Brandschutzkonzepte optimieren

Wirkprinzipprüfung für Erstabnahme und Sonderfälle

Dieser lösungsorientierte Ansatz bringt auch neue Herausforderungen beim Nachweis der Wirksamkeit der entsprechenden Brandmeldeanlagen mit sich. Baurechtlich geht es dabei um die Durchführung der so genannten Wirkprinzipprüfung. Diese wird von den jeweiligen Länderbauordnungen bei jeder Erstabnahme sowie bei wiederkehrenden Prüfungen für die gesamte Ablaufkette gefordert.

Sicherheit durch Wirksamkeitsnachweis

Ein umfassender Wirksamkeitsnachweis geht über die baurechtlich geforderte Wirkprinzipprüfung noch hinaus und unterstützt auch schon bei der Erstellung des Brandmeldekonzepts. In den Landesbauordnungen und im Brandschutzkonzept wird das Schutzziel definiert und im Brandmeldekonzept, wie es erreicht werden soll. Durch Testaufbauten und einen Wirksamkeitsnachweis kann die Planung und Projektierung optimiert und die Investitionssicherheit garantiert werden. Damit gibt der Wirksamkeitsnachweis Fachplanern eine zuverlässige Planungssicherheit. Die Dokumentation unterstützt sie außerdem in der Phase „Planung und Projektierung“ gemäß DIN 14675.

Die DIN VDE 0833-2 erlaubt den Einsatz von sogenannten punktförmigen Rauchmeldern für Räume bis 12 m Höhe. Wird der Wirksamkeitsnachweis durchgeführt, können diese auch für 16 m hohe Räume eingesetzt werden. Ähnlich verhält es sich auch bei der DIN VDE 0833 Teil 2 bei hohen Luftwechselraten (über 5 m/s) im Raum. Hier muss mit einer Prüfung sicher gestellt werden, dass Brandkenngrößen wie Rauch und Temperatur nachweisbar in ausreichender Menge zum Melder gelangen.

Testfeuer nicht immer realitätsnah

Die Grundlage für einen Wirksamkeitsnachweis ist die Simulation einer Brandentwicklung unter realen Bedingungen, die von der überprüften Anlage detektiert werden muss. Um eine objektive Vergleichbarkeit sicherzustellen, definiert die europäische Normenreihe DIN EN 54 in den jeweiligen Meldernormen sieben Typen von standardisierten Testfeuern (TF1, TF2, usw.).

„Vorgaben der DIN EN 54 entsprechen teilweise dem technischen Stand der 1980er-Jahre: ein punktförmiger Rauchmelder soll bei 2 dB/m Lichttrübung – also bei maximal 37 % Lichttrübung pro Meter – einen Alarm auslösen. Im nach DIN EN 54 genormten Raum mit max. 4,2 m Deckenhöhe hat ein punktförmiger Rauchmelder dafür maximal 840 s Zeit“, sagte Ralf Jock, Senior Consultant strategisches Marketing bei der Siemens-Division Building Technologies. „Moderne Melder detektieren aber viel feiner. Sie bewerten dank algorithmenbasierter Rechenverfahren schon bei einer beginnenden Lichttrübung, ob es sich um einen zunehmenden Schwelbrand oder um eine Täuschungsgröße wie beispielsweise einem Schweißvorgang handelt. Dadurch reagieren moderne Brandmelder deutlich sensibler und sind bei einer echten Gefahr auch schneller“, so Ralf Jock.

Hinzu kommt: Die Testfeuer gehen von Laborversuchen aus und entsprechen deshalb häufig nicht der Realität. Ein Beispiel zeigt: Das TF2 (Schwelen von Buchenholzstäben auf einer Heizplatte von 2 kW), das zu einer Prüfung bei Deckenhöhen zwischen 12 und 16 m eingesetzt wird, erzeugt viel zu wenig Thermik, damit Rauchpartikel bis in diese Höhe gelangen.

Vielfach weicht man deshalb in der Praxis auf ein Testfeuer aus, bei dem die Verbrennung von Schaumstoffmatten zum Einsatz kommt.

„Die eher dunkle Rauchentwicklung entspricht keinem Schwelbrand, allerdings ist die Thermik in diesem Fall so stark, dass die Melder auch in 16 m auf jeden Fall auslösen“, betont Ralf Jock. Wenn Personen, Güter, oder für den Fertigungsprozess relevante Einrichtungen geschützt werden sollen, muss der Brandmelder bei einem Schwelbrand ansprechen, bevor ein offenes Feuer entsteht. Gleiches gilt für den Einsatz einer Nebelmaschine. Sie führt zwar zu einer schnellen Lichttrübung, hat aber mit der Verlaufskurve eines entstehenden Schwelbrandes kaum etwas zu tun.

Aerosolgenerator ergänzen Testfeuer

Vor diesem Hintergrund erweist sich ein Rauch- oder Aerosolgenerator, wie ihn unter anderem die VdS Schadenverhütung GmbH für Wirksamkeitsnachweise empfiehlt, als die deutlich bessere Alternative zu herkömmlichen Testfeuern und Nebelmaschinen. Mit dem Aerosolgenerator „AG2000“ setzt Siemens auf ein baugleiches Modell.

Der Generator kann das Testfeuer TF2 – schwelende Buchenholzstäbe auf einer Heizplatte – nachbilden. Im Unterschied zum Testfeuer im Labor kann der Generator die notwendige thermische Energie für hohe Räume und Hallen erzeugen. Es entsteht dabei eine Brandverlaufskurve, wie sie das für kleine Räume konzipierte Testfeuer TF2 auch vorsieht.

Testfeuer mit schwelenden Buchenholzstäben erzeugen stark riechende und qualmende Brandaerosole. Somit sind diese Testfeuer für Reinräume oder die Lebensmittelindustrie nicht geeignet. Um Testfeuer mit einer geringeren Rauchentwicklung durchzuführen, hat Siemens anhand von zahlreichen durchgeführten Wirksamkeitsnachweisen mit unterschiedlichen Anforderungen und Bedingungen ein weiterführendes Verfahren entwickelt. Dieses basiert auf einer softwaregesteuerten Nachbildung der Aerosolentwicklung des Testfeuers TF2 einschließlich der notwendigen thermischen Energie. Dieses Verfahren belastet weder Personen noch die Umwelt und wird bereits von vielen Gutachtern und Versicherungen anerkannt.

Visualisierung der Ergebnisse

Im Melder erfassen Sensoren die Brandkenngrößen wie Rauch, Kohlenmonoxid und Temperatur. Um diese beim Wirksamkeitsnachweis zu visualisieren, bietet Siemens für seine aktuelle Meldertechnik die Software „Sinteso Data Recorder“ (SDR) an. Das Analysetool stellt in Echtzeit die Daten aller Sensoren dar. Außerdem zeigt es anhand von parallel installierten Referenzmeldern, wie der Versuch verläuft und wann der Vor- bzw. Hauptalarm erreicht wird. Darüber hinaus werden für spätere Analysen die Messergebnisse der Brandkenngrößen aufgezeichnet und dienen damit auch gleichzeitig als Dokumentation für die Planung. Die Darstellung erfolgt grafisch als Verlaufskurven. So kann das Verhalten von Brandmeldern und ihre entsprechenden Parametersätze im Zusammenspiel mit Brandkenngrößen und Täuschungen ausgewiesen werden. Das bietet Unterstützung dabei, Täuschungsgrößen zuverlässig zu betrachten und ins Brandschutzkonzept einzubeziehen. Nicht zuletzt können alle Daten aus dem Tool in eine Dokumentation gemäß DIN 14675 übernommen werden. Die Dokumentation unterstützt auch dabei, – zulässige – Abweichungen der Norm DIN VDE 0833-Teil 2 festzuhalten. 

Fazit

Richtig umgesetzt, ist der für Brandmeldeanlagen in außergewöhnlichen Raumgeometrien oder Umgebungen geforderte Wirksamkeitsnachweis nicht nur bei der Abnahme sinnvoll. Vielmehr lässt sich damit auch bereits die Planung des technischen Brandschutzes optimieren. Testfeuer schaffen allerdings nicht immer die notwendigen Voraussetzungen dafür. Ein Aerosolgenerator in Verbindung mit einem Echtzeit-Analysetool liefert verlässliche, nachvollziehbare Ergebnisse.