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Brandschutz IIIFachgebiet Baulicher Brandschutz

Rauch- und Wärmeabzugsanlagen RWA

Prof. Dr. Dirk Lorenz

A: Ziele der Rauchableitung

B: RWA im Bauordnungsrecht

C: Wirkungsweisen der Rauchableitung

D: natürliche RWA - NRA

E: maschinelle RWA – MRA

F: besondere Anlagen


Teil

III

Baulicher Brandschutz III

Teil

III

Maschinelle RWA - MRA

Dimensionierung und Nachweise

o DIN 18232 – 5:2012-11

Anforderungen und Bemessung

o DIN EN 12101 – 3:2003-12

Prüfanforderungen für Ventilatoren;

o DIN EN 12101 – 9:2004 / - 10:2009

Prüfanforderungen für Energieversorgung und Steuereinrichtung;

o DIN EN 12101 – 7:2011 / - 8:2011 und DIN V 18232-6

Prüfanforderungen für Entrauchungskanäle und –klappen;


Teil

III


Anwendungsbereich

Räume mit stationären Gaslöschanlagen;

Gefahrstofflager;

Explosionsgefährdete Räume;

Flure;

Treppenräume;


Teil

III


Verfahren nach DIN 18232-5

o Abhängigkeiten

Brandleistung;

Rechnerische Brandfläche Bemessungsgruppe;

Angestrebte Dicke der raucharmen Schicht;

Raumhöhe;


Teil

III



Teil

III


Verfahren nach DIN 18232-5

o Voraussetzungen

Frühzeitiges aktivieren der Anlage (automatische BMA oder ständig anwesendes und eingewiesenes Personal);

Mittlere Brandausbreitungsgeschwindigkeit bei einer Entwicklungsdauer von etwa 10 Minuten;

Zuluft (bodennah, gleichmäßig verteilt und ausreichend dimensioniert) Nachströmgeschwindigkeit ≤ 1 m/s;

Unterteilung größerer Räume in Rauchabschnitte;

Feststoffbrände und Brandfläche ≤ 80 m² zu Beginn der Löschmaßnahmen;

Rauchgastemperatur unterhalb Flasch-Over;Prof. Dr. Dirk Lorenz

Teil

III



o Raumhöhe h

Der mittlere Abstand zwischen Fußboden und Dach/Decke;

Rauchoffene Decken (50%) gelten nicht als Decke;

o Raucharme Schicht d

d ≥ 2,50 m;

Schutzziele:

• Wirksame Brandbekämpfung;

• Brandfolgeschäden (Rauchgase und Zersetzungsprodukte) reduzieren;

• Unterstützung der Selbst- und Fremdrettung;


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o Rauchabschnittsfläche AR

Grundsatz: AR ≤ 1.600 m²;

Größere Räume durch Rauchschürzen in Rauchabschnitte einteilen;

Maximaler Abstand zwischen Rauchschürzen oder zu Wänden aSch ≤ 60 m;

AR kann auch maximal 2.600 m² ausgedehnt werden;

• Voraussetzung: je 100 m² Abluftvolumenstrom um 10 % erhöhen;


Teil

III



o Zuluft allgemein

Unverzüglich nach Auslösen der MRA zur Verfügung stehen = gleichzeitig;

Bodennahe Nachströmung;

Abstand Zuluftöffnung zur Rauchgrenzschicht 1 m (Ausnahme: 0,5 m);

Freie Nachströmung über Öffnungen in Außenwänden;

Maschinelle Nachströmung über Ventilatoren;

Kombination freie und maschinelle Nachströmung möglich;

Nachströmgeschwindigkeit ≤ 1 m/s;


Teil

III



o Zuluft, natürliche Nachströmung

Eigenständige Zuluftvorrichtungen mit Ansteuerung über eine automatische Brandmeldeanlage und automatischer Auslösung;

Tore, Türen oder Fenster, die zerstörungsfrei von innen und außen öffenbar sind;

Kennzeichnung „Zuluft für MRA“;

Durch Nutzung nicht eingeschränkt in der Wirksamkeit;

o Zuluft, maschinelle Nachströmung

Maschineller Zuluftstrom = maschineller Abluftstrom nach DIN 18232-5;


Teil

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o Brandentwicklungsdauer - BED

Zeit von der Brandentstehung bis zum Beginn der Brandbekämpfung;

Zeit von der Brandentstehung bis zur Branderkennung = unberücksichtigt;

• Frühzeitiges Aktivieren durch automatische BMA oder Personal;

Brandentwicklungsdauer grundsätzlich: BED = 10 Minuten;

• Günstige Verhältnisse, z.B. Werkfeuerwehr: BED = 5 Minuten;

• Ungünstige Verhältnisse BED = 15 Minuten;

• Außergewöhnlich ungünstige Verhältnisse BED = 20 Minuten;

BED > 20 Minuten ggf. automatische Löschanlage planen oder NRA;


Teil

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o Bemessungsgruppe - BMG

BMG entspricht einer rechnerischen Brandfläche;

BMG ergibt sich aus der BED und der Brandausbreitungsgeschwindigkeit;

Brandausbreitungsgeschwindigkeit nach Tabelle 2;

• Ohne besonderen Nachweis Werte der mittleren Brandausbreitungsgeschwindigkeit;


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Teil

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BMG entspricht einer rechnerischen Brandfläche;

BMG ergibt sich aus der BED und der Brandausbreitungsgeschwindigkeit;

Brandausbreitungsgeschwindigkeit nach Tabelle 2;

• Ohne besonderen Nachweis Werte der mittleren Brandausbreitungsgeschwindigkeit;

BMG nach Tabelle 1;


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BMG nach Tabelle 1;

Grundsatz: BED = 10 Minuten BMG 3;

Brennbare Stoffe in nichtbrennbarer Verpackung Spalte 2;


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BMG nach Tabelle 1;

Grundsatz: BED = 10 Minuten BMG 3;

Brennbare Stoffe in nichtbrennbarer Verpackung Spalte 2;

Stoffe mit hoher Geschwindigkeit (z.B. Holzspäne, Zellulose etc.) Spalte 4;

BMG um eine Stufe reduzieren, wenn automatische Löschanlage vorhanden;

Lagerguthöhe > 1,50 m BMG um eine Stufe erhöhen;

Lagerguthöhe = 1,50 m bei BMG 5;


Teil

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o Bemessung

Werte aus Tabellen 3 und 4 gelten für:

• Räume mit einer Fläche A = 400 m²;

• Spezifische Energiefreisetzung ℎ″𝑐 = 300 kW/m²;

Grundsätzlich gelten die fett gedruckten Werten;

Tabelle 3:

• Der Rauchgasvolumenstrom wird abgelesen;

• Die Ventilatoren der MRA müssen dieses Volumen fördern können;


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o Bemessung

Werte aus Tabellen 3 und 4 gelten für:

• Räume mit einer Fläche A = 400 m²;

• Spezifische Energiefreisetzung ℎ″𝑐 = 300 kW/m²;

Grundsätzlich gelten die fett gedruckten Werten;

Tabelle 4

• Die mittlere Rauchgastemperatur wird abgelesen;


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o Wahl des Ventilators

Minimale Temperaturklasse F200 (F300, F600) ;

Klassifizierung nach DIN EN 13501-4, Anforderungen DIN EN 12101-3;

Ventilator entsprechend Tabelle 5;


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o Wahl des Ventilators

Minimale Temperaturklasse F200 (F300, F600) ;

Klassifizierung nach DIN EN 13501-4, Anforderungen DIN EN 12101-3;

Ventilator entsprechend Tabelle 5;

In Tabelle 5 Rauchgastemperaturspitzen berücksichtigt;


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Räume > 400 m²

o Korrektur des Rauchgasvolumenstroms

𝑉𝑅𝑆, 𝑘𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑒𝑟𝑡= 𝑉𝑅𝑆 − d 𝑉

• d 𝑉: Korrekturwert nach Bild 4;

• 𝑉𝑅𝑆, 𝑘𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑒𝑟𝑡: korrigierter Rauchgasvolumenstrom;

• 𝑉𝑅𝑆: nach Tabelle 3 oder Bild 2;

Eine Korrektur der Rauchgasschichttemperatur nicht im vereinfachten Verfahren;

• Bemessungstemperatur der Ventilatoren auf der sicheren Seite;

Räume > 1.600 m² in Rauchabschnitte einteilen (Rauchschürzen);


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Berücksichtigung von Wärmeverlusten

o Korrekturverfahren für Räume > 400 m²

Entrauchungsvolumenströme (Tab.3) und Rauchschichttemperaturen (Tab.4) berücksichtigen keine Wärmeverluste aus dem Rauchgas;

• Werte liegen auf der sicheren Seite;

Wärmeverluste sorgen für niedrigere Rauchgastemperaturen durch:

• Strahlungsverluste;

• Wärmeableitung an Umgebungsbauteile;

Rauchgasdicht ist von der Temperatur abhängig;

• Folgen: Temperaturreduzierung Volumenreduzierung (Ventilatoren),

geringere Temperaturanforderungen an Bauteile


Teil

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Temperaturklassen der Bauteile

o Rausgasbeständigkeit

Ventilatoren nach Tabelle 5;

Andere Bauteile nach Tabelle 6 in Abhängigkeit der Ventilatoranforderung;

Andere Bauteile:

• Elastische Stutzen;

• Entrauchungsleitungen;

• Entrauchungsklappen;


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Regeln für den Einbau

o Einbausituationen

Einzelventilator ohne Leitung im Wandeinbau mit einer Absaugstelle;

Einzelventilator ohne Leitung im Dacheinbau mit einer Absaugstelle;

Einzelventilator zum Einbau im Rauchabschnitt mit geschlossenem Leitungssystem;

Zentralventilatoren mit Leitungen zur Entrauchung von Einzel- und Mehrfachabschnitten mit Entrauchungsklappen;


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o Einbausituationen

Zentralventilatoren mit Leitungen zur Entrauchung mit Sammelleitungen;

• Entrauchungsklappen, die regelmäßig geschlossen sind;

• Ansteuerung über Zentraltechnik;

• Verbindung der Rauchabschnitte über Leitungen mit Ventilator;

Entrauchungsklappen nach DIN EN 12101-8 oder DIN EN 13501-4;

Absaugstellen (Einzelventilator oder Leitungen) gleichmäßig verteilen;


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o Einbausituationen

Ermittlung der Mindestanzahl von Absaugstellen;

N ≥ 𝑎𝑏𝑧𝑢𝑓üℎ𝑟𝑒𝑛𝑑𝑒𝑟 𝐺𝑒𝑠𝑎𝑚𝑡𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠𝑡𝑟𝑜𝑚

𝑧𝑢𝑙ä𝑠𝑠𝑖𝑔𝑒𝑟 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠𝑡𝑟𝑜𝑚 𝑗𝑒 𝐴𝑏𝑠𝑎𝑢𝑔𝑠𝑡𝑒𝑙𝑙𝑒;

Zulässiger Volumenstrom je Absaugstelle Nomogramm Bild 6;

Eingangsgrößen:

• ΔdS

• ϑRS


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gegeben:ΔdS = 1mϑRS = 550°C

abgelesen: 𝑉 ∗ 𝑖, 𝑚𝑎𝑥

= 20000 m³/h

Teil

III



o Einbausituationen

Mindestabstand zwischen zwei Absaugstellen;

Smin ≥ 0,015 𝑉𝑖;

𝑉𝑖 in m³/h;


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Smin

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o Einbausituationen

Zentralventilatoren nicht in den versorgten Rauchabschnitten aufstellen;

Ausnahme: Anforderungen nach Tabelle 6 sind erfüllt;

Rauchaustrittstelle so, dass Rauch über Zuluft nicht wieder eintritt:

• Austrittstelle > 2,5m über Ansaugstelle/Zuluftöffnung oder

• Wänden ein horizontaler Abstand von > 8 m oder

• Flachdächer ein horizontaler Abstand von > 8 m und Absaugstelle unterhalb oder

• Unterschiedliche Fassadenseiten, horizontaler Abstand von > 2,5 m und Absaugstelle unterhalb der Austrittstelle;


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Energieversorgung

o Betrieb und Gesamtsteuerung

Ventilatoren, Klappen und Ansteuerung;

Sicherheitsstromversorgung (VDE 0100 – Teil 560);

Leitungsführung mit Funktionserhalt (MLAR);


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Ansteuerung

o MRA frühzeitig einschalten

Automatisch durch BMA;

Manuell durch ständig anwesendes, geschultes Personal;

o Entrauchungsklappen

In Kanälen für unterschiedliche Geschosse oder Nutzungseinheiten;

Steuerbar und mit erforderlichem Feuerwiderstand Tabelle 6;


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