Baulicher Brandschutz in Kompostieranlagen

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1 .. Baulicher Brandschutz in Kompostieranlagen.

2 Keine Brandlasten?!? Brandlasten verschiedener Nutzungen nach VKF Kabelfabriklager: Büro-Archiv: Lager Möbelschreinerei: Baumarkt: Lager Abfälle Holzschnitzel: Kompostlager: 833 kwh/m³ 449 kwh/m³ 500 kwh/m³ 250 kwh/m³ 417 kwh/m³ 306 kwh/m³ Quelle: VKF (Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen) Bewertung Brandabschnittsgrößen; Sicherheitsnachweis bei industriellen und gewerblichen Nutzungen Vergleich Brandlasten 2

3 Keine Brandlasten?!? Brandlasten verschiedener Nutzungen nach DIN Möbelfabrik: Metallverarbeitung: Kompostlager (m=1): Kompostlager (m=0,2): 152 kwh/m² 65 kwh/m² 300 kwh/m² 60 kwh/m² Der Faktor m ist ein brandphysikalischer, dimensionsloser Beiwert, der spezifisch für jede Lagerungsart, Lagerungsform, Feuchte und jedes Lagergut ermittelt werden muss. Für Schüttgüter wie Kompost oder Mittelfraktion wurde dieser noch nicht bestimmt. Hierdurch ist die Anwendung des Rechenverfahrens nach DIN formal nicht zulässig. Ein konservativen Ansatz des Faktor m (m=1) kann zu überhöhten Brandschutzanforderungen führen. Vergleich Brandlasten Hinweis zu Kompostlager: Mittelfraktion, Windsichterfolie, etc. ohne Kompost gelagert auf m² Fläche 3

4 Aus IFS Schadensprisma: Bei 0,06 % der vom IFS erfassten Brandursachen in Deutschland handelt es sich um Selbstentzündungen in Komposten Aus IFS Schadensprisma: Bei 6 % der vom IFS erfassten Brandursachen in Deutschland handelt es sich um Selbstentzündungen in Holzhackschnitzeln 4

5 Selbstentzündungsprozess Exotherme Prozesse im Schüttgut durch biologische Reaktion durch chemische Reaktion Wärmestau in Schüttung Induktionszeit Reaktionsmechanismen beim Abbrand von Abfallgemischen noch nicht vollständig erforscht Quellen: Forschungsbericht 291: Beurteilung und Verhinderung von Selbstentzündung ung Brandgasemmissionen bei der Lagerung von Massenschüttgütern und Deponiestoffen, 2010, BAM Bundesanstalt für Materialforschung und- prüfung Selbstentzündung von Schüttgütern Forschungsbericht 284: Leitfaden zur Brandvermeidung bei der Lagerung von Biomasse, 2009, BAM Bundesanstalt für Materialforschung und- prüfung 5

6 Methoden der Risikoeinschätzung Ermittlung der physiko-chemischen Eingenschaften des Stoffes über experimentelle Methoden im Labor Experimentelle Bestimmung des Reaktionsverhaltens mittels thermischer Analyseverfahren Vorhersage der Selbstentzündung und des Brandverlaufes durch numerische Simulation anhand der realen Geometrie der Lageranordnung Methodik erlaubt die Bestimmung von rechnerisch sicheren Lagerbedingungen! Selbstentzündung von Schüttgütern 6

7 Besonderheiten des Selbstentzündungsprozesses Auch bei geringen Anteilen brennbarer Stoffe kommt es zu gefährlicher Wärmefreisetzung Auch bei brennbaren Einschlüssen in nichtbrennbarem Material kann eine Übertragung der Zündung zwischen brennbaren Einschlüssen erfolgen Für große Volumina können Induktionszeiten von Monaten und sogar Jahren auftreten Gemische von Kunststoffen zeigen eine stärkere Selbstentzündungsgefahr als reine Kunststoffe Selbstentzündung von Schüttgütern 7

8 Besonderheiten des Selbstentzündungsprozesses Recyclingstoffe sollten gut sortiert gelagert und erst vor der Weiterverarbeitung mit Zusätzen gemischt werden Bei einem äußeren Energieeintrag (z.b. Stützfeuer) kann eine Selbstentzündung im Inneren einer Schüttguthalde ausgelöst werden Wenn Sauerstoff im Schwelbrandherd aufgebraucht ist wandert die Reaktionsfront zur Außenseite der Halde Selbstentzündung von Schüttgütern 8

9 Brandschutzmaßnahmen Überwachung mit IR Kameras Regelmäßige Sichtkontrollen der Lager Begrenzung der Lagerzeit Lagerprinzip First-In-First-Out Vermeiden der Verdichtung der Biomasse Getrennte Lagerung unterschiedlicher Brennstoffe, -qualitäten und feuchten Temperaturüberwachung der Biomasse durch Temperatur-Einstoß-Sonden Umgehender Verbrauch, Umsetzung oder Kühlung der Biomasse bei Feststellung fortgeschrittener Erwärmung Selbstentzündung von Schüttgütern 9

10 Brandschutzmaßnahmen Begrenzung der Lagerungshöhe Brandfrüherkennung (z.b. Brandgassensoren) Brandbekämpfungseinrichtungen (Löschmonitore, stationäre sowie halbstationäre Löschanlagen) Beschränkung der Lagergröße (geeignete Trennwände und Brandwände) Die zu ergreifenden Brandschutzmaßnahmen werden im schutzzielorientierten Brandschutzkonzept dargestellt. Selbstentzündung von Schüttgütern 10

11 Erstellung Brandschutzkonzept 15 LBO RLP Bauliche Anlagen müssen so angeordnet und beschaffen sein, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren und wirksame Löscharbeiten möglich sind. Schutzzielorientiertes Brandschutzkonzept 11

12 Methoden zur Einhaltung der Schutzziele Schutzzielorientiertes Brandschutzkonzept Baulicher Brandschutz Anlagentechnischer Brandschutz Abwehrender Brandschutz Organisatorischer Brandschutz Schutzzielorientiertes Brandschutzkonzept 12

13 Brandschutzmaßnahmen mit Schutzzielzuordnung: Brandgefahr Selbstentzündung Schutzziele Brandschutzmaßnahmen Vorbeugung Brandentstehung Verhinderung der Ausbreitung von Feuer und Rauch Rettung von Menschen und Tieren Ermöglichung wirksamer Löscharbeiten baulich Trennwände Brandwände, nichtbrennbare Baustoffe Rettungswege und Rettungsweglänge Feuerwehrzufahrt/- umfahrt anlagentechnisch Temperaturüberwachung Brandfrüherkennung Rauchabzug Wandhydranten abwehrend Halbstationäre Löschanlage Anleiterstellen Gefahrverhütungsschau Löschwasserversorgung organisatorisch Lagerhaltung, unverkeilte Freihalten von Risikoeinschätzung Brandschutztüren Rettungswegen Selbstentzündung Freihalten von Feuerwehrflächen

14 Baurechtliche Regelwerke Schutzziele implizit berücksichtigt durch Einhaltung bauordnungsrechtlicher Vorschriften wie z.b.: Landesbauordnung Verkaufsstättenverordnung Versammlungsstättenverordnung Industriebaurichtlinie Für Kompostieranlagen keine nutzungsspezifischen baurechtlichen Regelwerke vorhanden Baurechtliche Regelwerke Definition brandschutztechnischer Anforderungen in Anlehnung an existierende Regelwerke 14

15 Industriebaurichtlinie: Grundlagen des Nachweisverfahrens Die Bauordnungsrechtliche Risikobewertung wird für die brandschutztechnische Auslegung von Bauteilen im Industriebau transformiert, unter Berücksichtigung der: vorhandenen Brandbelastungen unter Beachtung der Lagerungsart vorhandenen Anzahl von Geschossen Wärmeabzugsflächen Art der Wand- und Deckenbauteile Industriebaurichtlinie brandschutztechnischen Infrastruktur (Feuerwehr, Löschanlagen, Brandmeldeanlagen) 15

16 Sicherheitskategorien Sicherheitskategorie K 1: Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte ohne besondere Maßnahmen für Brandmeldung und Brandbekämpfung Sicherheitskategorie K 2: Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage Sicherheitskategorie K 3.1 K 3.4: Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr in mindestens Staffelstärke Sicherheitskategorie K 4: Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit selbsttätiger Feuerlöschanlage Industriebaurichtlinie 16

17 Brandabschnittsgröße Bemessung der Brandabschnittsgröße erfolgt in Anlehnung an die Industriebaurichtlinie Bemessung der zulässigen Brandabschnittsfläche nach Abschnitt 6 in Abhängigkeit von: Feuerwiderstandsfähigkeit des Tragwerks, brandschutztechnischen Infrastruktur, Anzahl Geschosse ohne Berücksichtigung der objektspezifischen Brandlast Bemessung der zulässigen Fläche und der Anforderung an Bauteile eines Brandbekämpfungsabschnittes erfolgt nach Abschnitt 7 auf Grundlage des Rechenverfahrens nach DIN Industriebaurichtlinie mit Berücksichtigung der objektspezifischen Brandbelastung 17

18 Brandabschnittsgröße Anmerkung zu den Verfahren Verfahren nach Abschnitt 7 Da der Abbrandfaktor für Schüttgüter noch nicht bestimmt wurde, ist die Anwendung der DIN und damit auch die Anwendung des Verfahrens nach Abschnitt 7 formal nicht zulässig Ein konservativer Ansatz (Faktor m = 1) kann zu überhöhten Brandschutzanforderungen führen Nur in Ausnahmefällen ist konservative Anwendung des Verfahrens auf geringe Lagermengen zur Vorabeinschätzung denkbar (Einzelfallbezogen), jedoch ist in jedem Fall diese Anwendung mit der genehmigenden Behörde abzustimmen Verfahren nach Abschnitt 6 Anwendung des Verfahrens nach Abschnitt 6 unter Berücksichtigung risikogerechter Ansätze: z.b. Unterteilung der Lagerabschnitte Abstimmung der risikogerechten, brandschutzkonzeptionellen Ansätze mit der genehmigenden Behörde Industriebaurichtlinie 18

19 Verfahren nach Abschnitt 6 Brandabschnittsgröße Industriebaurichtlinie 19

20 Am Ende wird alles gut. Und wenn es nicht gut ist, ist es noch nicht das Ende Oscar Wilde Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 20