Ausbreitung tödlicher Rauchgase verhindern

Dank der Anlagen der Klima- und Lüftungstechnik sind in größeren modernen Gebäuden alle Räume miteinander verbunden. Im Normalfall dienen diese raumlufttechnischen Anlagen dazu, eine gewünschte Raumluftqualität zu erreichen und zu erhalten, indem sie die Luft umwälzen, aufbereiten oder auch Frischluft zuführen. Im Brandfall allerdings beschleunigen sie die Ausbreitung des hochgiftigen Brandrauchs im gesamten Gebäude. Dementsprechend schreibt die Musterbauordnung § 14 MBO – Brandschutz vor: „Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und in Stand 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.“

Rauchausbreitung frühzeitig stoppen

Das bedeutet auch, dass, wenn eine Lüftungsleitung mehrere brandschutztechnisch getrennte Bereiche versorgt, die brandschutztechnisch relevanten Wand- und Deckendurchbrüche mit Brandschutzklappen zu schützen sind. Standardmäßig sind solche Brandschutzklappen allerdings mit einer thermischen Auslösevorrichtung ausgestattet, die erst bei relativ hohen Temperaturen auslöst. Die klassische Brandschutzklappe beispielsweise schließt federbetrieben über Schmelzlot, das bei Erreichen einer festgelegten Temperatur von 72 °C schmilzt und so die mechanische Schließung auslöst. Da die Temperatur des Brandrauchs in der anfänglichen Schwelphase, in der bereits der größte Teil des Brandrauchvolumens entsteht, bei rund 30 bis 40 °C liegt, wird der Rauch durch die Lüftungsanlage im gesamten Gebäude verteilt, bevor eine nur mit einer thermischen Auslösevorrichtung ausgestattete Brandschutzklappe schließt. Der Brandrauch in den Lüftungsleitungen erreicht deren Auslösetemperatur erst dann, wenn aus dem Schwelbrand ein offener Brand geworden und das Gebäude im schlimmsten Fall komplett verraucht ist. Damit die im Normalfall offenstehenden Klappen im Brandfall rechtzeitig bereits beim Auftreten des Kaltrauchs die Leitung verschließen und so Menschenleben und Sachwerte zuverlässig schützen, bedürfen sie einer zusätzlichen Ansteuerung. Hierbei kommen Rauchauslöse-Einrichtungen zum Einsatz, die den bereits in der Entstehungsphase eines Brandes auftretenden Rauch frühzeitig detektieren. Deren Komponenten müssen für die Ansteuerung von Brand- oder Rauchschutzklappen vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) zugelassen sein.

Permanente Überwachung des Lüftungskanals

In der Regel bestehen Rauchauslösevorrichtungen aus einem oder mehreren Branderkennungselementen und einem Netz- und Auslösegerät. Branderkennungselemente wie beispielsweise das Lüftungs-Rauchschalter-System LRS des Brandschutz-Spezialisten Hekatron haben die Aufgabe, den Lüftungskanal permanent auf Rauch zu überwachen. Sobald der integrierte Rauchschalter Rauch detektiert, meldet er dies an das Netz- und Auslösegerät. Über ein Relais auf der Energieversorgung wird sodann die Spannungszufuhr zum Magneten, Magnetventil oder zum Federrücklaufmotor unterbrochen und somit die Brand- und Rauchschutzklappe zum Schließen freigegeben. Im Regelfall sollte im Zusammenhang damit auch die Lüftungsanlage komplett ausgeschaltet werden. In Einzelfällen, wenn dies der Rauchausbreitung entgegenwirkt und zudem unzulässige Druckverhältnisse sicher ausgeschlossen werden können, kann es allerdings auch sinnvoll sein, die Lüftungsanlage trotz Raucherkennung weiter zu betreiben. Solche Entscheidungen dürfen aber nur in Übereinstimmung mit dem Brandschutzkonzept erfolgen.

Brandschutztechnische Anforderungen an Lüftungsanlagen

Welche brandschutztechnischen Anforderungen im Einzelnen an Lüftungsanlagen zu stellen sind, regelt die Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie M-LüAR 2005. Für Zuluftanlagen legt sie fest, dass über die Anlagen kein Rauch in das Gebäude eindringen darf und dass dementsprechend die Übertragung von Rauch über die Außenluft durch Brandschutzklappen mit Rauchauslösevorrichtung oder durch Rauchschutzklappen verhindert werden muss. Hierauf könne verzichtet werden, wenn das Ansaugen von Rauch aufgrund der Lage der Außenluftöffnung ausgeschlossen werden kann. Da äußere, schlecht vorhersagbare Faktoren wie etwa der Wind Einfluss auf die Ausbreitung von Rauch haben, empfiehlt es sich allerdings, Zuluftanlagen generell mit Lüftungsrauchschaltern zu überwachen. Bei Lüftungsanlagen mit Umluft muss darüber hinaus die Zuluft auch gegen Eintritt von Rauch aus der Abluft, die hier ja teilweise im Kreislauf verbleibt, geschützt sein.

Rauchschalter geschickt platzieren

Abhängig von der Nutzung der belüfteten Räume können Abluft und Fortluft unterschiedlich stark verunreinigt sein. Abluft aus Saunen beispielsweise ist durch eine hohe Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet, während Abluft aus Grillräumen einen hohen Anteil an Rauch und Fett aufweist. Auch die Außenluft kann je nach den vorherrschenden Umgebungsbedingungen unterschiedlich stark mit Staub, Feinstaub und gasförmigen Verunreinigungen versetzt sein. Wo immer möglich und in Übereinstimmung mit dem Brandschutzkonzept sinnvoll, sollten Rauchauslösevorrichtungen im Lüftungskanal deshalb bevorzugt in der Zuluft montiert werden, da sie dort vor den diversen Umwelteinflüssen wie Betauung oder Minusgraden geschützt sind. So lassen sich Täuschungsalarme verhindern; ein langer und störungsfreier Betrieb ist gewährleistet. Bei der Überwachung von Außenluft sollte der Rauchschalter an einer Stelle platziert werden, bei der die Verunreinigung der Sensorik am geringsten ist und somit ein frühzeitiger Melderaustausch, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung und Betauung der Messkammern, ausgeschlossen werden kann. Allgemein gilt: Je höher die relative Luftfeuchtigkeit der Luft ist, desto schneller erreicht sie beim Abkühlen den Taupunkt und es kommt zur Kondensation von Wasser. Je größer der Temperaturunterschied zwischen den Oberflächen und der Umgebungsluft ist, desto stärker ist die Neigung zur Betauung bzw. zum Beschlagen im Inneren des Rauchschalters. Die dadurch hervorgerufenen Reflektionen des Lichtstrahls in der Messkammer können auch zu einem Täuschungsalarm führen.

Venturi-Prinzip gewährleistet zuverlässige Detektion

Die als Rauchauslöse-Vorrichtungen für die Rauchfrüherkennung in raumlufttechnischen Anlagen zum Einsatz kommenden Lüftungs-Rauchschalter der LRS-Familie von Hekatron arbeiten nach dem Venturi-Prinzip, was eine schnelle und sichere Rauchdetektion ermöglicht: Am abgeschrägten Auslassrohr des LRS verursacht die mit einer relativ konstanten Luftgeschwindigkeit durch den Lüftungskanal fließende Luft einen Sog und damit einen Unterdruck. Hierdurch bedingt wird die an das im Luftstrom davor angeordnete Einlassrohr anströmende Luft fortwährend in die Messkammer des LRS und durch diese hindurch gesaugt. Im Brandfall garantiert dies eine frühzeitige und zuverlässige Raucherkennung durch den optischen Rauchschalter im Inneren des LRS, der nach dem Streulichtprinzip arbeitet. Mit einer intelligenten Auswertelektronik und einer automatischen Messkammerüberwachung ausgestattet überwacht dieser fortwährend automatisch seinen Verschmutzungsgrad. Bei steigender Verschmutzung passt der Rauchschalter seinen Messbereich entsprechend an und hält den Abstand zwischen Grundsignal und Alarmschwelle mittels dieser Alarmschwellen-Nachführung immer konstant. Er weiß sozusagen zu jedem Zeitpunkt, ob und in welchem Maße er eine Verschmutzung berücksichtigen muss. Dank dieser Verschmutzungs-Kompensation haben die Mitglieder der LRS-Familie bei absoluter Zuverlässigkeit und Täuschungsalarmsicherheit eine 2,5-mal längere Lebensdauer. Deshalb gibt Hekatron fünf Jahre Garantie auf sein Lüftungs-Rauchschalter-Programm LRS.

Anlagenspezifische Anforderungen

Je nach Art der brandschutztechnisch auszurüstenden raumlufttechnischen Anlage werden unterschiedliche Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Lüftungs-Rauchschalter gestellt. So sind beispielsweise das LRS 01 und das LRS 02 für die Überwachung und Ansteuerung raumlufttechnischer Anlagen wie beispielsweise Ventilatoren geeignete Lüftungs-Rauchschalter. Zur direkten Ansteuerung von Brand- und Rauchschutzklappen dürfen gemäß DIBt nur bauaufsichtlich zugelassene Systeme verwendet werden, wie zum Beispiel das LRS 03 mit der Lüftungsrauchschalter-Zentrale LRZ Basis mit der Zulassungsnummer Z-78.6.177. Auch die DIBt-konforme Ansteuerung mehrerer Brand- und Rauchschutzklappen durch ein LRS ist dabei möglich. Die Lüftungs-Rauchschalter-Systeme erfüllen zudem die Anforderungen der Lüftungsanlagenrichtlinie LüAR. Als besonderes Highlight sind beim LRS 230 V Rauchschalter und Netzteil in einem Gerät vereint, was den Verdrahtungsaufwand reduziert.

Lösung für explosionsgefährdete Bereiche

Auch für die Absicherung explosionsgefährdeter Bereiche gibt es eine Lösung: Das Lüftungs-Rauchschalter-System LRS 04 Ex von Hekatron ist ein Rauchschalter zur Rauchfrüherkennung und Ansteuerung raumlufttechnischer Anlagen im Ex-Bereich. In solchen Bereichen, in denen beispielsweise brennbare Gase entstehen oder entweichen können, kann bereits der kleinste Funke verheerende Folgen haben. Der ATEX-zugelassene LRS 04 Ex, der Rauchschalter und Anschlussbox in sich vereint, stellt eine Lösung für die Ex-Zonen 1 und 2 dar. Chemie-, Pharmazie- und Industrieanlagen gehören ebenso zu seinen Einsatzgebieten wie Kraftwerke, Bohrinseln oder Schiffe.

Um die sichere Funktion und das zuverlässige Ansprechen im Brandfall zu gewährleisten, müssen Lüftungs-Rauchschalter regelmäßig gewartet und ausgetauscht werden. Hekatron zum Beispiel sieht hier für seine Rauchschalter eine mindestens einmal jährlich erfolgende Funktionsprüfung vor. Den Meldertausch betreffend gibt das Unternehmen, in Anlehnung an die für Feststellanlagen geltende DIN 14 677 und für Brandmeldeanlagen geltende DIN 14 675 vor, Lüftungs-Rauchschalter alle acht Jahre zu tauschen. Unabhängig von solchen regelmäßigen Zyklen sollten Melder auch dann ausgetauscht werden, wenn sie vorher aufgrund der vorherrschenden Umgebungsbedingungen frühzeitig verschmutzt sind. Rauchschalter des Herstellers zeigen dies durch ein gelbes Blinken ihrer Betriebsanzeige an.

Oliver Eckerle ist Produktmanager Markt Deutschland für Feststellanlagen, Raumlufttechnische Anlagen und Systeme bei Hekatron. E-Mail: EOL@hekatron.de www.hekatron-brandschutz.de