eingebaut werden. Dies dient der Verhinderung einer unkontrollierten Brandausbreitung in vertikaler Richtung sowie zur Kompensierung des höheren Personengefährdungs-potentials.
Trotz bestens ausgerüsteter und trainierter Feuerwehren konnten Brände in höher gelegenen Geschoßen nicht unter Kontrolle gebracht werden. Die Feuerwehr versucht Brände umfassend zu bekämpfen, d.h. im Innen- und Außenangriff. Bei Gebäudehöhen über 35 m ist ein Außenangriff auch unter Verwendung der Drehleiter (30 m) oder des Wasserwerfers der neuen Großtanklöschfahrzeuge (Wurfweite horizontal 60 bis 70 m) und damit die Verhinderung einer Brandausbreitung über die Fassade bzw. Fenster nicht möglich. Bei breiten Sockelbauten oder wenn keine Zufahrbarkeit für Drehleitern besteht, können Sprinkleranlagen auch bei Gebäuden mit einer geringeren Höhe als 35 m erforderlich sein.
Sprinkleranlagen sind automatische Löschanlagen, die mit dem Löschmittel Wasser arbeiten. Über ein Rohrleitungsnetz und im Normalfall verschlossene Sprinkler, welche durch Wärmeeinwirkung geöffnet werden, wird Wasser über der Brandstelle verteilt. Weitere Bestandteile sind die Wasserversorgung und die elektrische Überwachung der Sprinkleranlage. Zur Wasserversorgung werden im Hochhaus Pumpenanlagen verwendet, aufgrund der großen Höhen sind zumeist mehrere Druckstufen erforderlich. Das Löschwasser wird entweder direkt aus dem öffentlichen Wasserleitungsnetz bezogen oder in einem Vorratsbehälter bereitgehalten. Eine Sprinkleranlage wird entsprechend der benötigten Leistung (diese hängt wiederum von der Nutzung und der Brandlast im Objekt ab) ausgelegt. Für die richtige Auslegung bedarf es großer Erfahrung,, um die Anlage risikogerecht zu gestalten, ohne sie überzudimensionieren.
Sprinkleranlagen sollen widmungsgemäß Entstehungsbrände unter Kontrolle bringen oder womöglich sogar löschen. Sprinkleranlagen beschränken ein Brandereigniss auf eine geringe Größe und verhindern somit im Hochhaus die horizontale sowie die wesentlich gefährlichere vertikale Brandausbreitung, helfen mit, die Entstehung von Brandrauch in Grenzen zu halten, ermöglichen die Freihaltung von Fluchtwegen und erleichtern wesentlich die Löscharbeiten der Feuerwehr.
Die Sprinkleranlage hat sich über viele Jahrzehnte als eine der wirksamsten anlagentechnischen 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. Schadensfälle, die trotz vorhandener Sprinkleranlage auftraten, lassen sich praktisch immer auf ein Außerbetriebsetzen der Anlage vor der Brandentstehung oder auf ein frühzeitiges Abschalten der Anlage während eines Brandes zurückführen. In Einzelfällen war auch eine nicht fachgerechte Planung oder eine nicht der Leistung der Anlage entsprechende Gebäudenutzung für ein Versagen von Sprinkleranlagen verantwortlich. Dies sind aber Einzelfälle in einer verschwindend geringen Zahl. Ebenso verschwindend gering sind Wasserschäden durch Sprinkleranlagen, die ohne ein Brandgeschehen zustande kommen.
Als Beispiel für die angeführte Sachlage und die Effizienz von Sprinkleranlagen möge der Brand des Meridian Plaza Hochauses in Philadelphia dienen.
Das 38 Geschoße umfassende Bürohaus ist mit einer Brandmeldeanlage und ab dem 30. OG mit einer Sprinkleranlage ausgestattet. Am 23.02.1991 brach im 22. OG ein Brand aus. Die Versuche eines Großaufgebotes der Feuerwehr, den Brand im Innenangriff zu löschen und durch einen Außenangriff von benachbarten Häusern aus einen Brandüberschlag in die oberen Geschosse zu verhindern, blieben erfolglos. Der Brand breitete sich über die Fenster der Fassade vom 22. OG bis zum 30. OG aus. 19 Stunden nach Brandausbruch wurde das Feuer im 30. OG von 10 ausgelösten Sprinklern unter Kontrolle gebracht. 8 Stockwerke brannten vollständig aus. Dieser Brand ging als einer der „teuersten Brände“ in die Weltgeschichte ein.
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.
Eine Sprinkleranlage wird für ganze Objekte („Vollschutz“) oder für vollständige Brandabschnitte („Brandabschnittsschutz“) ausgeführt. Eine Sprinkleranlage soll immer auf den Entstehungsbrand einwirken, d.h. Bereich,e die nicht gesprinklert sind, müssen von Bereichen, die gesprinklert sind, durch eine bauliche Brandabschnittstrennung getrennt sein.