Brandschutz III Fachgebiet Baulicher Brandschutz Rauch- und Wärmeabzugsanlagen RWA

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1 Brandschutz Fachgebiet Baulicher Brandschutz Rauch- und Wärmeabzugsanlagen RWA

2 Baulicher Brandschutz A: Ziele der Rauchableitung B: RWA im Bauordnungsrecht C: Wirkungsweisen der Rauchableitung D: natürliche RWA - NRA E: maschinelle RWA MRA F: besondere Anlagen

3 o DIN : Bemessung und Dimensionierung; o DIN EN : (FprEN :2014) Prüfverfahren und Anforderungen an Geräte

4 o Tabellen und Berechnungsverfahren Dimensionierung von Rauchabzugsöffnungen, mit denen in Abhängigkeit von der Raumhöhe eine festgelegt Höhe der raucharmen Schicht erreicht wird; o Hinweise und Festlegungen Anwendung der Bemessungsregeln; Für den Einbau; Rauchabschnittsgröße auf AR m² begrenzt, Ausnahme bis m²;

5 o Parameter Energiefreisetzungsrate; Rechnerische Brandfläche bzw. Bemessungsgruppe; Raumhöhe (lichte Höhe zwischen Boden und horizontaler Decke/Dach oder mittlere lichte Höhe bei geneigten Dächern/Decken); Angestrebter Höhe der raucharmen Schicht (min. d = 2,50 m, abhängig von den Schutzzielen, je nach Nutzung);

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7 o Größe von Rauchabschnitten Fläche m² als Raum; Durch Rauchschürzen unter dem Dach/Decke in Abschnitte m² unterteilt; Rauchschürzen, z.b. Unterzüge oder nach DIN EN :2006; Ausnahme nach Abschnitt 6.2 a) Für je 100 m² A w um 10% erhöhen; oder b) Reduzierung der Rauchschürzenhöhe (Mindestwert 1m);

8 o Zuluftflächen Bodennahe Nachströmflächen A zu ; Parameter: Fläche größter Rauchabschnitt, an zwei Gebäudeseiten; Eigenständiger Zuluftvorrichtungen, Klappen, Jalousien-Lüfter; Tore, Türen oder Fenster (gekennzeichnet), zerstörungsfrei von außen öffenbar; Unverzüglich nach Öffnen der NRA freigegeben;

9 o Zuluftflächen Größe: 1,5 x A w aller NRA des größten Rauchabschnitts; Reduzierung möglich, wenn: a) A w in allen Rauchabschnitten um 50% erhöht; und b) Bodennahe Zuluft; und c) Abstand zwischen OK Zuluftöffnung und UK Rauchschichtgrenze 2m;

10 o Wirksame Fläche einer Zuluftöffnung Abhängig von der Art und Anordnung der Öffnungsfläche;

11 o Geometrische Anforderungen Zuluftflächen Abstand zwischen OK Zuluftöffnung und Rauchgasschicht allgemein 1 m; Bei Türen b 1,25m auf 0,5 m reduziert; Zuluftfläche < 1,5 x A w 2 m;

12 o Brandentwicklungsdauer (BED) Zeitspanne von der Brandentstehung bis zur ersten Brandbekämpfung = BED; Zeitspanne von Brandentstehung bis Brandmeldung = BED 1 = kons. = 10 Min.; Ausnahmen: Unberücksichtigt bei BMA und ständige/dauerhafte Personalbesetzung 24/7; Automatische Auslösung NRA über Brandmelder BED 1 = 5 Min;

13 o Brandentwicklungsdauer (BED) Zeitspanne von Brandmeldung bis Brandbekämpfung = BED 2.1 = kons. = 10 Min.; Ausnahmen: Werkfeuerwehr vorhanden BED 2.2 = 5 Min.; Ungünstige Verhältnisse BED 2.3 = 15 Min; Außergewöhnlich ungünstige Verhältnisse BED 2.4 = 20 Min.; o BED = BED 1 + BED 2.n Festlegung der BMG nach Abs. 5.7

14 o Bemessungsgruppe BMG Brandfläche ergibt sich aus Brandentwicklungsdauer und Brandausbreitungsgeschwindigkeit; Bei unterschiedlichen Nutzungen ist die höchste Brandentwicklungsgeschwindigkeit maßgebend; i.d.r. werden mittlere Brandentwicklungsgeschwindigkeiten angenommen, sonst Anhang A der Norm anwenden; Ohne Nachweis kann eine Reduzierung von BMG 4 oder 5 auf BMG 3 erfolgen, wenn eine automatische Löschanlage vorhanden ist;

15 o Bemessungsgruppe BMG

16 o Bemessung nach Tabelle 3 Tabellenwerte gelten für Rauchabschnitte von 200 m² bis m²; Tabelle gilt für: Horizontal angeordnete NRA; BMG 1 5; Raumhöhen: h = 3,0 m bis h = 12,0 m; Unterschiedliche Höhen der raucharmen Schicht: d = 2,5m bis 11,0 m;

17 o Bemessung nach Tabelle 3

18 o Bemessung nach Tabelle 3 Werte wurden für eine Energiefreisetzungsrate von 300 kw/m² ermittelt; Studie hat gezeigt, dass im Bereich 100 kw/m² und 600 kw/m² sehr geringer Einfluss auf A w ; Bodennahe Zuluft, wichtig für stabile Grenzschicht; Nachströmung über NRA anderer Rauchabschnitte nicht generell sicher;

19 o Bemessung NRA in Wandflächen Werte der Tabelle 3 werden durch Korrekturfaktor reduziert (Anhang B);

20 o Beispiel Industriehalle für Metallverarbeitung: m², Raumhöhe 8,50 m; Stahlkonstruktion: Dachbinder h = 1,50 m; Zwei Tore zur Anlieferung 3,0 m x 4,50 m; Vier Türen als Ausgänge 1,0 m x 2,0 m; Keine Werkfeuerwehr, öffentliche Feuerwehr nicht BF; Keine Brandmelde- oder Feuerlöschanlage;

21 o Bemessungsgruppe BMG

22 o Beispiel

23 o Geeignete NRA Geräte, die nach DIN EN gestellten Anforderungen erfüllen, sind geeignet; o Geeignete Rauchschürzen Rauchschürzen nach DIN EN (auch geschlossene Dachbinder);

24 o Regeln für den Einbau Möglichst gleichmäßig über den Rauchabschnitt verteilt anordnen; Windeinflüsse bei Anordnung berücksichtigen; NRA 25 cm über Dachfläche; Vorzugsweise Große Anzahl Geräte mit kleinerer Öffnungsfläche; Je 200 m² Rauchabschnittsfläche mindestens 1 NRA-Gerät;

25 o Regeln für den Einbau Mindestfläche eines NRA-Geräts 1 m²; Kleine Seitenlänge bzw. Durchmesser 1,5 x z 0,5 ; Abstand NRA-Gerät zur Außenwand: 10 m und 5 m; Abstand zwischen NRA-Geräte: 20 m und 4 m; NRA-Öffnung darf durch andere Bauteile (Dachaufbau) nicht beeinträchtig werden;

26 o Regeln für den Einbau NRA-Geräte eines Rauchabschnitts bei Fernauslösung gleichzeitig öffnen; Automatische Auslösung (i.d.r. bei 72 C) auch erforderlich, bedingt eine gute Anströmbarkeit des Sensors; Handauslösung von sicherer Stelle aus, unbeabsichtigtes Auslösen oder Schließen muss verhindert werden; Leitungen vor Beschädigungen oder Zerstörung geschützt verlegt;

27 o Zusammenwirken mit Löschanlagen Grundsätzlich eine Kombination Löschanlage NRA möglich; Auslösetemperatur beider Anlagen kann gleich sein; EFSR-Sprinkleranlagen: NRA ausschließlich mit Handauslösung; Auslösung bei Gas- oder Wassernebellöschanlagen abstimmen;

28 o Prüfung, Wartung und Instandsetzung Prüfung: nach Errichtung und Änderung sowie auf Basis von techn. Prüfverordnung; Errichterbescheinigung ist auszustellen = Bestätigung der Übereinstimmung mit Norm; Wartung: jährlich, Prüfbuch ist zu führen; Analgenteile müssen nach DIN EN zertifiziert sein oder ein ABP nach DIN aufweisen; Defekte sind unverzüglich zu beheben;

29 Brandszenarien und Plumemodelle o Vereinfachtes Zonenmodell Verschiedene Brandszenarien; Annahme: untere raucharme Schicht erwärmt sich nicht; o Voraussetzungen für Massen und Energiebilanz Stationärer Fall; Erwärmung der in die Rauchgasschicht eingetragenen Umgebungsluft; Wärmemenge der über die NRA abgeführter Rauchgasmenge; Wärmemenge zur Erwärmung der Bauteile in der Rauchgasschicht;

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32 Brandszenarien und Plumemodelle o Stationäre Betrachtung Zeitpunkt der Öffnung der NRA unberücksichtigt; Folge: vor dem Öffnen kann sich Rauch auch unterhalb des errechneten Rauchpolsters ausbreiten; Folge: automatische Ansteuerung NRA, wenn Rettungswege gesichert werden sollen; Rauchgastemperaturen liegen bei diesem Verfahren i.a. auf der sicheren Seite;

33 Brandszenarien und Plumemodelle o Bemessungsbrände Brandfläche ist Abhängig von der Brandbemessungsgruppe (BMG) BMG1 => 5m²; Spezifische Brandleistung h c = 300 kw/m²; Strahlungsverluste f r,pl : pauschal mit 20% der Brandleistung festgelegt; Verhältnis Zuluft zu Abluft: 1,5 : 1,0; Tabelle A.1: BMG 3 internationale design fire 6 MW

34 Natürliche RWA NRA Brandszenarien und Plumemodelle o Bemessungsbrände Tabelle A.1

35 Natürliche RWA NRA Brandszenarien und Plumemodelle o Brandausbreitungsgeschwindigkeiten Tab. A.2

36 Brandszenarien und Plumemodelle o Massenstrom Summe aus: Menge des verbrannten Brandgutes plus In unterer Schicht eingemischte Frischluft Unterschiedliche Formeln in der Literatur vorhanden; Große Streuung in den Ergebnissen; Randbedingungen/Gültigkeitsgrenzen beachten;

37 Natürliche RWA NRA Thomas und Hinkley

38 Natürliche RWA NRA Zukoski

39 Brandszenarien und Plumemodelle o Thomas und Hinkley Gültigkeit: Große Räume, wenn die Flammenspitze in die Rauchgasschicht ragt Eingeschränkt gültig: Hohe Räume mit kleinen Brandflächen Anwendung für Modell von Zukoski

40 Brandszenarien und Plumemodelle o DIN BMG 1 3, h c = 300 kw/m² Modell nach Zukoski; h fl d Modell nach Thomas und Hinkley; Beziehungen nicht kompatibel Übergangsbereich festgelegt; Grenze für den Übergang: h fl = 0,5 d;

41 Brandszenarien und Plumemodelle o DIN Lineare Interpolation der Ergebnisse beider Formeln; Folgende Anwendungsgrenzen wurden festgelegt: h fl 0,5d Modell nach Zukoski; h fl d Modell nach Thomas und Hinkley; h fl < d < 2h fl lineare Interpolation zwischen beiden;

42 Brandszenarien und Plumemodelle o DIN Interpolationsfaktoren f int für h fl < d < 2h fl lineare Interpolation zwischen beiden; m pl = f int m pl, Zuk+ 1 f int m pl, TomHin

43 Natürliche RWA NRA Brandszenarien und Plumemodelle o Grenzen der Aufstiegshöhen