Rauchschutzdruckanlagen Februar 2016 Prof. Dr. Schütz Folie-1
Muster-Hochhaus-Richtlinie, 2008 4.2 Notwendige Treppenräume, Sicherheitstreppenräume 4.2.8 Vor den Türen innenliegender Sicherheitstreppenräume müssen Vorräume angeordnet sein, in die Feuer und Rauch nicht eindringen kann. Öffnungen in den Wänden dieser Vorräume sind zulässig 1. zum Sicherheitstreppenraum, 2. zu notwendigen Fluren. Der Abstand von der Tür zum Sicherheitstreppenraum zu anderen Türen muss mindestens 3 m betragen. Folie-2
Muster-Hochhaus-Richtlinie, 2008 6.2 Druckbelüftungsanlagen 6.2.1 Der Eintritt von Rauch in innenliegende Sicherheitstreppenräume und deren Vorräume sowie in Feuerwehraufzugsschächte und deren Vorräume muss jeweils durch Anlagen zur Erzeugung von Überdruck verhindert werden. Ist nur ein innenliegender Sicherheitstreppenraum vorhanden, müssen bei Ausfall der für die Aufrechterhaltung des Überdrucks erforderlichen Geräte betriebsbereite Ersatzgeräte deren Funktion übernehmen. Folie-3
Muster-Hochhaus-Richtlinie, 2008 6.2 Druckbelüftungsanlagen 6.2.2 Druckbelüftungsanlagen müssen so bemessen und beschaffen sein, dass die Luft auch bei geöffneten Türen zu dem vom Brand betroffenen Geschoss auch unter ungünstigen klimatischen Bedingungen entgegen der Fluchtrichtung strömt. Die Abströmungsgeschwindigkeit der Luft durch die geöffnete Tür des Sicherheitstreppenraums zum Vorraum und von der Tür des Vorraums zum notwendigen Flur muss mindestens 2,0 m/s betragen. Die Abströmungsgeschwindigkeit der Luft durch die geöffnete Tür des Vorraumes eines Feuerwehraufzugs zum notwendigen Flur muss mindestens 0,75 m/s betragen. Folie-4
Muster-Hochhaus-Richtlinie, 2008 6.2 Druckbelüftungsanlagen 6.2.3 Druckbelüftungsanlagen müssen durch die Brandmeldeanlage automatisch ausgelöst werden. Sie müssen den erforderlichen Überdruck umgehend nach Auslösung aufbauen. Folie-5
Schutzziel nach Hochhausrichtlinie Luftgeschwindigkeit: mindestens 2,0 m/sec bei einer offenen Tür Treppe-Vorraum und Vorraum-Flur Luftgeschwindigkeit: mindestens 0,75 m/sec bei einer offenen Tür Vorraum-Flur zum Feuerwehraufzug Türöffnungskraft 100 N Folie-6
Messtechnik Flügelrad: 16mm 100mm Messbereich: +0,6 40 m/sec 0,3 20 m/sec Genauigkeit: ±(0,2+1,5 % v. Mw.) ±(0,1+1,5 % v. Mw.) 0,75+- 0,211 m/sec 0,75 +- 0,11 m/sec Schwankungen mitteln Anströmrichtung beachten Mindestens: an allen Stellen über 2 m/sec Folie-7
12 10 8 6 4 Spalte 1 Spalte 2 Spalte 3 2 0 Zeile 1 Zeile 2 Zeile 3 Zeile 4 Folie-8
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Der Luftdruck in der Atmosphäre wird durch Luftdichte und Höhe bestimmt p= p 0 g h h p 0 p Folie-12
Bei geringerer Dichte ist die Neigung steiler p= p 0 g h h Dichte niedrig, innen Dichte hoch, außen p 0 p Folie-13
Der Differenzdruck innen außen und Druckausgleich am Fuß des Gebäudes, Überdruck im Gebäude Winterfall p= g h h p innen p p aussen p 0 p Folie-14
Der Differenzdruck innen außen und Druckausgleich am Fuß des Gebäudes, Unterdruck im Gebäude p= g h h Sommerfall p aussen p p innen p 0 p Folie-15
Der Differenzdruck innen außen (h Geschoss =3m) t i =20 C, t a = 10 C / 35 C i =1,19 kg /m 3, a = 1,32 kg /m 3 / 1,13 kg /m 3 p= 3,8 Pa / 1,8 Pa pro Geschoss Folie-16
Der Differenzdruck innen außen und Druckausgleich am Kopf des Gebäudes, Unterdruck im Gebäude p= g h h p p 0 p Folie-17
Der Differenzdruck innen außen und Durchströmung des Gebäudes, Druckdifferenzen an der Ein- und Ausströmung h Überdruck zur Umgebung p Unterdruck zur Umgebung p 0 p Folie-18
Fazit: Durch die Dichteunterschiede am Hochhaus ergeben sich Druckunterschiede (Auftrieb) h Überdruck zur Umgebung p Unterdruck zur Umgebung p 0 p Folie-19
Die Durchströmung im Treppenraum erzeugt einen Druckverlust pro Geschoss p Reibung = V 2 2 2 A eff p Reibung =0,050,15 p Reibung =0,353,75 Pa V 2 Überdruckbelüftungsanlagen für Sicherheitstreppenräumen in Hochhäusern Ostertag 2002 Folie-20
Einflussfaktoren für den Druckverlust: Breite Treppe Breite Treppenauge Geschoßhöhe Geländerform möglicher Bypass Überdruckbelüftungsanlagen für Sicherheitstreppenräumen in Hochhäusern Ostertag 2002 Folie-21
Druck über der Höhe 50 Pa Winterfall 50 Pa h mit Druckverlust Druckverlust gleich Auftrieb ohne Druckverlust p 0 p Folie-22
Druck über der Höhe h 50 Pa Sommerfall 50 Pa ohne Druckverlust mit Druckverlust p 0 p Folie-23
Abhilfemaßnahmen Sommer obere Druckregelklappe niedrigerer Differenzdruck einstellen Volumenstrom Ventilator verkleinern, Mindestvolumenstrom einhalten Volumenstrom in verschiedenen Höhen einbringen Winter obere Druckregelklappe auf ca. 30 50 Pa einstellen Volumenstrom Ventilator so vergrößern, dass Auftrieb durch Druckverlust kompensiert wird Folie-24
Abhilfemaßnahmen Differenzdruck abhängig von Außentemperatur Volumenstrom so einstellen, dass Überdruck begrenzt wird, Druckverlust Treppenraum planen Mindestvolumenstrom beachten Folie-25
Beispiel Anzahl Geschosse 25 Geschosshöhe 3 Meter effektiver Querschnitt Treppenraum 2,5 m² geringe Undichtigkeiten Treppenraum n 50 <1,0 1/h Winterfall Sommerfall ausgeglichene Temperaturen Folie-26
60,00 Druckdifferenz über der Höhe 50,00 Druckdifferenz 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Geschoß Winterfall t a =-10 C Vp=21000 m 3 /h Folie-27
70,00 Druckdifferenz über der Höhe 60,00 50,00 Druckdifferenz 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Geschoß Sommerfall t a =+35 C Vp=15.000 m 3 /h aufgeteilt auf zwei Geschosse Folie-28
60,00 Druckdifferenz über der Höhe 50,00 Druckdifferenz 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Geschoß ausgeglichene Temperaturen t a =+20 C Vp=15.000 m 3 /h Folie-29
Anforderungen an die Konstruktion Luftansaugung ohne Kontamination von Rauch und Feuer Leitungen zum Überdruckbereich zur Verteilung der Luft Türschließer an allen beteiligten Türen Druckentlastung bei geschlossenen Türen Entlüftung zur Außenluft Trennung von bedruckten und nicht bedruckten Treppenräumen durch Raum mit Entlüftung Folie-30
Anforderungen an die Konstruktion Überdruckentlastung sollte in 3 sec sich angepasst haben Geregelte Ventilatoren sollten nicht eingesetzt werden (3 sec kaum möglich) Redundanz der Ventilatoren Gesicherte Stromversorgung Leitung in L90 außerhalb des Aufstellungsraumes keine BSK in der Leitung Folie-31
Anforderungen an die Konstruktion Außenluftklappen als selbsttätig öffnende Jalousienklappe mit Federrücklauf (öffnet bei Stromausfall) Folie-32
Anforderungen an die Konstruktion Außenluftklappen als selbsttätig öffnende Jalousienklappe mit Federrücklauf (öffnet bei Stromausfall) Aufstellungsraum: Separater Raum L90-Wände oder im Treppenraum mit Abtrennung der Regelung Rauchauslöseeinrichtungen in der Zuluft sind umstritten: - Schutz vor Rauchansaugung (Großstadt?) - wenn Störung, dann Schutzziel nicht erreicht Folie-33
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Prüfung einer RDA Bemessung, Anlagenkonzept Anforderungen an Ansaugung, Ausblasung, Abströmung Aufstellungsraum Ventilator, Steuerung Funktionsprüfung - Volumenströme - Türkräfte - Türschließung - Steuerung, Auslösung, Meldung Sicherheitsstromversorgung Folie-35
Entnommen aus VDMA 24188 Folie-36
Bauordnungsrechtliche Grundlagen für RDA-Anlagen Hochhausrichtlinie oder Brandschutzkonzept mit genauer Beschreibung der Funktion und der einzuhaltenden Parametern Produkte ohne Leistungserklärung bisher DIN EN 12101-6 Kenntnis notwendig aber nicht allgemein anerkannt Sprinklerschaltung ist keine gesicherte Stromversorgung Folie-37
Unterschieden, Erläutern Rauchschutzdruckanlagen Spülanlagen Spülanlagen mit Druckhaltung Leckagen temperaturgesteuerte Zulufteinbringung... Folie-38