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Hochdruck Nebellösch Anlage











 

Rotkreuz-Krankenhaus München
2. BA / Funktionsbau

Komplexe Gebäudesysteme mit hohem Personenverkehr stellen besondere Anforderungen an den Brandschutz. Dies trifft besonders auf die Bauaufgabe „Krankenhaus“ zu, wo sehr heterogene Betriebseinrichtungen auf engem Raum untergebracht sind, wie z. B. Küche, Labor, Röntgen, Pflegezimmer, Technikzentralen, OP-Säle und vieles mehr. Die vernetzten Funktionsanforderungen im Krankenhaus erfordern in der Regel eine möglichst offene durchlässige Struktur, um die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Abteilungen und guten Arbeitsbedingungen zu ermöglichen.

Diesen Zielen stehen die Anforderungen des Brandschutzes entgegen. Die Strategie des baulichen Brandschutzes zielt auf die Gewährleistung von feuer- und rauchsicheren Fluchtwegen an allen Arbeitsstätten ab, was tendenziell zu kleinteiligen abgeschlossenen Raumstrukturen führt. Zudem sind als Schutz gegen Feuerüberschlag in angrenzende Bauteile Öffnungen nach Außen nur eingeschränkt möglich, sowohl in Wand- als auch in Decken- bereichen. Das betrifft auch alle Medien, d. h. Elektroleitungen und Lüftungskanäle. Diese müssen brandschutztechnisch abgeschottet, bzw. bei der Wanddurchführung mit Brandschutzklappen ausgestattet werden.

Als Ausweg aus dieser Situation steht jedoch eine technische Möglichkeit zur Verfügung, die für viele der oben genannten Sachzwänge zu deutlichen Verbesserungen führt:

  • Lockerung der strikten Brandschutzanforderungen für Fluchtwege
  • Türen, Fenster und Oberlichte ohne technische Brandschutzeinrichtungen
  • zugängliche Installationen in der abgehängten Decke über dem Flur.

Möglich wird dies durch den flächendeckenden Einbau einer automatischen Löschanlage. Zur Kompensation der zukünftigen Geschossgröße im Erdgeschoss, wurde daher in Abstimmung mit der Branddirektion München angeregt, eine automatische Löschanlage in die Planung zu integrieren. Zudem wird der im 2. Bauabschnitt befindliche Installationsgang im Tiefgeschoss mittels Löschanlage geschützt. Als Innovation im Krankenhausbau kommt dabei eine sog. Hochdruckwassernebel-Löschanlage (HDWN-Löschanlage) zum Einsatz.

Die architektonische Werkplanung zu dem oben beschriebenen Objekt stammt aus dem Architekturbüro Rappmannsberger, Rehle und Partner aus München. Das Brandschutzkonzept wurde in Zusammenarbeit mit dem Architekten, zwei Sachverständigenbüros für Brandschutz, der Branddirektion München und dem Planungsbüro für die automatische Löschanlage (Ingenieurbüro Gangl) erarbeitet.

Neben der automatischen Löschanlage wurden in allen Geschossen Entnahmestellen für eine Löschwasserleitung Trocken montiert. Die Einspeisung mit Löschwasser erfolgt im Bereich des Wirtschaftshofes durch die Feuerwehr. In Abstimmung mit der Branddirektion sind im 1. Obergeschoss zur Bekämpfung von Entstehungsbränden Wandhydranten Naß vom Typ S mit formbeständigem Druckschlauch nach DIN 14461 vorgesehen. In sämtlichen Geschossen sind Handfeuerlöscher nach den Vorgaben der BGR 133 montiert.

Im Krankenhaus kommt der Rettung nicht gehfähiger Personen, und somit der Rauch-freihaltung der Rettungswege, große Bedeutung zu. Für diese Anforderungen ist die in diesem Objekt eingebaute Hochdruckwassernebel-Löschanlage besonders geeignet, da sie aufgrund der sehr großen Oberfläche der Wassertröpfchen die Fähigkeit besitzt Temperaturen schnell abzusenken sowie Rauchpartikel zu binden und auszuwaschen. Als Löschmedium kommt dabei reines Wasser zum Einsatz. Es wird unter hohem Druck an den Düsen in feine Tröpfchen (Tröpfchengröße von 50 bis 120 µm) zerstäubt. Dieser erzeugte Wassernebel breitet sich im Raum aus und entzieht dem Feuer Wärmeenergie (Kühleffekt). Außerdem wird der Wassernebel mit der Umgebungsluft vom Brandherd angesaugt und dort aufgrund der hohen Temperaturen verdampft. Bei der Verdampfung vergrößert sich das Wasservolumen schlagartig auf das ca. 1.600-fache und verdrängt damit am Brandherd den Sauerstoff. Diese örtliche Senkung der Sauerstoffkonzentration erstickt dann das Feuer (Inertisierungseffekt). Personen werden dabei nicht gefährdet, da sich im übrigen Raum die Sauerstoffkonzentration nur unwesentliche ändert.

Ein weiterer Vorteil, der bei der Planung zu diesem Objekt für die HDWN-Löschanlage gesprochen hat, ist der geringe Wasserbedarf der Anlage. Aus der Neuregelung zur Bereitstellung von Löschwasser durch die öffentliche Trinkwasserversorgung, die im DVGW-Arbeitsblatt W405 geregelt ist, ergibt sich, daß der zusätzliche Löschwasserbedarf für den Objektschutz zu 100 Prozent vor Ort zu bevorraten ist. Da durch den für die Bevorratung erforderlichen Platzbedarf dringend erforderliche Tiefgaragenstellplätze entfallen wären, wurde in Abstimmung mit der Branddirektion und dem Wasserversorgungsunternehmen die HDWN-Anlage in das Genehmigungsverfahren aufgenommen. Die Anlage verfügt über einen Vorlagebehälter mit einem Gesamtvolumen von 3.000 l, der problemlos in der Zentrale der Löschanlagen aufgestellt werden konnte.

Die Vorteile der Hochdruckwassernebel-Löschanlage gegenüber der konventionellen Sprinkleranlage sind nachfolgend noch einmal aufgeführt:

  • geringere Leitungsquerschnitte (für Räume bis 25 m² in der Regel nur eine Düse erforderlich. Durchmesser der Anbindeleitung 12 mm)
  • geringere Wassermengen erforderlich, nur ca. 10 % einer konventionellen Sprinkleranlage (geringe Wasserbevorratung)
  • geringe Wasserschäden bei Auslösung (auch an elektrischen Einrichtungen, z. B. Schaltschränke, medizinische Geräte usw.)
  • sehr große Oberfläche der Wassertröpfchen (gute Sichtverhältnisse durch Rauchgas- und Rußpartikelauswaschung)
  • hohe Kühlwirkung des Wassernebels (Personenschutz und Sachwertschutz)
  • geringe Betriebsausfallzeiten aufgrund geringer Wassermengen
  • Hochdruckwassernebel breitet sich gasartig aus, wodurch verdeckt liegende Brandherde besser erreicht werden

Von Seiten des Bauherrn und des Architekten wurde für den Funktionsbau großer Wert auf Flexibilität und offene Gestaltung gelegt. Diese Flexibilität in der zukünftigen Nutzung würde durch hohe bauliche Brandschutzvorkehrungen eingeschränkt werden. Mit dem 3. Bau- abschnitt wird das Erdgeschoss auf eine Gesamtfläche von ca. 3.000 m² erweitert. Der Wunsch nach einer offenen und transparenten Bauweise hat u. a. den Ausschlag für den Einbau einer automatischen Löschanlage im gesamten Erdgeschoss gegeben.

Durch den Einbau der Hochdruckwassernebel-Löschanlage konnten für das Erdgeschoß verschiedene bauliche Verbesserungen erreicht werden:

  • Alle elektrischen Medien dürfen in offenen Pritschen ohne Brandschutzabkofferung über den Fluren im Deckenbereich geführt werden.
  • Keine Brandschutzanforderungen für Decken über den Fluchtwegen.
  • Die Zahl der Brandschutztüren wurde deutlich reduziert.
  • Der apparative Aufwand für Motortüröffner an schweren Brandschutztüren, für Offenhaltevor-richtungen, für Brandschutzklappen und für Rauchabzugsvorrichtungen konnte wesentlich reduziert werden.
  • Offene Theken für Anmeldetresen und Stützpunkte konnten ohne Ab-schottungen aus Brandschutzglas eingerichtet werden. Die zwingende Freihaltung der Flure von Brandlast wurde entschärft.
  • Großflächige Dachverglasungen und Oberlichte benötigten trotz aufsteigender Bauteile keine Brandschutzverglasungen und keinen Rauchabzug. Bild 2: Anmeldung Röntgen
  • Die Bayerische Bauordnung sieht innerhalb von Gebäuden Brandwände in Abständen von höchstens 40 m vor. Diese Abstände dürfen mit dem Anbau des 3. Bauabschnittes überschritten werden.












Bild 2: Offene Theken für Anmeldetresen und Stützpunkte sowie großflächige Dachverglasungen und Oberlichte

Funktionsweise und Schutzbereiche:

Die im Rotkreuz-Krankenhaus München eingebaute HDWN-Löschanlage arbeitet vollautomatisch als Naß-System mit Glasfaßdüsen. Geschützt werden die Räume sowie der Deckenhohlraum über den Fluren. Das Wasser im Rohrnetz steht bis zu den Düsenköpfen an und wird durch eine Druckhaltepumpe ständig auf einem Druck vom ca. 25 bar gehalten. Wird an den Düsen die zulässige Temperatur (Auslösetemperatur 57°C, RTI kleiner 50) überschritten, zerplatzt das Glasfaß und der Druck im Rohrnetz fällt ab. Über den Schaltschrank werden dann nacheinander automatisch die vier Hochdruck-Pumpen (Betriebsdruck der Pumpen 140 bar) der Pumpeneinheit gestartet. Der Betriebsdruck am hydraulisch ungünstigsten Düsen-kopf beträgt mindestens 80 bar.

Das Auslösen der Anlage wird über ein Bereichsventil an die Brandmeldezentrale gemeldet und zur Alarmierung an die Feuerwehr weitergeleitet. Die Pumpen werden erst wieder von der Feuerwehr manuell abgeschaltet. Die Zentrale mit der Pumpeneinheit, dem Kompressor für die Druckhaltung im Rohrnetz, dem Schaltschrank und dem Vorlagebehälter befindet sich im Tief-geschoss. Neben den oben genannten Schutzbereichen im Erdgeschoss wird durch die Anlage noch der Installationsgang im Tiefgeschoss geschützt.

Ausgenommen von der flächendeckenden Ausstattung mit Hochdruckwassernebel-Düsen sind nach Abstimmung mit der Branddirektion – analog der Regelung bei konventinellen Sprinkleranlagen – Räume bis ca. 20 m², wenn diese feuerbeständige Wände (F 90 nach DIN 4102) und Türen der Qualität T 30, selbstschließend, besitzen.

Bild 3: Düsenanordung im Bereich des Deckenzwischenraums und als Raumschutz im Flur (Metallpaneeldecke)

 

 

Bild 4: Hochdruck-Pumpeneinheit mit Schaltschrank und Vorlage- behälter 3.000 l (im Vordergrund) in der Zentrale im Tiefgeschoss

Abschließend sei noch darauf verwiesen, daß der Bauherr für die Baumaßnahme 2. Bau- abschnitt vom Freistaat Bayern öffentliche Fördermittel erhält. Aus diesem Grund mußte vor der Realisierung der HDWN-Löschanlage die Wirtschaftlichkeit der Anlage nachgeweisen werden. Dieser Nachweis konnte aufgrund der Einsparungen im baulichen Brandschutz des Architekten, z. B. durch Reduzierung der Kosten für Brandschutztüren und –verglasung, sowie der Haustechnikplaner, durch Einsparung der Brandschutzverkleidung für Elektrokanäle in den notwendigen Fluren gemäß Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie, bzw. durch den Verzicht auf Brandschutzklappen für Lüftungskanäle und Einsparungen für maschinelle Entrauchungs- anlagen, erbracht werden.

Die Abnahme der HDWN-Löschanlagen für den hier vorliegenden Anwendungsfall, durch den Verband der Schadensversicherer (VdS), war zum Zeitpunkt der Planung noch nicht möglich, da die entsprechenden Richtlinien für die Auslegung und Zulassung dieser Anlagen nicht existierten. Daher erfolgte die abschließende Abnahme und Prüfung der Anlagen durch einen verantwortlichen Sachverständigen für die Prüfung von sicherheitstechnischen Anlagen und Einrichtungen gemäß 5. Abschnitt zur Sachverständigenverordnung-Bau. Geeignet für diese Abnahme sind Sachverständige für das Fachgebiet automatische Löschanlagen. Diese Vorge-hensweise wurde vom Sachverständigenbüro in das Brandschutzkonzept aufgenommen und ersetzt in baurechtlicher Hinsicht die Prüfung durch die technische Prüfstelle des Verbandes der Sachversicherer, sofern diese vom zuständigen Sachversicherer nicht ausdrück-lich gefordert wird. Die Abnahme der hier beschriebenen Hochdruckwassernebel-Löschanlage erfolgte am 12.08.2004 durch den TÜV Süddeutschland.


Anmerkung:

Mittlerweile verfügt die hier eingebaute Anlagentyp für den Anwendungsfall Krankenhaus (VdS CEA 4001 / 2000-04: OH 1, Wirkfläche 72 m²) über ein entsprechendes Zertifikat vom Verband der Sachversicherer (VdS) und kann somit direkt durch den VdS abgenommen werden.




München, 21. September 2004


Dipl.-Ing. (FH) Thomas Platen