Brandschutzlösungen von Schutzhütten in Extremlage

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1 Brandschutzlösungen von Schutzhütten in Extremlage Paul Thiele Master of Science für Sicherheit und Gefahrenabwehr Thomas Melcher Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Apparate- und Umwelttechnik Kurzfassung In den aktuellen gesetzlichen Regelungen des vorbeugenden baulichen Brandschutzes werden abgelegene Schutzhütten nicht berücksichtigt. Aufgrund ihrer exponierten Lage sind diese Schutzhütten für die Kräfte des abwehrenden Brandschutzes auf dem üblichen Weg nicht zu erreichen. Das Schutzziel Ermöglichen der Löscharbeiten kann daher nicht umgesetzt werden. Ebenso ist eine Personenrettung durch die Feuerwehr nicht möglich. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, welche baulichen und organisatorischen Maßnahmen ergriffen werden können, um die Gefahr durch Brände in Schutzhütten für deren Nutzer so gering wie möglich zu halten. Dazu werden Temperaturzeitverläufe von möglichen Bränden in Schutzhütten untersucht, um Aussagen zum Feuerwiderstand der Bauteile zu erhalten. Des weiteren wird auf die Besonderheiten der Rettungswege in Schutzhütten in Extremlage eingegangen. Dazu wurde eine Formel entwickelt, die eine Berechnung der Evakuierungszeit über Notleitern ermöglicht. Abschließend werden mögliche Maßnahmen des vorbeugenden baulichen Brandschutzes in Schutzhütten in Extremlage vorgestellt. 1 Einleitung Im Gebirge bieten Schutzhütten Wanderern, Bergsteigern, Skifahrern und anderen Sportlern Übernachtungsmöglichkeiten. Im Jahr 2009 gab es nach Angaben des österreichischen Alpenvereins, allein in Österreich, ca. 1,42 Millionen Übernachtungen in Schutzhütten in Extremlage. Zusätzlich wurde in den darauffolgenden Jahren ein stetiger Anstieg des Besucherverkehrs verzeichnet. Schutzhütten in Extremlage stellen dabei nach [1] Hütten dar, die nicht durch Straßen oder Personenseilbahnen erschlossen sind und nur durch einen Aufstieg von mindestens einer Gehstunde erreicht werden können. Aufgrund der exponierten Lage von Schutzhütten in Extremlage, ist es für die Feuerwehr nicht möglich diese Hütten zu erreichen. Abwehrender Brandschutz kann daher nicht zum Einsatz kommen. Nicht alle Hütten verfügen über eine gesicherte Stromoder Wasserversorgung, die Realisierung eines anlagentechnischen Brandschutzes ist daher nur schwer möglich. Vorbeugender baulicher, organisatorischer, anlagentechnischer und abwehrender Brandschutz sind in der Realität eng miteinander verzahnt. Es wurde daher überprüft, inwieweit die Schutzziele allein durch den baulichen Brandschutz sichergestellt werden können. Das Schutzziel Ermöglichen von Löscharbeiten wird dabei aus gerade genannten Gründen von vornherein von der Betrachtung ausgeschlossen. 2 Feuerwiderstände Ohne abwehrenden Brandschutz kann sich ein Feuer nach dem Ablauf der Feuerwiderstandsdauer über die gesamte Hütte ausbreiten. Die Hütte würde daraufhin mitsamt den darin befindlichen Sachen niederbrennen. Dies kann nur verhindert werden, wenn die Feuerwiderstände soweit erhöht werden, dass ein ausgebrochener Brand verlischt, bevor ein Versagen der Bauteile eintritt. In [2] ist die Berechnung des Temperaturzeitverlaufes während eines Zimmerbrandes beschrieben

2 (siehe Abbildung 1). Dabei werden die Einflüsse der umgebenden Bauteile, der Raumgröße und der Öffnungen des Raumes sowie der im Raum befindlichen Brandlast berücksichtigt. Mit Hilfe dieses Verfahrens wurden Temperaturzeitverläufe ermittelt. Abbildung 1: Schematischer Ablauf zur Bestimmung des Temperaturzeitverlaufs eines natürlichen Brandes in Wohn- und Büronutzungen nach [2] Die Berechnung wurde für Räume verschiedener Größen mit unterschiedlichen Öffnungsflächen durchgeführt. Die untersuchten Räume können Tabelle 2 entnommen werden. Aufgrund der Tatsache, dass verschiedene Räumlichkeiten einer Schutzhütte unterschiedlichen Nutzungen unterliegen (z. B. Schlafräume, Gasträume etc.), wurde auch die zugrunde gelegte Brandlast variiert (siehe Tabelle 1). Die Größe der Räume und Öffnungsflächen sowie die Brandlast orientieren sich dabei an den in der Realität vorgefundener Szenarien. Da die Leckrate von Wänden in Schutzhütten nicht bekannt ist, wurden zusätzliche Temperaturzeitverläufe ermittelt, bei denen zwangsweise von einem brandlastgesteuertem Brand ausgegangen wurde. Die so ermittelten Temperaturzeitverläufe unterscheiden sich stark von Temperaturzeitverläufen, in denen die Entscheidung, ob der Brand ventilations- oder brandlastgesteuert ist, allein von den Öffnungsflächen abhängt (siehe Abbildung 2 und Abbildung 3). Auch durch die verschiedene Größe und Nutzung der untersuchten Räume entstehen sehr unterschiedliche Temperaturzeitverläufe. Aussagen zu Feuerwiderständen können somit nur im speziellen Einzelfall getroffen werden. Unter diesem Gesichtspunkt ist es nicht möglich, allein mit Hilfe des vorbeugenden baulichen 2

3 Nutzung Hinweise / Bedingungen Brandlastdichte Quelle [MJ/m] Hotelzimmer 2 Betten, Möbel auf Holzspantafeln [2] Schutzhaus [3] Beherbergungsräume Gaststätte leichte Polstersitze, Holztische [2] Schutzhaus [3] Gaststube Tabelle 1: verwendete Brandlastdichten Raumart Breite Länge Öffnungen in Metern in Metern Fenster 0, 9 m x 1, 2 m Tür 0, 8 m x 2, 0 m Schlafraum klein Fenster Schlafraum mittel Fenster Schlafraum groß Fenster Gastraum klein Fenster Gastraum mittel Fenster Gastraum groß Fenster 2 Türen Tabelle 2: Raumgrößen 3

4 Abbildung 2: Temperaturzeitverlauf (ventilationsgesteuerter Brand) Abbildung 3: Temperaturzeitverlauf (brandlastgesteuerter Brand) 4

5 Brandschutzes, ausreichenden Sachschutz auf Schutzhütten in Extremlage zu gewährleisten. Allgemeingültige Maßnahmen des baulichen Brandschutzes können daher maximal zur Personenselbstrettung beitragen. Dazu müssen die Feuerwiderstände von Bauteilen so bemessen sein, dass eine Flucht für alle im Gebäude befindlichen Personen ausreichend lange möglich ist. Ein Mindestmaß an Sachschutz könnte gewährleistet werden, wenn Schutzhütten in Extremlage durch Brandwände unterteilt werden, deren Feuerwiderstandsdauer sich an der tatsächlichen Branddauer orientiert. 3 Rettungswege Über die Dauer einer vollständigen Räumung von Gebäuden sind allgemeingültige Aussagen nicht möglich. Um eine qualifizierte Aussage zur jeweiligen Evakuierungszeit zu erhalten, sind Einzelfallbetrachtungen durchzuführen. Zur empirischen Ermittlung der Evakuierungszeiten, können Evakuierungsübungen durchgeführt werden. Da diese sehr aufwendig sind, stellen Berechnungen eine gute Alternative dar. In [2] wird eine Methode zur Abschätzung von Räumungszeiten durch Handrechnung beschrieben. Bisher wurden bei einer solchen Herangehensweise lediglich Treppen und Flure betrachtet. Notrutschen, Abseilmöglichkeiten oder fest installierte Notleitern blieben bisher außer Betracht. 3.1 Alternative Rettungswege Nach [1] ist eine Schutzhütte in Extremlage ein Stützpunkt für Bergsteiger und Bergwanderer. Es ist daher zu erwarten, dass das Klientel einer solchen Unterkunft mit Seilsicherungstechniken vertraut ist. Es wäre demzufolge naheliegend den zweiten Rettungsweg über Abseilmöglichkeiten sicherzustellen. Die Zeit, welche benötigt wird, um das zum Abseilen nötige Gurtzeug anzulegen, ist jedoch verhältnismäßig lang. Erschwerend kommt hinzu, dass das gleichzeitige Benutzen eines Seiles von mehreren Personen nicht möglich ist. Von einer Rettungswegführung über Abseilmöglichkeiten ist demnach abzusehen. Wie eingangs erwähnt, ist aufgrund der besonderen Lage eine gewisse Grundfitness nötig, um Schutzhütten in Extremlage zu erreichen. Eine Fluchtwegführung über Notleitern mit Rückenschutz, welche fest und dauerhaft mit dem Gebäude verbunden sind, ist den Gästen einer solchen Schutzhütte daher zuzumuten. Ein Verlassen der Leitern muss jedoch ungefährlich sein. Insbesondere in der Nähe von Abgründen ist darauf zu achten, dass ein absturzsicherer Ort erreichbar ist. Bei einer Berechnung der Evakuierungszeit nach [2] wird der Rettungsweg in mehrere Teilstücke zerlegt. Somit kann in Abhängigkeit der Beschaffenheit der Teilstücke und der maximal zu erwartenden Personenzahl auf dem jeweiligen Teilstück, die Evakuierungszeit eines Gebäudes ermittelt werden. Eine Berechnung der Evakuierungszeit bei einer Flucht über Notleitern wird jedoch nicht beschrieben. 3.2 Berechnung der Evakuierungszeit Bei einer Flucht über eine Notleiter kann die erste Person, welche die Notleiter erreicht, direkt mit dem Abstieg beginnen. Alle nachfolgenden Personen können die Leiter erst betreten wenn auf dieser genügend Platz ist. Die Evakuierung ist beendet, wenn die letzte Person von der Leiter gestiegen ist. Die Evakuierungszeit über eine Notleiter setzt sich demzufolge aus der Wartezeit der Personen vor Beginn des Abstiegs sowie aus der Abstiegszeit der letzten über die Leiter flüchtenden Person zusammen. Da die erste Person an der Leiter direkt mit dem Abstieg beginnen kann, wird die Wartezeit mit dem Faktor (N 1) multipliziert. Dabei stellt N die Gesamtzahl der Flüchtenden dar. 5

6 t EL Evakuierungszeit über eine Leiter s L Länge der Leiter t EL = s L ν L + (N 1) s P L ν L ν L Geschwindigkeit der Personen auf der Leiter s P L Platz, welchen eine Person (der jeweilige Vordermann) auf einer Leiter benötigt Anhaltspunkte zur Geschwindigkeit (ν L ) und dem Platzbedarf (s P L ) von Personen auf Notleitern gibt [3]. In Auswertung der Ergebnisse der dort durchgeführten Entfluchtung einer Schutzhütte über Notleitern kann festgestellt werden, dass (ν L ) mit 0, 28 m/s und (s P L ) mit 2, 45 m angesetzt werden kann. In [4] wurde diese Berechnung exemplarisch für die Sulzenauhütte durchgeführt. 1 Der Berechnung lag die Annahme zugrunde, dass für das Dachgeschoss und das Obergeschoss jeweils eine Notleiter zur Verfügung steht und alle Personen über die Notleitern flüchten. Mit der vorgestellten Formel konnte nachgewiesen werden, dass die Hütte bei einer vollen Belegung innerhalb von 6, 1 min evakuiert werden kann. Die in [2] durchgeführte Räumungsübung hat gezeigt, dass die untersuchte Schutzhütte (Rotwandhaus) innerhalb von 6, 35 min über Notleitern geräumt werden kann. Mit einer Reaktionszeit von 2 min und einem Sicherheitszuschlag von 20 % können beide Hütten in einem Zeitraum von 10 min als geräumt angesehen werden. Da in unterschiedlichen Arbeiten annähernd die gleiche Evakuierungszeit, sowohl durch theoretische Bertachtung als auch durch praktische Versuche ermittelt wurde, wird eine Räumungszeit von 10 min als repräsentativ angesehen. Es ist anzumerken, dass diese Zeiten erreicht werden, wenn eine Evakuierung ausschließlich über Notleitern erfolgt. Im Realfall kann davon ausgegangen werden, dass sich die Flüchtenden auf mehrere Fluchtwege verteilen. Die Evakuierungszeit und somit auch die Räumungszeit würden sich damit deutlich reduzieren. 4 Brandschutzmaßnahmen Wird für Schutzhütten in Extremlage eine Räumungszeit von 10 min angesetzt, müssen die Feuerwiderstände der tragenden und aussteifenden Bauteile die Feuerwiderstandsklasse R 30 erfüllen. Um eine Flucht ausreichend sicher zu ermöglichen, müssen Wände, Decken, Treppen, Fassaden, Dächer und sonstige Bauteile im Verlauf von Rettungswegen, zur Sicherstellung der gleichen, zusätzlich die Anforderung E (Raumabschluss) und I (Isolation) aufweisen. Notleitern vor Fassaden aus brennbaren Baustoffen sind vor direkter Flammeneinwirkung zu schützen. Nach Ausbruch eines Brandes müssen die Flucht- und Rettungswege ausreichend lang nutzbar bleiben. Zusätzlich zu den Anforderungen an den Feuerwiderstand müssen daher Maßnahmen zur Verhinderung der Rauchausbreitung getroffen werden. Türen von Fluren zu Treppenräumen müssen daher als Rauchschutztüren CS-30 (30 min rauchdicht und selbstschließend) ausgeführt werden. Wurden in den Treppenräumen brennbare Baustoffe verwendet, verhindert eine zusätzliche Ausführung als Brandschutztür eine geschossweise Brandweiterleitung. Türen von Treppenräumen zu Nutzungseinheiten sowie zu Untergeschossen sollen die Anforderung EI 30-SC erfüllen. Für Türen von Fluren zu den Räumen einer Schutzhütte genügen dicht- und selbstschließende Abschlüsse. Oftmals wird in Schutzhütten jede sich ergebende Freifläche als Lager- oder Abstellmöglichkeit genutzt. Aufgrund des begrenzten Platzangebotes in Schutzhütten in Extremlage ist dies 1 Die Sulzenauhütte hat 56 Schlafmöglichkeiten im Obergeschoss und 29 Schlafmöglichkeiten im Dachgeschoss. Die Schlafmöglichkeiten im Kellergeschoss und die Gasträume des Erdgeschosses wurden nicht berücksichtigt, da diese jeweils über mehrere ebenerdige Ausgänge ins Freie verfügen. 6

7 ein häufig beobachtetes Phänomen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Rauchbelastung der Fluchtwege, dürfen im Verlauf derselben nur nichtbrennbare Baustoffe zur Anwendung kommen, wenn Freiflächen in Fluchtwegen zur Lagerung genutzt werden. Die Lagerung selbst darf dabei ausschließlich in nichtbrennbaren Schränken erfolgen. Trotz aller Vorsicht kommt es im Bergsport immer wieder zu Unfällen und Verletzungen. Bei Verletzungen an Armen und Beinen kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Verunfallten in der Lage sind, eine Leiter zu benutzen. Auch ein Abtransport von verletzten Personen durch Dritte ist über Notleitern nicht möglich. In Schutzhütten die den zweiten Rettungsweg über Notleitern führen ist daher ein Verletztenschlafplatz einzurichten. Dieser Schlafplatz muss sich entweder im Erdgeschoss befinden, um ein ebenerdiges Verlassen zu ermöglichen, oder beide Fluchtwege müssen über jeweils einen notwendigen Treppenraum ins Freie führen, sodass die Verletzten bei der Flucht unterstützt werden können. Um eine Flucht reibungslos zu ermöglichen, ist die Kennzeichnung der Fluchtwege erforderlich. Die Hütteninsassen sollen dabei mittels hinterleuchteten Rettungswegzeichen ins Freie geleitet werden. Diese müssen auch bei Ausfall der Stromversorgung ihre Funktion erfüllen (beispielsweise mit Einzel-Batteriepufferung). Eine Reaktionszeit von 2 min kann nur bei Vorhandensein einer Alarmierungseinrichtung zugrunde gelegt werden. Unter der Maßgabe in Schutzhütten eine schnellstmögliche Entfluchtung gewährleisten zu müssen, ist die Installation einer Alarmierungseinrichtung daher zwingend erforderlich. Es ist allgemein bekannt, dass Brandmeldeanlagen eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen als Rauchwarnmelder. Ob jedoch auf eine Brandmeldeanlage oder auf Rauchwarnmelder zurück gegriffen wird, liegt in der Hand der jeweiligen Betreiber. Da bei einer Alarmierung durch Rauchwarnmelder nicht davon auszugehen ist, dass alle in der Schutzhütte befindlichen Personen gleichzeitig alarmiert werden können, wird zu einer Nutzung von funkvernetzten Rauchwarnmeldern geraten. Unabhängig von der Art der Alarmierung müssen in jeder Schutzhütte in Extremlage Möglichkeiten einer Alarmierung von Hilfskräften gegeben sein. Im Brandfall können so Betreuungskräfte und medizinische Hilfe alarmiert werden. Dabei ist es denkbar, die Alarmweiterleitung über Telefon, Funkverbindung oder Satellitentelefon zu realisieren. Da die Maßnahmen zur Erstbrandbekämpfung in Schutzhüten in Extremlage mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit die einzigen Löschversuche sein werden, ist zu überlegen, ob diese Maßnahmen zur Erstbrandbekämpfung durch bauliche Maßnahmen unterstützt werden können. Auf Trennwände mit einem Feuerwiderstand kann in Schutzhütten in Extremlage verzichtet werden. Zur Unterstützung der Erstbrandbekämpfung ist jedoch die Errichtung aller Wände in der Feuerwiderstandsklasse EI 30 denkbar. Diese Anforderung wird ohnehin von vielen Wänden erfüllt, ohne dass dies explizit gefordert wird. Ein entstandener Brand kann somit länger eingedämmt und an der Ausbreitung behindert werden. Maßnahmen zur Erstbrandbekämpfung sind damit länger möglich. Damit ein Löschversuch im Rahmen der Erstbrandbekämpfung eine größere Aussicht auf Erfolg hat, wird die Errichtung von Wandhydranten des Typs S vorgeschlagen. Können diese nicht mit ausreichend Wasser bzw. Druck versorgt werden, soll statt der Wandhydranten die doppelte Menge der üblichen Löschmitteleinheiten zur Erstbrandbekämpfung vorgehalten werden. Abschließend sei erwähnt, dass bei der Suche nach potenziellen Hüttenwirten bzw. Hüttenpächtern ein betriebswirtschaftlicher Wissenshintergrund begrüßt wird. In Bezug auf den Brandschutz werden keine Anforderungen gestellt. Aus der Sicht des Autors wird aufgrund der besonderen Lage von Schutzhütten in Extremlage die Ausbildung eines Mitgliedes des Hüttenpersonals zum Brandschutzhelfer jedoch als Mindest-Ausbildung angesehen. 7

8 Literatur [1] Österreicher Alpenverein ; Deutscher Alpenverein: Vademecum Betriebsanlagenrecht für Schutzhütten in Extremlage. (2008) [2] Hosser, Dietmar: Leitfaden Ingenieurmethoden des Brandschutzes. (2009) [3] Ding, Andreas: Brandschutz bei Hütten und Schutzhäusern in Extremlage. Technische Universität München, Diplomarbeit [4] Thiele, Paul: Brandschutzlösungen für Berghütten am Beispiel der Sulzenauhütte. Ottovon-Guericke-Universität Magdeburg; Hochschule Magdeburg, Bachelorarbeit 8

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