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Hotel I'Arrivée, Dortmund, Deutschland

Das „Superior Business & SPA Hotel“ in Dortmund zählt zu den ersten Adressen in der Westfalenmetropole. Dabei sind die inneren und äußeren Werte des Ressorts in einem bemerkenswerten Gleichklang. Denn auf der einen Seite stehen die ausgezeichnete Küche und der weitläufige SPA-Bereich, auf der anderen aber ebenso ausgefeilte haustechnische Details wie das elektronisch gesteuerte Differenzdrucksystem MUB-EC von Systemair für sichere Rettungswege im Brandfall.

Das Freihalten der Flucht- und Rettungswege von Feuer und Rauch im Brandfall ist eine zentrale Aufgabenstellung von Brandschutzkonzepten, beispielsweise für Hotelbetriebe. In mehrgeschossigen Gebäuden wie dem Hotel „l´Arrivée“, in denen die Evakuierung und der Feuerwehrangriff auch über das Treppenhaus verlaufen, ist daher der Einsatz von Differenzdruckanlagen unumgänglich. Sie halten durch das Einführen von Frischluft mit Überdruck die Treppenräume bei einem Feuer rauchfrei beziehungsweise raucharm. Die dafür vorgeschriebenen Strömungsgeschwindigkeiten und Türöffnungskräfte (Drücke) lassen sich durch elektronische Regelung einfacher und präziser gewährleisten als durch mechanische. Entsprechend positiv sind die Auswirkungen auf Funktionssicherheit und Betriebskosten.

Eine zentrale Rolle spielen solche Argumente besonders in jenen Objekten, in denen „von Haus aus“ der Gast absolut im Mittelpunkt steht; wie eben im Hotel „l´Arrivée“ in Dortmund. Perfekt an die Metropolregion Rhein/Ruhr angebunden, ist es für seine Gäste wahrlich eine „grüne Oase der Ruhe“ – mit 70 individuellen Zimmern, mit dem mehrfach ausgezeichneten Restaurant (3 Diamanten im Varta Restaurant Guide für das „Kochatelier“!), und mit dem rund 1.000 Quadratmeter großen SPA-Bereich, der in jeder Hinsicht Wellness pur zu bieten hat.

Ausstattung, die für jeden Gast sichtbar ist. Mindestens genauso viel Wert wird im „l´Arrivée“ aber auf die aktive und passive Sicherheit im Dienste des Gastes gelegt. Denn rund 80 Prozent aller tödlich verlaufenden Verletzungen durch Gebäudebrände gehen auf das Konto von Rauchvergiftungen, vermeldet beispielsweise der VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.). Gerade weil sich Rauch rasant schnell ausbreitet und die Hauptgefahr bei Bränden darstellt, enthält die Musterbauordnung sehr dezidierte Vorschriften für rauchfreie und schnell erreichbare Rettungswege. Der erste Rettungsweg muss dabei immer baulich sein, der zweite kann im Brandfall auch durch die Feuerwehr hergestellt werden, zum Beispiel durch eine Drehleiter oder einen Hubkorb.

Üblicherweise dienen Treppenräume als baulicher Rettungsweg. Ob die Feuerwehr den zweiten Rettungsweg stellen kann, ist objektspezifisch zu untersuchen. Abhängigkeiten sind zum Beispiel, inwieweit freie Feuerwehrflächen zur Verfügung stehen, um Rettungsgeräte wie Leitern anzustellen, und ob die Gerätschaften der lokalen Feuerwehr überhaupt bis in alle Geschosse reichen. Ist ein zweiter Rettungsweg weder baulich noch über die Feuerwehr möglich, verlangt der Gesetzgeber das Einrichten sogenannter Sicherheitstreppenräume. Für Treppenhäuser mit diesem Schutzziel sind Differenzdruckanlagen (DDA) – auch Rauch-Druck-Anlagen (RDA) genannt – vorgeschrieben, wie sie Systemair mit dem Differenzdrucksystem MUB-EC anbietet.

Die Funktionsweise von Differenzdruckanlagen
Das Prädikat „Sicherheitstreppenraum“ setzt unter anderem voraus, dass dieser Weg zur Evakuierung des Objekts und als Zugang für die Feuerwehr rauchfrei gehalten wird. Ein bloßer Rauchabzug reicht dazu nicht aus: Bricht beispielsweise in einem 20-geschossigen Haus in der zwölften Etage ein Feuer aus und wird der Treppenraum nach oben hin entraucht, können flüchtende Personen aus den Etagen unterhalb des Brandherds über den Aufgang entkommen. Oberhalb aber macht der Rauch das Passieren des Treppenhauses unmöglich.

Differenzdruckanlagen verhindern, dass über die Etagentüren Rauch ins Treppenhaus eintritt. Detektiert eine Brandmeldeanlage – oder auch ein Rauchmelder – ein Feuer, wird automatisch über einen Ventilator Frischluft von außen angesaugt und im Treppenraum ein Überdruck erzeugt. Öffnen flüchtende Personen im brennenden Stockwerk die Türen zum Sicherheitstreppenraum, strömt Luft mit einer definierten Strömungsgeschwindigkeit in die Etagenräume und drängt den Rauch zurück. Parallel dazu gibt die Steuerung der Differenzdruckluftanlage ein Signal an eine maschinelle Entrauchungseinrichtung oder ein motorisch angetriebenes Fenster in unmittelbarer Nähe des Brandherds. Die einströmende Luft aus dem Treppenhaus in den Brandraum und die Entlüftung an der Brandstelle sorgen so für das gezielte Ableiten des lebensgefährlichen Rauchs ins Freie, ohne die Flucht- und Rettungswege abzuschneiden.

Normative Vorgaben
Türen, die in das rettende Treppenhaus führen, müssen gemäß verschiedener Richtlinien – zum Beispiel der Versammlungsstättenverordnung des Landes Nordrhein-Westfahlen (VStättVO NRW, §9 Abs. 3) – in Richtung des Fluchtwegs zu öffnen sein. Gegenläufig dazu wirkt der Überdruck im Treppenraum. Damit durch diesen Überdruck das Öffnen der Türen nicht gefährlich behindert wird, schreibt die DIN EN 12101-6 eine Obergrenze der Türbetätigungskraft von insgesamt 100 N vor. So ist gewährleistet, dass sich selbst Kinder den Weg ins Freie bahnen können. Physikalische Voraussetzung für den maximalen Kraftaufwand von 100 N zur Türöffnung ist wiederum die Begrenzung des Luftdrucks von 50 Pa im Treppenraum.

Eine weitere Vorgabe der Norm bezieht sich auf die Strömungsgeschwindigkeit an der Türöffnung. Um den Raucheintritt in den Treppenraum wirkungsvoll zu verhindern, ist eine Luftbewegung in Richtung Brandraum von mindestens 0,75 m/s bzw. 2,0 m/s erforderlich. Die Branddauer beeinflusst die notwendige Strömungskraft gegen den Rauchübertritt an der Fluchttür: Mit jeder Minute, in der das Feuer lodert, erhöht sich die Temperatur im Brandraum und damit auch der Druck der Rauchgase. In der Regel ist nach acht Minuten ein Rauchdruck im Brandraum erreicht, der einer Gegenströmung von 2 m/s bedarf statt der anfangs 0,75 m/s, um den Rauch zurückzudrängen. Auch darauf muss eine Differenzdruckanlage reagieren.

Verändern sich die Druckverhältnisse im Treppenraum, beispielsweise durch das Öffnen und Schließen der Fluchttüren, sieht die DIN EN 12101-6 eine maximale Reaktionszeit von drei Sekunden vor, um 90Prozent der Sollluftmenge herzustellen.

Technische Lösungen
Um normgerecht den Überdruck im Treppenraum analog der komplexen und wechselnden Parameter zu steuern, sind speziell auf dem deutschen Markt vornehmlich mechanisch geregelte Systeme bekannt. Hierbei wird ein festgelegter Luftstrom in das Treppenhaus geführt. Eine Regelklappe auf dem Dach fungiert wie ein Ventil: Lamellen mit Federn oder Gewichten sind auf einen definierten Luftdruck justiert und lassen kontrolliert Überdruck ab.

Seit einiger Zeit stehen aber auch elektronisch geregelte Differenzdruckanlagen zur Verfügung und stellen damit eine Erweiterung der „Allgemein anerkannten Regeln der Technik“ für diesen Bereich dar. Anlagen wie beispielsweise das Differenzdrucksystem „MUB-EC“ des Herstellers Systemair versprechen sowohl auf der Kostenseite als auch in puncto Sicherheit beachtenswerte Vorteile.

Sicherheitsgewinn durch elektronische Regelung
Der Systemunterschied zwischen einer mechanischen und elektronischen Differenzdruckanlage besteht in erster Linie in der Regelung der Druckverhältnisse. Mechanisch geregelte Anlagen führen ein konstantes Luftvolumen in das Treppenhaus; die Regelklappe auf dem Dach wird darauf fix eingestellt. Verändern sich im Nachhinein die Leckagen oder die räumlichen Gegebenheiten im Treppenhaus, weichen unter Umständen die dann herrschenden Strömungsverhältnisse erheblich von den kalibrierten Werten ab. Stimmen jedoch deshalb Türbetätigungskräfte und Strömungsgeschwindigkeiten mit der Norm nicht mehr überein, entstehen im Brandfall ernste Gefahren für die Selbst- und Fremdrettung.

Elektronisch gesteuerte Differenzdruckanlagen hingegen verfügen über einen Regelkreis, der die Luftzufuhr variabel steuert. An einem objektspezifisch ausgewählten Referenzpunkt wird ein Drucksensor angebracht, der die tatsächlich vorherrschenden Verhältnisse erfasst und an die Steuerung der Differenzdruckanlage meldet. In Abhängigkeit des gemessenen Drucks fördert ein Ventilator mit modifiziertem EC-Motor das exakt benötigte Luftvolumen in den Treppenraum.

Einflussnahmen auf die Präzision des Regelverhaltens gehen aber nicht nur von etwaigen Veränderungen im Baukörper aus, sondern gerade bei mechanischen Anlagen auch von äußeren Einflüssen. In der akuten Situation sind Faktoren wie Windlasten, Schneebedeckung oder Verschmutzung und Zustand der Mechanik seit der letzten Wartung bei auf dem Dach platzierten Überdruckklappen nicht zu unterschätzen. Insofern bieten elektronische Systeme einen weiteren Sicherheitsgewinn, da sie diesen Umwelteinflüssen nicht ausgesetzt sind. Hinzu kommt, dass die vielfach unberücksichtigte Druckdifferenz zwischen kalter Außen- und beheizter Innenluft durch die bedarfsgerechte Regelung des Ventilators automatisch kompensiert wird.

Die Kostenbetrachtung
Was die Beschaffungskosten betrifft, liegen elektronisch geregelte Differenzdruckanlagen in der Regel etwas unter dem Niveau von mechanischen Anlagen. Doch dieser Kostenvorteil ist weniger ausschlaggebend als die Unterschiede bei den Aufwendungen für Installation und Wartung. Bei einer nachträglichen Montage sind beispielsweise die Kosten für Dachdurchbrüche erheblich, wenn der Umbau statisch überhaupt möglich ist. Aber auch bei Neubauten fallen Kosten für Dachkonstruktionen mit Kuppeln oder Entlüftungshäusern an. Dieser bauliche Aufwand ist bei Installationen von elektronisch geregelten DDA nicht notwendig.

Besonders augenfällig ist jedoch der Kostenvorteil elektronischer Systeme bei der Wartung, also den Betriebskosten, die speziell in einem Hotel ein immer wieder diskutierter Posten sind. Verbunden mit der vorgeschriebenen alljährlichen Überprüfung der Brandschutzeinrichtungen ist bei mechanischen Systemen auch die zeitintensive Säuberung und ggf. Reparatur der Regelklappen auf dem Dach notwendig. Werden bei der Funktionsüberprüfung Abweichungen der Parameter festgestellt, ist zudem die neue Kalibrierung der Anlage erforderlich – also der Abgleich des vom Ventilator erzeugten Volumenstroms und der Justierung der Federn oder Gewichte an den Überdruckklappen. Diese sehr zeitaufwändige und kostenintensive Arbeit entfällt bei elektronischen Systemen. Hier beschränkt sich die jährliche Überprüfung auf die Funktion des Ventilators. Sollte ein Nachjustieren der voreingestellten Volumenströme in Ausnahmefällen doch erforderlich sein, ist dies mit wenigen Handgriffen an der Steuerung direkt oder dezentral über die Gebäudeleittechnik erledigt.

Maximale Betriebssicherheit
Neben diesen rein „technisch-organisatorischen“ Erleichterungen in der Absicherung des Schutzzieles stellen elektronisch gesteuerte Differenzdruckanlagen gerade für die Betreiber von Hotels und ähnlichen Objekten einen zusätzlichen Gewinn an Betriebssicherheit dar, da die Anlagenfunktion als solche selbst in hoch frequentierten Flurbereichen durchgängig gewährleistet ist – unabhängig von Alter und/oder körperlicher Leistungsfähigkeit der Gäste.

Im Ernstfall profitiert zusätzlich die Feuerwehr von der optionalen „Feuerwehr-Schaltung“ der Systemair-Differenzdruckanlagen: Sie ermöglicht es, nach erfolgter Objektevakuierung den Überdruck im Treppenraum weit über Norm zu erhöhen und so den Zugang für die Feuerwehr auch bei hohen Brandtemperaturen jenseits der 250 °C rauchfrei zu halten. Bisher müssen dann mobile Ventilatoren (sogenannte Stützlüfter) aufgestellt werden, um freie Sicht zu bekommen. Dieser zusätzliche zeitbindende Aufwand kann durch die neue Funktion der Systemair-Anlagen entfallen: Die Rettungskräfte setzen über einen speziellen Schalter den regelnden Drucksensor der Differenzdruckanlage außer Kraft und lassen den Ventilator mit Volllast laufen.

Fazit
In Ländern mit ausgeprägter „Hochhaus-Struktur“ wie in den USA und einigen asiatischen Regionen, werden vorzugsweise elektronische Differenzdruckanlagen eingesetzt. Aufgrund ihrer baulich vergleichsweise einfachen Installation, der konstanten Präzision im Lebenszyklus und der günstigen Betriebskosten, halten diese Systeme auch hierzulande zunehmend Einzug. Als „Türöffner“ dienen dabei aktuell vor allem Objekte wie das 4 Sterne-Haus „l`Arrivée“, da hier sowohl die wirtschaftlichen Gesichtspunkte (wie eine Vollkostenbetrachtung) wie die technischen Aspekte (z.B. Funktions- und Betriebssicherheit) der verschiedenen Systeme dezidiert miteinander verglichen werden. Ausgehend von dem hohen Anspruch, der in Gebäuden solcher Nutzungsart gestellt wird, empfiehlt sich bereits in der Planungsphase ein genereller objektbezogener Systemvergleich zwischen mechanisch und elektronisch geregelten Rauch-Druck-Anlagen, um bei dieser Sicherheitsausstattung maximale Funktionssicherheit und Wirtschaftlichkeit nach den „Allgemein anerkannten Regeln der Technik“ zu erhalten.

 

Systemair Produkte:

Differenzdrucksystem inklusive:
4 x MUB 062 560 EC-A2
4 x Jalousieklappe SRKG
8 x flexible Verbindung FGV
4 x Betriebsartschalter REV
2 x RDA Regelung
8 x Druckknopfmelder
2 x Drucksensor

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