Industriebauten zuverlässig entrauchen 01.03.2016, 00:00 Uhr

Industriebauten zuverlässig entrauchen

Eine effektive Abfuhr von Rauch und Wärme ist im Falle eines Brandes ein entscheidender Faktor, um Personen- und Sachschäden so gering wie möglich zu halten. Die Mindeststandards für die Entrauchung von Industriebauten setzt die Muster-Industriebaurichtlinie (M-IndBauRL). Im Jahr 2014 ist die neue Fassung in Kraft getreten. Inzwischen wurde sie in zahlreichen Bundesländern eingeführt (aktuell (Stand Oktober 2015) in elf der sechzehn Bundesländer). Als eine der wichtigsten Änderungen zur Vorgängerversion ist jetzt klarer geregelt, welche Öffnungen zur Rauchableitung genutzt werden dürfen und wo sie angeordnet sein müssen. Der Fachverband Tageslicht und Rauchschutz (FVLR) begrüßt diese Klarstellungen.

Bild: FVLR

Bild: FVLR

Im Brandfall geht die größte Gefahr für Personen nicht vom Feuer, sondern von Rauch und Wärme aus. Die bei einem Brand entstehenden Zersetzungsprodukte sind so toxisch, dass sie bei einem Menschen innerhalb weniger Atemzüge zum Tod führen können. Für das Gebäude stellt dagegen die Brand­hitze eine besondere Gefahr dar, weil durch sie die tragenden Bauteile an Standfestigkeit verlieren. Werden Rauch und Wärme im Falle eines Brandes nicht aus dem Gebäude abgeführt, ist eine Selbstrettung eingeschlossener Personen meist ebenso wenig möglich, wie ein effektiver Löschangriff der Feuerwehr. Es droht der Einsturz und damit der Totalverlust des Bauwerks.

Da Hitze und Rauch aufgrund der natürlichen Thermik nach oben steigen, lassen sie sich im oberen Bereich des Gebäudes am effektivsten ableiten. Folgerichtig müssen die Rauch- und Wärme­abzüge gemäß der neuen M-IndBauRL daher im Dach, zumindest aber im oberen Drittel der Gebäudewände, installiert sein. Tore, die nach der vorher gültigen M-IndBauRL als Möglichkeit des Rauchabzugs vorgesehen waren, sind demnach nicht mehr zulässig. Sie dürfen nach der aktuellen Fassung lediglich als Zuluftöffnung dienen.

Ausreichende Luftzufuhr schafft raucharme Schicht

Die Zufuhr frischer Luft ist bei einem Industriebau neben der Abfuhr von Rauch und Hitze ein weiterer wichtiger Baustein eines effektiven Entrauchungskonzepts. Kann bei einem Brand aus­reichend Luft über bodennahe Öffnungen nachströmen, entstehen im Gebäude unterschiedliche Schichten. Unter der Decke bildet sich eine Rauchschicht, am Boden eine raucharme Schicht. Diese sollte bei einer gemäß DIN 18232-2 projektierten Entrauchungsanlage eine Höhe von mindestens 2,50 m erreichen. Eine solche raucharme Schicht gibt eingeschlossenen Personen die Chance, sich selbst in Sicherheit zu bringen. Zudem kann die Feuerwehr bei ihrem Löscheinsatz leichter zum Brandherd vordringen. Bei einer komplett verrauchten Halle hingegen verhindert die Beeinträchtigung der Sicht den effektiven Löscheinsatz. Aufgrund der Einsturzgefahr durch die thermische Belastung der tragenden Konstruktion wird außerdem kein verantwortlicher Brandmeister oder Zugführer seine Einsatzkräfte in einen solchen Löschangriff schicken. Vielmehr wäre die Feuerwehr in diesem Fall dazu gezwungen, sich ganz überwiegend darauf zu beschränken, ein Übergreifen des Brandes auf Gebäude in der Umgebung zu verhindern und das betroffene Gebäude kontrolliert abbrennen zu lassen.

Schutzziele zur Planung des Rauchschutzes heranziehen

Bei der Entrauchung im Rahmen des Brandschutzkonzepts eines Gebäudes verfolgen Brandschutzplaner meist mehrere unterschiedliche Schutzziele. Sie sollten daher beachten, dass die M-IndBauRL sich mit ihren Vorgaben allein auf die öffentlich-rechtlich relevanten Schutzziele beschränkt. Diese Schutzziele sind der Personenschutz, der Nachbarschaftsschutz und der Umweltschutz. Darüber hinaus sind die Vor­gaben der Richtlinie nur für solche Bauwerke vorgesehen, die nicht vom Baurecht abweichen. Auf diese Weise schafft die M-IndBauRL mehr Klarheit. Das bedeutet wiederum mehr Sicherheit für den Planer. Besonders hilfreich für seine Arbeit ist der enthaltene Regelbeispiel­katalog mit alternativen Lösungen, wie sich das Schutzziel der Unterstützung der Brandbekämpfung durch die Feuerwehr erfüllen lässt. Sollen über die Brandbekämpfung hinaus weitere Schutzziele erfüllt werden oder kommt es bei einem Gebäude zu Abweichungen vom Baurecht sind zusätzliche qualifizierte Rauchschutzmaßnahmen nach DIN 18232-2 notwendig. Solche Schutzziele können beispielsweise der Sachschutz, der Drittschutz, Anforderungen aus dem Arbeitsrecht oder die Erfolgshaftung sein.

Unqualifizierte Öffnungen: unsicher, aber erlaubt

Auch wenn Tore nach der neuen M-IndBauRL nicht mehr zur Rauchableitung zugelassen sind, dürfen in einem Gebäude ohne Abweichungen vom Baurecht weiterhin unqualifizierte Öffnungen für die Entrauchung verwendet werden, sofern sie an den richtigen Stellen des Gebäudes platziert sind. Trotz ihrer Zulässigkeit sind unqualifizierte Öffnungen laut FVLR als Rauchabzugsfläche kritisch zu sehen, denn sie unterliegen keinen gesonderten baurechtlichen Anforderungen. Vereinfacht gesagt: Da es keinen Nachweis der Eignung und keine Zertifizierung für diese Öffnungen gibt, ist im Ernstfall nicht sichergestellt, ob sie die Funktion der Entrauchung erfüllen. Hinzu kommt, dass sich bei einer Entrauchung über unqualifizierte Öffnungen selbst unter Einhaltung der Mindestmaße der Rauchableitungsflächen weder die Temperatur noch die Zusammensetzung der Rauchgase einschätzen lassen. So treten bei etwa 90 % aller Feuerwehreinsätze Seitenwinde auf. Befinden sich die Öffnungen an windempfindlichen Stellen, können Seitenwinde den Rauch sogar wieder ins Gebäude zurückdrängen und damit eine komplette Verrauchung des Gebäudes verursachen. Die Brandtemperatur lässt sich zudem über unqualifizierte Öffnungen kaum reduzieren.

Die beiden anderen von der M-IndBauRL vorgesehenen Rauch- und Wärmeabzugsmöglichkeiten sind die geprüften und zertifizierten Bauprodukte nach Art eines natürliches Rauchabzugsgeräts (NRWG) bzw. eines maschinellen Rauchabzugsgeräts (MRA). NRWG müssen der DIN EN 12101-2, MRA der DIN EN 12101-3 entsprechen. Bei MRA kommt hinzu, dass sie einer ergänzenden bauaufsichtlichen Zulassung bedürfen, in der ihre Verwendbarkeit nachgewiesen wird. Die Mindestflächen für NRWG und MRA sind in der M-IndBauRL geregelt. Beim Einsatz von NRWG in einem Gebäude ohne Ebenen sind 1,5 m² aerodynamische Rauchabzugsfläche pro 400 m² Grundfläche vorgeschrieben. MRA müssen bezogen auf dieselbe Grundfläche mindestens ein Luftstromvolumen von 10 000 m³/h aufweisen.

Qualifizierte Entrauchung für weitere Schutzziele und bei Abweichungen

In manchen Fällen bietet es sich für den Planer an, weitere Schutzziele vorzusehen, um die spätere Nutzung des Gebäudes nicht von vorneherein einzuschränken. Auch dann, wenn das Gebäude nicht vom Baurecht abweicht. In diesem Fall sind die Vorgaben der M-IndBauRL lediglich als Mindestanforderungen zur Erlangung der Baugenehmigung anzusehen. Das Entrauchungskonzept sollte sich an den Anforderungen des späteren Betriebs orientieren. Kommt es bei der Planung eines Gebäudes zu Abweichungen vom Baurecht, ist eine qualifizierte Entrauchung, die der Norm DIN 18232-2 entspricht, ohnehin unumgänglich. Für die Berechnung und Ausführungsplanung von Rauchabzugsanlagen (RWA), bietet der FVLR die Projektierungssoftware SmokeWorks an. Mit ihr lassen sich die notwendigen Rauchabzugsflächen und die notwendige Menge der nachströmenden Zuluft berechnen. Dabei zeigt sich, dass das Rauchschutzkonzept auch für die Gewährleistung weiterer Schutzziele nicht zwangsläufig kompliziert sein muss. Vielmehr lautet die zugrunde liegende, einfache Devise: „keep it small and keep it simple“.

NRWG – technisch unkompliziert, sicher und wirtschaftlich

Für die Entrauchung von Industriegebäuden ohne Ebenen bieten sich NRWG in besonderem Maße an. Werden sie bereits in der Brandentstehungsphase durch einen Impuls geöffnet und im geöffneten Zustand arretiert, übernimmt die Thermik auf natürliche Weise die Ent­rauchung und die Wärmeableitung aus dem Gebäude – ohne dass diese Aufgaben in Abhängigkeit komplizierter technischer Vorgänge stünden. In der Praxis hat sich bei Industriebauten ohne Ebenen im Sinne von Sicherheit und Wirtschaftlichkeit die sog. 200-m²-Regel als Richtwert bewährt. Diese Regel besagt, dass pro 200 m² Grundfläche je ein natürlich wirkendes Rauch- und Wär­me­abzugsgerät eingebaut werden sollte. Im Falle eines Brandes ist damit die Entstehung der raucharmen Schicht gewährleistet. Neben dem verbesserten Personenschutz zahlt sich dies dank der verlängerten Standsicherheit zusätzlich im verminderten Risiko des Totalverlusts des Gebäudes aus. Auf diese Weise können nach dem Brand langfristige Produktionsausfälle vermieden werden, die sich im schlimmsten Fall in Kundenverlusten und sogar der Insolvenz des betroffenen Unternehmens niederschlagen können.

Regelmäßige Wartung für optimale Sicherheit

Entscheidend ist, dass die Anlagen zur Entrauchung im Ernstfall zuverlässig funktionieren. Im Gegensatz zu unqualifizierten Öffnungen, deren Funktions­fähigkeit sich nicht einschätzen lässt, liegt die Funktionssicherheit bei kontinuierlich überprüften und instandgehaltenen RWA laut einer Statistik des FVLR bei rund 99 %. Um dieses hohe Sicherheitsniveau zu halten, empfiehlt der FVLR weiterhin einen qualifizierten Fachbetrieb mit den notwendigen regelmäßigen Wartungsarbeiten zu beauftragen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Anlagen in regelmäßigen Abständen in Augenschein genommen, auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft und Verschleißteile gegen Originalersatzteile ausgetauscht werden.

Entrauchung bei Nutzungsänderungen anpassen

Kommt es bei einem Industriebau zu einer Nutzungsänderung, sollte das existierende Entrauchungskonzept unbedingt überprüft werden. Wird beispielsweise eine frühere Produktionshalle künftig als Lager genutzt, stellen die darin untergebrachten Waren unter Umständen eine starke Erhöhung der Brand­lasten dar. Entsprechend kann auch die Rauchentwicklung im Falle eines Brandes steigen. Um die angestrebten Schutzziele zuverlässig weiterhin zu gewährleisten, muss der Rauchschutz dann an die neue Situation angepasst werden.

Generell kritisch sehen Brandschutzexperten die Nutzung vorhandener Lüftungsanlagen zur Entrauchung. Dies ist nach der M-IndBauRL zwar zulässig, wenn in dem Raum eine selbsttätige Feuerlöschanlage besteht, in der Praxis bringt dies jedoch einige Probleme mit sich. Der Luftstrom der Lüftungsanlage kann einströmenden Rauch im Deckenbereich verwirbeln und damit eine schnellere Verrauchung des gesamten Raums verursachen. Auch zunächst nicht verrauchte Räume können durch die Lüftungsanlage verraucht werden. Hinzu kommt, dass der Luftstrom dieser Anlagen für eine effektive Entrauchung zu gering ist und die Bauteile der An­lagen wie beispielsweise die Stromversorgung nicht auf die hohen Beanspruchungen im Brandfall ausgelegt sind. Experten empfehlen daher, Lüftungsanlagen nach Ausbruch eines Brandes schnellstmöglich abzuschalten.

Entrauchung nach individuellen Ansprüchen planen

Zusammenfassend lässt sich für die generelle fachliche Beurteilung eines Ent­rauchungskonzepts festhalten, dass nicht die rechtlichen Mindeststandards, sondern die individuellen Schutzziele, die beim jeweiligen Bauwerk erreicht werden sollen, die richtige Grundlage sind. Die Mindeststandards der M-IndBauRL sind zwar wertvoll, um für Planer und Bauherren Rechtssicherheit zu schaffen. Allerdings reichen diese Vor­gaben nicht aus, um komplexe Schutzziele im Einzelfall zu gewährleisten. Hierzu bietet sich die qualifizierte Ent­rauchung nach DIN 18232-2 an, die die effektive Abfuhr von Rauch und Hitze sowie die Bildung einer raucharmen Schicht durch ausreichend nachströmende Zuluft sicherstellt.  TS 497

 

Von Dipl.-Ing. Thomas Hegger

Dipl.-Ing. Thomas Hegger, Geschäfts­führer des Fach­verbands Tageslicht und Rauchschutz e. V., Detmold.

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