Funktionsmatrix für den Brandfall Beispiele

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1 Europäisches Institut für postgraduale Bildung GmbH Ein Unternehmen der TUDAG Technische Universität Dresden AG Funktionsmatrix für den Brandfall Beispiele Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 1

2 Funktionsmatrix für den Brandfall Beispiele Inhaltsverzeichnis 1. Funktionsmatrix für ein denkmalgeschütztes Schulgebäude erarbeitet im Rahmen des Brandschutzkonzeptes (Genehmigungsphase) 2. Funktionsmatrix für den Brandfall für ein Krankenhaus erarbeitet nach Errichtung des Gebäudes auf der Grundlage von Dokumentationen und Ortsbegehungen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 2

3 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 3

4 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Kurzbeschreibung Einzeldenkmal errichtet zwischen 1925 und 1927, Nutzung als Grundschule mit Hort nach 44 (2) BbgBO Sonderbau Schule, nach 2 (3) BbgBO als Gebäude mittlerer Höhe eingeordnet Ausdehnung 55,42 m x 18,05 m, Bruttogrundfläche zirka m², ein Brandabschnitt Auf Grund der Nutzung besitzt das Schutzziel Rettung von Personen die höchste Priorität. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 4

5 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Muster-Richtlinie über bauaufsichtliche Anforderungen an Schulen (Muster-Schulbau-Richtlinie - MSchulbauR) Fassung April 2009, Punkt 3 Rettungswege 3.1 Für jeden Unterrichtsraum müssen in demselben Geschoss mindestens zwei voneinander unabhängige Rettungswege zu Ausgängen ins Freie oder zu notwendigen Treppenräumen vorhanden sein. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 5

6 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Bauliche Ausbildung und Anordnung der Treppenläufe erschwert die Realisierung einer baulichen Abtrennung des notwendigen Treppenraumes zum notwendigen Flur. Die letzte Steigung der Läufe befindet sich in der Achse der Wand des notwendigen Flures. Kein Podest zwischen notwendigem Flur und Treppenlauf zur Errichtung von Öffnungsabschlüssen vorhanden. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 6

7 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Übliche Lösung Abtrennung des Treppenraumes zum notwendigen Flur Der Einbau von kostenintensiven Öffnungsabschlüssen ist erforderlich. Raumabschließende Wände des notwendigen Treppenraumes müssen in der Bauart von Brandwänden hergestellt werden. Für die Räume am Stichflur und am notwendigen Treppenraum muss der 2. Rettungsweg über die Klassen-räume zum notwendigen Flur realisiert werden (Bypass-Lösung) Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 7

8 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Während der Bearbeitung des Brandschutzkonzeptes wurde das Schulgebäude und die angrenzende Turnhalle ganzheitlich betrachtet. Insgesamt acht Abweichungen von der BbgBO wurden bearbeitet und beantragt, so zum Beispiel nicht klassifizierte Öffnungen in der äußeren Brandwand zwischen Schulgebäude und Arkadengang zur Turnhalle nicht vorhandene Feuerwiderstandsfähigkeit von Deckenkonstruktionen (Holzbalken- und Stahlsteindecken) Zur Kompensation der Abweichungen wird eine Brandmeldeanlage Kategorie 1 Vollschutz nach DIN einschließlich einer akustischen Alarmierung geplant. Um die fehlenden Abtrennungen zwischen den notwendigen Treppenräumen und dem notwendigen Fluren als weitere Abweichung zu den Anforderungen der BbgBO zu kompensieren wird die erforderliche Brandmeldeanlage zur Ansteuerung von Öffnungsabschlüssen und zur Ansteuerung der dynamischen Fluchtweglenkung genutzt. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 8

9 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Bildung von Brandbekämpfungsab-schnitten Horizontale Gliederung in Brandbekämpfungsabschnitte durch raumabschließende, feuerbeständige Trennwände und ein T90 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung Anordnung von Öffnungsabschlüssen im Kellergeschoss und im 2. Obergeschoss und einer dynamischen Fluchtweglenkung Erstellen einer Funktionsmatrix für den Brandfall zur Ansteuerung der Öffnungsabschlüsse und der dynamischen Fluchtweglenkung Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 9

10 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Grundriss Kellergeschoss NTR 1 NTR 2 Öffnungsabschluss zwischen Nutzungseinheit und notwendigem Treppenraum mit einem ein T30 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung Raumabschluss der Brandbekämpfungsabschnitte und der Nutzungseinheiten durch ein T90 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung Öffnungsabschluss zwischen Nutzungseinheit und notwendigem Treppenraum mit einem ein T30 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 10

11 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Grundriss Erdgeschoss NTR 1 NTR 2 kein Öffnungsabschluss, dynamische Fluchtweglenkung Raumabschluss der Brandbekämpfungsabschnitte durch ein dynamische Fluchtweglenkung kein Öffnungsabschluss, T90 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 11

12 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Grundriss 1. Obergeschoss NTR 1 NTR 2 kein Öffnungsabschluss, dynamische Fluchtweglenkung Raumabschluss der Brandbekämpfungsabschnitte durch ein T90 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung kein Öffnungsabschluss, dynamische Fluchtweglenkung Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 12

13 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Grundriss 2. Obergeschoss NTR 1 NTR 2 Öffnungsabschluss zwischen dem notwendigen Flur und dem notwendigen Treppenraum mit einem textilen Rauchschutzabschluss und dynamische Fluchtweglenkung Raumabschluss der Brandbekämpfungsabschnitte durch ein T90 DIN RS Türelement mit Feststelleinrichtung und dynamischer Fluchtweglenkung Öffnungsabschluss zwischen dem notwendigen Flur und dem notwendigen Treppenraum mit einem textilen Rauchschutzabschluss und dynamische Fluchtweglenkung Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 13

14 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Funktionsbeschreibung der Ansteuerungen erfolgte im Textteil des Brandschutzkonzeptes Festlegung der Meldebereiche in Visualisierungsplänen zur Tabelle der Funktionsmatrix Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 14

15 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 15

16 Funktionsmatrix für den Brandfall Schulgebäude Brandereignis im Erdgeschoss im Brandbekämpfungsabschnitt 2 Öffnungsabschlüsse im Kellergeschoss und im 2. Obergeschoss zum notwendigen Treppenraum im betroffenen Brandbekämpfungsabschnitt 2 schließen Horizontale Selbstrettung in den nicht vom Brandereignis betroffenen Brandbekämpfungsabschnitt 1 Richtungspfeil der dynamischen Fluchtweglenkung wird aktiviert Nutzung des notwendigen Treppenraumes im Brandbekämpfungsabschnitt 2 ist gesperrt Kreuz der dynamischen Flucht-weglenkung wird aktiviert Gebäudeschnitt durch notwendigen Treppenraum im Brandbekämpfungsabschnitt 2 Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 16

17 Funktionsmatrix beauftragt nach der Fertigstellung des Objektes Aufgabenstellung resultierte aus Feststellungen der Inbetriebnahmen, Prüfungen und Abnahmen der errichteten sicherheitstechnischen Anlagen im Bereich des Neubaus auf dem Gelände des Krankenhauses mit den tangierenden Gebäudeanschlüssen Darstellung der bauordnungsrechtlich erforderlichen Funktionen und Schnittstellen resultierend aus den Anforderungen des Brandschutzkonzeptes als Basis für die Errichtung und den Betrieb des Gebäudes. Funktionsmatrix Grundlage für die Durchführung der Erstprüfung und der wiederkehrenden Prüfung der betroffenen Komponenten A: Bauaufsichtliche Prüfung durch Prüfsachverständige an prüfpflichtigen Anlagen (zum Beispiel: Brandmelde- und Alarmierungsanlagen, raumlufttechnischen Anlagen, Sicherheitsstromversorgungsanlagen, Sprinkleranlagen, Überdrucklüftungsanlagen, Anlagen zur Rauchfreihaltung, und so weiter). B: Prüfung überwachungsbedürftiger Anlagen gemäß Betriebssicherheitsverordnung durch eine Zentrale Überwachungsstelle (ZÜS) (zum Beispiel: Aufzüge, ampfkessel, Druckbehälter und so weiter). C: Sachkundigenprüfung an Brandschutzkomponenten (zum Beispiel: Brandschutzund Rauchschutztüren, textilen Brand- und Rauchschutzabschlüssen und so weiter). Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 17

18 Erarbeitung erfolgte rückwirkend auf der Basis der übergebenen Dokumentationen aller betroffenen Gewerke kein üblicher Einfluss auf den Planungs- und Errichtungsprozess, Notwendigkeit die vorhandenen Anlagenfunktionen mit der Sollmatrix abzugleichen und gegebenenfalls zu verändern oder zu ergänzen (beispiels-weise Nachrüstung der erforderlichen Melder der Brandmeldeanlage gemäß den Anforderungen an die den Überwachungsumfang nach DIN VDE , Nachrüstung ansteuerbarer Brandschutzklappen) Dokumentation der realisierten Bauteile und Anlagen zu vergleichen und eine Prüfgrundlage für eine Schnittstellenprüfung durch einen bauaufsichtlich anerkannten Prüfsachverständigen nach M-PrüfVO zu erstellen. Die Funktionsmatrix für den Brandfall stellt den den abschließenden Stand zum Zeitpunkt der Erstellung dar. Aus der Bearbeitung resultieren noch brandschutztechnische Sanierungen, die durchgeführt werden müssen. Um die erforderlichen Maßnahmen und offenen Punkte, die aus der Erarbeitung der Funktionsmatrix für den Brandfall resultieren, wurden an den entsprechenden Stellen in der Beschreibung und in den Tabellen-blättern blaue, kursive Schrift verwendet. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 18

19 Gebäudegrundriss Ebene -1 Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 19

20 Gebäudegrundriss Ebene 0 Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 20

21 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall 1. Funktionsbeschreibung der Funktionsmatrix für den Brandfall 2. Tabellenblätter der Funktionsmatrix für den Brandfall Die Funktionsmatrix für den Brandfall wurde als Tabellendokument erstellt. Diese Tabelle besteht aus 5 einzelnen Tabellenblättern mit einer Größe von jeweils 197,0 x 59,4 cm. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 21

22 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall Die Funktionsmatrix für den Brandfall besteht aus der tabellarischen Funktionsmatrix der Verknüpfungen der Gesamtheit aller sicherheitstechnischen Anlagen und Einrichtungen, die im Brandfall nach in Aktion treten müssen. X-Achse der Funktionsmatrix für den Brandfall Gesamtheit der Sensoren der Brandmeldeanlagen und der Löschanlagen der verschiedenen Gebäudeteile Darstellung der Sensoren getrennt nach Gebäude und Brandabschnitten (Zeile 1 und 2), weitere Unterteilung in Geschossebenen Darstellung der Meldegruppen der Sensoren und ihre Spezifikation (AM, AM UD, DKM) in Zeile 3 und 4 Y-Achse der Funktionsmatrix für den Brandfall Gesamtheit der Aktoren der anzusteuernden sicherheitstechnischen Anlagen und Einrichtungen Darstellung getrennt nach Gewerken Für eine jeweils in sich funktionierende Anlage oder Einrichtung werden die Anlagenkomponenten mit der Bezeichnung und der jeweiligen Aktion, die im Brandfall ausgeführt wird, dargestellt. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 22

23 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall 3. Visualisierungspläne zur Funktionsmatrix für den Brandfall Zur Übersicht der Sensoren und Aktoren wurden Übersichtspläne erstellt. Diese insgesamt 4 Pläne haben eine Größe von jeweils 208,0 x 84,1 cm. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 23

24 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall - Visualisierungspläne Visualisierung der Sensoren Grundriss stellt die realisierten Meldegruppen der Brandmeldeanlage dar. In diesen Beispiel sind die automatischen Melder, die sich im Raum befinden dargestellt. Weitere Grundrisse stellen die automatischen Melder in den Unterdecken und die nichtautomatischen Melder (Druckknopfmelder) dar. Visualisierung der Aktoren Beispielgrundriss stellt die Anlagen zur Rauchfreihaltung dar. Überdrucklüftungsanlagen Natürliche Rauchabzugsanlagen Maschinelle Rauchabzugsanlagen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 24

25 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall - Funktionsbeschreibung Die Funktions- und Schnittstellenmatrix für den Brandfall unterscheidet prinzipiell sicherheitstechnische Anlagen und Einrichtungen, die als Sensoren oder als Aktoren im Zusammenwirken der Anlagen dienen. Die Brandmeldeanlage Kategorie 1 nach DIN 14675: ist der wesentliche Bestandteil der Funktions- und Schnittstellenmatrix für den Brandfall. Die Sensoren sind: Automatische Melder der Brandmeldeanlage Nichtautomatische Melder der Brandmeldeanlage Rauchmelder in den Kanälen der raumlufttechnischen Anlagen Automatische Löschanlagen (Alarmventil oder Strömungsschalter) Alarmventil der Löschmonitore der Schaumlöschanlage Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 25

26 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall - Funktionsbeschreibung Weiterhin werden Anlagengruppen betrachtet, die auf Grund ihrer Funktion oder ihrer Lage im Gebäude im Brandfall als Aktoren tätig werden müssen. Die Aktoren sind: Geräte der Feuerwehrperipherie Alarmierungsanlagen Geräte und Komponenten der raumlufttechnischen Anlagen Natürliche Rauchabzugsanlagen (NRA) Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA) Überdrucklüftungsanlagen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 26

27 Struktur der Funktionsmatrix für den Brandfall - Funktionsbeschreibung Weiterhin werden Anlagengruppen betrachtet, die auf Grund ihrer Funktion oder ihrer Lage im Gebäude im Brandfall als Aktoren tätig werden müssen. Die Aktoren sind: Aufzugsanlagen mit Brandfallsteuerungen Feuerschutzabschlüsse und Feststelleinrichtungen Sicherheitsstromversorgungsanlagen Dampfkesselanlage Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 27

28 Vernetzung (Zusammenschaltung) von vorhandenen Brandmeldeanlagen des Gesamt-geländes und neu errichteten Brandmeldeanlagen Auf dem Gelände ist am Hauptzugang eine übergeordnete Brandmeldezentrale für die Gesamtliegenschaft angeordnet. 3 zu betrachtende Gebäude mit Brandmeldezentrale Sicherheitstechnische Anlagen wirken an den Übergängen zwischen den Gebäuden auch auf das jeweils nebenliegende Gebäude Besonderheit: 2 Übertragungseinheiten zur Leitstelle ÜE 1 Brandalarm in Gebäuden ÜE 2 Brandalarm auf dem Hubschrauberlandeplatz Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 28

29 Alarmierungsanlagen Im Gebäude zu betrachtende Alarmierungsanlagen - akustische Alarmierung Auslösung eines DIN-Signaltones - Schwesternrufanlage Stille Alarmierung Die Alarmanzeige bei Detektion eines Brandes erfolgt auf den Displays der Schwesternrufanlage stationiert ist. Auf dem Display wird der Text Feuer angezeigt. Gleichzeitig wird ein akustisches Signal abgegeben. - Paralleltableaus der Brandmeldeanlage Stille Alarmierung In den folgenden Bereichen sind Paralleltableaus der Brandmeldeanlage in den Räumen stationiert. Durch das Tableau erfolgt eine Anzeige des Brandereignisses unter Angabe der Nummer des ausgelösten Melders und der Raumbezeichnung bei Detektion eines Brandereignisses. - OP-Tableau Stille Alarmierung Bei Detektion eines Brandes in den Brandabschnitten 3 und 4 erfolgt auf den Tableaus die Textanzeige Brandalarm und die Angabe zur Geschossebene und dem Bereich unter Angabe der Nutzung (zum Beispiel Brandalarm, Ebene 0, Röntgen), in welcher das Brandereignis detektiert wurde. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 29

30 Alarmierungsanlagen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 30

31 Raumlufttechnische Anlagen Das Steuerungskonzept für den Brandfall ermöglicht die gezielte Ansteuerung und das Auslösen (Schließen) der Brandschutzklappen. Es werden die raumlufttechnischen Anlagen gemäß den Anforderungen des Brandschutzkonzeptes in den vom Brand betroffenen Brandabschnitten abgeschaltet. Die bauliche Anlage ist durch Brandwände, raumabschließende Wände und Decken in brandschutztechnisch getrennte Bereiche unterteilt (Abschottungsprinzip). Die Brandsicherheit der baulichen Anlage, die durch das Abschottungsprinzip hergestellt wurde, wird durch abschnittsübergreifende oder verbindende raumluft- technische Anlagen beeinträchtigt. Die Absperrvorrichtungen gegen die Übertragung von Feuer und Rauch, die in den Lüftungsleitungen bei der Querung von Brandwänden und Geschossdecken angeordnet sind, werden angesteuert und schließen. Eine brandabschnittsübergreifende Übertragung von Feuer und Rauch wird dadurch verhindert. Das Konzept für die Ansteuerung und Abschaltung der raumlufttechnischen Anlagen gilt nicht für die Anlagen, die Operationssäle versorgen. Die Ansteuerung dieser Anlagen wurde auf Grund der Nutzeranforderung (Weiterbetrieb der Anlagen bis zum Brandereignis im OP-Saal) gesondert betrachtet. Nutzeranforderung - Weiterbetrieb der raumlufttechnischen Anlagen, bis zum Brandereignis im betreffenden OP-Saal Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 31

32 Raumlufttechnische Anlagen - OP-Säle Zentralgeräte R18 und R19, RLT- Anlagen für 6 Operationssäle (R21, R22, R23, R24, R25, R26) Detektion eines Brandes in Ebene 1 und 2 - Abschaltung der zentralen Luftaufbereitung R18 und R19, Weiterbetrieb in Umluftfunktion in OP- Sälen Ansteuerung der Öffnungsfunktion Jalousieklappe Detektiertes Brandereignis im OP-Saal Abschaltung des Zuluftgerätes des betroffenen OP-Sales, Brandschutzklappen schließen, Ansteuerung der Schließfunktion der Jalousieklappe Weiterbetrieb der Zuluftgeräte und der RLT-Anlagen der weiteren OP-Säle in Umluftfunktion Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 32

33 Raumlufttechnische Anlagen der OP-Säle - Zuordnung der RLT-Anlagen zu den Meldegruppen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 33

34 Raumlufttechnische Anlagen der OP-Säle Meldegruppen sind nicht identisch mit den Versorgungsbereichen der raumlufttechnischen Anlagen Erfordernis eines Auszuges aus der Tabelle zur Funktionsmatrix Programmierung basierend auf den Einzelmeldern, Bearbeitung erfolgte sonst bezogen auf die Meldegruppe Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 34

35 Funktionsmatrix für den Brandfall Krankenhaus Maschinelle Rauchabzugsanlagen Gemäß dem Brandschutzkonzept sind innenliegende notwendige Flure, die keine Anbindung an die Außenluft besitzen, zur Rauchableitung mit maschinellen Rauchabzugsanlagen auszustatten. Die maschinellen Rauchabzugsanlagen zur Rauchableitung aus Rettungswegen werden erst in Betrieb genommen, wenn Rauchgase im zu entrauchenden Bereich detektiert werden. Bei Brandereignissen in den angrenzenden Nutzungseinheiten bleiben die maschinellen Rauchabzugsanlagen außer Betrieb. Unterer Grundriss Ebene -1 Anlagen zur Rauchfreihaltung Grün NRA Rosa MRA Gelb - Überdrucklüftungsanlagen Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 35

36 Textile Rauch- und Feuerschutzabschlüsse Zur Sicherung der Brandabschnittstrennung zwischen dem Brandabschnitt 4 und dem Verbindungsgang zum Haus 33 innenliegende textile Feuerschutzabschlüsse (BSV 3 (FSA 3), BSV 4 (FSA 4), BSV 6 (FSA 5), BSV 7 (FSA 6) und BSV 8 (FSA 8)) vor den Fenstern im 5m- Bereich realisiert. Die Inbetriebnahme (Schließen) erfolgt bei Brandmeldung 1. der Handtaster der textilen Feuerschutzabschlüsse in den Räumen A.039, A040, A.116, A.117 und A der systemintegrierten automatischen Melder der Feststelleinrichtung der Feuerschutzabschlüsse BSV 3 (FSA 3), BSV 4 (FSA 4), BSV 6 (FSA 5), BSV 7 (FSA 6) und BSV 8 (FSA 8). 3. der automatischen Melder der Meldegruppen der Räume A.039, A040, A.116, A.117 und A.219. Bei Brandmeldung einer dieser Sensoren sind alle textilen Feuerschutzabschlüsse zu schließen. Dipl. Ing. Architekt Steffen Tietze MEng. I 2016 Folie 36