Hans-Joachim Gressmann

Abwehrender und Anlagentechnischer Brandschutz

Maßnahmen für den Brandschutz und die Brandbekämpfung bei Planung, Errichtung und Betrieb von Bauwerken

Umschlagabbildungen (von links nach rechts): © Calanbau Brandschutzanlagen GmbH, © AA+W - stock.adobe.com, © studio v-zwoelf - stock.adobe.com

DOI: 10.24053/9783816985273

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ISBN 978-3-8169-3527-8 (Print)

ISBN 978-3-8169-0054-2 (ePub)

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1 Einführung – Brandschutz als gesellschaftliche Aufgabe

1.1 Der Brand und seine Entwicklung

1.2 Brandbekämpfung

1.3 Rauch und seine Wirkung auf den Menschen

1.3.1 Rauchentstehung

1.3.2 Schadstoffe im Brandrauch

1.3.3 Wirkung von Brandrauch auf den Menschen

1.4 Schutzziele des Brandschutzes

1.5 Brandschutz als System

1.6 Aufgaben des Brandschutzingenieurs

Baulicher Brandschutz

Anlagentechnischer Brandschutz

Betrieblicher Brandschutz

Abwehrender Brandschutz

1.7 Abwehrender Brandschutz

1.8 Anlagentechnischer Brandschutz

1.9 Literaturverzeichnis zu Kapitel 1

2 Die Rolle der Feuerwehren

2.1 Rechtsgrundlage

2.2 Risikoanalyse und Brandschutzbedarfsplan

2.3 Arten der Feuerwehren

2.3.1 Freiwillige Feuerwehren – FF

2.3.2 Berufsfeuerwehren – BF

2.3.3 Freiwillige Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften – FF mit HaK

2.3.4 Pflichtfeuerwehren – PF

2.3.5 Werkfeuerwehren – WF

2.4 Anforderungen an die Feuerwehr

2.4.1 Hilfsfrist

2.4.2 Personelle und technische Leistungsfähigkeit von Berufsfeuerwehren

2.4.3 Stärke von Berufsfeuerwehren

2.4.4 Personelle und Technische Leistungsfähigkeit von Freiwilligen Feuerwehren

2.4.5 Stärke von Freiwilligen Feuerwehren

2.5 Grenzen der Leistungsfähigkeit von Feuerwehren

2.5.1 Leistungsgrenzen auf Grund des Baurechtes

2.5.2 Leistungsgrenzen und Schutzzieldefinition

2.5.3 Leistungsgrenzen der Feuerwehrtechnik

2.5.4 Grenzen der menschlichen Belastbarkeit

2.6 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit abwehrender Brandschutzmaßnahmen

2.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 2

3 Flächen für die Feuerwehr

3.1 Zugänge

3.2 Feuerwehrzufahrten

3.2.1 Rechtsgrundlagen für Feuerwehrzufahrten

3.2.2 Feuerwehrzufahrten nach DIN 14090

3.3 Aufstellflächen

3.3.1 Rechtsgrundlage für Aufstellflächen

3.3.2 Aufstellflächen nach DIN 14090

3.4 Bewegungsflächen

3.4.1 Rechtsgrundlage für Bewegungsflächen

3.4.2 Bewegungsflächen nach DIN 14090

3.5 Literaturverzeichnis zu Kapitel 3

4 Löschwasserversorgung

4.1 Rechtsgrundlagen für die Löschwasserversorgung

4.2 Wasser als Löschmittel

4.3 Bereitstellung von Löschwasser

4.4 Richtwerte für den Löschwasserbedarf

4.5 Löschwasser aus dem Trinkwassernetz

4.5.1 Wasserhygiene

4.5.2 Löschbereich

4.5.3 Verteilungsrohrnetz

4.5.4 Hydranten

4.6 Wasser aus unabhängigen Löschwasserquellen

Begriffe:

4.6.1 Löschwasserteiche

4.6.2 Löschwasserbrunnen

4.6.3 Löschwasserbehälter

4.6.4 Anforderungen an Löschwasserentnahmestellen

4.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 4

5 Brandmeldeanlagen

5.1 Grundlagen für die Branderkennung

5.2 Aufgaben und Einsatz von Brandmeldeanlagen

5.3 Gefährdung von Menschen durch Brandrauch

5.4 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von BMA

5.5 Technische Regeln für Brandmeldeanlagen

5.6 Aufbau von Brandmeldeanlagen

5.6.1 Brandmelderzentrale

5.6.2 Energieversorgung der BMA

5.6.3 Übertragungseinrichtung und Übertragungswege

5.6.4 Alarmierungsarten und Alarmierungsmittel

5.6.5 Ansteuerung von Brandschutzeinrichtungen

5.7 Brandmelder

5.7.1 Nichtautomatische Brandmelder – Handfeuermelder

5.7.2 Automatische Brandmelder

5.7.3 Auswertetechniken

5.7.4 Kamerabasierte Branddetektion

5.8 Konzeption und Planung von Brandmeldeanlagen

5.8.1 Planungsgrundsätze

5.8.2 Anforderungen an die BMA

5.8.3 Schutzumfang und Sicherungsbereiche

5.8.4 Meldebereiche und Alarmierungsbereiche

5.8.5 Anzahl und Anordnung automatischer Brandmelder

5.8.6 Alarmorganisation

5.9 Brandfall-Steuermatrix

5.9.1 Unterlagen für die Brandfallsteuermatrix

5.9.2 Funktionsbereiche für die Brandfallsteuermatrix

5.9.3 Brandfallsteuermatrix-Konzept

5.9.4 Qualitative Brandfallsteuermatrix – Brandfallsteuertabelle

5.9.5 Quantitative Brandfallsteuermatrix

5.9.6 Wirkprinzipprüfung

5.10 Sonderfunktionen

5.10.1 Feuerwehr-Bedienfeld

5.10.2 Feuerwehr-Schlüsseldepot

5.10.3 Feuerwehr-Anzeigetableau

5.10.4 Feuerwehr-Objektfunkanlagen

5.11 Feuerwehr-Laufkarten

5.12 Überprüfung und Wartung von BMA

5.13 Brandwarnanlagen

5.14 Rauchwarnmelder

5.15 Literaturverzeichnis zu Kapitel 5

6 Anlagen zur Brandbekämpfung und Brandvermeidung

Selbsthilfeanlagen

Löschanlagen (Automatische Löschanlagen)

6.1 Selbsthilfeanlagen

6.1.1 Feuerlöschbrausen

6.1.2 Wandhydranten

6.1.3 Feuerlöscher

6.1.4 Inspektion und Wartung von Feuerlöschern

6.1.5 Löschspraydosen

6.1.6 Löschdecken

6.2 Löschanlagen

6.2.1 Ortsfeste Löschanlagen

6.2.2 Teilbewegliche Löschanlagen

6.2.3 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von Löschanlagen

6.3 Sprinkleranlagen

6.3.1 Sprinkleranlagen – erfolgreiche Löschanlagen

6.3.2 Versagen von Sprinkleranlagen

6.3.3 Sprinklerschutz und baulicher Brandschutz

6.3.4 Technische Regeln für Sprinkleranlagen

6.3.5 Aufbau und Funktionsweise von Sprinkleranlagen

6.3.6 Umfang des Sprinklerschutzes

6.3.7 Bemessung von Sprinkleranlagen

6.3.8 Sprinkleranlagen mit Schaummittel

6.3.9 Sprinkleranlagen mit Feinsprühtechnik

6.3.10 Beispiel für die Bemessung einer Sprinkleranlage

6.3.11 Sprinkleranlagen und RWA

6.3.12 Selbsttätige Löschhilfeanlagen

6.3.13 Überprüfung und Wartung von Sprinkleranlagen

6.3.14 Sprinkleranlagen für Wohnbereiche

6.4 Sonstige Wasserlöschanlagen

6.4.1 Sprühwasserlöschanlagen

6.4.2 Monitorlöschanlagen

6.4.3 Feinsprüh-Löschanlagen

6.5 Schaumlöschanlagen

6.5.1 Schwerschaumlöschanlagen

6.5.2 Mittelschaumlöschanlagen

6.5.3 Leichtschaumlöschanlagen

6.5.4 Einige Auslegungsparameter für Aspirierende Schaumlöschanlagen

6.5.5 Überprüfung und Wartung von Schaumlöschanlagen

6.5.6 Druckluft-Schaumlöschanlagen

6.5.7 Instantschaum-Löschanlagen

6.6 Pulverlöschanlagen

6.7 Gaslöschanlagen

6.7.1 Anforderungen an den Schutzbereich

6.7.2 Auslegungskonzentration von Löschgasen

6.7.3 Bemessung von Gaslöschanlagen

6.7.4 Personenschutz

6.7.5 Ansteuerung von Gaslöschanlagen

6.7.6 Inertgas-Löschanlagen

6.7.7 Halonlöschanlagen

6.7.8 Löschanlagen mit halogenierten Kohlenwasserstoffen

6.7.9 CO2-Löschanlagen

6.7.10 Überprüfung und Wartung von Gaslöschanlagen

6.8 Löschanlagen mit kondensierten Aerosolen

6.9 Mehrstoff-Löschanlagen

6.9.1 Löschanlagen mit Wasser und Stickstoff

6.9.2 Löschanlagen mit Schaum und Wasser

6.9.3 Löschanlagen mit Löschgasen und Schaum

6.9.4 Löschanlagen mit Halogenierten Kohlenwasserstoffen und Pulver

6.10 Objektschutzanlagen

6.10.1 Risikoanalyse für den Objektschutz – Verfahren nach DIN EN ISO 19535

6.10.2 Kleinlöschanlagen

6.10.3 Löschanlagen für die Lebensmittelindustrie

6.10.4 Funkenlöschanlagen

6.10.5 Explosionsunterdrückungsanlagen

6.10.6 Explosionstechnische Entkopplung

6.11 Brandvermeidungsanlagen

6.11.1 Brandvermeidung durch Sauerstoffreduzierung

6.11.2 Sauerstoffreduzierungs- und Inertisierungsanlagen

6.11.3 Sauerstoffreduzierungsanlagen – Aufbau und Funktion

6.12 Literaturverzeichnis zu Kapitel 6

7 Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung

7.1 Aufgabenstellung

7.2 Technische Regeln für Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung

7.3 Wirkung von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen

7.3.1 Physikalische Grundlagen und Einflussgrößen

7.3.2 Plumemodelle

7.4 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von RWA

7.5 Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (NRA)

7.5.1 Einflussgrößen

7.5.2 Bemessungsgrundlagen für NRA in DIN 18232-2

7.5.3 NRA für Dachflächen – Bemessung nach DIN 18232-2

7.5.4 NRA in Wänden

7.5.5 Bemessung von NRA in Sonderbauverordnungen

7.6 Rauchschürzen

7.6.1 Allgemeine Anforderungen

7.6.2 Rauchschürzen nach DIN EN 12101-1

7.6.3 Temperaturbeständigkeit von Rauchschürzen

7.6.4 Dichtheit von Rauchschürzen

7.7 Anwendungsbeispiel für NRA im Dach

7.8 Maschinelle Rauchabzüge – MRA

7.8.1 Aufbau von MRA

7.8.2 Grenzen von MRA

7.8.3 Maschinelle Rauchabzüge – Bemessung nach DIN 18232-5

7.8.4 Ausführung von MRA

7.8.5 Zuluft für MRA

7.8.6 Bemessung von MRA in Sonderbauverordnungen

7.9 Entrauchungsanlagen für Parkhäuser

7.10 RWA und Löschanlagen

7.11 Wärmeabzugsanlagen – WA

7.11.1 Wärmeabzug durch Zerstörung von Bauteilen

7.11.2 Bemessung von Wärmeabzügen nach DIN 18230-1

7.11.3 Zuluft bei Wärmeabzügen

7.11.4 Anwendungsbeispiel für den Wärmeabzugsfaktor

7.12 Rauchschutz-Druckanlagen

7.12.1 Auslegungsparameter für Rauchschutz-Druckanlagen

7.12.2 Rauchschutz durch Überdrucksysteme

7.12.3 Rauchschutz durch Unterdrucksysteme

7.13 Überprüfung und Wartung von Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung

7.14 Literaturverzeichnis zu Kapitel 7

8 Kühlungseinrichtungen

8.1 Physikalisch-technische Grundlagen

8.1.1 Wärmeübergang durch Konvektion

8.1.2 Wärmeübergang durch Strahlung

8.1.3 Kühlung durch Wasserfilme

8.1.4 Kühlung durch Regenvorhänge

8.2 Kühlung von äußeren Oberflächen

8.2.1 Behälterberieselung

8.2.2 Kühlung von tragenden Bauteilen durch Berieselung

8.2.3 Kühlung von nichttragenden Bauteilen

8.3 Kühlung von Innen

8.3.1 Innenkühlung tragender Bauteile

8.3.2 Innenkühlung nichttragender Bauteile

8.4 Literaturverzeichnis zu Kapitel 8

9 Einrichtungen nur für die Feuerwehr

9.1 Löschwasseranlagen in baulichen Anlagen

9.1.1 Löschwasseranlagen „nass“

9.1.2 Löschwasseranlagen „trocken”

9.1.3 Löschwasseranlagen „nass/trocken”

9.2 Objektfunkanlagen

9.2.1 Bedarf

9.2.2 Technische Ausführungen

9.2.3 BOS Objektfunkbedien- und Anzeigefeld

9.3 Feuerwehrpläne für bauliche Anlagen

Mindestangaben:

Besondere Angaben:

Ergänzende Angaben, z. B:

9.4 Literaturverzeichnis zu Kapitel 9

10 Anlagen zur Löschwasserrückhaltung

10.1 Technische Regeln Löschwasserrückhaltung

10.2 Grundlagen zur Löschwasserrückhaltung

10.2.1 Löschwasservolumina

10.2.2 Wassergefährdende Stoffe

10.2.3 Sonstige Parameter

10.3 Löschwasserrückhaltung nach LöRüRl

10.3.1 Geltungsbereich und Sicherheitsphilosophie

10.3.2 Sicherheitskategorien

10.3.3 Allgemeine Anforderungen

10.3.4 Lagern, Lagerdichte und Lagermenge

10.3.5 Bemessung von Löschwasser-Rückhalteanlagen

10.3.6 Lagern in Verpackungen, ortsbeweglichen Gefäßen und Behältern bis 3000 Liter Inhalt in Gebäuden

10.3.7 Lagern in Verpackungen, ortsbeweglichen Gefäßen und Behältern bis 3000 Liter Inhalt im Freien

10.3.8 Ortsfeste Behälter und ortsbewegliche Behälter über 3000 Liter

10.3.9 Ausführung von Löschwasser-Rückhalteanlagen

10.4 Grenzen der LöRüRl

10.5 Löschwasserrückhaltung nach VdS 2557

10.5.1 Stoffliches Gefahrenpotential

10.5.2 Sonstige Kriterien

10.5.3 Gefahren- und Risikoanalyse

10.5.4 Löschwasser-Rückhaltevolumen

10.6 Löschwasserrückhaltung außerhalb von Anlagen

10.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 10

11 Anlagentechnischer Brandschutz für Aufzüge

11.1 Brandfallsteuerung für Standardaufzüge

Statische Brandfallsteuerung

Dynamische Brandfallsteuerungen

11.2 Sicherheitsaufzüge

Anforderungen an das Gebäude:

11.3 Evakuierungsaufzüge

11.4 Feuerwehraufzüge

11.5 Literaturverzeichnis zu Kapitel 11

12 Sprachalarmanlagen

12.1 Erfordernis von Sprachalarmanlagen

12.2 Planung und Ausführung von Sprachalarmanlagen

12.3 Feuerwehr-Einsprechstelle

12.4 Literaturverzeichnis zu Kapitel 12

13 Sicherheitsbeleuchtung und Rettungswegkennzeichnung

13.1 Not- und Sicherheitsbeleuchtung – Definitionen

13.2 Sicherheitsbeleuchtung – Anforderungen

13.3 Antipanikbeleuchtung – Anforderungen

13.4 Rettungszeichen und Richtungskennzeichnung

13.4.1 Erkennbarkeit von Rettungszeichen

13.4.2 Erkennbarkeit von Rettungszeichen bei Rauch

13.5 Optische Sicherheitsleitsysteme

13.5.1 Langnachleuchtende Sicherheitsleitsysteme

13.5.2 Elektrisch betriebene Sicherheitsleitsysteme

13.5.3 Dynamische Sicherheitsleitsysteme

13.5.4 Adaptive Sicherheitsleitsysteme

13.6 Energieversorgung von Sicherheitsbeleuchtungen

13.7 Literaturverzeichnis Kapitel 13

14 Anhänge

14.1 Anhang 1: Brennen und Löschen

14.1.1 Verbrennungsvorgang

14.1.2 Stoffliche Umsetzung

14.1.3 Energetische Voraussetzungen

14.1.4 Löscheffekte

14.1.5 Löschen durch Kühlung

14.1.6 Löschen durch Ersticken

14.1.7 Antikatalytische (Inhibitorische) Löschwirkung

14.2 Anhang 2: Brennbarer Stoff

14.2.1 Brandklasse A

14.2.2 Brandklasse B

14.2.3 Brandklasse C

14.2.4 Brandklasse D

14.2.5 Brandklasse F

14.3 Anhang 3: Löschmittel

14.3.1 Löschmittel Wasser

14.3.2 Löschmittel Luftschaum

14.3.3 Löschmittel Pulver

14.3.4 Löschmittel Kohlendioxid

14.3.5 Löschmittel Stickstoff

14.3.6 Löschmittel Argon und argonhaltige Mischgase

14.3.7 Löschmittel Halon

14.3.8 Löschmittel Halogenierte Kohlenwasserstoffe

14.3.9 Löschmittel Aerosol

14.3.10 Oberflächenaktive Löschmittel

14.3.11 Löschmittel PhostrEx

14.3.12 Löschmittel Halotron

14.4 Anhang 4: Gasförmige Löschmittel

14.4.1 Technische Daten von Löschgasen

14.4.2 Einsatzmengen von Löschgasen

14.5 Anhang 5: DIN 18232-2:2003-06 Tabelle 3

14.6 Anhang 6: Temperatur-Zeitkurven

14.7 Anhang 7: Schadstoffe bei Bränden

Kohlenwasserstoffe

Polymere

Naturprodukte, Schwefel- und Phosphorverbindungen

Brandstoffgruppen

Kohlenmonoxid und Chlorwasserstoff

Schwefeldioxid, Cyanwasserstoff und nitrose Gase

14.8 Anhang 8: RTI-Werte von Sprinklern

14.9 Anhang 9: Lichttechnische Größen

14.10 Literatur zum Anhang

15 Index

Sachregister

Vorwort

Dieses Buch entstand aus einer Vorlesung zum Abwehrenden und Anlagentechnischen Brandschutz, die der Verfasser für Studenten des Bauingenieurwesens mit der Vertiefungsrichtung Brandschutz seit vielen Jahren an der Technischen Universität Carola Wilhelmina in Braunschweig hält. Daneben zeigte die ehemalige berufliche Tätigkeit des Autors als Leiter einer Feuerwehr, dass die am Bau planerisch und ausführend beteiligten Ingenieure nicht immer über die Möglichkeiten, die ihnen der Anlagentechnische Brandschutz für ihre ganz originären Aufgabengebiete eröffnet, ausreichend informiert sind. Von der Brandschutzbehörde geforderte anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen werden als lästige Pflichtübung zur Erlangung der Baugenehmigung verstanden, die darüber hinaus noch Kosten verursacht.

Dieses Buch gibt dem Interessierten auf der Ebene der technischen Regeln eine Einführung in den Abwehrenden und Anlagentechnischen Brandschutz und versetzt ihn so in die Lage, die brandschutztechnischen Maßnahmen im Rahmen einer ganzheitlichen Gebäudeplanung sinnvoll einzubeziehen. Die Art und Tiefe der Darstellungen ist – losgelöst von den Gestaltungsrichtlinien von Normen – so gewählt, dass sich der Leser unschwer ein Verständnis für Inhalte und Zweck des technischen Regelwerkes erarbeiten kann. Damit wird es auch für den nur gelegentlich mit Brandschutztechnik befassten Ingenieur möglich, die so ungeliebten brandschutztechnischen Forderungen nachzuvollziehen. Bei Bedarf kann dieses Buch nicht nur für Studierende, sondern auch berufsbegleitend für Feuerwehr- und Brandschutzingenieure als Nachschlagewerk seine Dienste leisten, ohne dass in jedem Fall auf das umfangreiche und komplexe Normenwerk zurückgegriffen werden muss.

Für die vorliegende sechste Auflage dieses Buches wurden alle Kapitel aktualisiert. Einige Punkte wurden aufgrund der Fortentwicklung der zu Grunde liegenden technischen Regeln und neuerer Entwicklungen vollständig überarbeitet und zum Teil wesentlich ergänzt, darunter Übertragungswege von Brandmeldeanlagen, Kleinlöschanlagen, Rauchschutz-Druckanlagen, Kühlungseinrichtungen, Objektfunkanlagen. Neu entstanden sind Abschnitte zur Wirksamkeit und Zuverlässigkeit abwehrender und anlagentechnischer Brandschutzmaßnahmen, zur Wartung und Instantsetzung der Anlagen, zu Brandwarnanlagen, Monitorlöschanlagen und Instantschaumlöschanlagen. Ergänzend wurden in das nunmehr vollständig farbig vorliegende Werk Fotografien verschiedener Anlagen und Anlagenkomponenten eingefügt.

Möge dieses Werk allen Lesern bei ihrer Arbeit von Nutzen sein. Für Anregungen und Wünsche, aber auch Kritik, ist der Autor stets dankbar.

Braunschweig, im Januar 2022

Hans-Joachim Gressmann

1 Einführung – Brandschutz als gesellschaftliche Aufgabe

Seit der Mensch das Feuer für seine Zwecke einsetzt, hatte er sich immer auch mit dessen zerstörerischer Seite auseinanderzusetzen. Da der Einzelne dem zerstörerischen Wirken dieser Urgewalt in der Regel hilflos gegenüberstand, entstanden bereits früh in der Geschichte der zivilisierten Menschheit Vereinbarungen, sich bei derartigen existenzbedrohenden Ereignissen gegenseitig zu helfen. In der Weiterentwicklung wurden organisatorische Einheiten gegründet, deren Aufgabe es in erster Linie war, sich mit der Verteidigung des Lebens und des Hab und Gutes der Menschen vor Feuersgefahr zu befassen.

So ist nachgewiesen (siehe z.B. Biegel [1.1] und darin aufgeführte weiterführende Literatur), dass bereits um die Zeitenwende im antiken Rom Brandschutzin der AntikeVorschriften des Staates bestanden, die sich unter anderem auf die Bauweise von Häusern, das Bereithalten von Löschmitteln und die Aufstellung von Brandbekämpfungseinheiten bezogen. Im Rom des Jahres 21 v. u. Z. verfügte Kaiser Augustus die Aufstellung einer Löschmannschaft von 600 Mann, die im Jahre 6, nach einem verheerenden Brand auf 7000 Mann aufgestockt und straff organisiert wurde. Diese Brandbekämpfungseinheiten, die sog. „Vigiles“, sind aus heutiger Sicht als erste Berufs- und Freiwillige FeuerwehrFeuerwehrin der AntikeVorbeugender Brandschutzin der Antikeen zu klassifizieren (Biegel [1.1]), während die Bauvorschriften die Anfänge des heute so bezeichneten Vorbeugenden Brandschutz darstellten. Andere Autoren vermuten die Anfänge eines aus der Gesellschaft organisierten Brandschutzes noch viel früher, im antiken Babylon, und zitieren den Codex Hammurabi (entstanden um 1760 v. C.) als historische Quelle.

Wie kam es nun dazu, dass anscheinend parallel zum Aufkommen größerer menschlicher Ansiedlungen der organisierte Brandschutz an Bedeutung gewann? Man muss sich hierzu vergegenwärtigen, dass die Häuser selbst in den Metropolen der Antike im Wesentlichen aus, wie wir heute sagen würden, normal entflammbaren Baustoffen, nämlich Holz, bestanden und mit leicht entflammbaren Baustoffen wie Stroh, Reisig etc., gedeckt und ausgefacht waren. Selbst kleine Brände wuchsen sich daher nicht selten zu verheerenden Feuersbrünsten aus, die nicht nur die Häuser der Menschen, sondern auch häufig deren Lebensgrundlage, gelagerte Vorräte und Werkzeuge vernichteten. Diese existenzielle Bedrohung, die potenziell von jedem außer Kontrolle geratenen Feuer ausging, könnte einer der Gründe dafür gewesen sein, dass Brandschutz schon recht früh als ein Problem begriffen wurde, das die Grundlagen einer gesamten Lebensgemeinschaft bedrohte und dessen Abwehr die Lebensgemeinschaft daher einvernehmlich vorzubereiten und gemeinsam durchzuführen hatte.

Mit der Fortentwicklung und dem Wachsen der Metropolen der Antike wurden die Notwendigkeit nach allgemein verbindlichen Bauvorschriften und einer schlagkräftigen Feuerabwehr in der oben geschilderten Weise als Grundlage des Zusammenlebens verstanden Brandschutzgesellschaftliche Aufgabeund die Vorschriften den sich weiter entwickelnden Erfordernissen angepasst. Bis zum Ende des Imperium Romanum 476 n. C. waren Brandschutzvorschriften und Feuerwehren fest etablierte Aufgaben des Staates geworden und sind es – mit einer gewissen Abflachung in der nachrömischen Zeit bis ca. 1.000 nach Christi – bis heute geblieben. Im Europa des Mittelalters und der beginnenden Neuzeit wurden die obigen „FeuerordnungenFeuerordnungenEchtedingFeuerordnungenSachsenspiegel“, z.B. im Sachsenspiegel Anfang des 13. Jahrhunderts oder im Echteding Mitte des 14. Jahrhunderts (Nickel [1.2]), Vorbeugender Brandschutzim Mittelalterwieder aufgenommen.

Diese Verlagerung der Sicherung der Existenz vom Individuum auf die Gesellschaft kulminiert – aus der Sicht eines verantwortlichen Feuerwehroffiziers – darin, dass heute, am Beginn des 21. Jahrhunderts, die meisten Menschen in den Industrienationen selbst kleineren Bränden im häuslichen oder betrieblichen Bereich nahezu hilflos gegenüberstehen. Man „ruft die Feuerwehr“, die als Helfer in der Not allein für die Bekämpfung von Bränden zuständig ist. Gleichzeitig haben die Länder in ihren Bauordnungen relativ detailliert Vorschriften über den Vorbeugenden Brandschutz erlassen.

Diese Bauvorschriften kollidieren heute nun häufig mit den Anforderungen von modernen Industriegesellschaften, die immer mehr Waren in immer größer und komplexer werdenden Funktionsstätten herstellt, lagert und vertreibt. Aus Kostengesichtspunkten sind die Eigner von Produktionsbetrieben, von Handel und Dienstleistungsbetrieben bemüht, die Kosten für Brandschutzmaßnahmen so gering wie möglich zu halten. Dies erfolgt aus rein wirtschaftlichen Überlegungen, denn die Kosten für Brandschutzmaßnahmen sind für einen Betrieb lediglich Kostenfaktoren, die über den Preis an den Kunden weitergegeben werden. Dies gilt für direkte Brandschutzmaßnahmen des Betriebes und die über die Gewerbesteuer mitfinanzierte öffentliche Feuerwehr gleichermaßen. Der Preis einer Ware aber bestimmt wesentlich ihre Absatzchancen und damit den ökonomischen Erfolg des Betriebes.

Die Dimension der Kosten von Brandschutzmaßnahmen für moderne Gesellschaften wird deutlich, wenn man sich einige statistische Zahlen des CTIFCTIF (Comité Technique International de Prévention et d’Extinction de Feu – Internationales Technisches Komitee für vorbeugenden Brandschutz und Feuerlöschwesen) vor Augen führt (CTIF [1.3]). In Tabelle 1-1 sind für einige Industriestaaten die Kosten des Brandschutzes dargestellt.

Kosten des Brandschutzes sind grundsätzlich die folgenden Kosten (nicht alle davon werden in allen Ländern vollständig erfasst):

die direkten Brandschäden

(durch Vernichtung von Immobilien, Ausstattung und Einrichtung und den Verlust von Menschenleben),

die indirekten Brandschäden

(für Produktionsausfall, Marktanteilsverluste, Kosten für Ausgleichsmaßnahmen, Gesundheitskosten für Brandverletzte),

die Kosten für den Unterhalt der Feuerwehren

(öffentliche Feuerwehren und nichtöffentliche Feuerwehren,

Löschwasserversorgung, siehe Kapitel 2 bis 4),

Kosten für den brandschutztechnischen Schutz von Gebäuden

(d.h. für den Vorbeugenden baulichen Brandschutz und den Anlagentechnischen Brandschutz, siehe Kapitel 5 bis 13),

die Kosten für die Feuerversicherungen und Betriebsausfallversicherungen,

die Kosten für Brandschutzforschung und Brandschutzdokumentation.

Land

Tote je 1 Million Einwohner und Jahr Ø 2011-2015¹⁾

Kosten des Brandschutzes Ø 2008-2010 in % des Bruttoinlandsproduktes (BIP) ¹) ³⁾

direkter Schaden

indirekter Schaden

Kosten der Feuerwehren

Vorbeugender Brandschutz

Feuerversicherung

Belgien

5,5

0,43

0,133

0,16

0,21

0,26

Dänemark

10

0,29

0,048

0,1

0,41

0,12

Schweiz

5,2

0,18

0,079

0,11

0,37

0,15

Norwegen

10

0,33

0,019

0,14

0,33

0,13

Großbritannien

5,8

0,13

0,008

0,20

0,29

0,10

Schweden

10

0,18

0,06

0,13

0,20

0,05

Niederlande

4,6

0,15

0,031

0,21

0,31

0,15

Italien

3

0,20

0,015

0,06

0,35

0,04

Frankreich

5,4

0,2

0,043

0,08

0,15

0,12

Finnland

13,3

0,17

0,011

0,19

-

0,03

Österreich

3,2

0,19

0,029

0,11

-

0,14

Deutschland ⁴⁾

4,7 ²⁾

0,12

0,014

0,07

-

0,08

USA

9,9

0,1

0,007

0,29

0,29

0,12

1) Kursiv: ältere Daten

2) Tote infolge von Bränden in Deutschland Ø 2011 bis 2015: 389 ([1.3], [1.4])

3) BIP = Wert aller in einem Jahr produzierten Waren und Dienstleistungen

4) BIP Deutschland 2020: ca. 3336 Mrd. € (nach [1.5]) Kostendes BrandschutzesBrandschutzKosten des ~es

Tabelle 1-1:

Kosten des Brandschutzes in verschiedenen europäische Ländern und der Vereinigten Staaten (zusammengestellt nach [1.3])

Brandtotein EuropaSoweit eine generalisierte Aussage aufgrund der zitierten Statistiken möglich ist, betragen die Gesamtkosten des Brandschutzes (ohne Kapitalisierung von Menschenleben) durchschnittlich ca. 0,7 % des jeweiligen Bruttoinlandsproduktes. Geht man davon aus, dass dieses in etwa auch für Deutschland zutrifft (hier sind leider keine Daten zum Vorbeugenden Brandschutz verfügbar), wären dies heute mindestens

22 Milliarden Euro pro Jahr. Dieser Betrag setzt sich in etwa aus folgenden Anteilen zusammen:

ca. 30 % direkter Brandschaden,

ca. 3 % indirekter Brandschaden,

ca. 16 % für die Unterhaltung von Feuerwehren,

(ca. 35 % für den brandschutztechnischen Schutz von Gebäuden und Anlagen – geschätzt),

ca. 16 % für Feuerschutzversicherungen.

Weitere Daten und Interpretationen der weltweiten Brandstatistiken findet man in [1.3] und [1.4] sowie bei Alekhin et al. [1.6].

1.1 Der Brand und seine Entwicklung

Ein BrandBrandEntwicklung ist ein SchadenfeuerSchadenfeuer, d.h. ein Feuer, das den bestimmungsgemäßen Herd verlassen hat oder außerhalb eines solchen entstanden ist, sich unkontrolliert ausbreitet und an Personen oder Sachen Schaden verursacht. Aus naturwissenschaftlicher Sicht ist ein Feuer eine schnell erfolgende exotherme Oxidation, die nach der Zündung selbständig und unter Lichterscheinung (Flammen, Glut) erfolgt und die allgemein als Verbrennung bezeichnet wird (weitere Erläuterungen zu dem Phänomen Feuer und den Voraussetzungen für sein Entstehen enthält der Anhang 1).

Schadenfeuer in Gebäuden, bei denen im Wesentlichen Feststoffe verbrennen, haben nach der ZündungZündung idealisiert den in Abbildung 1-1 dargestellten Verlauf (zur Theorie der Zündung siehe z.B. Busenius [1.6] oder Kanury [1.9]). Nach der Initialzündung entwickelt sich der zuerst kleine Brand zunächst mit Brandleistungen unter ca. 20 kW/m² relativ langsam (ZündphaseZündphase) und heizt dabei lediglich seine unmittelbare Umgebung auf. Die durchschnittlichen Temperaturen im Brandraum sind noch recht gering (ca. 50 oC).

Soweit brennbare Stoffe in der unmittelbaren Umgebung vorhanden sind, werden diese durch den Initialbrand thermisch aufbereitet (siehe Anhang 1) und nehmen schließlich am Brandgeschehen teil. In dieser Phase des Entstehungsbrandes reicht zunächst die im Brandraum vorhandene Luft für die Verbrennung aus, da die Abbrandrate (gemessen in verbrannter Stoffmenge pro Sekunde: kg/s) und damit die Brandleistung weiterhin noch klein sind (ca. 20 kW/m² bis ca. 50 kW/m²). Diese Brandphase wird als GlimmbrandGlimmbrand- oder SchwelbrandSchwelbrandphase bezeichnet. Die Dauer dieser Phase hängt von einer Vielzahl von Randbedingungen ab. Dazu gehören die Größe und Temperatur der Zündquelle; Art, Menge, Zerteilungszustand und räumliche Verteilung, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit der brennbaren Stoffe; Temperatur im Brandraum – auch vor der Zündung; Größe vorhandener Lüftungsöffnungen, Temperatur und Feuchte der zuströmenden Luft; Ausrichtung der Oberflächen in Relation zur Flamme, u.a.m. (siehe hierzu Bussenius et al. [1.6], Rempe/Rodewald [1.10], Schneider et al. [1.11], Ohlemiller [1.12], Hölemann [1.13]). Die Schwelbrandphase kann von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden dauern. Die Brandraumtemperaturen erreichen im Allgemeinen ca. 100 oC bis 200 oC.

Abbildung 1-1:

Ablauf von Feststoffbränden in Gebäuden – schematisiert – Erläuterungen im Text (Hinweis: die Achse Brandleistung ist zwischen 200 kW und 5000 kW gestreckt)

Brandleistungvon FeststoffbrändenNachdem der Brand den im Raum vorhandenen Sauerstoff weitgehend aufgezehrt hat, hängt der weitere Brandverlauf entscheidend von der LuftzufuhrLuftzufuhr und der bis dahin erreichten Temperatur ab. Sofern der Raum weitgehend abgeschlossen ist, wie es z.B. in Wohngebäuden, Bürogebäuden etc. häufig der Fall ist, kann der Brand unter Umständen sogar erlöschen. Sofern dies nicht geschieht, wird der Raum durch die Brandwärme immer weiter aufgeheizt (ca. 300 oC bis 500 oC), so dass vorhandene brennbare Stoffe pyrolisiert werden und brennbare Gase freisetzen (siehe z.B. bei Beyler et al. [1.14]). Diese PyrolysePyrolysebrennbarer Stoffegase sammeln sich im Raum, können jedoch häufig auf Grund des bis dahin abgesunkenen Sauerstoffgehaltes der Luft im Brandraum nicht sofort am Brandgeschehen teilnehmen (sog. ventilationsgesteuerter Brandventilationsgesteuerter BrandBrandventilationsgesteuert). Diese Phase dauert je nach Raumgröße und Luftzufuhr etwa 10 Minuten bis 30 Minuten. Kommt es schließlich bei Temperaturen der Gase von 600 oC oder mehr aufgrund der Temperaturunterschiede zum Zerplatzen von Verglasungen, oder durch Öffnen von Türen etc. zu einer verstärkten Luftzufuhr, zünden die Pyrolysegase innerhalb kurzer Zeit vollständig durch. Da der Brandraum aufgeheizt ist, kann sich der Brand sehr schnell auf alle übrigen brennbaren Stoffe ausbreiten, es kommt innerhalb von 1 bis 2 Minuten zum sog. Flashover (eine gute Darstellung dieses Vorganges findet man bei Widetscheck [1.15]), der Brand entwickelt sich zum VollbrandFlash-over. Der Flashover kann bei brandlastgesteuerten Bränden in Räumen nach ca. 10 Minuten, bei ventilationsgesteuerten Bränden bereits nach ca. 7 Minuten auftreten (Wilk et al. 2017 [1.68], [1.69]).

BrandphasenFeststoffbrand, AblaufZündphaseSchwelbrandFlash-overVollbrandAbklingender BrandDer Brand breitet sich nun schnell auf die gesamte im Brandraum vorhandene Brandlast aus, der Raum steht im Vollbrand. Die Brandleistungen erreichen in Wohn- und Bürogebäuden (die dort vorhandene BrandlastBrandlastin Wohngebäuden entspricht ca. 30 kg/m² bis 60 kg/m² Holz) im Allgemeinen bis ca. 300 kW/m², bei starker Luftzufuhr und einem hohen Kunststoffanteil an der Brandlast u.U. auch mehr ([1.11], [1.17]). So kann ein „normaler Zimmerbrand“ durchaus BrandleistungBrandleistungvon Zimmerbrändenen von 5 MW bis 10 MW erreichen. Die Temperaturen im Brandraum betragen in dieser Vollbrandphase ca. 800 oC bis 1000 oC, gelegentlich bis 1200 oC. Die Dauer der Vollbrandphase ist abhängig von der vorhandenen Brandlast und der spezifischen Abbrandgeschwindigkeit der brennenden Stoffe. Wenn ein Luftüberschuss vorhanden ist (d.h., wenn die Zuluftöffnungen groß genug sind), liegt ein sog. brandlastgesteuerter Brand vor, sonst weiterhin ein ventilationsgesteuerter Brand. Sofern eine Brandausbreitung über den betroffenen Raum nicht möglich ist, weil der Raumabschluss des Baulichen Brandschutzes der Beanspruchung standhält, dauert bei Wohnräumen und Büros normaler Größe und Ausstattung die Vollbrandphase ca. 30 Minuten (vergl. bei Bechthold et al. [1.18]).

Selbst wenn keine Löschmaßnahmen erfolgen, wird der Brand, nachdem die erfassten Brandlasten im Wesentlichen aufgezehrt sind (ca. 70 % bis 80 %) und keine Möglichkeit der weiteren Ausbreitung besteht, langsam an Intensität verlieren (Abklingphase, [1.18]) und schließlich aus Mangel an Brennstoff erlöschen.

Für die brandschutztechnische Beurteilung von Bauteilen werden diese in einem Brandraum mit Temperaturkurven geprüft, die der oben geschilderten Vollbrandphase von Feststoffbränden nachgebildet sind, jedoch keine Abklingphase enthalten. Bekannt ist die in Deutschland für Bauteile angewandte Einheitstemperaturkurve TemperaturEinheits~kurvenach DIN 4102–2nach DIN 4102-2 ([1.19] und Anhang 7), die zur Einstufung der Bauteile in eine Feuerwiderstandsklasse (REI 30, REI 90) angewandt wird.

Brände von Flüssigkeiten und Gasen verlaufen deutlich anders als oben schematisiert für FeststoffbrändeFlüssigkeitsbrände geschildert, die Brandausbreitungsgeschwindigkeit, Brandtemperaturen und die Brandleistung Brandleistungvon Füssigkeitsbrändensind im Allgemeinen (viel) höher. Bei diesen Bränden sind weitere Randbedingungen für den Ablauf ebenfalls von Bedeutung, auf die Fachliteratur wird hierzu verwiesen (Bussenius [1.7], Rempe/Rodewald [1.10], Kanury [1.20], Beyler [1.21]). Soweit bei bestimmten baulichen Anlagen Flüssigkeitsbrände in die Risikobetrachtung einbezogen werden müssen (z.B. bei Bränden in Tunneln) sind die Bauteile nach der sog. Hydrokarbonkurve zu prüfen, die dem Temperaturverlauf bei Kohlenwasserstoffbränden (z.B. Vergaserkraftstoff) nachgebildet ist (Anhang 7).

1.2 Brandbekämpfung

Um den von Bränden verursachten Personen- und Sachschaden zu minimieren (vergl. Punkt 1.1, insbesondere Tabelle 1-1 ), muss eine BrandbekämpfungBrandbekämpfung erfolgen. Brandbekämpfung heißt, einen Brand zunächst auf den vorgefundenen Umfang zu beschränken und schließlich zu löschen. Hierzu muss mindestens eine der folgenden Grundbedingungen für ein Feuer FeuerGrundbedingungenbeseitigt werden (siehe hierzu Punkt 14.1.4 und bei Rempe et al. [1.10]):Grundbedingungeneines Feuers

der brennbare Stoffbrennbarer Stoff

der SauerstoffSauerstoffals Brandvoraussetzung

die ZündenergieZündenergie

das richtige MischungsverhältnisMischungsverhältnisrichtiges für Feuer

Als Löscheffekte werden angewendet (Anhang 2, Rempe/Rodewald [1.10]):

Kühlen (Entfernung der Zündenergie und/oder des brennbaren Stoffes)LöscheffektKühlen

Ersticken Fernhalten des Sauerstoffes vom brennbaren Stoff)LöscheffektErsticken

Antikatalyse (Unterbrechung der chemischen Reaktion in der Flamme)LöscheffektAntikatalyse

Den Feuerwehren stehen heute im Einsatz die folgenden LöschmittelLöschmittel zur Verfügung (zur weiteren Erläuterung siehe Punkt 14.3.1 und bei Rempe et al. [1.10] sowie bei Friedman [1.22]):

Wasser

Reines Wasser

Wasser mit Zusätzen

Wasser in feinzerteilter Form

Luftschaum

Schwerschaum (incl. Druckluftschaum)

Mittelschaum

Leichtschaum

Löschpulver

BC-Pulver

ABC-Pulver

Metallbrandpulver

Kohlendioxid CO₂

CO₂-Gas

CO₂-Aerosol

CO₂-Schnee

Die einsatztaktische Auswahl der für den jeweils vorgefundenen oder zu erwartenden Brand geeigneten LöschmitteLöschmittelgeignetesl und Löschverfahren wird beeinflusst durch:

die Art des brennbaren Stoffes (Brandklasse nach DIN EN 2 [1.23]),

die Verfügbarkeit der Löschmittel,

die Möglichkeit der tatsächlichen Anwendung (de Vries [1.24]),

die Art und Größe zu erwartender Nebeneffekte (Schädigungen).

In Löschanlagen und Feuerlöschern werden in Deutschland zusätzlich zu den oben genannten noch die folgenden Löschmittel verwandt (weitere Löschmittel, die in Deutschland noch nicht allgemein angewendet werden, sind unter Punkt 14.3 beschrieben):

Halogenierte

Kohlenwasserstoffe

FM-200®, Novec 1230®, Trigon® 300

(Halone 1211 und 1301 nicht mehr zulässig)

Sonstige Gasförmige Löschmittel

Argon

Stickstoff

Mischgase

Sonderlöschmittel

Aerosol

Für den Brandschutzingenieur sind bei der Planung von Löschanlagen neben der geplanten Wirksamkeit auch die zu erwartenden Kosten von großer Bedeutung.

Eine etwas ausführlichere Darstellung der Phänomene Verbrennen und Löschen enthalten die Anhänge 1 und 2.

1.3 Rauch und seine Wirkung auf den Menschen

1.3.1 Rauchentstehung

RauchWirkungRauchRauchEntstehungBei jedem Brand entstehen auch erhebliche Mengen Rauch (siehe hierzu auch Punkt 7.1). Rauch ist ein hochkomplexes System aus BrandgasenBrandgaseRauch, Aerosolen und festen Partikeln, dessen Zusammensetzung von sehr vielen Parametern abhängt; so spielen die Zusammensetzung des brennenden Stoffes, die Luftzufuhr, die Flammentemperatur, die Brandraumtemperatur, die Anwesenheit anderer Stoffe und vieles mehr eine Rolle (siehe z.B. Knetsch et al. [1.25], Gottuk et al. [1.26], Hoffmann-Böllinghaus et al. [1.27]). RauchBestandteileAbhängig von Verbrennungsphase und Ventilation können Brände hinsichtlich der Rauchproduktion in drei Kategorien eingeteilt werden:

Schwelbrände

brandlastgesteuerte offene Flammenbrände

ventilationsgesteuerte Flammenbrände

Schwelbrände Schwelbrandsind gekennzeichnet durch eine oxidative Zersetzung und PyrolysePyrolyse des brennenden Materials, die Rauchbestandteile mit hoher ToxizitätToxizitätvon Rauch relativ langsam freisetzt, die Rauchproduktion (gemessen in kg Rauch pro kg Brandmaterial) RauchProduktionist hoch. Der BrandrauchBrandrauchRauch enthält neben Kohlendioxid (CO₂) hohe Anteile Kohlenmonoxid (CO, das Verhältnis von CO₂ zu CO ist typischerweise etwa 1, Purser [1.28]) und KohlenwasserstoffeKohlenwasserstoffeals Rauchbestandteil (Alkane, Alkene und Alkine), daneben auch Aromaten, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), bei Brand von Naturprodukten (Holz, Papier Wolle) auch Blausäure (HCNHCNBlausäure),Blausäureals Rauchbestandteil und Schwefeldioxid (SO₂SO2Schwefeldioxid).Schwefeldioxidals Rauchbestandteil Bei Realbränden in Wohnungen oder Arbeitsstätten, wo häufig Kunststoffe, die Chloratome enthalten, verbrennen (Elektrogeräte, Kabel, Schaumstoffe), ist auch ChlorwasserstoffChlorwasserstoff (HCl)als Rauchbestandteil (HClHClChlorwasserstoff (HCl), Salzsäure) als Verbrennungsprodukt wichtig. Detaillierte Ausführungen zu Art und Entstehung dieser Rauchbestandteile findet man bei Knetsch et al. [1.25], Mulholland [1.29] und Tewarson [1.30], eine mehr schematische, sehr übersichtliche Darstellung in der vfdb-Richtlinie 10/01 [1.31] sowie unter Punkt vfdb-Richtlinie10/0114.7. Weitergehende Informationen zum Entstehungspotential von Schadstoffen findet man bei Bansemer et al. [1.33] sowie bei Forell [1.34].

Bei brandlastgesteuerten offenen Flammenbränden Brandbrandlastgesteuert(Vollbrandphase) wird der größte Teil der Brandlast vollständig verbrannt. Die BrandprodukteBrandprodukted. vollständigenVerbrennung sind daher im Wesentlichen die der vollständigen Verbrennung: CO₂ und Wasser. In geringem Umfang entstehen CO und Kohlenwasserstoffe, das Verhältnis von CO₂CO2als Rauchbestandteil zu CO ist typischerweise > 100, Purser [1.28]. Die RauchproduktionRauchProduktion ist relativ gering. Aus toxikologischer Sicht ist daher die Vollbrandphase gut ventilierter Brände weniger wichtig.

Ventilationsgesteuerte Flammenbrände Brandventilationsgesteuertsind durch das Erreichen der Vollbrandphase (post-Flashoverpost-flash-over) aber gleichzeitig vermindertem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft gekennzeichnet. Wenn die Luftzufuhr in den Brandraum durch eine relativ kleine Öffnung – z.B. ein Fenster – erfolgt, wird nicht die maximal Abbrandgeschwindigkeit und Brandleistung erreicht. In bestimmten Bereichen der Flammen kommt es aufgrund fehlenden Sauerstoffs auch zu nur unvollständiger Verbrennung. Brandprodukted. unvollständigenVerbrennungAufgrund der sich einstellenden Temperatur, die typischerweise nur bei ca. 800 oC liegt, erfolgt Umwandlung von CO in CO₂ mit deutlich verminderter Effektivität, daher steigt der CO-Gehalt des Rauches deutlich an (auf bis zu 15 % [1.26], das Verhältnis von CO₂ zu CO sinkt entsprechend auf Werte zwischen ca. 6 bis 20). COals RauchbestandteilDaneben entstehen auch die vom Schwelbrand bekannten SchadstoffeSchadstoffebei Bränden, insbesondere Aromaten, PAK und Aldehyde (insbesondere Formaldehyd HCHOHCHOFormaldehyd (HCHO)), allerdings mit geringeren Konzentrationen.

1.3.2 Schadstoffe im Brandrauch

Schadstoffeim RauchDie Zusammensetzung von Brandrauch ist nach dem unter Punkt 1.3.1 ausgeführtem in hohem Maße abhängig vom Brandgut und vom Brandverlauf. Der Brandrauch enthält eine sehr große Anzahl (mehr als 5000) für den Menschen schädlicher Stoffe (zur Entstehung von Schadstoffen bei Zimmerbränden siehe z.B. bei Basmer et al. [1.32]). Aufgrund ihres häufigen Vorkommens und ihrer Konzentration in der Nähe des Brandherdes haben folgende Stoffe als sog. LeitsubstanzenLeitsubstanzenim Rauch für die Gefährdung des Menschen besondere Bedeutung (Otto et. al [1.33]):

Akut toxische Brandprodukte:Rauchbestandteileakut toxische

KOHLENMONOXIDKohlenmonoxidCO (CO) führt nach Aufnahme über die Atmung zu einer Blockade des Sauerstofftransportes durch das Blut und nachfolgend zur sog. „Inneren Erstickung“ (vergl. hierzu auch Punkt 2.4). Charakteristische Symptome sind Kopfschmerzen, Schwindel, Müdigkeit, Erbrechen und Bewusstlosigkeit mit Todesfolge (vergl. bei Pleß et al. [1.36], zur letalen Expositionszeit bei Bränden in Räumen bei Wilk et al. 2019-2 [1.69]).

BLAUSÄUREBlausäure (HCN, CyanwasserstoffCyanwasserstoffBlausäure) wird sehr schnell über den Atemtrakt aufgenommen und führt durch Blockade der Zellatmung (Abgabe von Sauerstoff an die Köperzellen) zu einer „Inneren ErstickungInneren Erstickung“. Typisch für akute Schädigungen Vergiftungd. Blausäuresind Reizungen der Atemwege, Übelkeit, Angstgefühle und Herzklopfen, schließlich Atemnot, Bewusstlosigkeit und Atemstillstand.

KOHLENDIOXID (CO₂)CO2Wirkung KohlendioxidCO2führt nach Aufnahme über die Atemwege in höherer Konzentration (> 0,5 %) zu einer Erhöhung der Atemfrequenz und damit zu einer verstärkten Schadstoffaufnahme. CO₂ selbst wirkt ab Konzentrationen von > 5 % zu Bewusstlosigkeit und Atemstillstand (siehe auch Tabelle 14-10).Vergiftungd. CO2

SAUERSTOFFMANGEL (Minus O₂, Hypoxie) als Folge von Schadenfeuern ist ebenfalls als für die Gefährdung des Menschen SauerstoffPersonengefährdungbei Mangel an ~wichtige Erscheinung zu bezeichnen (wenn natürlich im eigentlichen Sinne kein Schadstoff). Bei Bränden sind im Brandraum und angrenzenden Räumen Sauerstoffkonzentrationen deutlich unter 10 % bekannt (Lessing et al. [1.37]), bei dieser Konzentration verlieren Menschen innerhalb weniger Minuten das Bewusstsein (Purser [1.28]).

Akut reizende Brandprodukte:Rauchbestandteileakut reizend ReizgaseRauchbestandteile

SALZSÄRUREDÄMPFE (HCl), ALDEHYDEAldehyde (insbesondere Formaldehyd HCHO und Acrolein C₂H₃CHO)Formaldehyd (HCHO) und Isocyanate sowie Stickoxide und Schwefeldioxid wirken auf den Menschen bereits in geringen Konzentrationen reizend bis ätzend, insbesondere auf die Augen und die Schleimhäute des Atemtraktes. SalzsäuredämpfeChlorwasserstoff (HCl)

Stoffe mit toxischer LangzeitwirkungRauchbestandteilelatent toxische

PLOYZYKLISCHE AROMATISCHE KOHLENWASSERSTOFFE (PAKPAK) treten als hochmolekulare komplexe Gemische auf und enthalten in unterschiedlichen Anteilen krebserzeugende oder krebsfördernde Komponenten. PAK treten im Brand im Allgemeinen an Ruß gebunden auf und sind bei nahezu allen Bränden mit Rußbildung zu erwarten. Die Aufnahme in den menschlichen Körper erfolgt über die Atemwege, in geringem Umfang auch über die Haut. Vergiftungd. PAK

POLYCHLORIERTE DIBENZO-DIOXINE und -FURANE (PCDDPCDDDioxine, PCDFPCDFFurane) DioxineFuranetreten nur bei Bränden mit chlorhaltigen Stoffen unter Sauerstoffmangel und bei niedrigen Temperaturen (< 800 oC) auf. Es gibt über 200 verschiedene Stoffe dieser Art, von denen das sog. „SevesogiftSevesogiftDioxine“ (TCDD, 2, 3, 7, 8-Tretrachlordibenzodioxin) das bekannteste ist. Wegen des hohen Dampfdruckes ist mit dem Auftreten nur in heißem Brandrauch und im Brandruß zu rechnen. Trotz des notorisch schlechten Rufes dieser sog. UltragifteUltragifteDioxine sind keine mit Bränden in Verbindung zu bringenden Vergiftungen nachgewiesen (vfdb [1.31], Weiß [1.39]).

1.3.3 Wirkung von Brandrauch auf den Menschen

Von den in Deutschland jährlich zu beklagenden ca. 220 bis 300 BrandtoteBrandtotein Deutschlandn (Kaiser [1.37] und DFV [1.4]) sind nach neuerer allgemeiner Auffassung mindestens ca. 70 % eigentlich Rauchtote (Lessing et al. [1.38], Wilk et al. [1.68], andere Autoren geben bis 90 % an, Basmer et al. [1.32]).

Die Gefährlichkeit von Brandrauch für den Menschen beruht auf folgenden Wirkungsmechanismen:

narkotisierende Wirkung

reizende Wirkung

Sichtbehinderung

thermische Wirkung

psychologische Wirkung

Im Folgenden werden die wichtigsten Merkmale dieser Wirkungsmechanismen des Brandrauches kurz erläutert. Eine vertiefte Darstellung mit neueren Erkenntnissen und Modellen zur Berechnung der Wirkung von Rauch- und Heißgasen haben Wilk et al. 2019 vorgelegt [1.68], [1.69].

Die narkotisierende Wirkung des Brandrauches – Rauchgasintoxikation – führt dazu, dass betroffene Personen – selbst, wenn sie zum Brandzeitpunkt wach sein sollten – teilnahmslos und danach bewusstlos werden, so dass eine Selbstrettung nicht mehr stattfindet. Die narkotisierende Wirkung Rauchnarkotisierende Wirkunggeht im Wesentlichen von den Komponenten Kohlenmonoxid (CO) und Blausäure aus (vergl. Punkt 1.3.2). Wie bei allen Giften hängt die Wirkung von der Konzentration der Stoffe und der Expositionszeit und damit von der aufgenommenen Dosis ab. Da in allen Realbränden stets ein Schadstoffgemisch entsteht, ist der Organismus einer Vielzahl von Stoffen ausgesetzt, die sich in ihrer Wirkung verstärken. Der grundlegenden Arbeit von Purser [1.28] ist zu entnehmen, dass als vielen Stoffen gemeinsames ToxizitätspotentialToxizitätspotential ein Wert von 500 g/m³ min gelten kann, der bei 50 % der exponierten Versuchstiere zum Tod führt.

In Wohn- und Arbeitsräumen ist im Allgemeinen von einer Mischbrandlast auszugehen, die zu etwa 50 % aus Holz, zu ca. 10 % aus anderer Cellulose (Papier etc.), zu ca. 10 % aus Gummi und Leder und zu ca. 30 % aus Kunststoffen besteht (vergl. auch [1.32]). Eine vollständige Verbrennung liegt überwiegend nicht vor. Der obige Wert der Toxizität nach Purser kann dann zugrunde gelegt werden. Ein Mensch hat danach bei Einatmen von Luft mit einer Brandrauchkonzentration von ca. 2 % nach 30 Minuten noch eine Überlebenschance von 50 %. Eine sehr interessante Analyse toxikologischer Todesursachen beim Brand eines Altenheimes enthält [1.40].

Auf der Grundlage der Arbeiten von Purser wurde die Abbildung 1-2 entwickelt, die die Zeit bis zur Handlungsunfähigkeit von Menschen (time-to-incapacitation) für Kohlenmonoxid und Blausäureexposition zeigt.

Die reizende Wirkung des Brandrauches beruht im Wesentlichen auf Salzsäure und Aldehyden, hauptsächlich Formaldehyd, daneben auf Stickoxiden und Schwefeldioxid. Leicht wasserlösliche Reizstoffe beeinflussen vor allem die Augen und die oberen Atemwege. Schwerer lösliche Stoffe (insbesondere HCl und NOx) gelangen bis in die Lunge und können dort nach einigen Stunden zum Lungenödem führen. Weitere Ausführungen zur Wirkung von Reizgasen findet man bei Purser [1.28], zur Auswirkung auf die Selbstrettung von Betroffen in [1.40].

Abbildung 1-2:

Zeit bis zur Handlungsunfähigkeit für die Exposition mit Kohlenmonoxid und Blausäure (berechnet nach [1.28])

Handlungsunfähigkeitn. HCN- und CO-ExpositionToleranzzeitfür COToleranzzeitfür BlausäureBlausäureToleranzzeitDie Selbstrettung von Personen wird durch die akute Reizung der Augen und oberen Atemwege nachteilig beeinflusst. Dabei ist, anders als bei narkotisierenden Gasen, die Wirkung nicht von der aufgenommenen Dosis abhängig, sind Reizgase vorhanden, tritt die Wirkung sofort ein. Die Stärke der Irritation scheint in erster Linie von der Art des Brandgutes abzuhängen, so wird Rauch von Holzfeuern als deutlich weniger reizend eingestuft, als jener von Bränden von Plastikmaterialien. Der Schmerz kann durch Schließen der Augen oder starkes Augenzwinkern, durch Mundatmung oder Anhalten des Atems in seiner subjektiven Empfindung beeinflusst werden.

Reizgas

Handlungsunfähigkeit

Behinderung der Flucht

HCI

900 ppm

200 ppm

HBr

900 ppm

200 ppm

HF

900 ppm

200 ppm

SO₂

120 ppm

24 ppm

NO₂

350 ppm

70 ppm

Akrolein

20 ppm

4 ppm

Formaldehyd

30 ppm

6 ppm

Tabelle 1-2:

Konzentrationsgrenzwerte von Reizgasen (zusammengestellt nach [1.28])

Handlungsunfähigkeitdurch ReizgaseToleranzzeitfür ReizgaseReizgaseToleranzzeitWird der Schmerz zu groß, so kann die Selbstrettung extrem erschwert oder unmöglich werden. Die betroffenen Personen suchen dann häufig vermeintlich sichere Bereiche auf. Wenn sie dort weiterhin narkotisierenden Brandgasbestandteilen ausgesetzt sind, kann es zu den oben geschilderten Folgen kommen, obwohl die Person zunächst durchaus zur Selbstrettung in der Lage war. Hinsichtlich der Konzentration von Reizstoffen im Rauchgas, die zur Behinderung oder gar Handlungsunfähigkeit betroffener Personen führen, sind die in der Fachliteratur zu findenden Werte etwas uneinheitlich. In Tabelle 1-2 sind einige Werte aus [1.28] aufgeführt, die auf der sicheren Seite liegen, d.h. die Beeinträchtigung durch die Reizwirkung wird eher etwas überschätzt.

Dichter Rauch führt zu einer Beschränkung der SichtweiteSichtweiteBeschränkungRauchSichtweite, und damit der Wahrnehmung wichtiger Hinweise (z.B. Rettungswegbeschilderung, Punkt 13), die u.U. noch durch die oben beschriebene Reizwirkung der Rauchgase verschlechtert wird. Die lichttrübende Wirkung der Rauchgase beruht im Wesentlichen auf den enthaltenen Aerosolen und Feststoffen und wird durch die sog. Optische DichteOptische Dichtevon RauchRauchoptische Dichte pro Weglänge DL bzw. den ExtinktionskoeffizientExtinktionskoeffizientv. Rauchen RauchExtinktionskoeffizientRauchSchwächungskoeffizient(oder Schwächungskoeffizienten) k beschrieben (k = DL * ln 10). Eine optische Dichte pro Weglänge von 0,5/m heißt, dass die Sichtweite noch 2 m beträgt. Bei einer optischen Dichte pro Weglänge von ca. 0,05/m kann ein 25 m entferntes selbstleuchtendes Hinweisschild gerade noch erkannt werden. Detailliertere Ausführungen hierzu findet man bei Schneider [1.42] und Steinert [1.43] und unter Punkt 13.4.2.

Die durch Rauch reduzierte Sichtweite führt zu einer Verlangsamung flüchtender Personen sowie zu Schwierigkeiten bei der Orientierung, insbesondere in unvertrauten Gebäuden. Damit kann die Expositionszeit für Rauchgase entsprechend steigen, bekannt ist auch, dass sich Personen in unvertrauten verrauchten Gebäuden verirrt haben.

Die thermische Wirkung Rauchthermische Wirkungder Rauchgase, die auch außerhalb des Brandraumes durchaus Temperaturen zwischen 200 oC und 300 oC haben können, kann bei längerer Exposition zu einem Hitzeschock führen. Verbrennungen der Haut und der Atemwege sind zu erwarten, wenn die durch Konvektion oder Strahlung eingetragene Wärmestromdichte bestimmte Werte überschreitet.

Ein HitzeschockHitzeschock tritt ein, wenn Personen über längere Zeit erhöhten Temperaturen (80 oC bis 120 oC) ausgesetzt sind und dadurch die Körper-Kerntemperatur über 40 oC ansteigt. Die Folge sind zunächst Übelkeit und Bewusstseinseintrübung, bei weiter ansteigender Körper-Kerntemperatur kann ab ca. 42 oC innerhalb weniger Minuten der Tod eintreten. Werden Brandgase oder erhitzte Luft mit mehr als 180 oC eingeatmet, kommt es unmittelbar zur Blockierung der Atemfunktion durch irreversible Schädigung der Luftröhre und Lunge. Der Tod tritt nach wenigen Minuten ein.

Das Auftreten von VerbrennungenVerbrennungen hängt stark von der Temperatur und der ExpositionszeitExpositionszeit ab und wird daneben von der vorhandenen Kleidung, der Luftfeuchtigkeit und Luftströmung beeinflusst. Die Art des Wärmetransportes in die Haut – Konvektion oder Wärmestrahlung – ist dabei sekundär. Bei Temperaturen der Luft um 100 oC beträgt die Toleranzzeit ca. 15 Minuten bis 25 Minuten, diese sinkt jedoch bei Temperaturen um 200 oC auf nur noch 3 Minuten bis 4 Minuten ab. Wärmestrahlung von unter ca. 2 kW/m² können relativ lange ertragen werden, bei BestrahlungsintensitätenStrahlungsintensitätkritische bei Menschen von mehr als 10 kW/m² Wärmestromdichtekritische durch Strahlungtreten schon nach wenigen Sekunden Verbrennungen 2. Grades (Blasenbildung) auf. Bei großflächigen Verbrennungen 2. Grades kann es neben dem unmittelbaren intensiven Schmerz zu einem Schock aufgrund des Flüssigkeitsverlustes kommen.

Die Zeit bis zum Eintritt der HandlungsunfähigkeitHandlungsunfähigkeitbei Wärmeexposition von Personen bei starker WärmeexpositionWärmeexpositionToleranzzeit ist nach dem oben ausgeführten nicht einfach festlegbar, daher verwundert es nicht, dass die publizierten Werte starke Streuungen aufweisen. In Abbildung 1-3 sind zwei empirisch ermittelte Zusammenhänge dargestellt.Toleranzzeitfür Wärmeexpostion

Abbildung 1-3:

Toleranzzeiten für Wärmeexposition (nach [1.28] und [1.44])

Anmerkung:

Da in realen Brandfällen die physiologische Wirkung von Rauch immer auf einer Kombination der obigen Faktoren beruht, richten sich neuere Bemühungen auf die Erarbeitung einer integralen Beschreibung der Auswirkung von Rauch auf die Benutzbarkeit von Rettungswegen. Wilk et al. 2004 [1.45] haben erste Ergebnisse ihrer Untersuchungen vorgestellt und kommen zum Ergebnis, dass sich bei Mischbrandlasten, wie sie in Wohnungen, Büros und Hotels vorliegen, die Verringerung der Sichtweite (= Erhöhung der optischen Dichte, vergl. Punkt 13.4.2) und die toxisch bzw. reizend wirkenden Anteile im Rauch in einem bestimmten Verhältnis zueinander entwickeln. Daher ist es grundsätzlich möglich über die sich bei einem Brand in den Rettungswegen einstellende optische Dichte Aussagen über die Auswirkung von Rauch auf die Selbstrettungsmöglichkeit von Menschen abzuleiten. Als Ergebnis wird eine optische Dichte von 0,21 als der Wert angesehen, der in Rettungswegen über die für ungeschützte Personen erwartete Nutzungszeit (= Räumungszeit des Gebäudes) nicht überschritten werden darf.

Auch die psychologische Wirkung von Brandrauch Rauchpsychologische Wirkungauf Personen, die im Verlaufe einer SelbstrettungSelbstrettungim Rauch mit verrauchten Räumen konfrontiert sind, ist nicht zu unterschätzen. Die Literatur berichtet von Gefühlen gesteigerter Beunruhigung und Sorge hinsichtlich der weiteren Entwicklung der Situation, sowie emotionalem Stress,Stress durch Rauch der sich bis hin zur vollständigen Verwirrung mit der Folge irrationaler Handlungen steigern kann. HandlungsunfähigkeitPsychologieTatsache scheint zu sein, dass auch im Normalfall stabile Personen durch Rauch erheblich verunsichert werden können und u.U. sogar auf die Nutzung von nur mäßig verrauchten Rettungswegen verzichten. Das Verhalten von Personen in der Ausnahmesituation „Auftreten von Rauch“ wird stark durch die folgenden Faktoren beeinflusst: HandlungsunfähigkeitStress im Rauch

Entstehung, Farbe, Stärke und Ausbreitung des Rauches

Grad der Vertrautheit mit dem Gebäude

verfügbare zusätzliche Informationen

(z.B. durch akustische Anweisungen)

Rollenverständnis das Betroffene von sich selbst haben

(u.a. Geschlecht und Alter, „Macher“, „Macho“)

Verhalten anderer Menschen

Weitere Hinweise zum Verhalten von Menschen unter Stress infolge von Rauch findet man bei Bryan [1.46], der neben den Erkenntnissen kontrollierter Versuche auch die Ergebnisse von Befragungen betroffener Personen und sonstiger Auswertung von Realbränden präsentiert. Interessant ist insbesondere, dass das Eintreten von oftmals so bezeichneter „Panik“Panik infolge Rauch von Betroffenen – d.h. das irrationale, nicht situationsgerechte und antisoziale Flüchten, das die Überlebenschancen der Gruppe ebenso wie die des Individuums reduziert – anscheinend die Ausnahme ist. Dies wird durch Ergebnisse von Keating [1.47] sowie neuere Untersuchungen des Verhaltens von Menschen bei Großbränden – u. A. beim World Trade Center – unterstützt (Kuligowski [1.48], Künzel et al. [1.49]).

1.4 Schutzziele des Brandschutzes

Die Tatsache, dass Brandgefahren allgegenwärtig sind und jederzeit Leib und Leben sowie Sachwerte bedrohen können, leuchtet – insbesondere unter Bezug auf die unter Punkt 1.3.3 erwähnten Brandtoten und die in Tabelle 1-1 dargestellten Vermögensschäden – zwar unmittelbar ein, dennoch wird dieses Risiko nicht selten unterschätzt. Veranlasst durch einen entsprechenden Fall hat das Oberverwaltungsgericht Münster schon 1987 zu den Risiken von Bränden und deren Folgen in einem in der Fachwelt viel beachteten Urteil klargestellt [1.50]: OVG MünsterBrandentstehung BrandentstehungOVG Münster 1987

„… Es entspricht der Lebenserfahrung, dass mit der Entstehung eines Brandes praktisch jederzeit gerechnet werden muss. Der Umstand, dass in vielen Gebäuden jahrzehntelang kein Brand ausbricht, beweist nicht, dass keine Gefahr besteht, sondern stellt für den Betroffenen einen Glücksfall dar, mit dessen Ende jederzeit gerechnet werden muss. …“

Schutzzieledes BrandschutzesBrandschutzSchutzzieleZum Schutz der Menschen und – nachrangig – zur Verminderung von Sachschäden sind daher in den Landesbauordnungen Schutzziele definiert, die im Hinblick auf den Brandschutz folgende Formulierungen enthalten (§ 14 MBO [1.51]):

„Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten zu ändern und in Stand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird, und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind.“

Eine bauliche Anlage muss daher nach der SicherheitsphilosophieSicherheitsphilosophiedes Baurechts des Baurechtes in brandschutztechnischer Hinsicht so geplant, ausgeführt und betrieben werden, dass

bei einem Brand die Standfestigkeit des tragenden Systems über eine bestimmte Zeit erhalten bleibt,

die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des Gebäudes begrenzt wird,

die Ausbreitung von Bränden auf benachbarte Gebäude vermieden wird,

Bewohner die bauliche Anlage bei Bränden unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können,

wirksame Löschmaßnahmen möglich sind, ohne die Sicherheit der Löschmannschaften wesentlich zu gefährden.

Die Einhaltung dieser Schutzziele ist durch Maßnahmen des Brandschutzes sicherzustellen. Die Wichtigkeit, die Brandschutzmaßnahmen für die sichere Nutzbarkeit von baulichen Anlagen zukommt, wird durch eine Entscheidung des Oberverwaltungsgerichtes Nordrhein-Westfalen unterstrichen, die zur Verpflichtung der für die Planung Verantwortlichen (aber in der Folge auch der Eigentümer und Betreiber von baulichen Anlagen) die Schutzziele des Baurechtes sachgerecht umzusetzen, sinngemäß ausführt [1.52]: OVG NRWSchutzziele SchutzzieleOVG NRW 2007

„… Die finanziellen Interessen des betroffenen Eigentümers … haben gegenüber dem Interesse an der Vermeidung von Schäden an Leib und Leben sowie an der Minderung der Brandrisiken grundsätzlich zurückzutreten. …“

1.5 Brandschutz als System

Brandschutzals SystemBrandschutz wird heute allgemein verstanden als die Summe aller Maßnahmen, die geeignet sind, das Auftreten von Schadenfeuern zu verhindern und die Folgen von Bränden zu mindern. Nachdem historisch, wie oben unter Punkt 1.1 dargestellt, wesentlich Maßnahmen des Vorbeugenden Baulichen Brandschutzes, bzw. Maßnahmen des Abwehrenden Brandschutzes im Vordergrund standen, kam Anfang des 19. Jahrhunderts der heute so genannte Betriebliche BrandschutzBrandschutzBetrieblicher hinzu (gelegentlich auch Organisatorischer Brandschutz genannt, siehe aber Abbildung 1-4). Dieser umfasst betriebliche Maßnahmen, wie die Beauftragung von Einzelpersonen mit der Aufrechterhaltung und der Überwachung von Brandschutzmaßnahmen, der Erarbeitung von Notfallplanungen und der Ausbildung von Mitarbeitern über das Verhalten im Brandfall und das Bekämpfen von Bränden durch Mitarbeiter. Historisch hat der Betriebliche Brandschutz seine Wurzeln schon um 1830 in der Einrichtung von „Fabrikfeuerwehren“ aufgrund der gewachsenen Erkenntnis, dass der betriebliche Aufwand für die Unterweisung von Mitarbeitern über das Verhalten im Brandfall und zur Erstbekämpfung von Schadenfeuern sehr wohl auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoll ist. Diese Fabrikfeuerwehren sind die Vorläufer der heutigen WerkfeuerwehrenWerkfeuerwehrenVorläufer der und Betriebsfeuerwehren BetriebsfeuerwehrenVorläufer der(siehe Kapitel 2). Erste betriebliche Brandschutzordnungen Brandschutzordnungbetriebliche– heute inhaltlich in DIN 14096 beschrieben ([1.53]) – sind seit 1870 bekannt (Grönke [1.54], Lucke [1.55]).

Bereits in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts sind erste Maßnahmen des heute so genannten Anlagetechnischen Brandschutzes (siehe Punkte 1.6 und 1.8) bekannt. Diese Maßnahmen, die mittels technischer Einrichtungen in und an baulichen Anlagen dazu beitragen, die Auswirkung auftretender Schadensfeuer zu begrenzen, konnten erst auf der technischen Grundlage der rasanten industriellen Entwicklung im 19. Jahrhundert erdacht werden und wurden, umgekehrt, auch erst zu dieser Zeit zum Schutze der bis dahin so nicht bekannten Wertekonzentration in Form der Produktionsanlagen notwendig. Grönke [1.54] berichtet von ersten mit Dampfmaschinen betriebenen privaten Wasserversorgungsnetzen in Fabriken schon 1875, im Jahre 1879 wurde der erste Sprinkler und im Jahr 1894 ein erster Brandmelder (der allerdings noch biologische Grundlagen hatte) patentiert.

Abbildung 1-4:

Brandschutz als ganzheitliches System

BrandschutzAbbildungVorbeugender BrandschutzheuteInsgesamt wird der BrandschutzBrandschutzganzheitlicher heute als ein ganzheitliches System aus den 4 Komponenten

Baulicher Brandschutz,

Anlagentechnischer Brandschutz,

Betrieblicher Brandschutz und

Abwehrender Brandschutz.

verstanden, wie es in Abbildung 1-4 dargestellt ist.

Die 4 Komponenten eines ganzheitlichen BrandschutzkonzeptesBrandschutzkonzeptganzheitliches können nun heute nicht mehr isoliert betrachtet werden, sondern es gibt eine Vielzahl von (teilweise gewollten) Interdependenzen und gegenseitigen Beeinflussungen. So findet man in den Bauordnungen der Länder folgende Formulierung (hier zitiert nach § 3 Musterbauordnung – MBO [1.51]):

„Für Nutzungseinheiten … müssen in jedem Geschoss mindestens zwei voneinander unabhängige Rettungswege vorhanden sein …“

„Für Nutzungseinheiten, die nicht zu ebener Erde liegen, muss der erste Rettungsweg über eine notwendige Treppe führen. Der zweite Rettungsweg kann eine weitere Treppe oder eine mit Rettungsgeräten der Feuerwehr erreichbare Stelle der Nutzungseinheit sein …“

Diese Vorschrift erlaubt es also ausdrücklich, Maßnahmen des Vorbeugenden Baulichen Brandschutzes, nämlich die Verfügbarkeit eines zweiten baulichen Rettungsweges, durch Maßnahmen des Abwehrenden Brandschutzes, das Retten von Personen über Geräte der (öffentlichen) Feuerwehren, zu ersetzen.

In vielen Sonderbauordnungen wird den gegenüber reiner Wohnbebauung erhöhten Gefahren in Bauten besonderer Art oder Nutzung dadurch begegnet, dass bestimmte anlagentechnische Maßnahmen – wie z.B. Brandmeldeanlagen – gefordert werden. Sonderbauten sind u. A. Verkaufsstätten, Versammlungsstätten und Krankenhäuser, vergl. hierzu § 2 (4) MBO und hinsichtlich erlassener Sonderbauordnungen der Länder z.B. bei Löbbert et al. [1.56]). Das heißt, dass für viele Sonderbauten auch denkbare und verordnungskonforme, jedoch häufig kostenintensivere oder aus gestalterischer Sicht nicht erwünschte bauliche Brandschutzmaßnahmen durch anlagentechnische Maßnahmen ersetzt werden (zu den gegenseitigen Abhängigkeiten von baulichen und anlagentechnischen Brandschutzmaßnahmen bei gleichem Sicherheitsniveau siehe bei Dehne [1.57]).

Ähnliches gilt für die behördliche Anordnung der Aufstellung einer Werkfeuerwehr in baulichen Anlagen besonderer Art oder Nutzung nach § 2 (4) MBO. Werkfeuerwehren (siehe hierzu Kapitel 2) werden auf Kosten des Betreibers eingerichtet, um auf eigentlich erforderliche bauliche Brandschutzmaßnahmen verzichten zu können, den Abwehrenden Brandschutz durch die öffentlichen Feuerwehren zu verstärken bzw. dessen Schlagkraft zu erhöhen und/oder Anlagentechnische Brandschutzeinrichtungen zu bedienen (Tschöpe [1.58]).

1.6 Aufgaben des Brandschutzingenieurs

Es bestehen heute, wie oben unter Punkt 1.5 dargelegt, eine Vielzahl von gegenseitigen Abhängigkeiten, aber auch Kompensationsmöglichkeiten zwischen den 4 Komponenten eines Brandschutzganzheitlicherganzheitlichen Brandschutzes, etwa wie es in Abbildung 1-5 für die wichtigsten InterdependenzenInterdependenzenim Brandschutz angedeutet ist.

Aufgabe von BrandschutzingenieurenBrandschutzingenieur ist es nunmehr, bei der Planung von baulichen Anlagen durch eine möglichst optimale Abstimmung der einzelnen Komponenten eines ganzheitlichen Brandschutzes im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes (z.B. nach Brandschutzkonzeptn. vfdb 01/01vfdb-Richtlinie 01/01 [1.59]) vfdb-Richtlinie01/01eine den Sicherheitsanforderungen der Gesellschaft einerseits und den ökonomischen Vorgaben des Betreibers andererseits entsprechende Lösung zu finden. Dabei sind u.a. die folgenden Einzelfragen zu beantworten und die sich ergebenden Maßnahmen aufeinander abzustimmen und sinnvoll zu integrieren:

Baulicher BrandschutzBrandschutzBaulicherBaulicher Brandschutz

Wie ist die Zugänglichkeit der baulichen Anlagen vom öffentlichen Straßenraum? (Zugänge, Zufahrten)

Gibt es einen zentralen Feuerwehr-Anlaufpunkt?

Sind die Rettungswege nach Anzahl, Länge und Ausbildung ausreichend?

Sind rauchdichte Türen und/oder Rauchabzüge erforderlich?

Entsprechen die Brandabschnitte und anderen brandschutz-technischen Unterteilungen und die Ausführung der trennenden Bauteile den Anforderungen?

Wie sind Öffnungen in abschnittsbildenden Bauteilen abgeschlossen? Sind anlagentechnische/steuerungstechnische Maßnahmen erforderlich?

Wie sind Rauchabschnitte angeordnet und entsprechen die Bauteile (Rauchschürzen, Rauchschutztüren) den Anforderungen?

Sind die Bauteile hinsichtlich des Feuerwiderstandes (Standsicherheit, Raumabschluss, Isolierung usw.) ausreichend dimensioniert?

Sind brennbare der Baustoffe vorhanden und ggf. ausreichend geschützt?

Anlagentechnischer BrandschutzBrandschutzAnlagentechnischerAnlagentechnischer Brandschutz

Sind aufgrund des Gefahrenpotentials Brandmeldeanlagen erforderlich? Welche Brandkenngrößen sollen überwacht werden? Welche Bereiche sollen überwacht werden und zu welcher Stelle erfolgt die Aufschaltung?

Welche Alarmierungseinrichtungen für die Mitarbeiter sind erforderlich und wer löst die Alarmierung aus?

Wo sind welche automatischen Löschanlagen vorhanden? Wie werden diese ausgelöst? Sind Maßnahmen durch Mitarbeiter oder die Feuerwehr erforderlich oder vorgesehen?

Welche sonstigen brandschutztechnischen Einrichtungen, wie Steigleitungen, Wandhydranten, Druckerhöhungsanlagen, halbstationäre Löschanlagen und Einspeisestellen für die Feuerwehr, werden benötigt und wo sind diese anzuordnen?

Welche Bereiche sind gegen Raucheintritt abzusichern bzw. zu entrauchen? Welche Anlagenart ist erforderlich? Wann und wie wird diese ausgelöst? Welchen Einfluss hat dies auf die Rettungswegsituation?

Wo sind zum Schutz von Bauteilen oder Einrichtungen Wärmeabzugsanlagen erforderlich und wie wirken sich diese auf die Rettungswegsituation oder automatische Löschanlagen aus?

Berührt das Lüftungskonzept den Brandschutz (z.B. durch erforderliche Umsteuerung der Lüftungsanlagen von Um- auf Abluftbetrieb) oder sind seitens des Brandschutzes Anforderungen an das Lüftungskonzept zu stellen?

Wie ist der Funktionserhalt der sicherheitsrelevanten Anlagen über die erforderliche Zeit sichergestellt? (Netzersatzversorgung, Ausführung der Zuleitungen, Sicherheits- und Notbeleuchtung)

Haben Aufzüge eine Brandfallsteuerung? Wo wird die Notrufabfrage aufgeschaltet? Sind Feuerwehraufzüge erforderlich?

Ist die einwandfreie Kommunikation von Einsatzkräften im Objekt sichergestellt? Sind Gebäudefunkanlagen erforderlich und wie sind diese ggf. auszuführen und in Betrieb zu nehmen?

Abbildung 1-5:

Einige Interdependenzen im System Brandschutz

Betrieblicher BrandschutzBrandschutzBetrieblicherBetrieblicher BrandschutzBrandschutzInterdependenzen

Sind eine Brandschutzordnung nach DIN 14096, eine Evakuierungsplanung und Rettungswegpläne erforderlich?

Werden die Mitarbeiter ausreichend über die Brandschutzordnung informiert?

Ist ein Brandschutzbeauftragter zu bestellen? Welche Befugnisse sollte dieser haben?

Werden Kennzeichnung der Rettungswege und Sicherheitseinrichtungen regelmäßig überprüft?

Sind in ausreichendem Umfang Kleinlöschgeräte (Feuerlöscher, Löschdecken) vorhanden und die Mitarbeiter ausreichend in die Handhabung eingewiesen? Erfolgen regelmäßige Nachschulungen/Unterweisungen?

Ist die Einrichtung einer Werkfeuerwehr erforderlich? Welche Aufgaben soll/muss diese eigenverantwortlich übernehmen?

Abwehrender BrandschutzBrandschutzAbwehrenderAbwehrender Brandschutz

Wie ist die Leistungsfähigkeit der zuständigen Feuerwehren? Ist diese Leistungsfähigkeit tageszeitabhängig?

Wie lang ist die Hilfsfrist? Wie kann diese beeinflusst werden?

Ist die Löschwasserversorgung ausreichend? Welche Maßnahmen zur Verbesserung sind unter Berücksichtigung des Wasserbedarfes von automatischen Löschanlagen ggf. erforderlich?

Sind Sonderlöschmittel erforderlich? Hält der Betrieb diese in ausreichender Menge vor?

Sind Anlagen zur Löschwasserrückhaltung erforderlich?

Ist ein Feuerwehrplan nach DIN 14095 erforderlich bzw. vorhanden?

Welche Flächen für die Feuerwehr (Aufstell- und Bewegungsflächen) sind erforderlich?

Sollten Feuerwehr-Schlüsseldepots (Feuerwehrschlüsselkästen) eingerichtet werden, um den Zugang zu ermöglichen oder zu erleichtern?

Gibt es Bereiche die vorrangig oder nicht durch die Feuerwehr zu begehen sind?

Auf internationaler Ebene werden im System der ISO-Normen 13387 „Fire Safety EngineeringFire safety engineering“ [1.60] realistische Annahmen über die Entstehung, Ausbreitung und die mögliche Auswirkung von Bränden erarbeitet, die WirksamkeitWirksamkeitaktiver Brandschutzmaßnahmen aktiver Brandschutzmaßnahmen, wie automatischer Brandmelde- und Löschanlagen und der Feuerwehren, beschrieben und Hinweise zur Integration in moderne Brandschutzkonzepte für Gebäude gegeben. Einen ähnlichen Ansatz hat auf nationaler Ebene ein Projekt der TU Braunschweig zum Aufbau von Expertensystemen für die brandschutztechnische Beurteilung von Gebäuden verfolgt (siehe hierzu bei Kiel [1.61]) und den Leitfaden Ingenieurmethoden des Brandschutzes [1.62] vorgelegt.

Bis zum Vorliegen ingenieurwissenschaftlich abgesicherter und allgemein anerkannter Regeln zur Bewertung von aktiven Brandschutzmaßnahmen im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes muss individuell abgestimmt auf den Einzelfall und unter sinngemäßer Anwendung der Regeln der vfdb-Richtlinie 01/01 „Brandschutzkonzept“ [1.59] ein allgemein, das heißt vom Fachingenieur, vom Betreiber, von der öffentlichen Feuerwehr und von der Bauordnungsbehörde, akzeptiertes Konzept erarbeitet werden. Die in Abbildung 1-5 nur angedeuteten komplexen Interdependenzen der 4 Säulen des Brandschutzes machen

„… die Notwendigkeit eines umfassenden Sachverstandes und die Fähigkeit zum interdisziplinären Denken des Brandschutzingenieurs (besser eines Teams von Brandschutzingenieuren) besonders deutlich …“ (zitiert nach Wiese [1.63]).

Schon das national oder international vorhandene technische Regelwerk, das heißt also DIN-Normen, EN-Normen, VDE-Richtlinien, VdS-Vorschriften etc., ist inzwischen so umfassend und komplex, dass es häufig nur noch für den Fachingenieur – beispielsweise für Brandmeldeanlagen oder Rauchabzugsanlagen – in seiner Auswirkung vollständig zu erfassen ist.

Im Folgenden werden die für Architekten und Ingenieure (auch Brandschutz- und Feuerwehringenieure) wichtigsten technischen Regeln und ihre Auswirkungen auf den Entwurf, die Planung und die Ausführung von Bauvorhaben aufgezeigt und das für Architekten und Ingenieure erforderliche Basiswissen vermittelt. Dabei wird der Schwerpunkt der Darstellung jeweils auf die vorhandenen bzw. in Kürze erwarteten technischen Regeln gelegt. Diese stellen, da sie den allgemein anerkannten Stand der Technik wiedergeben, notwendigerweise im gewissen Umfang Kompromisse dar und entsprechen daher nicht immer in vollem Umfange dem heute vorhandenen Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis. Die dargestellten Tatbestände und Regeln sind im Allgemeinen aber als nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage für ein ganzheitliches Brandschutzkonzept ausreichend. Zur tieferen Erarbeitung der wissenschaftlichen Grundlagen wird jeweils auf die Fachliteratur und als Einstieg insbesondere auf den Brandschutzleitfaden der vfdb hingewiesen [1.62].

1.7 Abwehrender Brandschutz

Der abwehrende Brandschutz Abwehrender Brandschutzumfasst nach DIN 14011 [1.64] alle Maßnahmen zur Bekämpfung von Gefahren für Leben, Gesundheit und Sachen, die bei Bränden und Explosionen entstehen. Hiermit ist in der Hauptsache die Aufgabe der Feuerwehren im Abwehrenden Brandschutz umschrieben; die BrandbekämpfungBrandbekämpfungd. Laien durch Laien (hierzu gehören auch eingewiesene Personen) wird im Allgemeinen dem Betrieblichen Brandschutz zugeordnet (Punkt 1.5). Der Begriff „Bekämpfung“ meint hier aktive Maßnahmen durch Menschen (Feuerwehrpersonal) und grenzt an dieser Stelle den Abwehrenden Brandschutz gegen den Anlagentechnischen Brandschutz ab.

Neben den Feuerwehren selbst werden üblicherweise folgende Einrichtungen zum Abwehrenden Brandschutz gezählt

die für den Feuerwehreinsatz erforderlichen Flächen auf Grundstücken (Kapitel 3),

die Einrichtungen der Löschwasserversorgung (Kapitel 4).

Die Organisation und Durchführung der BrandbekämpfungBrandbekämpfungd. d. Feuerwehr durch die Feuerwehr insgesamt ist bei weitem zu umfangreich und komplex, um sie hier auch nur annähernd vollständig darstellen zu können. Auf die interessanten und relativ ausführlichen Darstellungen von de Vries [1.24], Kemper [1.65], und Cimolino et al. [1.66] wird insofern verwiesen.

Wichtiger als Kenntnisse über die Durchführung der Brandbekämpfung sind für den Architekten und Ingenieur Kenntnisse über die Einsatzmöglichkeiten und die Einsatzgrenzen der Feuerwehren (Kapitel 2), um diese im Rahmen ganzheitlicher Brandschutzkonzepte angemessen berücksichtigen zu können.

1.8 Anlagentechnischer Brandschutz

Zum Anlagentechnischen BrandschutzAnlagentechnischer BrandschutzBrandschutzAnlagentechnischer gehören alle technischen Maßnahmen an und in Gebäuden, sonstigen baulichen Anlagen, Fahrzeugen und Maschinen, die zur frühzeitigen Brandentdeckung, Rettung von Menschen (durch deren Warnung und Information) Brandbekämpfung und Begrenzung der Brandfolgeschäden (an Personen, Gebäuden, Anlagen und Umwelt) beitragen.

Maßnahmen des Anlagentechnischen Brandschutzes werden dann notwendig, wenn die Feuerwehr allein das Schutzziel nicht mehr sicherstellen kann, weil die Brandentwicklungszeit bis zum Wirksamwerden ihrer Maßnahmen zu lang wird. Ein Brand ist dann möglicherweise schon so groß, dass er mit den Mitteln der Feuerwehr nicht mehr beherrschbar ist (vergl. Kapitel 2), oder aber der Schaden an den betrieblichen Einrichtungen wird unvertretbar hoch.

Der Anlagentechnische Brandschutz kann nach der Zweckbestimmung der Einrichtungen wie folgt untergliedert werden:

Einrichtungen zur Erkennung und Übermittlung eines Gefahrenzustandes

Fernsprechanlagen

Gefahrenmeldeanlagen

Öffentliche Feuerwehr-Notrufmelderanlagen

Objektgebundene Brandmeldeanlagen

Objektgebundene Warnanlagen

Sprachalarmanlagen

Brandbekämpfungseinrichtungen

Selbsthilfeanlagen

Löschhilfeanlagen

Automatische Löschanlagen

Raumschutzanlagen

Objektschutzanlagen

Brandvermeidungseinrichtungen

Sauerstoffreduzierungsanlagen

Inertisierungsanlagen

Einrichtungen zur Rauch- und Wärmefreihaltung

Natürliche Rauchabzugsanlagen

Maschinelle Rauchabzugsanlagen

Entrauchungsanlagen für Parkhäuser

Wärmeabzugsanlagen

Rauchschutz-Druckanlagen

Kühlungseinrichtungen

Anlagen zur Kühlung von Behältern

Anlagen zur Kühlung von tragenden Bauteilen

Anlagen zur Kühlung von nichttragenden Bauteilen

Einrichtungen nur für die Feuerwehr

Steigleitungen

Objektfunkanlagen

Feuerwehrpläne

Einrichtungen zur Löschwasserrückhaltung

selbsttätig wirkende bauliche Systeme

nicht selbstständig wirksame technische Systeme

Brandschutz für Aufzugsanlagen

Sicherheitsaufzüge

Evakuierungsaufzüge

Feuerwehraufzüge

Anlagen zur Sicherung von Rettungswegen

Sicherheitsbeleuchtung

Rettungswegkennzeichnung

Anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen können erhebliche Auswirkungen auf den Brandablauf, die Möglichkeit der Rettung von Menschen (Selbst- oder Fremdrettung) und die Einsatzmöglichkeiten der Feuerwehren haben, etwa wie es in Abbildung 1-6 angedeutet ist. Diese Darstellung macht deutlich, dass die meisten anlagentechnischen Maßnahmen mehrfach, an verschiedenen Stellen der Ursache-Wirkungsbeziehungen der komplex miteinander verknüpften Systeme Brand, Menschenrettung und Brandbekämpfung ansetzen und einwirken. Maßnahmen zur Verbesserung des Personenschutzes sind daher gleichzeitig sehr häufig auch Maßnahmen zur Verbesserung des Sachschutzes.

Abbildung 1-6:

Das System Brand – Mensch – Feuerwehr und seine Beeinflussung durch den Anlagentechnischen Brandschutz

Zwar wird eine spezielle anlagentechnische Brandschutzmaßnahme ihre Existenzberechtigung überwiegend aus einem der jeweils relevanten Schutzziele ableiten, dennoch wird beispielsweise eine Rauchabzugsanlage stets auch Wärme aus dem Gebäude abführen, oder eine Löschanlage dafür sorgen, dass neben der Begrenzung des Brandes auch eine Begrenzung der Rauchproduktion und damit der Folgeschäden durch Rauch entsteht. Schubert hat versucht [1.67], die Komplexität des Brandverlaufes, seiner Auswirkungen auf das Bauwerk und die Beeinflussung durch Maßnahmen des Baulichen und Anlagentechnischen Brandschutzes übersichtlich darzustellen. Seine etwas abgewandelte Darstellung (es sind hier nur die anlagentechnischen Maßnahmen dargestellt) ist in Abbildung 1-7 wiedergegeben. Im oberen Teil der Abbildung sind verschiedene durch den Brand hervorgerufene Temperaturverläufe in einem Bauteil wiedergegeben, die von den im unteren Teil angegebenen anlagentechnischen Gegebenheiten beeinflusst werden. Zusätzlich sind in der Mitte maßgebende Ereignisse des Abwehrenden Brandschutzes dargestellt, die ihrerseits wieder durch die Anlagentechnischen Gegebenheiten beeinflusst werden.

Abbildung 1-7:

Die Wirkung von Einrichtungen des Anlagentechnischen Brandschutzes auf die Temperaturentwicklung im Bauteil und den Einsatz der Feuerwehr (nach Schubert [1.67])

Wartungv. BrandschutzanlagenAlle Einrichtungen des Anlagentechnischen Brandschutzes sind relativ komplexe sicherheitsrelevante Systeme, deren Funktion sowohl für die Personensicherheit als auch für den Sachschutz innerhalb der damit ausgestatteten baulichen Anlagen unabdingbar ist. Wie alle technischen Systeme müssen sie regelmäßig inspiziert, geprüft, gewartet und bei Bedarf instandgesetzt werden. Hinweise zur Frequenz und Art der erforderlichen Maßnahmen geben die jeweiligen technischen Regeln und die Vorschriften der Hersteller (siehe z.B. [1.70]). In der Regel sind wöchentliche Kontrollen, mindestens vierteljährlich Sichtprüfungen und jährlich Überprüfungen der Funktion vorzunehmen. Wegen der Vielzahl und Differenziertheit der – z. T. auch kostenträchtigen – Maßnahmen werden diese im vorliegenden Band nur pauschaliert dargestellt.

Zur Wirksamkeit und Zuverlässigkeit normgerecht geplanter, eingebauter und betriebener Brandschutzanlagen enthalten die jeweiligen Kapitel einige Aussagen.

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2 Die Rolle der Feuerwehren

Wie in Kapitel 1 dargestellt, sind die Komponenten eines ganzheitlichen Brandschutzes durch vielfältige Wechselbeziehungen miteinander verknüpft. Um die Anforderungen an die anderen Komponenten, insbesondere an den Anlagentechnischen Brandschutz, realistisch einschätzen zu können, sind daher auch Kenntnisse über die Fähigkeiten und Grenzen des Abwehrenden Brandschutzes – der Feuerwehren – erforderlich.

2.1 Rechtsgrundlage

RechtsgrundlagenFeuerwehrDie Sicherstellung des abwehrenden Brandschutzes ist nach den Brandschutzgesetzen der Bundesländer (z.B. in Niedersachsen, [2.1]) eine Pflichtaufgabe der Gemeinden. In einigen Bundesländern ist sie auch eine „Pflichtaufgabe zur Erfüllung nach Weisung“ [2.1].

Pflichtaufgabe bedeutet hier, dass die Gemeinden diese Aufgabe wahrnehmen müssen, nur die Ausgestaltung der Wahrnehmung obliegt ihrer Selbstbestimmung. Soweit der abwehrende Brandschutz eine Pflichtaufgabe zur Erfüllung nach Weisung ist, können seitens der Aufsichtsbehörde (dies ist in der Regel das Innenministerium des Landes) auch der Umfang und die Art und Weise der Aufgabenerfüllung vorgegeben werden.

2.2 Risikoanalyse und Brandschutzbedarfsplan

RisikoanalyseZur Sicherstellung des abwehrenden Brandschutzes richten die Gemeinden nach den geltenden Brandschutzgesetzen entsprechend der örtlichen Gegebenheiten öffentliche Feuerwehren ein.

Die Gemeinden müssen also eine FeuerwehrFeuerwehrn. örtlichenGegebenheiten aufstellen, die in der Lage ist, den nach den örtlichen Gegebenheitenörtliche Gegebenheiteneiner Gemeinde zu erwartenden Aufgaben gerecht zu werden. Diese örtlichen Gegebenheiten einer Gemeinde werden geprägt durch:

Einwohnerzahl und Einwohnerstruktur

(Anzahl, Altersstruktur, Ausländeranteil etc.)

Größe

(Fläche, Längsausdehnung)

Topographie

(Berge, Flüsse, Wälder, Moore)

Gebäudestruktur

(moderne Bauten, Altstadtkern, historische Baudenkmäler)

Verkehrswege und Verkehrsträger

(Fernstraßen, Fernbahnen, Schnellfahrstrecken, Flughäfen, Binnenschiffverkehr)

Industrie und Gewerbe

(Metallindustrie, Luftfahrtindustrie, Chemieindustrie, Dienstleistungsgewerbe, Zentrallager etc.)

Infrastruktur

(Löschwasserversorgung, Nachrichtenversorgung)

Die Gemeinde hat nun für ihr Gebiet in einer objektiv und ohne Bezug zur derzeitigen Leistungsfähigkeit der Feuerwehr durchzuführenden Risikoanalyse die vorhandenen strukturellen Gefahren mit einer sinnvollen räumlichen Auflösung zu erfassen, darzustellen und die sich daraus ergebenden Risiken zu bewerten (Risiko = Eintrittswahrscheinlichkeit * Schadenshöhe; siehe hierzu [2.3], Grabski et al. [2.5] sowie Schubert [2.6]). Als weitere Risikokomponente sind auf dem Gemeindegebiet denkbare Schadensszenarien zu beschreiben (z.B. Unfälle mit Gefahrgütern, Großveranstaltungen wie Messen und Rock-Konzerte, Waldbrände etc.) und zu bewerten.

Im Rahmen der sich an der Risikoanalyse orientierenden Bemessung der örtlichen Feuerwehrkräfte und Einsatzmittel und deren räumlichen Anordnung ist darzulegen, welches Sicherheitsniveau Sicherheitsniveau sie den Einwohnern ihrer Gemeinde bieten will. Mit anderen Worten: Sie muss nachvollziehbar darlegen, was ihre Feuerwehr leisten können soll und was sie eingeplant nicht leisten können muss (s. g. Überlastungsrisiko). Diese Brandschutzbedarfsplanung ist ausreichend zu dokumentieren und in regelmäßigen Abständen fortzuschreiben.

Das gewünschte Sicherheitsniveau einer Gemeinde ist im Rahmen der gesetzlichen Sicherstellungsverpflichtung eine politische Entscheidung. Die Willensbildung über und der Beschluss des Sicherheitsniveaus erfolgt durch die politischen Vertreter der Kommune und führt in Folge dieses Beschlusses zu einer Selbstbindung der Gemeinde (Graeger [2.7]), diesen Bedarfsplan auch zu erfüllen, d.h. im Wesentlichen die notwendigen Haushaltsmittel zur Verfügung zu stellen. Der BrandschutzbedarfsplanBrandschutzbedarfsplan einer Gemeinde sollte die folgenden Gliederungspunkte enthalten ([2.3], [2.4]):

Allgemeiner Teil

Darstellung der rechtlichen Grundlagen

Darstellung der Aufgaben der Feuerwehr

Gefährdungspotential

Schutzzielfestlegung

Sollstruktur der Gefahrenabwehr

Iststruktur der Gefahrenabwehr

Vergleich der Strukturen

Erforderliche Maßnahmen

Berichtswesen

Fortschreibung

Anhänge

Wesentlich zur Feststellung des Bedarfes ist dabei der Vergleich der Sollstruktur der Gefahrenabwehrkräfte (der gewünschten Situation) mit der Iststruktur (der tatsächlich vorhandenen Situation). Hierzu liefert zunächst die oben dargestellte Risikoanalyse eine Darstellung des GefährdungspotentialsGefährdungspotentialeiner Gemeinde der Gemeinde. Zum Zweiten sind die SchutzzieleSchutzzieleeiner Gemeinde der Gemeinde festzulegen. Ähnlich wie das Baurecht Schutzziele vorgibt (vgl. MBO § 14 [2.8]), ist die Gemeinde verpflichtet eine klare Aussage über das Sicherheitsniveau, was sie ihren Bürgern zur Abwehr verschiedener Gefahrensituationen bieten will, zu formulieren (siehe z.B. FSHG NRW [2.1]). Diese Schutzziele werden heute allgemein über die folgenden Begriffe definiert:

die MindesteinsatzstärkeMindesteinsatzstärked. Feuerwehr der Einheiten

nach Personal und technischem Gerät, mit der bestimmte sog. Kritische Ereignisse (z.B. Wohnungsbrände, siehe Punkt 2.4.2) bekämpft werden sollen,

die Hilfsfrist

Hilfsfristder Feuerwehrmit der eine Aussage getroffen wird, welche Zeit von der Entgegennahme des Notrufes in der Leitstelle der Feuerwehr bis zum Eintreffen der Feuerwehr an der Einsatzstelle vergehen darf und

den ErreichungsgradErreichungsgrad

d.h. einer Vorgabe, in wie viel Prozent der grundsätzlich unabhängig voneinander erfolgenden Ereignisse die jeweils definierten Werte für die Mindesteinsatzstärke und die Hilfsfrist erreicht werden sollen.

Anmerkung:

Schutzziele müssen nicht zwangsläufig für das gesamte Gemeindegebiet gleich sein. Insbesondere die erforderliche Mindesteinsatzstärke kann an die überwiegend anzutreffenden örtlichen Verhältnisse von Teilgebieten angepasst werden.

Als eine Folgerung aus dem Forschungsprojekt TIBRO [2.9] wurde angeregt, künftig weitere Indikatoren zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Feuerwehren heranzuziehen.

Schutzzieldefinitionen sind nun durchaus nicht überall einheitlich, sondern unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der einzuhaltenden Hilfsfrist. Die Länder Bayern, Sachsen-Anhalt, Schleswig-Holstein und Thüringen geben in ihren jeweiligen Brandschutzgesetzen 10 Minuten vor. Hessen legt die Hilfsfrist ebenfalls auf 10 Minuten fest, fordert aber bei besonders gefahrenerhöhenden Gegebenheiten 8 Minuten. Letzteres ist die Frist, die in Rheinland-Pfalz generell einzuhalten ist. Das Land Hamburg gibt – abhängig vom Risiko – Hilfsfristen zwischen 5 Minuten und 15 Minuten vor. Über diese Uneinheitlichkeit hinaus ist häufig nicht (legal-)definiert, welche Zeiten in die Ermittlung der Hilfsfrist eingehen (eine Übersicht über deutsche und ausgewählte internationale Hilfsfristen findet man bei Bentz [2.10][2.9]).

Abbildung 2-1:

Hilfsfristen verschiedener Bundesländer für Feuerwehren in Städten

Im Jahre 1998 hat die Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren – AGBF – eine Schutzzieldefinition vorgeschlagen [2.12], die 2015 überarbeitet wurde und den Rang einer technischen Regel gewonnen hat (Graeger [2.7]). Als Hilfsfrist wird daher hier nach [2.3] und [2.12] die Zeit zwischen Annahme des Hilfeersuchens (erstes Klingeln des Notrufes in der Leitstelle) und Eintreffen der Feuerwehr am Einsatzort bezeichnet (siehe Punkt 2.4.1); diese Definition wurde 2010 in die DIN 14011 übernommen [2.14]. Die Hilfsfrist soll nach AGBF nicht mehr als Hilfsfristn. AGBF10 Minuten für die ersten 10 Einsatzkräfte und weitere 5 Minuten für weitere 6 Einsatzkräfte betragen, so dass spätestens nach 15 Minuten die für die Bewältigung des sog. Kritischen Ereignisses erforderlichen 16 Feuerwehrangehörigen (Einsatzdienstfunktionen) mit einer ausreichenden Fahrzeugausstattung am Einsatzort sind. Das nach Meinung der Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren anzusetzende Kritische Ereignis wird unter Punkt 2.4.2 näher dargestellt.

HilfsfristAbbildungEingreifzeitEingreifzeitn. AGBFAls Beispiel für eine SchutzzieldefinitionSchutzzieleDefinition sei hier jene der Feuerwehr Braunschweig genannt, die dem Feuerwehrbedarfsplan der Stadt [2.13] zu entnehmen ist und seit 2008 inhaltlich mit der AGBF Schutzzieldefinition übereinstimmt:

Die Feuerwehr Braunschweig hat das Ziel, im gesamten Stadtgebiet

innerhalb von 9,5 Minuten nach Eingang des Notrufes mit einer Funktionsstärke von 10 Einsatzkräften (H1, F1)

innerhalb von 14,5 Minuten nach Eingang des Notrufes mit einer Funktionsstärke von 16 Einsatzkräften (H2, F2)

mit einer auf das Kritische Ereignis ausgerichteten technischen Ausstattung

auch bei zwei parallelen Einsatzstellen

einzusetzen und dies für 90 % aller Einsatzfälle sicherzustellen.

Die Nichtverfügbarkeit geeigneter taktischer Einheiten soll maximal einmal pro Jahr auftreten.

Abbildung 2-2:

AGBF-Schutzziel

Aus der Anzahl der Einsätze pro Jahr und deren durchschnittlicher Dauer kann über statistische Berechnungen (sog. Poisson-VerteilungPoisson-Verteilung, siehe z.B. bei WIBERA [2.15], mathematische Grundlagen z.B. bei Meschkowski [2.16]) die Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Auftreten mehrerer Einsätze ermittelt werden. Sollen diese Einsätze gleichzeitig und parallel – d.h. ohne Verzögerung – abgearbeitet werden, so muss für jeden der berechneten ParalleleinsätzeParalleleinsätze die erforderliche Mindesteinsatzstärke vorgehalten werden.

Hieraus folgt unmittelbar die für die Bewältigung gleichzeitiger Ereignisse erforderliche Anzahl der für ein Gemeinwesen erforderlichen EinsatzeinheitenEinsatzeinheitend. Feuerwehr (d.h. der Fahrzeuge mit der zugehörigen Besatzung) und damit die Anzahl der stets zu besetzenden Einsatzdienstfunktionen. Einsatzdienstfunktionen sind die außerhalb von Einsätzen stets auf einer Feuerwache sofort für den Einsatz bereiten Feuerwehrangehörigen; hierzu gehören auch rückwärtige Einsatzdienstfunktionen, wie z.B. Mitarbeiter einer Feuerwehr-Einsatzleitstelle. Mit Hilfe der Anzahl der EinsatzdienstfunktionenEinsatzdienstfunktionen kann unter Berücksichtigung der wöchentlichen Dienstzeit und der Ausfallquote der Personalbedarf einer Feuerwehr berechnet werden.

Die zusammengefassten personellen und materiellen Anforderungen sind in einer Sollstruktur in die gewünschte organisatorische Form zu bringen und ergeben dann die gewünschte Struktur der FeuerwehrFeuerwehrSollstruktur.

Die Ermittlung der Iststruktur der FeuerwehrFeuerwehrIststrukturStruktur der Feuerwehr erfolgt, indem vorhandenes Personal und Material ermittelt und die vorhandenen Strukturen aufgezeigt werden. Des Weiteren sind sämtliche durch die Feuerwehr wahrgenommenen Aufgaben aufzuzeigen. Die Ermittlung der Iststruktur erfolgt wertungsfrei.

Im Vordergrund des Vergleiches der Strukturen steht die Untersuchung, mit welchem Erreichungsgrad die Feuerwehr mit der vorhandenen Organisationsform und Ausstattung (personell und technisch) die Qualitätskriterien Mindesteinsatzstärke und Hilfsfrist der Schutzzielfestlegungen erfüllt. In einem umfassenden Vergleich, der alle vernünftigerweise einzubeziehenden Ereigniskonfigurationen enthalten muss, sind alle Abweichungen zwischen Soll- und Iststruktur festzustellen und die Ursachen zu ermitteln.

Aus den festgestellten Abweichungen zwischen Soll- und Iststruktur ergeben sich die notwendigen Folgerungen für die notwendigen Änderungen. Dabei muss den Maßnahmen zur Erfüllung der gesetzlichen Pflichtaufgaben unbedingt der Vorrang vor nur wünschenswerten Maßnahmen eingeräumt werden. Zu den Pflichtaufgaben einer Gemeinde zählt nach der Interpretation von Gräger [2.7] auch die Erfüllung der Schutzzielfestlegungen.

2.3 Arten der Feuerwehren

FeuerwehrArtenJe nach dem Ergebnis der Risikoanalyse ist die Feuerwehr einer Gemeinde als Freiwillige Feuerwehr oder als Berufsfeuerwehr aufzustellen. Großstädte müssen auf gesetzlicher Grundlage grundsätzlich eine Berufsfeuerwehr aufstellen (Punkt 2.3.2).

Werkfeuerwehren sind Einrichtungen von Betrieben und damit keine öffentlichen Feuerwehren. Sie sollen für die besonderen Gefahren bestimmter Betriebe die öffentlichen Feuerwehren ergänzen und verstärken (Punkt 2.3.5).

2.3.1 Freiwillige Feuerwehren – FF

Freiwillige FeuerwehrenFFFreiwillige FeuerwehrenDa die weit überwiegende Anzahl der Kommunen in Deutschland keine Großstädte sind, stellen sie lediglich eine Freiwillige Feuerwehr auf. Die Anzahl und Einsatzzahlen der Freiwilligen Feuerwehren sind Tabelle 2-1 zu entnehmen.

Kennzeichnend für Freiwillige Feuerwehren sind die folgenden Merkmale:

Freiwillige Feuerwehren sind in jeder Gemeinde vorhanden,

die Feuerwehrmänner und -frauen sind ehrenamtlich tätig,

die Feuerwehrangehörigen (Sammelbegriff) kommen im Alarmfall aus der Wohnung oder vom Arbeitsplatz,

Freiwillige Feuerwehren erreichen Ausrückezeiten von 5 bis 6 Minuten, insbesondere tagsüber ist diese Zeit nicht selten länger,

Freiwillige Feuerwehren treffen im ersten Zugriff mit 3 bis 6 Feuerwehrangehörigen (SB) ein, tagsüber ist jedoch gelegentlich kein Ausrücken möglich, da nicht genügend Feuerwehrmitglieder ihren Arbeitsplatz in der Gemeinde haben (dies gilt insbesondere für kleinere Gemeinden, siehe hierzu [2.18] und Punkt 2.4.5).

Ausbildung [2.19]:

generell 50 Std. bis 160 Std.

Spezialkräfte bis 240 Std.

(z.B. für schwere technische Hilfeleistung, Chemieschutz)

Führungskräfte bis 400 Std.

Die Erfahrung der Angehörigen Freiwilliger Feuerwehren ist zum Teil groß (wenn sie nahe am Feuerwehrhaus wohnen und/oder arbeiten und somit nahezu alle Einsätze miterleben), im Durchschnitt jedoch eher gering.

Freiwillige Feuerwehren

Gesamteinsätze

1.369.897

Brände und Explosionen

165.110

Wehren

22.155

Technische Hilfeleistung

405.348

Wachen (Feuerwehrhäuser)

30.212

Notfallrettung

463.155

Ständig besetzte Wachen

160

Krankentransport

145.243

Aktive Mitglieder

997.603

Sonstige (incl. Kat.-Alarme)

83.098

Hauptberuflich Aktive

7.081

Fehlalarme

107.943

Tabelle 2-1:

Freiwillige Feuerwehren in Deutschland 2018 (nach [2.17])

2.3.2 Berufsfeuerwehren – BF

BerufsfeuerwehrenBFBerufsfeuerwehrenBerufsfeuerwehren sind in Großstädten (ab 100 000 Einwohner) zwingend einzurichten (in einigen Bundesländern bereits für jede Kreisfreie Stadt [2.20]). Die kleinste Kommune mit Berufsfeuerwehr ist derzeit (Mitte 2021) Altenburg mit nur ca. 31500 Einwohnern [2.21].

Kennzeichnend für Berufsfeuerwehren sind die folgenden Merkmale:

Feuerwehrmänner und -frauen der Berufsfeuerwehren sind als Beamte hauptamtlich tätig,

die Feuerwehrangehörigen sind stets, das heißt 24 Std. täglich, 365 Tage im Jahr, auf Feuerwachen zum Ausrücken bereit,

Berufsfeuerwehren erreichen Ausrückezeiten von 1 bis 2 Minuten (ein guter Wert sind 70 bis 90 Sek.),

Berufsfeuerwehren treffen im ersten Zugriff an der Schadenstelle mit 12 bis 16 Feuerwehrangehörigen (SB) ein; die Anzahl richtet sich dabei zum einen nach der Stärke der Feuerwehr, zum anderen nach dem Alarmierungsstichwort („Feuer“, „Feuer mit Menschenleben in Gefahr”, „Technische Hilfeleistung”).

Ausbildung [2.22]:

für die Laufbahngruppe 1 Eingangsamt 2 (ehemals mittlerer feuerwehrtechnischer Dienst) sind 2400 Std. (1,5 Jahre) Ausbildung erforderlich, Eingangsvoraussetzung ist dabei eine abgeschlossene Lehre in einem für die Feuerwehr geeigneten Beruf (z.B. Tischler, Schlosser, Kfz-Mechatroniker);

Führungskräfte der Laufbahngruppe 2 Eingangsamt 1 (ehemals gehobener feuerwehrtechnischer Dienst) erhalten mindestens 3 200 Std. Ausbildung (2 Jahre), durch weitere obligatorische Lehrgänge kommen schnell bis zu 4 000 Std. zusammen;

Eingangsvoraussetzung für diese Führungskräfte ist ein abgeschlossenes Hoch- oder Fachhochschulstudium (z.B. Bauingenieur, Maschinenbauingenieur, Chemieingenieur);

Führungskräfte der Laufbahngruppe 2 Eingangsamt 2 (ehemals höherer feuerwehrtechnischer Dienst), die in der Regel als Leiter von Feuerwehren bzw. Abteilungsleiter größerer Feuerwehren tätig sind, erhalten eine feuerwehrtechnische Ausbildung von bis zu 4 000 Std. (2 Jahre Brandreferendariat siehe [2.22], zuzüglich div. Speziallehrgänge,); Eingangsvoraussetzung für die höheren Führungskräfte ist ein abgeschlossenes Hochschulstudium als Ingenieur oder Naturwissenschaftler.

die Erfahrung von Berufsfeuerwehrbeamten ist in der Regel groß, vielfältig und fundiert.

Berufsfeuerwehren

Gesamteinsätze

2.935.798

Brände und Explosionen

74.751

Wehren

105

Technische Hilfeleistung

216.539

Wachen (Feuerwehrhäuser)

317

Notfallrettung

2.021.040

Ständig besetzte Wachen

309

Krankentransport

402.360

Aktive Mitglieder

33.549

Sonstige (incl. Kat. Alarme)

108.732

Hauptberuflich Aktive

33.116

Fehlalarme

112.376

Tabelle 2-2:

Berufsfeuerwehren in Deutschland 2018 (nach [2.17] und [2.21])

2.3.3 Freiwillige Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften – FF mit HaK

Freiwillige Feuerwehrenmit hauptamtlichenKräftenFF mit HaKFreiwillige FeuerwehrenFreiwillige Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften (in manchen Ländern auch Hauptamtliche WachbereitschaftenHauptamtliche WachbereitschaftenFreiwillige Feuerwehren genannt) bestehen in der Mehrzahl des Personals aus Freiwilligen Feuerwehrmännern und -frauen. Aufgrund der Vielzahl der Einsätze in größeren Gemeinden (ca. ab 30 000 bis 50 000 Einwohner) ist es jedoch erforderlich, für den ersten Abmarsch Berufsfeuerwehrleute zur Verfügung zu haben (siehe hierzu z.B. in ThürFw-OrgVO § 1 Abs. 4 [2.22]). Im zweiten Abmarsch werden dann die Freiwilligen Feuerwehrkräfte eingesetzt. Freiwillige Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften nehmen also eine Zwischenstellung zwischen Freiwilligen Feuerwehren und Berufsfeuerwehren ein.

In Niedersachsen sind z.B. die Feuerwehren von Celle und Hameln Freiwillige Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften. Die Freiwilligen Feuerwehren mit hauptamtlichen Kräften werden statistisch als Freiwillige Feuerwehren erfasst, daher sind ihre Werte in Tabelle 2-1 enthalten.

2.3.4 Pflichtfeuerwehren – PF

PflichtfeuerwehrenPFPflichtfeuerwehrenPflichtfeuerwehren sind dann einzurichten, wenn in einer Gemeinde keine Freiwillige Feuerwehr zustande kommt. Derzeit (2021) gibt es in der gesamten Bundesrepublik nur 5 Pflichtfeuerwehren. Die statistischen Daten sind in Tabelle 2-1 mit enthalten.

2.3.5 Werkfeuerwehren – WF

WFWerkfeuerwehrenWerkfeuerwehrenBetriebe, deren GefahrenpotentialGefahrenpotentialin Betrieben so hoch liegt, dass der Gemeinde nicht zugemutet werden kann, ausschließlich für die Gefahrenabwehr in diesem Betrieb Feuerwehrpersonal und Feuerwehrgerät vorzuhalten, können verpflichtet werden, zur Verstärkung der gemeindlichen Feuerwehr eine anerkannte WerkfeuerwehrWerkfeuerwehrenanerkannte aufzustellen (§ 15 NdS BrandSchG [2.1]). Anhand einer Risikoanalyse der betrieblichen Gegebenheiten und Definition von Schutzzielen sind die Stärke und die technische Leistungsfähigkeit der Werkfeuerwehren festzulegen (siehe z.B. bei Tschöpe [2.24]). Bemessungv. WerkfeuerwehrenEs ist möglich, außerhalb der Betriebszeit die Anzahl der einsatzbereiten Feuerwehrangehörigen zu verringern, wenn die dann vorhandene Gefahrenlage es erlaubt. Anerkannte WerkfeuerwehrenAnerkannte WerkfeuerwehrenWerkfeuerwehren müssen jedoch mit einer Mindeststärke von 6 Feuerwehrmännern, die in der Regel nach den Grundsätzen für Berufsfeuerwehren auszubilden sind, einsatzbereit sein. Diese 6 Funktionen sind während der regelmäßigen Betriebszeit einsatzbereit zu halten.

Durch die Aufstellung einer anerkannten WerkfeuerwehrWerkfeuerwehrenVerpflichtung zur Aufstellung können Betriebe entweder sonst erforderliche bauliche und/oder anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen vermeiden bzw. minimieren (vergl. Abbildung 1-5) und/oder ihre Versicherungsprämien deutlich senken. Dies liegt daran, dass Werkfeuerwehrmänner (SB) über eine sehr gute Ortskenntnis in ihrem Betrieb verfügen und an potentiellen Schadenorten in sehr kurzer Zeit – in der Regel innerhalb von 3 bis 5 Minuten – eintreffen und tätig werden können.

In manchen Betrieben werden daneben noch sog. BetriebsfeuerwehrenBetriebsfeuerwehren oder HausfeuerwehrenHausfeuerwehrenWerkfeuerwehren aufgestellt. Sie sind jedoch, wenn sie nicht als Werkfeuerwehr anerkannt werden, als nichtöffentliche (private) Feuerwehrenprivate FeuerwehrenWerkfeuerwehrennichtöffentliche FeuerwehrenWerkfeuerwehren Einrichtungen der Betriebe. Damit sind sie dem organisatorischen Brandschutz zuzuordnen.

Werkfeuerwehren

Gesamteinsätze

182.985

Brände und Explosionen

8.216

Wehren

771

Technische Hilfeleistung

48.840

Wachen (Feuerwehrhäuser)

682

Notfallrettung

28.173

Ständig besetzte Wachen

238

Krankentransport

14.962

Aktive Mitglieder

33.305

Sonstige (incl. Kat. Alarme)

45.802

Hauptberuflich Aktive

9.729

Fehlalarme

36.992

Tabelle 2-3:

Werkfeuerwehren in Deutschland 2018 (nach [2.17])

2.4 Anforderungen an die Feuerwehr

Anforderungena. d. FeuerwehrDie in den Brandschutzgesetzen der Länder übereinstimmend festgelegte FeuerwehrAnforderungenAufgabe der Feuerwehren istFeuerwehrAufgaben, im Brandfalle

Menschen zu retten,

Brandbekämpfung durchzuführen,

Sachwerte zu schützen.

Bei technischen Notlagen – z.B. Verkehrsunfällen – ist die Aufgabenstellung nahezu identisch, lediglich die Brandbekämpfung wird in der Regel im Rahmen einer Absicherungsmaßnahme nur vorbereitet. Um ihre Aufgaben durchführen zu können, müssen die Feuerwehren über eine personell und technisch ausreichende – nämlich den örtlichen Verhältnissen entsprechende – Ausstattung verfügen. Diese kann aus den nachfolgenden Überlegungen abgeleitet werden.

2.4.1 Hilfsfrist

HilfsfristZeitenIn die Hilfsfrist gehen die folgenden grundsätzlich von der Feuerwehr zu beeinflussenden Zeiten ein (nach [2.3] und [2.12], siehe auch Abbildung 2-3):

Gesprächs-GesprächszeitHilfsfrist und DisponierungszeitDisponierungszeitHilfsfrist

Entgegennahme des Alarmierungsanrufes in der Leitstelle der Feuerwehr, Disponierung der zuständigen und geeigneten Einheiten, Auslösen der Alarmierungseinrichtungen

AusrückezeitAusrückezeitHilfsfrist

Verlassen des Arbeitsplatzes (auf der Feuerwache oder im Berufsleben), Weg zur Wache/zum Fahrzeug, Anlegen der Schutzkleidung, Besetzen der Fahrzeuge, Ausrücken

Anfahrtszeit

Verlassen der Wache, Fahrt auf dem günstigsten Weg, Eintreffen, AbsitzenAnfahrtszeitHilfsfrist

Erkundungszeit

Erfassen der Lage, Beurteilung, Entschluss, Befehlsgebung (siehe FwDV 100 [2.11]) ErkundungszeitHilfsfrist

EntwicklungszeitEntwicklungszeitHilfsfrist

Aufbau der Angriffsleitungen und ggf. Leitern, Wasserversorgung, Eindringen ins Objekt, Aufnahme der Brandbekämpfung

Abbildung 2-3:

Hilfsfrist und Eingreifzeit nach [2.3], [2.12] – verfügbare Zeiten

HilfsfristAbbildungEingreifzeitEingreifzeitn. AGBFBrandentdeckungszeitn. AGBFMeldezeitn. AGBFBesonders kritisch für die Bemessung der Hilfsfrist der Feuerwehren sind die Zeiten, die zur Personenrettung bei Bränden zur Verfügung stehen. Hierzu muss angemerkt werden, dass die meisten Menschen nicht durch Feuer, sondern durch Rauch zu Schaden oder sogar ums Leben kommen. Auswertungen der Brandversuche LehrteBrandversuche Lehrte [1.18] haben ergeben, dass selbst bei geschlossenen Türen ein Schwelbrand in einem Raum einer Wohnung dazu führt, dass (schlafende) Personen im Nebenraum schon nach ca. 13 Minuten so viel Kohlenmonoxid Vergiftungd. COeingeatmet haben, dass Handlungsunfähigkeit eintritt und sie ohne Fremdrettung sterben würden. Bereits etwa 17 Minuten nach Brandausbruch im Nebenraum ist für etwa 50 % dieser Personen die ReanimationsgrenzeReanimationsgrenzebei CO-Vergiftung erreicht, d.h., auch alle Maßnahmen der modernen Intensivmedizin sind nicht mehr in der Lage, das betroffene Leben zu retten (vgl. Abbildung 2-4). Berechnungen im Rahmen des TIBRO-Forschungsprojektes haben 2015 ergeben, dass Personen im Brandraum bei ventilationsgesteuerten Bränden bereits innerhalb von ca. 12 Minuten letale Dosen Kohlenmonoxid aufnehmen können [2.9].

Abbildung 2-4:

CO-Konzentration, Selbstrettungsgrenze und Überlebenschance in Abhängigkeit von der Vorbrenndauer (visualisiert nach Daten aus TIBRO [2.9] und Wilk et al. [2.49])

COim NebenraumHilfsfristf. PersonenrettungAus diesen Daten ist abzuleiten, dass die Feuerwehr spätestens nach ca. 13 Minuten den Einsatzort erreicht haben mussHilfsfrist13 Minuten und dann noch ca. 4 Minuten zum Auffinden, Retten und Reanimieren von im Nebenraum befindlichen Personen verbleiben.

Anmerkung:

Die Selbstrettungsgrenze und die Überlebenswahrscheinlichkeit 50 % in Abbildung 2-4 stellen keine scharfen Grenzen dar, sondern sind Durchschnittswerte.

Neuere Untersuchungen zur Überprüfung der Fristen für die Personenrettung bei Bränden im Rahmen des TIBRO-Forschungsprojektes haben ergeben, dass neben Kohlenmonoxid auch HCN eine wesentliche Rolle bei der Vergiftung von Rauchtoten spielt [2.9]. Insbesondere die Zeit vom Eintreten der Bewusstlosigkeit (Handlungsunfähigkeit, die eine Selbstrettung verhindert) bis zur Aufnahme einer letalen Dosis scheint noch kürzer zu sein, als in Abbildung 2-4 dargestellt (Wilk et al. [2.49]).

4 Minuten sind eine sehr kurze Zeit zum Retten von Personen, da zunächst das Brandgeschoss erreicht werden muss und dann aufgrund der Verrauchung der Brandwohnung die Personensuche „unter Nullsicht“, d.h. tastend, erfolgen muss.

Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass die durchschnittliche Rettungszeit selbst bei kleineren Gebäuden deutlich über den oben abgeleiteten 4 Minuten liegen (Lindemann [2.46], Kaiser [2.47]). Aus diesen Ergebnissen sind bis dato noch keine allgemein anerkannten Folgerungen festgeschrieben.

Weitere Auswertungen der Brandversuche Lehrte, wie auch Beobachtungen bei realen Schadenfeuern, haben ergeben, dass in einem Zeitfenster von ca. 10 Minuten bis ca. 18 Minuten nach Brandbeginn der sog. „FlashoverFlash-over” eintritt. Bis dahin haben sich im Brandraum aufgrund der Wärmeeinwirkung in großem Maße brennbare PyrolysegasePyrolysegase entwickelt, die Temperatur im Brandraum ist auf 400 °C bis 600 °C angestiegen. Bei diesen Temperaturen versagen üblicherweise verwendete Fenster, so dass (schlagartig) Sauerstoff in den Brandraum eintritt. Dies führt zu einem sofortigen DurchzündenDurchzündungFlash-over der vorhandenen brennbaren Gase, der Raum steht unmittelbar im VollbrandVollbrand. Die Feuerwehr muss nun vermeiden, in dieser Phase des Flashover die Brandbekämpfung aufzunehmen, da die Gefahren für das eingesetzte Personal nicht abschätzbar sind (vergl. bei Widetschek [2.26]). Aus diesem Grund muss eine Feuerwehr also anstreben, deutlich vor der 18. Minute mit der BrandbekämpfungBrandbekämpfungv. 18. Minute vor Ort zu beginnen (zur gesetzlichen Verpflichtung diese Hilfsfrist auch einzuhalten siehe bei Bentz [2.10]).

Abbildung 2-5:

Flashover-Gefahr und Eingreifzeit der Feuerwehr

Eingreifzeitbei BauteilversagenAls dritte Einflussgröße ist zu berücksichtigen, dass die Feuerwehr sich nach Möglichkeit nicht im Gebäude aufhalten will, wenn es aufgrund der Temperaturerhöhung in den tragenden Bauteilen zum Versagen derselben kommt (vergl. Abbildung 1-7). Zwar liegen in der Regel die entsprechenden Zeiten bei mindestens 30 Minuten (F 30-Bauweise, siehe hierzu MBO [2.5]), jedoch muss stets damit gerechnet werden, dass sich der Beginn der eigentlichen Brandbekämpfung aufgrund des notwendigen Rettens von Personen, des Aufbaus einer Wasserversorgung etc. bis auf 30 Minuten oder länger ausdehnen kann (Punkt 2.5).

2.4.2 Personelle und technische Leistungsfähigkeit von Berufsfeuerwehren

Leistungsfähigkeitv. BerufsfeuerwehrenNeben der zeitlichen Komponente der Leistungsfähigkeit von Feuerwehren gibt es eine personelle und technische Komponentetechnische Komponenteder Leistungsfähigkeit, die im Begriff Mindesteinsatzstärke abgebildet wird. Um die sog. „Kritischen AuslegungsereignisseAuslegungsereignissekritisches Ereignis” in der Brandbekämpfung und der Technischen Hilfeleistung beherrschen zu können, sind bestimmte Mindestpersonalstärken und bestimmte minimale technische Möglichkeiten erforderlich. Kritisches Ereignis für die Bemessung der Anzahl von Feuerwehrkräften in Städten mit Berufsfeuerwehr (BF) bei Brandbekämpfung kritisches EreignisBrandbekämpfung BFist nach Meinung der AGBF [2.12]:

Brandbekämpfung in einem Obergeschoss eines

mehrgeschossigen Wohngebäudes,

vorgetragen über Treppenraum und tragbare Leitern

bei gleichzeitig durchgeführter Personenrettung.

Zwar machen die Ereignisse, bei denen diese Aufgaben parallel durchzuführen sind, nur einen Bruchteil aller Schadensfälle aus, jedoch ist bei einer Vielzahl von Brandalarmen nicht von vornherein auszuschließen, dass Menschen in Gefahr sind, so dass die Dimensionierungsüberlegungen für ein angemessenes SicherheitsniveauSicherheitsniveaubei Berufsfeuerwehren hier ansetzen müssen. Für die Beherrschung dieses Ereignisses ist nach Auffassung der Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren (AGBFAGBF) in Deutschland mindestens folgendes personelles und technisches GefahrenabwehrpotentialGefahrenabwehrpotentialBrandbekämpfung BFGefahrenabwehrpotentialn. AGBF erforderlich [2.12]:

2 Löschfahrzeuge (LF 20 oder HLF 20)

1 Drehleiter (DLK 23-12)

mit insgesamt 16 Einsatzkräften

Von diesen 16 Feuerwehrangehörigen sind mindestens 10 innerhalb einer HilfsfristHilfsfristBrandbekämpfung BF von 10 Minuten, die übrigen 6 innerhalb 15 Minuten erforderlich.

Für die Technische Hilfeleistung wird das kritische Ereigniskritisches Ereignistechnische Hilfeleistg. BF wie folgt definiert:

Schwerer Verkehrsunfall, technische Rettung

und medizinische Versorgung mehrerer Verletzter.

Hier wird mindestens der Einsatz folgender Kräfte und Mittel (GefahrenabwehrpotentialGefahrenabwehrpotentialtechnische Hilfeleistg. BF) Mindesteinsatzstärketechnische Hilfeleistg. BFerforderlich:

1 Rüstwagen (RW 2)

1 Löschfahrzeug (LF 20 oder HLF 20)

1 Rettungswagen

1 Notarzt

mit insgesamt 12 Einsatzkräften + Arzt

Die HilfsfristHilfsfristtechnische Hilfeleistg. BF für den Einsatz technische Hilfeleistung ist nicht einheitlich definiert, sie sollte bei 8 bis 10 Minuten liegen. Dies ist begründet in den zu unterstellenden Verletzungen der eingeklemmten Personen, für die das therapiefreie Intervall diese Zeit nicht wesentlich überschreiten sollte, um vernünftige Überlebenschancen sicherzustellen.

Je nach Größe der Stadt sind in bestimmtem Umfang Paralleleinsätze, die jeder für sich die obigen Einsatzeinheiten erfordern (Faustwert für Brände: je 100000 Einwohner und Tag ein Brandalarm), und Großeinsätze, die ein Mehrfaches der obigen Einsatzeinheiten erfordern, zu erwarten. Mit statistischen Methoden kann die zu erwartende Anzahl dieser gleichzeitigen Einsätze ermittelt werden. Hieraus ist die Anzahl der jeweils erforderlichen EinsatzeinheitenEinsatzeinheitenerforderliche Anzahl abzuleiten, die eine Stadt vorhalten muss, um ein bestimmtes, politisch festzulegendes Sicherheitsniveau zu garantieren (Brandschutzbedarfsplan, siehe Punkt 2.2 und [2.12]).

Für die Stadt Braunschweig (248 500 Einwohner, 3 parallele kritische Ereignisse) sind die in Abbildung 2-6 dargestellten Einsatzdienstfunktionen (auch als Alarmdienstfunktionen bezeichnet), organisatorisch zusammengefasst in den jeweiligen Einsatzeinheiten, erforderlich und vorhanden [2.13].

2.4.3 Stärke von Berufsfeuerwehren

BerufsfeuerwehrenStärkeDa die oben in Abbildung 2-6 dargestellten AlarmdienstfunktionenAlarmdienstfunktionenEinsatzdienstfunktionen ständig, d.h. 24 Stunden täglich an 365 Tagen des Jahres besetzt sein müssen, die tägliche und wöchentliche Arbeitszeit der Feuerwehrmänner (SB) jedoch beschränkt ist, benötigt eine Großstadt eine PersonalvorhaltungPersonalreservev. Berufsfeuerwehren, die dies dennoch ermöglicht. Je nach Wochenarbeitszeit (in Niedersachsen 48 Stunden) und Arbeitszeitmodell werden daher je Alarmdienstfunktion incl. AusfallreserveAusfallreservev. Berufsfeuerwehren für Urlaub, Krankheit, Ausbildung etc. 5 bis 6 Feuerwehrmänner benötigt. Bemessungv. Berufsfeuerwehren

Für die in Abbildung 2-6 dargestellten 57 Alarmdienstfunktionen der Feuerwehr Braunschweig (ohne Personal für Brandsicherheitswachdienst und nichtstädtisches Personal) sind bei einem Personalfaktor von ca. 5 insgesamt rund 300 Feuerwehrbeamte erforderlich. Hinzu kommt Personal für die Wahrnehmung von Innendienstaufgaben (z.B. Ausbildung, Vorbeugender Brandschutz, Einsatzvorbereitung, Technik u.a.m.). Insgesamt erfordern der Brandschutz, die Technische Hilfeleistung und der Rettungsdienst der Stadt Braunschweig rund 350 Feuerwehrbeamte, 38 Verwaltungs- und Werkstattmitarbeiter sowie – zur Unterstützung und Verstärkung – eine leistungsfähige Freiwillige Feuerwehr (2021: ca. 1100 Feuerwehrangehörige in 30 Ortsfeuerwehren). Wachstärke

Abbildung 2-6:

Wachstärke der Berufsfeuerwehr Braunschweig 2021 (in Klammern: Besetzung von Einsatzdienstfunktionen durch Mitglieder der Freiwilligen Feuerwehr, Notärzte und nichtstädtisches Personal)

2.4.4 Personelle und Technische Leistungsfähigkeit von Freiwilligen Feuerwehren

Freiwillige FeuerwehrenLeistungsfähigkeitDie unter Punkt 2.4.1 aufgeführten Anforderungen hinsichtlich der Hilfsfrist gelten selbstverständlich unabhängig vom Ort, d.h. insbesondere auch in Gemeinden, die nur eine Freiwillige Feuerwehr aufstellen. Allerdings ist in solchen Gemeinden nicht selten die Gefahrensituation und damit das Risiko ein anderes als in Großstädten, da in kleineren Gemeinden häufig die typischen Risiken einer Großstadt, die sich aus Versammlungsstätten, größeren Kaufhäusern, Hochhäusern, größeren Produktionsstätten etc. ergeben, nicht vorhanden sind. Eine detaillierte Risikoanalyse kann deshalb möglicherweise eine geringere erforderliche Mindesteinsatzstärke ergeben. Für Freiwillige Feuerwehren wird nach Analysen von Einsatzfällen das folgende kritische Ereigniskritisches EreignisBrandbekämpfung FF definiert (Antwerpes [2.28], Pleß [2.29]):

Der kritische Brand ist ein Wohnraumbrand in einer bewohnten Wohnung mit einer Person in Notlage, die sich nicht selbst retten kann.

Der Brand ist ein Kleinbrand, der durch das Vornehmen eines C-Rohres gelöscht werden kann.

Der Brand ist im Obergeschoss eines maximal zweigeschossigen Gebäudes mit ausgebautem Dachgeschoss ausgebrochen, die Rauchgase breiten sich im Gebäude aus.

Mit der Eingrenzung auf zweigeschossige Gebäude mit einem ausgebauten Dachgeschoss wird der wesentliche Teil der für kleinere Gemeinden typischen Ein- und Zweifamilienhäuser erfasst. Diese Gebäude sind mit tragbaren Leitern der Feuerwehr erreichbar (siehe Punkt 2.5), so dass ein Angriff sowohl über den Treppenraum als auch im ungünstigsten Fall über tragbare Leitern von außen möglich wird.

Für die Erledigung dieser Aufgaben wird für Freiwillige Feuerwehren übereinstimmend die folgende MindesteinsatzstärkeMindesteinsatzstärkeBrandbekämpfung FF (GefahrenabwehrpotentialGefahrenabwehrpotentialBrandbekämpfung FF) empfohlen:

Löschfahrzeug LF 10/6

mit einer Besatzung von 1/8 (Löschgruppe).

Die o.g. Mindesteinsatzstärke muss in einer HilfsfristHilfsfristBandbekämpfung FF von maximal 10 Minuten tätig werden können, um die Menschenrettung im verqualmten Gebäude auf zwei voneinander unabhängigen Wegen durchzuführen und die Brandbekämpfung einzuleiten. Eine weitere gleiche taktische Einheit muss zur Bewältigung dieses Ereignisses mit einer Hilfsfrist von maximal 13 Minuten eintreffen. Hieraus folgt, dass für Gemeinden, die nur eine Freiwillige Feuerwehr aufstellen, das SicherheitsniveauSicherheitsniveaubei Freiwilliger Feuerwehr i. A. etwas geringer ist als in Großstädten.

Wenn die Risikoanalyse ergibt, dass möglicherweise Hubrettungsgeräte erforderlich sind, muss dieses Rettungsgerät in der Mindesteinsatzstärke für den Ersteinsatz enthalten sein; so kann dann z.B. eine Drehleiter DLK 23/12 mit einer Besatzung von zwei Feuerwehrmännern und ein Löschgruppenfahrzeug, welches dann nur mit 7 Feuerwehrmännern besetzt wird, anrücken.

Als kritisches Ereigniskritisches Ereignistechnische Hilfeleistg. FF für die technische Hilfeleistung wird definiert (Antwerpes [2.28]):

Verkehrsunfall mit einem PKW und einer eingeklemmten Person

Einsatzstelle nicht gegen Verkehr gesichert

Kraftstoff läuft aus

Für die Bewältigung dieser Einsatzaufgabe wird die folgende MindesteinsatzstärkeMindesteinsatzstärketechnische Hilfeleistg. FF (GefahrenabwehrpotentialGefahrenabwehrpotentialtechnische Hilfeleistg. FF) empfohlen:

Löschfahrzeug LF 10/6 mit Hilfeleistungssatz

mit einer Besatzung von 1/8 (Löschgruppe).

Die obige Mindesteinsatzstärke muss zur technischen Hilfeleistung in einer HilfsfristHilfsfristtechnische Hilfeleistg. FF von maximal 8 Minuten vor Ort sein. Dies ist begründet in den zu unterstellenden Verletzungen der eingeklemmten Person, für die das therapiefreie Intervall diese Zeit nicht wesentlich überschreiten sollte, um vernünftige Überlebenschancen sicherzustellen.

2.4.5 Stärke von Freiwilligen Feuerwehren

Freiwillige FeuerwehrenStärkeDa sich freiwillige Feuerwehrleute in der Regel nicht auf der Feuerwache aufhalten, sondern sich an ihrem Arbeitsplatz befinden, Freizeitaktivitäten nachgehen oder aufgrund der Entfernung ihrer Wohnung nicht zeitgerecht zur Wache gelangen können, kann – anders als bei Berufsfeuerwehren – nicht jeder grundsätzlich verfügbare Feuerwehrmann bei Alarm auch rechtzeitig zum Einsatz gelangen. Die Länder haben daher Verordnungen oder ähnliche Regelungen über die Mindeststärke Freiwilliger Feuerwehren erlassen (z.B. Feuerwehrverordnung in Niedersachsen [2.19]), nach denen die erforderliche Stärke der Einsatzabteilungen der Freiwilliger Feuerwehren festgelegt wird.

In der Regel sind heute (2021) 100 % bis 150 % Personalreserve (entspricht der Ausfallreserve von Berufsfeuerwehren)Ausfallreservev. Freiwilligen FeuerwehrenFreiwillige FeuerwehrenPersonalreserve vorzuhalten, berechnet auf die technischen Einsatzmittel, die der Feuerwehr zur Verfügung stehen. Steht also beispielsweise ein Löschgruppenfahrzeug zur Verfügung, dass eine Besatzung von 9 Feuerwehrangehörigen aufnehmen kann (Funktionensoll), müssen zusätzlich zu diesen 9 Feuerwehrangehörigen weitere 9 als Ausfallreserve vorgehalten werden, so dass die Mindestgesamtstärke der entsprechenden Freiwilligen Feuerwehr 18 Feuerwehrangehörige betragen würde (in einigen Ländern, so in Niedersachsen, fordern die Vorschriften noch einige Funktionen mehr [2.19]).Bemessungv. Freiwilligen Feuerwehren.

Die Erfahrung zeigt jedoch, dass viele Freiwillige Feuerwehren trotz vorhandener Personalreserve entsprechend der gesetzlichen Vorgabe nicht zu jeder Zeit in der Lage sind, die Mindesteinsatzstärke sicherzustellen. Dies gilt insbesondere an Werktagen zwischen 8 und 18 Uhr (Schmeißer [2.18], Lutz [2.30]), in der sich die überwiegende Mehrzahl der Feuerwehrmänner am Arbeitsplatz aufhält, der sich heute häufig nicht mehr im Wohnort befindet. Am frühen Abend und am Wochenende locken vielfältige Freizeitangebote, die aufgrund der heute gegebenen Mobilität der Gesellschaft ebenfalls im weiten Umkreis um den Heimatort herum wahrgenommen werden.

Wenn die Mindeststärke im Einsatz trotz einer Personalausstattung von 200 % des Funktionensolls nicht erreicht wird, reicht offenbar die Personalstärke der Freiwilligen Wehr nicht aus, um das Schutzziel sicherzustellen. Die Ausfallreserve der Freiwilligen Feuerwehren muss also erhöht werden. Schams [2.31] hat eine Berechnungsformel vorgeschlagen, nach der eine im obigen Sinne auskömmliche Personalausstattung berechnet werden kann. Er kommt für die von ihm betrachteten Städte Düsseldorf und Ratingen zu einer erforderlichen PersonalausstattungPersonalreservev. Freiwillige Feuerwehren von etwa 270 % bis 280 % des Funktionensolls. Der Realisierung derartiger Reservevorhaltungen steht nicht zuletzt auch die so genannte Demographische Wende entgegen, die insbesondere den Freiwilligen Feuerwehren erhebliche Probleme bereiten wird (DFV [2.33], Michel [2.34]). In Erkenntnis dieser Tatsachen hat der Niedersächsische Gesetzgeber in der Feuerwehrverordnung nur noch eine Reservevorhaltung von 100 % vorgesehen. Als Konsequenz ist jedoch zu folgern, dass die Leistungsfähigkeit insbesondere der Freiwilligen Feuerwehren künftig abnehmen und damit das Sicherheitsniveau allgemein sinken wird. Dies wird mittelfristig Auswirkungen auf die Ausgestaltung der übrigen Säulen des Brandschutzes haben müssen (vergl. Abbildung 1-4), wenn die Gesellschaft nicht bereit ist, das heute erreichte Sicherheitsniveau abzusenken.

Als erste Kompensationsmaßnahme für fehlendes Einsatzpersonal wird seit einigen Jahren häufig nicht nur die örtlich zuständige Freiwillige Feuerwehr alarmiert, sondern gleichzeitig auch eine oder mehrere benachbarte Feuerwehren. Auch sind vermehrt Zusammenschlüsse Freiwilliger Feuerwehren zu beobachten.

2.5 Grenzen der Leistungsfähigkeit von Feuerwehren

FeuerwehrLeistungsgrenzenWenngleich die Leistungsfähigkeit der Feuerwehr von der Bevölkerung allgemein als nahezu unbegrenzt wahrgenommen wird, so hat sie doch deutliche reale Grenzen. Die Gründe hierfür liegen

in bestimmten Regelungen des Baurechts,

in der Schutzzieldefinition der Gemeinde,

in den durch die technische Ausstattung vorgegebenen Grenzen,

in den Grenzen der menschlichen Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit

bei den Feuerwehrangehörigen

bei zu rettenden Personen.

2.5.1 Leistungsgrenzen auf Grund des Baurechtes

Das Baurecht lässt für bestimmte Gebäude zu (Punkt 1.5), dass der zweite Rettungsweg über Rettungsgeräte der Feuerwehr führt. Dies bedingt aber, dass die Feuerwehr entsprechende Rettungsgeräte auch vorhält. Die in Abbildung 2-7 dargestellten Grenzen der Rettungsgeräte der Feuerwehr sind bei der Beurteilung der Genehmigungsfähigkeit von baulichen Anlagen zu berücksichtigen. Nur wenn die zuständige Feuerwehr über das entsprechende Rettungsmittel verfügt, oder wenn dieses innerhalb einer der Dynamik eines Schadenfeuers angemessenen Frist aus einer anderen Kommune verfügbar gemacht werden kann, ist ein entsprechendes Bauwerk genehmigungsfähig. Aus der Abhängigkeit des Baurechtes von der technischen Leistungsfähigkeit der Feuerwehr und umgekehrt folgt also, dass die Rettung aus beliebigen Höhen für die Feuerwehr mit Mitteln der Feuerwehr nicht möglich ist.

Anmerkung 1:

In den Bauordnungen der Länder wird heute allgemein die Verfügbarkeit von Hubrettungsgeräten gefordert, wenn der 2. Rettungsweg aus Gebäuden mit Aufenthaltsräumen in mehr als 7 m Fußbodenhöhe über der Geländeoberfläche über Geräte der Feuerwehr dargestellt werden soll. Der 2. Rettungsweg soll innerhalb von nicht mehr als 15 Minuten

nach Alarmierung „bereitgestellt“ sein, d.h. Alarmierungszeit, Ausrückezeit, Anmarschzeit und Rüstzeit dürfen insgesamt diese Zeit nicht überschreiten. Die Rüstzeiten von automatischen Drehleitern (Abstützen des Fahrzeuges, Ausfahren des Leitersatzes auf Maximalhöhe, Drehen senkrecht zur Fahrzeugachse) betragen etwa 2 Minuten, so dass eine Hilfsfrist von 13 Minuten für das Hubrettungsgerät einzuhalten ist (vergl. Punkt 2.4.1).

Anmerkung 2:

Aus Anmerkung 1 folgt, dass baurechtlich die dreiteilige Schiebleiter der Feuerwehr nicht zur Darstellung des 2. Rettungsweges angerechnet werden kann (vergl. Abbildung 2-7).

Anmerkung 3:

Die so genannten SprungrettungsgeräteSprungrettungsgeräte der Feuerwehr (früher im Allgemeinen Sprungtücher, heute Sprungpolster nach DIN 14152-3 [2.35], die für einen Einsatz bis zu einer Rettungshöhe von 16 m geeignet sind) können als „Rettungsmittel der letzten Wahl“ nicht zur Kompensation fehlender baulicher Rettungswege herangezogen werden.

2.5.2 Leistungsgrenzen und Schutzzieldefinition

Teil der Schutzzieldefinition einer Kommune ist auch der Erreichungsgrad (Punkt 2.2), der angibt, in wie viel Prozent der Einsatzfälle die Einhaltung des Schutzzieles garantiert werden soll. Auf die Einhaltung des Schutzzieles aber ist die personelle und technische Ausstattung der Feuerwehr auszurichten. Wenn eine Kommune ihren angestrebten Erreichungsgrad auf 90 % festlegt (dies ist ein durchaus ehrgeiziges Ziel, siehe hierzu beispielsweise in [2.13]), so heißt das umgekehrt aber, dass sie als RestrisikoRestrisikoin Kommunen in 10 % der kritischen Ereignisse eingeplant in Kauf nimmt, ihr Schutzziel nicht zu erreichen.

Dieses so genannte Restrisiko, dass eine Gemeinde ihren Bürgern zumutet, wird implizit durch die Festlegung des Schutzzieles durch den Gemeinderat politisch mit festgelegt. Schutzziele unter 80 % können als Verletzungen der Garantenpflichten einer Gemeinde gewertet werden (Fischer [2.36]), es liegt in diesen Fällen ein Organisationsverschulden der Kommune vor.

2.5.3 Leistungsgrenzen der Feuerwehrtechnik

Die Leistungsgrenzen der Rettungsgeräte der Feuerwehr illustriert Abbildung 2-7. Hinsichtlich der Grenzen der technischen LeistungsfähigkeitLeistungsfähigkeittechnische des Gerätes zur Brandbekämpfung ist bereits seit 1970 ist bekannt, dass Brände, die eine Fläche von mehr als 400 m² erreichen, von der Feuerwehr nur noch in Ausnahmefällen gelöscht werden können (Klingsohr [2.37]). Diese Erkenntnis wurde Ende der 70er Jahre durch Hosser et al. [2.38] und Schubert [2.39] auch theoretisch begründet.

Abbildung 2-7:

Grenzen der Rettungsgeräte der Feuerwehr (siehe auch Anmerkung 2 unter Punkt 2.5.1)

Rettungsgeräteder FeuerwehrFeuerwehrRettungsgeräteSelbstverständlich werden auch Brände, die größer werden als 400 m² letztendlich gelöscht, dies gelingt aber nur noch, indem sich die Feuerwehr hinter baulich gegebene Brandbekämpfungsabschnittsgrenzen (Brandwände, REI 90-Wände) zurückzieht und sich zunächst auf den Schutz der Nachbarschaft des Brandbereiches beschränkt. Erst wenn die Brandlast im Wesentlichen verbrannt, der betroffene Bereich also ausgebrannt ist (vergl. Kapitel 1), wird ein Ablöschen derartiger größerer Brände wieder möglich.

Ein weiterer begrenzender Faktor der Leistungsfähigkeit von Feuerwehren liegt in der verfügbaren LöschwassermengeLöschwassermengeverfügbare. Halpaap [2.40] hat ermittelt, dass Feuerlöschkräfte im Durchschnitt ca. 20 Minuten nach Brandentstehung in der Lage sind, das Feuer zu bekämpfen, d.h. die Eingreifzeit (Abbildung 2-3) beträgt 20 Minuten. Die Wasserversorgung ist nun darauf ausgelegt, im Allgemeinen 1.600 l/min (= 96 m³/Std.), in Industriegebieten 3200 l/min zu liefern (vergl. Kapitel 4). Geht man davon aus, dass diese Wassermengen zur Beherrschung eines Standard-Brandabschnittes von 1600 m² ausreichen, so ergibt sich bei unterstelltem Vollbrand eine verfügbare Wasserbeaufschlagung von 1 l/m² min bis 2 l/m² min LöschmittelrateMindest~ von WasserMindestaufbringratev. WasserWasserbeaufschlagungMindest~ bei der Brandbekämpfung(dies sind Wasserbeaufschlagungen, die auch in Österreich vorgesehen sind). Wenn nun ein Brand bei Wirksamwerden der Maßnahmen der Feuerwehr bereits größer als 1600 m² ist, kann er u.U. nur noch an den baulichen Grenzen aufgehalten werden.

Für größere bauliche Anlagen haben Halpaap in [2.40] und Schubert in [2.39] die Einsatzgrenzen der Feuerwehr aufgrund der bis zur Verfügbarkeit einer ausreichenden Löschwassermenge vergehenden Zeit und der häufig gegebenen faktischen Unmöglichkeit, dieses Wasser über Geräte der Feuerwehr auf die Brandstelle zu bringen, dargestellt.

Die üblicherweise in Löschfahrzeugen der Freiwilligen Feuerwehr mitgeführte Wassermenge von 600 Liter bis 800 Liter reicht statistisch für ca. 75 % aller Brände aus ([2.15]). Dies heißt aber, dass in 25 % der Brände nur über die Erschließung von Wasserentnahmestellen eine ausreichende Wasserlieferung bereitgestellt werden kann, dies bedeutet jedoch einen deutlich erhöhten Bedarf an Personal und Zeit. Nicht selten aber – siehe Punkt 2.4.5 – steht in sog. Schlafgemeinden dieses Personal in der ersten entscheidenden Einsatzphase nicht zur Verfügung.

Ein Vergleich der von Lubosch et al. [2.41] ermittelten Löschwasserraten für Mischbrandlasten, wie sie in Wohn- und Bürogebäuden anzutreffen sind, von 8 l/m² min bis 10 l/m² min (siehe Tabelle 2-4 und bei Graeger [2.42]) mit den für den unter Punkt 2.2 dargestellten kritischen Brand vorgesehenen 100 l/min (C-Rohr) macht deutlich, dass mit dieser Wasserbeaufschlagung eine im Vollbrand stehende Fläche von nur ca. 12 m² erfolgreich gelöscht werden kann. Noch dazu muss das Ablöschen innerhalb von nur 5 Minuten bis 6 Minuten erfolgreich beendet sein, um nicht zum sofortigen Aufbau einer Wasserversorgung gezwungen zu sein. Diese würde wiederum Personal binden, das manchmal einfach nicht zur Verfügung steht. Ein im Vollbrand stehendes etwas größeres Zimmer kann also als Grenze der Leistungsfähigkeit einer einzelnen Freiwilligen Feuerwehr bezeichnet werden.

Eingesetztes

Löschmittel

Löschverfahren

Brandstoff

Anwendungsrate [l/min * m²]

Wasser

Vollstrahl

glutbildender Stoff (Brandklasse A)

10

Sprühstrahl

8

Wasser /

Schaummittel

Vollstrahl

8

Sprühstrahl

6

Wasser

Vollstrahl

schmelzender Stoff (Brandklasse B)

8

Sprühstrahl

6

Wasser /

Schaummittel

Vollstrahl

6

Sprühstrahl

4

Schaum

Schwerschaum

glutbildender Stoff (Brandklasse A)

4

Mittelschaum

2

Leichtschaum

2

Schwerschaum

schmelzender Stoff (Brandklasse B)

2

Mittelschaum

1

Leichtschaum

1

Schwerschaum

brennbare Flüssigkeit (Al)

8

Mittelschaum

6

Leichtschaum

4Löschmittelratereal

Tabelle 2-4:

Reale Anwendungsraten von Löschmitteln im Löscheinsatz nach [2.41]

2.5.4 Grenzen der menschlichen Belastbarkeit

Eine weitere Grenze der Leistungsfähigkeit der Feuerwehren liegt darin begründet, dass letztlich Menschen die Brandbekämpfung durchführen. Die SicherheitsphilosophieSicherheitsphilosophied. Feuerwehr der Feuerwehren geht davon aus, keine unnötigen Risiken einzugehen. Daher werden sich Feuerwehrleute bei der Brandbekämpfung innerhalb von baulichen Anlagen stets durch Atemschutzgeräte Atemschutzvor den Gefahren des Brandrauches schützen (siehe [2.43] und Cimolino et al. [2.44]), jedoch sind sie weiterhin der Wärme des Brandes ausgesetzt.

Gegen die Gefahren bei Brandeinsätzen sind Feuerwehren mit Schutzkleidung ausgestattet, die u. A. einen sehr guten Wärmeschutz bieten (siehe hierzu [2.44] und DIN EN 469 [2.45]), so dass sie heute in der Lage sind, auch in sehr stark aufgeheizte Bereiche vorzudringen und eine BrandbekämpfungBrandbekämpfungd. d. Feuerwehr erfolgreich durchzuführen. Dennoch kommt es immer wieder zu Brandverletzungen von Feuerwehrleuten. Dies ist darin begründet, dass die heutige Bauweise mit sehr dichten und auch thermisch belastbaren Fenstern nicht selten dazu führt, dass die Feuerwehr sich zum Zeitpunkt des Flashovers im Brandgebäude befindet und somit erheblicher Wärmebelastung ausgesetzt ist. Derartige Unfälle werden analysiert und die Regeln der Brandbekämpfung werden – wo notwendig – den neuen Erfordernissen im Sinne eines risikoärmeren Vorgehens bei der Brandbekämpfung angepasst. Dies führt aber wiederum im Interesse des Schutzes der Feuerwehrleute nicht selten zu größeren Brand- bzw. Rauchschäden an den betroffenen baulichen Anlagen.

Eine Grenze des Leistungsvermögens der Feuerwehr bei der Rettung von Personen ergibt sich selbst unter sonst idealen Bedingungen auf Grund

der erforderlichen Rüstzeiten für den Einsatz von tragbaren aber auch mobilen Rettungsgeräten,

der damit möglichen spezifischen Rettungsraten (Anzahl der mit dem Rettungsmittel pro Minute zu rettenden Personen in Abhängigkeit von deren körperlichen und geistigen Verfassung).

(vergl. bei Seidel et al. [2.48]). Daher ist insbesondere die Rettung einer Vielzahl von Personen z.B. aus Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen, Schulen etc. nur sehr begrenzt durchführbar, obwohl das Baurecht die Bereitstellung des zweiten Rettungsweges über Geräte der Feuerwehr ermöglicht.

2.6 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit abwehrender Brandschutzmaßnahmen

Nach dem unter Punkt 2.5 ausgeführten ist klar, dass auch eine leistungsfähige Feuerwehr nicht immer erfolgreich sein kann. Die Wirksamkeit der eingeleiteten Lösch- und sonstigen Maßnahmen zur Rettung von Menschen, zur Begrenzung der Ausbreitung von Bränden und Rauch und des Sachschadens kann daher im Durchschnitt nicht 100 % betragen. Als Wirksamkeit oder Effektivität wird in diesem Buch das Verhältnis der tatsächlich erreichten Schutzziele im realen Brandfall zu den vorgegebenen Schutzzielen (nach Brandschutzbedarfsplan – Punkt 2.2 – oder Anlagenauslegung) bezeichnet:

WEffektivität = Schutzziele wurden erreicht / Schutzziele vorgegeben

Aus den verfügbaren Daten der vfdb-Brandschadenstatistik [2.50] können zur Wirksamkeit von Löschmaßnahmen die in Tabelle 2-5 aufgeführten Erkenntnisse abgeleitet werden:

Kennzahl

Anteil der erfassten Brände

Berufsfeuerwehr

Freiwillige Feuerwehr

Werkfeuerwehr

Sachschaden < 1000 €

56 %

60 %

91 %

Brand auf einen Gegenstand begrenzt

67 %

71 %

96 %

Rauchausbreitung nicht nennenswert

29 %

31 %

91 %

Tabelle 2-5:

Einige Daten zur Wirksamkeit von Löschmaßnahmen der Feuerwehr

Unter Zuverlässigkeit wird hier die Eigenschaft eines brandschutztechnischen Systems verstanden, während eines bestimmten Zeitraumes die in der Spezifikation vorgegebenen Funktionen im Anforderungsfall ohne Ausfall auszuführen. Die Zuverlässigkeit wird durch die Wahrscheinlichkeit ausgedrückt, dass in diesem Zeitintervall (meistens 1 Jahr) kein Ausfall erfolgt. Ein Ausfall ist definiert als nicht auslegungsgerechte Funktion, d.h. das System ist im Anforderungsfall nicht verfügbar (z.B. wegen Wartung) oder erreicht nicht die spezifizierte Leistung. Beispiele können eine Feuerwehr oder eine Löschanlage sein, die einen innerhalb des Anforderungsprofils liegenden Brand nicht beherrschen. Die Zuverlässigkeit eines Systems wird üblicherweise auch durch den Komplementärwert, die Versagenswahrscheinlichkeit, ausgedrückt.

Aufbauend auf den allgemein akzeptierten Zieldefinitionen der öffentlichen Feuerwehren (Punkte 2.4.2 und 2.4.4) kann näherungsweise die Begrenzung eines

Wohnungsbrandes für Berufsfeuerwehren

Zimmerbrandes für Freiwillige Feuerwehren

auf das Ausmaß bei Eintreffen als „spezifizierte Leistung“ dieser Feuerwehren angenommen werden (Für Werkfeuerwehren gibt es kein allgemeingültiges und vergleichbares Leistungskriterium). Vergleicht man die in der vfdb-Brandschadenstatistik verfügbaren Daten hierzu, ergeben sich die in Tabelle 2-6 dargestellten Zuverlässigkeiten bzw. Versagenswahrscheinlichkeiten.

Leistungskriterium

Zuverlässigkeit

(Leistung erreicht)

Versagenswahrscheinlichkeit (Leistung nicht erreicht)

BF

FF

gesamt

BF

FF

gesamt

Zimmerbrand

0,89

0,87

0,88

0,11

0,13

0,12

Wohnungsbrand

0,94

0,91

0,93

0,06

0,09

0,07

Tabelle 2-6:

Zuverlässigkeit von Löschmaßnahmen öffentlicher Feuerwehren (berechnet auf der Grundlage der Daten aus [2.50])

Anmerkung:

Auf Grund seiner beruflichen Erfahrung und Daten des DFV [2.17] vermutet der Autor, dass die Zuverlässigkeitswerte in Tabelle 2-6 (die aus nur 1216 auswertbaren Datensätzen tatsächlicher Gebäudebrände abgeleitet wurden) gegenüber jenen aller Feuerwehren in Deutschland ca. 0,10 höher sind. Die Versagenswahrscheinlichkeit von Löschmaßnahmen der öffentlichen Feuerwehren könnte deutschlandweit damit bei etwa 0,20 liegen.

Eine Versagenswahrscheinlichkeit von insgesamt ca. 0,20 stimmt in etwa mit den aus dem Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 [2.51] zu entnehmenden Werten überein (0,10 bis 0,25), wenn unterstellt wird, dass Nutzer bei den ausgewerteten Bränden soweit zumutbar eigene Löschversuche unternommen haben.

Ähnliche, aus [2.52] entnehmbare Daten anderer europäischer Länder liegen tagsüber bei ca. 0,10 jedoch in der Nacht bei ca. 0,21.

2.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 2

[2.1]

Niedersächsisches Brandschutzgesetz (NbrandSchG) vom 8. März 1978 i. d. Fassung v. 18. Juli 2012 zuletzt geändert durch Artikel 3 § 6 des Gesetzes vom 20.05.2019 (Nds. GVBl. S. 88)

[2.2]

Gesetz über den Brandschutz , die Hilfeleistung und den Katastrophenschutz (BHKG) des Landes Nordrhein-Westfahlen vom 17.12.2015

[2.3]

Ministerium für Inneres und Kommunales NRW: Handreichung zur Brandschutzbedarfsplanung für Kommunale Entscheidungsträger, 07. Juli 2016

[2.4]

Ministerium für Inneres und Kommunales NRW: Anlagen zur Brandschutzbedarfsplanung für Kommunale Entscheidungsträger, 07. Juli 2016

[2.5]

Grabski, R., Starke, H., Präger, W.: Risikoanalyse zur Bedarfsermittlung kommunaler Feuerwehren, Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt, Jahresbericht 1997/98, Heyrothsberge 1999

[2.6]

Schubert, R.: Risikoanalyse als Grundlage der Brandschutzbedarfsplanung, in Lemke: Handbuch Brandschutz, ecomed-verlag 60. Erg. -Lfg. 2/02

[2.7]

Graeger, A.: Bedarfsplanung der öffentlichen Feuerwehr, in Handbuch Brandschutz, ecomed-verlag 60. Erg. -Lfg. 2/02

[2.8]

ARGEBAU Musterbauordnung – MBO – Fassung 22.02.2019

[2.9]

BUW: TIBRO – Taktisch-strategisch Innovativer Brandschutz auf Grundlage Risikobasierter Optimierungen, Forschungsprojekte 13N12174 bis 13N12177 und TIBRO-Informationen 100 bis 300, Wuppertal 2015

[2.10]

Bentz, A.: Schutzziele, ein nationaler und internationaler Vergleich, vfdb-Jahresfachtagung 2007, Tagungsband S. 3497ff.

[2.11]

Feuerwehr-Dienstvorschrift 100 – FwDV 100 – Führen und Leiten im Einsatz, ISBN 3-555-01196-0

[2.12]

Qualitätskriterien der AGBF für die Bedarfsplanung von Feuerwehren in Städten, Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren auf Bundesebene, 1998 mit Überarbeitung November 2015

[2.13]

Stadt Braunschweig: B500 Feuerwehrbedarfsplan der Stadt Braunschweig – Gesamtdokument_Stand2017Januar06_reduzierte_Groesse.pdf

[2.14]

DIN 14011: 2018-01 Begriffe aus dem Feuerwehrwesen

[2.15]

WIBERA: Grundsatzstudie Feuerwehr – Ergebnisbericht vom Frühjahr 1978

[2.16]

Meschkowski, H.: Wahrscheinlichkeitsrechnung, Mannheim 1968

[2.17]

Deutscher Feuerwehr Verband: Jahrbuch 2020

[2.18]

Schmeißer, R.: Verteilung der Einsatzkräfte in Abhängigkeit von den Alarmierungszeiten, Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt, Jahresbericht 2003/2004/2005

[2.19]

Verordnung über die kommunalen Feuerwehren (Feuerwehrverordnung – FwVO) vom 30. April 2010 (GVBl. Nds.06. Mai 2010) i. d. F. vom 17.05.2011

[2.20]

Brandschutz- und Hilfeleistungsgesetz des Landes Sachsen-Anhalt (Brandschutzgesetz – BrSchG) in der Fassung der Bekanntmachung vom 7. Juni 2001, zuletzt mehrfach geändert durch § 1 des Gesetzes vom 12. Juli 2017 (GVBl. LSA S. 133)

[2.21]

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_deutschen_St%C3%A4dte_mit_einer_Berufsfeuerwehr

[2.22]

Verordnung über die Ausbildung und Prüfung für die Laufbahnen der Fachrichtung Feuerwehr (APVO-Feu) Vom 26. Januar 2013, zuletzt geändert durch Verordnung vom 27.02.2019 (Nds. GVBl. S. 61)

[2.23]

Thüringer Feuerwehr-Organisationsverordnung (ThürFwOrgVO) vom 27. Januar 2009, GVBl. Thür. 2009, 39; i. d. F. vom 26. Mai 2014

[2.24]

Tschöpe, B.: Modell für die Bemessung von Werkfeuerwehren, vfdb-Jahresfachtagung 2006, Tagungsband S. 655 ff

[2.25]

Bechthold, R., Ehlert, K.-P., Wesche, J.: Brandversuche Lehrte, Schriftenreihe Bau- und Wohnforschung des BRBS 04.037, 1978

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Widetscheck, O.: Flashover – eine Herausforderung für die Feuerwehr, in Handbuch Brandschutz, ecomed-Verlag, 54. Ergänzungslieferung 11/2000

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Beyerle: Verbesserte Technologie zur optimalen Rettung, Brandbekämpfung mit integrierter Technischer Hilfeleistung, BrandSchutz 2/1979

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Pleß, G.: Der Wohnungsbrand als Maßstab für die Leistung der Freiwilligen Feuerwehr, Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt – Jahresbericht 20001/2002

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Lutz, M.: Bestandsaufnahme des Ist-Zustandes von Personal in Feuerwehren, BrandSchutz 11/2010, S. 912 ff

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Schams, T.: Personalstärkeermittlung für Freiwillige Feuerwehren – Ausfallfaktor – aufgezeigt am Beispiel der Freiwilligen Feuerwehren der Städte Düsseldorf und Ratingen, BrandSchutz 12/1997 S. 958 ff

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Bucher, H.; Schlömer, C.; Lackmann, G.: Die Bevölkerungsentwicklung in den Kreisen der Bundesrepublik Deutschland zwischen 1990 und 2020, Informationen zur Raumentwicklung Heft 3 und 4 2004

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Deutscher Feuerwehrverband: Kongress „Mut zur Zukunft“ Berlin 2008, http://www.dfv.org/zukunftsforum/pdf/Zukunftskongress_Kongressbroschüre_Endversion 3.pdf

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Michel, H.: Der demografische Wandel in Deutschland und seine Folgen, vfdb-Jahresfachtagung 2008, Tagungsband

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DIN 14151-3:2016-08 Sprungrettungsgeräte Teil 3: Sprungpolster 16 – Anforderungen, Prüfung

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Fischer, R.: Brandschutzbedarfsplan – Fehlerquellen und Spielräume bei der Schutzzielbestimmung? LFV NRW 2004

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Klingsohr, K.: Neue Aspekte beim Einsatz von selbsttätigen Feuerlöschanlagen, vfdb-Zeitschrift 3/79

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Schubert, K.-H.: Problemanalyse zur Berechnung von Löschflächen unter Berücksichtigung der im Industriebau vor allem bei eingeschossigen hallen anzutreffenden Gegebenheiten in Abhängigkeit der Kräfte und Mittel der Feuerwehr, Dissertation, TU Berlin 1979

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Lubosch, E., Pleß, G.: Nutzung technischer Mittel zur Verbesserung der Brandbekämpfung mittels Wasserlöschverfahren, Institut der Feuerwehr, Bericht Nr. 130, Heyrothsberge 1984

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Graeger, A.: Logistik und Bedarfsberechnung von Löschmitteln, in Lemke: Handbuch Brandschutz, ecomed-verlag 60. Erg. -Lfg. 4/02

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Cimolino, U., Aschenbrenner, D., Lembeck, T., Südmersen, J.: Atemschutz, ISBN 3-609-68420-8, Landsberg 2001

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Kaiser, G.: O.R.B.I.T. 2010“ Aktuelle Erkenntnisse zu medizinischen und rettungstechnischen Grundlagen der Planung im Feuerwehrwesen, http://www.giz.nord.de/cms/images/stories/Science/PCYAN/kaiser_vfdb2012.pdf

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Wilk, E., Babian, C., Kotthoff, I.: Der Brand in Räumen Teil 10-2-b, vfdb-Zeitschrift 4/2019, S. 164 ff

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DIN EN 1991-1-2/NA:2010-12 Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen – Brandeinwirkungen auf Tragwerke

[2.52]

Hosser, D., Weilert, A., Klinzmann, C., Schnetgöke, R., Albrecht, C.: Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Erarbeitung eines Sicherheitskonzeptes für die brandschutztechnische Bemessung unter Anwendung von Ingenieurmethoden gemäß Eurocode 1 Teil 1-2 (Sicherheitskonzept zur Brandschutzbemessung); iBMB November 2008 Az: ZP 52-5-4.168-1239/07

3 Flächen für die FeuerwehrFeuerwehrFlächen für die

Um in einem Schadensfall möglichst schnell Hilfe leisten zu können, muss die Feuerwehr das Objekt möglichst ungehindert erreichen können. Flächen für die Feuerwehr stellen die notwendigen Zugangs-, Zufahrts-, Aufstellungs- und Bewegungsmöglichkeiten für den Feuerwehreinsatz sicher. Da diese Flächen überwiegend auf den Grundstücken liegen, stellt ein Flächenvorbehalt eine Einschränkung der Nutzbarkeit des Grundstückes für den Eigner dar. Flächen für die Feuerwehr können daher nur aufgrund gesetzlicher Regelungen von der Brandschutzbehörde gefordert werden. Die Einrichtung solcher Flächen wird dann unabdingbar, wenn der zweite Rettungsweg aus einem Gebäude über Geräte der Feuerwehr führt, da sonst eine Bebauung des Grundstückes mit mehrgeschossigen baulichen Anlagen nicht möglich ist (siehe Musterbauordnung MBO § 5 [3.1]).

Anmerkung:

Als RechtsgrundlageRechtsgrundlagenFeuerwehrflächenn werden hier die entsprechenden Paragraphen der Musterbauordnung zitiert. Alle 16 Landesbauordnungen enthalten gleichwertige Anforderungen.

3.1 Zugänge

Die Rechtsgrundlage für Zugänge für die Feuerwehr ist in der Musterbauordnung wie folgt formuliertRechtsgrundlagenZugänge f. d. Feuerwehr:Zugänge f. d. FeuerwehrRechtsgrundlage

MBO § 5 Zugänge und Zufahrten auf den Grundstücken [3.1]

„(1) Von öffentlichen Verkehrsflächen ist insbesondere für die FeuerwehrFeuerwehrZugänge f. d. ~ ein geradliniger Zu- oder Durchgang zu rückwärtigen Gebäuden zu schaffen; zu anderen Gebäuden ist er zu schaffen, wenn der zweite Rettungsweg dieser Gebäude über Rettungsgeräte der Feuerwehr führt. …“

Zugänge dienen der Erschließung rückwärtiger Grundstücksteile mit Rettungs- und Löschgeräten der Feuerwehr und müssen die folgenden Anforderungen erfüllen um den Transport auch sperrigen Gerätes (Dreiteilige Schiebleiter, Lüfter) zu ermöglichen (Abbildung 3-1):

Breite mindestens 1,25 m

keine Einengung durch Einbauten

bei Türöffnungen und anderen geringfügigen Einengungen genügt eine lichte Breite von 1,0 m

können überbaut sein (Durchgänge)

lichte Höhe mindestens 2,2 m (in Türen genügen 2 m) Zugänge f. d. FeuerwehrAbbildung

Abbildung 3-1:

Feuerwehrzugang nach DIN 14090

3.2 FeuerwehrzufahrtenFeuerwehrzufahrten

3.2.1 RechtsgrundlagenRechtsgrundlagenFeuerwehrzufahrten für FeuerwehrzufahrtFeuerwehrzufahrtenRechtsgrundlagenen

MBO § 4 (1) Bebauung der Grundstücke mit Gebäuden [3.1]

„Gebäude dürfen nur errichtet werden, wenn das Grundstück in angemessener Breite an einer befahrbaren öffentlichen Verkehrsfläche liegt oder wenn das Grundstück eine befahrbare, öffentlich-rechtlich gesicherte Zufahrt zu einer befahrbaren öffentlichen Verkehrsfläche hat.“

MBO § 5 Zugänge und ZufahrtenZufahrtenf. d. Feuerwehr auf den Grundstücken

Abs. 1:

1 Von öffentlichen Verkehrsflächen ist insbesondere für die Feuerwehr ein geradliniger Zu- oder Durchgang zu rückwärtigen Gebäuden zu schaffen; zu anderen Gebäuden ist er zu schaffen, wenn der zweite Rettungsweg dieser Gebäude über Rettungsgeräte der Feuerwehr führt.

2 Zu Gebäuden, bei denen die Oberkante der Brüstung von zum Anleitern bestimmten Fenstern oder Stellen mehr als 8 m über Gelände liegt, ist in den Fällen des Satzes 1 anstelle eines Zu- oder Durchgangs eine Zu- oder Durchfahrt zu schaffen.

3 Ist für die Personenrettung der Einsatz von Hubrettungsfahrzeugen erforderlich, sind die dafür erforderlichen Aufstell- und Bewegungsflächen vorzusehen.

4 Bei Gebäuden, die ganz oder mit Teilen mehr als 50 m von einer öffentlichen Verkehrsfläche entfernt sind, sind Zufahrten oder Durchfahrten nach Satz 2 zu den vor und hinter den Gebäuden gelegenen Grundstücksteilen und Bewegungsflächen herzustellen, wenn sie aus Gründen des Feuerwehreinsatzes erforderlich sind.

Abs. 2:

1 Zu- und Durchfahrten, Aufstellflächen und Bewegungsflächen müssen für Feuerwehrfahrzeuge ausreichend befestigt und tragfähig sein; sie sind als solche zu kennzeichnen und ständig frei zu halten; die Kennzeichnung von Zufahrten muss von der öffentlichen Verkehrsfläche aus sichtbar sein.

2 Fahrzeuge dürfen auf den Flächen nach Satz 1 nicht abgestellt werden.

Achtung:

Im Folgenden werden die grundsätzlichen technischen Anforderungen an FeuerwehrzufahrtFeuerwehrzufahrtenLandesbauordnungenen anhand der DIN 14090 [3.2] erläutert. Verschiedene Landesbauordnungen enthalten geringfügig unterschiedliche Anforderungen an Feuerwehrzufahrten, bis hin zum Verbot der Anwendung der DIN 14090. Bei Anwendung ist stets zuerst die Landesbauordnung mit den zugehörigen Durchführungsverordnungen ausschlaggebend. DIN 14090Flächen f. d. Feuerwehr

3.2.2 FeuerwehrzufahrtenFeuerwehrzufahrtenDIN 14090 nach DIN 14090

Feuerwehrzufahrten dienen zum Erreichen der Aufstell- und Bewegungsflächen eines Grundstückes mit Feuerwehrfahrzeugen.Zufahrtenf. d. Feuerwehr

Sie müssen daher nach DIN 14090 [3.2]:

für Feuerwehrzwecke ausreichend befestigt,

mit dem öffentlichen Verkehrsraum verbunden und

jederzeit benutzbar sein.

Abbildung 3-2:

Geradlinige Feuerwehrzufahrt mit Durchfahrt, rechts fortgesetzt als Fahrspuren

Feuerwehrzufahrtengeradlinig; AbbildungDie technischen Anforderungen an FeuerwehrzufahrtFeuerwehrzufahrtentechnische Anforderungenen erstrecken sich auf:

Tragfähigkeit

mindestens 100 kN Achslast (ZGG 16 t)

über Hofdecken etc. geführte Feuerwehrzufahrten in Brückenklasse 30 (BK 30) nach DIN 1072 [3.3]

Abmessungen (Abbildung 3-2 und Abbildung 3-3)

Breite in geradlinig geführten Zufahrtsbereichen mindestens 3 m; bei Begrenzung auf beiden Seiten, deren Länge mehr als 12 m beträgt, Breite mindestens 3,5 m, angrenzende Bauteile mindestens F 90 nach DIN 4102-2 [3.4] bzw. REI 90 nach DIN EN 13501-1 [3.5]

wenn überbaut, lichte Höhe mindestens 3,5 m

Fahrspuren zulässig

Kurvenradien müssen Abbildung 3-3 entsprechen

zur vorgeschriebenen Fahrbahnbreite in Kurven müssen 11 m lange Übergangsbereiche vorhanden sein

Abbildung 3-3:

Nicht-geradlinige Feuerwehrzufahrt nach DIN 14090 (Beispiel für Außenradien 10,5 m und 21 m)

Steigungen und Gefälle

<= 10 %, Übergänge zur Waagerechten müssen mit einem Radius von mindestens 15 m ausgerundet sein

Stufen sind zulässig, wenn sie nicht höher als 8 cm sind und einen Abstand von mindestens 10 m haben

Kennzeichnung „Feuerwehrzufahrt” (nach DIN 4066 [3.6])

Erkennbarkeit und sichere Befahrbarkeit (Instandhaltung)

bei Dunkelheit (ggf. Beleuchtung)

bei Schnee (deutlich sichtbare Randbegrenzung)

Art der Öffnung durch die Feuerwehr (sofern durch Schranken, Poller, Pfähle etc. verschlossen)

Bügelschlösser <= 5 mm Bügeldurchmesser, nicht gehärtet

mittels Überflurhydrantenschlüssel nach DIN 3223 [3.7]

Abbildung 3-4:

Einige Beispiele für Feuerwehrzufahrten aus der Praxis

3.3 AufstellflächeAufstellflächenf. d. Feuerwehrn

3.3.1 RechtsgrundlageRechtsgrundlagenAufstellflächen für AufstellflächeAufstellflächenRechtsgrundlagenn

MBO § 5 Zugänge und ZufahrtenZufahrtenf. d. Feuerwehr auf den Grundstücken

Abs. 1: …

3 Ist für die Personenrettung der Einsatz von Hubrettungsfahrzeugen erforderlich, sind die dafür erforderlichen Aufstell- und Bewegungsflächen vorzusehen. …

Abs. 2:

1 Zu- und Durchfahrten, Aufstellflächen und Bewegungsflächen müssen für Feuerwehrfahrzeuge ausreichend befestigt und tragfähig sein; sie sind als solche zu kennzeichnen und ständig frei zu halten; die Kennzeichnung von Zufahrten muss von der öffentlichen Verkehrsfläche aus sichtbar sein.

2 Fahrzeuge dürfen auf den Flächen nach Satz 1 nicht abgestellt werden.

Achtung:

Im Folgenden werden die grundsätzlichen technischen Anforderungen an AufstellflächeAufstellflächenLandesbauordnungenn anhand der DIN 14090 erläutert. Verschiedene Landesbauordnungen enthalten geringfügig unterschiedliche Anforderungen an Aufstellflächen, bis hin zum Verbot der Anwendung der DIN 14090. Bei Anwendung ist stets die Landesbauordnung mit den zugehörigen Durchführungsverordnungen ausschlaggebend.

3.3.2 AufstellflächeAufstellflächenDIN 14090n nach DIN 14090

Aufstellflächen FeuerwehrAufstellflächen f. d. ~nach DIN 14090 dienen dem Einsatz von Hubrettungsfahrzeugen,Hubrettungsfahrzeuge d.h. von Drehleitern nach DIN EN 14043 [3.8] oder von Hubarbeitsbühnen nach DIN EN 1777 [3.9].

Aufstellflächen sind so anzuordnen, dass alle zum Retten von Personen notwendigen Fenster oder sonstige Öffnungen (z.B. Balkone, Fluchtbalkone, Austritte, Dachterrassen etc.) vom Hubrettungssatz erreicht werden können, d.h. sie müssen innerhalb des Benutzungsfeldes der in der Gemeinde vorhandenen Fahrzeuge liegen (Abbildung 3-5).

Die feuerwehrtechnischen Anforderungen an AufstellflächeAufstellflächentechnische Anforderungenn für Hubrettungsfahrzeuge erstrecken sich auf:

Tragfähigkeit

Bodenpressung mindestens 800 kN/m² (8 t Punktlast)

auf Hofkellerdecken etc. liegende Aufstellflächen in Brückenklasse 30 (BK 30) nach DIN 1072 [3.3] (Abbildung 3-7 rechts)

Abmessungen

Breite mindestens 5 m

Länge mindestens 11 m

Abbildung 3-5:

Aufstellflächen und Benutzungsfeld von Drehleitern DLK 23/12

DrehleiternAbstände vom Gebäude

mindestens 3 m höchstens 9 m (wenn Gebäude höher als 18 m maximal 6 m)

Empfehlung: zusätzlich 2 m breiter Geländestreifen ohne feste Hindernisse (parallel)

wenn senkrecht: bis <= 1 m an das Gebäude,

keine festen Hindernisse zwischen Aufstellfläche und Gebäude

Neigung <= 5 %, Stufen unzulässig

Kennzeichnung „Fläche für die Feuerwehr” (nach DIN 4066 [3.6])

Anmerkung:

Wegen verschiedener neuer Anforderungen – insbesondere hinsichtlich der Tragfähigkeit von Feuerwehrzufahrten und der Abmessungen der Aufstellflächen für Drehleitern (AGBF [3.11], Dietrich [3.12]) – ist seit 2016 eine Überarbeitung der Anforderungen in DIN 14090 in Arbeit. Aufstellflächenf. Hubrettungsfahrzeuge

Abbildung 3-6:

Aufstellflächen für Hubrettungsfahrzeuge der Feuerwehr nach DIN 14090, links parallel, rechts senkrecht zum Gebäude

Abbildung 3-7:

Aufstellflächen – Beispiele aus der Praxis (stark geneigte Aufstellfläche; Sicherstellung der Erreichbarkeit zum Retten bestimmter Öffnungen bedingt Konstruktion zur Erhöhung der Tragfähigkeit über einer Tiefgarage)

3.4 BewegungsflächenBewegungsflächenf. d. Feuerwehr

3.4.1 RechtsgrundlageRechtsgrundlagenBewegungsflächen für BewegungsflächeBewegungsflächenRechtsgrundlagenn

MBO § 4 (1) Bebauung der Grundstücke mit Gebäuden

Gebäude dürfen nur errichtet werden, wenn das Grundstück in angemessener Breite an einer befahrbaren öffentlichen Verkehrsfläche liegt oder wenn das Grundstück eine befahrbare, öffentlich-rechtlich gesicherte Zufahrt zu einer befahrbaren öffentlichen Verkehrsfläche hat.

3.4.2 BewegungsflächeBewegungsflächenDIN 14090n nach DIN 14090

Bewegungsflächen für die FeuerwehrFeuerwehrBewegegungsflächenf. d. ~ nach DIN 14090

sind befestigte Flächen auf dem Grundstück

dienen dem Aufstellen von Feuerwehrfahrzeugen,

der Entnahme und Bereitstellung von Geräten und

der Entwicklung von Rettungs- und Löscheinsätzen;

sie können gleichzeitig Aufstellflächen sein.

Feuerwehrtechnische Anforderungen an BewegungsflächeBewegungsflächentechn. Anforderungenn erstrecken sich nach DIN 14090 auf:

AnordnungAnforderungenan Bewegungsflächen

in möglichst geringer Entfernung zu Angriffswegen, Rettungswegen und Wasserentnahmeeinrichtungen, aber

außerhalb des Bereiches herabfallender Bauteile

Tragfähigkeit

mindestens 100 kN (Achslast 10 t)

über Hofdecken etc. gelegene Bewegungsflächen in Brückenklasse 30 (BK 30) nach DIN 1072 [3.3]

Abmessungen

mindestens 7 m x 12 m je gemäß Alarmplan vorgesehenem Fahrzeug mit 4 m langem Übergangsbereich zu den Zufahrten

Neigung: maximal 10 %

Erreichbarkeit

Verbindung mit der öffentlichen Verkehrsfläche nach mindestens 2 Seiten (keine Sackgasse)

Kennzeichnung „Fläche für die Feuerwehr” (nach DIN 4066 [3.6])

Abbildung 3-8:

Bewegungsflächen für die Feuerwehr

Für normale Wohn- und Geschäftsbebauung in Städten dient in der Regel die öffentliche Verkehrsfläche als Aufstell- und Bewegungsfläche, da hier häufig Aufstellflächen auf dem Privatgrundstück nicht mit für den Bauherrn vertretbarem finanziellen Aufwand verfügbar gemacht werden können.

Dies ist solange nicht zu beanstanden, wie diese vorgesehenen Straßenflächen tatsächlich zur Verfügung stehen, d.h. insbesondere nicht „anders genutzt“ werden; das Gebot Feuerwehrflächen stets freizuhalten gilt natürlich auch im öffentlichen Straßenraum.

Allerdings ist heute verstärkt zu beobachten, dass vorhandene freie Flächen im öffentlichen Straßenraum und auf Privatgrundstücken entweder durch Verkehrsberuhigungsmaßnahmen, die das ungehinderte Befahren bestimmter Bereiche bewusst erschweren, durch wohlmeinende Verschönerungsmaßnahmen, wie das Aufstellen von großen Pflanzenbehältern, Bänken etc., durch das Überschreiten von als Freisitz vorgesehenen Flächen an Restaurants oder durch „vorübergehende Nutzung“ für Veranstaltungen, Flohmärkte usw. eingeschränkt werden (siehe hierzu z.B. bei Zingler [3.10]). Der Einsatz der Feuerwehr kann durch diese bei der Planung der Feuerwehrflächen nicht bekannte Nutzung u.U. in Frage gestellt werden. Daher ist einerseits die Beteiligung der Feuerwehr im Genehmigungsverfahren für derartige Sondernutzungen unbedingt erforderlich, andererseits muss auch die Feuerwehr durchaus im Zuständigkeitsbereich überwachend präsent sein, um „ungeplante und ungenehmigte“ Sondernutzungen unterbinden zu lassen.

Abbildung 3-9:

Feuerwehrzufahrten, Aufstell- und Bewegungsflächen, Übungsbeispiel

3.5 Literaturverzeichnis zu Kapitel 3

[3.1]

ARGEBAU: Musterbauordnung (MBO) – Fassung 05/2016

[3.2]

DIN 14090:2003-05 Flächen für die Feuerwehr auf Grundstücken

[3.3]

DIN 1072:1985-12 Straßen- und Wegbrücken; Lastannahmen

[3.4]

DIN 4102-2:1977-09: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Bauteile – Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

[3.5]

DIN EN 13501-2:2016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 2: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandsprüfungen, mit Ausnahme von Lüftungsanlagen

[3.6]

DIN 4066:1997-07: Hinweisschilder für die Feuerwehr

[3.7]

DIN 3223:2012-11: Betätigungsschlüssel für Armaturen

[3.8]

DIN EN 14043:2014-04 Hubrettungsfahrzeuge für die Feuerwehr Drehleitern mit kombinierten Bewegungen (Automatik-Drehleitern) – Sicherheits- und Leistungsanforderungen sowie Prüfverfahren

[3.9]

DIN EN 1777:2010-06 Hubrettungsfahrzeuge für Feuerwehren und Rettungsdienste, Hubarbeitsbühnen (HABn) Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfung

[3.10]

Zingler, U.: Verkehrsberuhigung – Ein Thema für die Berufsfeuerwehr Braunschweig, in: Kampf gegen Feuer, Braunschweig 2000, ISBN 3-927939-49-8

[3.11]

AGBF: Empfehlungen (2012-3) zur Ausführung der Flächen für die Feuerwehr, Stand 2013-04-17, https://www.agbf.de/downloads-fachausschuss-vorbeugender-brand-und-gefahrenschutz/category/28-fa-vbg-oeffentlich-empfehlungen

[3.12]

Dietrich, M.: Ansätze zur Überarbeitung der Vorschriften zu Aufstellungsflächen für Hubrettungsfahrzeuge, BrandSchutz DFZ 9/2020

4 Löschwasserversorgung

4.1 Rechtsgrundlagen für die Löschwasserversorgung

LöschwasserversorgungRechtsgrundlagenAufgrund der Bedeutung des Löschmittels Wasser für den abwehrenden Brandschutz ist seine Bereitstellung in verschiedenen Rechtsvorschriften geregelt. Da Löschwasser, wenn es aus der Sammelwasserversorgung entnommen wird, als „Nebennutzung“ des Lebensmittels Wasser angesehen werden muss, sind dann auch die entsprechenden wasserrechtlichen Hygienevorschriften zu beachten. RechtsgrundlagenLöschwasserversorgung

In allen Bundesländern enthalten die Landesbauordnungen, darauf aufbauenden Verordnungen oder Erlasse, z. T. auch die Baugesetzbücher, sinngemäß folgende Anforderungen:

… Zur Brandbekämpfung muss eine ausreichende Wassermenge zur Verfügung stehen; Ausnahmen können für Einzelgehöfte in der freien Feldflur gestattet werden.Anforderungena. d. Löschwasserversorgung …

oder auch:

… Die Löschwasserversorgung ist von den Gemeinden bei der Erschließung (von Baugebieten) zu berücksichtigen …

… Der Löschwasserbedarf ist durch die Gemeinden nach pflichtgemäßem Ermessen festzulegen …

Das Niedersächsische Brandschutzgesetz (NBrandSchG) [4.1] bestimmt:

§ 2 (1) Aufgaben der GemeindenLöschwasserversorgungAufgabe der Gemeinde

„Den Gemeinden obliegen der abwehrende Brandschutz und die Hilfeleistung in ihrem Gebiet. Sie haben dazu insbesondere …

3. für eine Grundversorgung mit Löschwasser zu sorgen …“

Auch in den übrigen Bundesländern ist den Gemeinden durch die jeweiligen Brandschutzgesetze die Aufgabe übertragen, eine ausreichende (z. T. auch: angemessene) Löschwasserversorgung sicher zu stellen.

Für Bauten besonderer Art oder Nutzung (Sonderbauten) können auf der Grundlage der Landesbauordnungen u. A. besondere Anforderungen zur Löschwasserversorgung gestellt werden (Objektschutz).

4.2 Wasser als Löschmittel

LöschmittelWasserDas Löschmittel WasserWasserals Löschmittel ist weltweit nach wie vor das meistgenutzte Löschmittel überhaupt. Die übrigen Löschmittel sind wenigen Sonderfällen vorbehalten (durch den Autor geschätzt: weniger als 3 % der Brände), in denen Wasser nicht anwendbar ist. Ausführungen zu den Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten des Löschmittels Wasser enthält ausführlich der Anhang 2. Nachfolgend werden die brandschutztechnischen Anforderungen an die Verfügbarkeit bestimmter Löschwassermengen und deren Bereitstellung durch die zuständigen öffentlichen und privaten Träger erläutert.

Damit WasserWasserals Lebensmittel als Lebensmittel und Löschmittel genutzt werden kann, müssen die folgenden Anlagen zur Verfügung stehen:

Anlagen zur Wassergewinnung,

aus dem Grundwasser: Quellfassungen, Brunnen,

aus Oberflächengewässern,

Anlagen zur Wasseraufbereitung,

Reinigung durch physikalische, chemische und biologische Verfahren,

Anlagen zur Wasserfortleitung,

Pumpenanlagen,

Anlagen zur Wasserspeicherung,

Hochbehälter, Tiefbehälter, Druckbehälter,

Anlagen zu Wasserverteilung,

Hauptwasserleitungen, Versorgungsleitungen, Anschlussleitungen, und

Anlagen zur Wasserentnahme,

Hauswasseranlagen, Hydranten.

Im Folgenden werden nur die für den Abwehrenden und Anlagentechnischen Brandschutz wesentlichen Aspekte der o.g. Anlagen weiter behandelt. Zur weiteren Information über WassergewinnungWassergewinnung etc. sei auf die Fachliteratur (z.B. Kircher [4.2], Riek [4.3], Timmer [4.5]) verwiesen. Es wird hier davon ausgegangen, dass Löschwasser grundsätzlich zur Verfügung steht und alle in Industrienationen üblichen Anlagen für die Versorgung mit Trink- und Brauchwasser ebenfalls vorhanden und nutzbar sind. Dargestellt werden jedoch die sich aus der Nutzung des Wassers als Löschwasser ergebenden zusätzlichen Anforderungen. Letztere zu erfüllen ist heute im Zeichen der Privatisierung von Wasserversorgungsbetrieben mehr und mehr (finanzielle) Aufgabe der Nutzer, d.h. der Gemeinden und Bauträger (Janowitz [4.4]).

4.3 Bereitstellung von Löschwasser

Für die Zuordnung der Verpflichtung zur Bereitstellung ausreichender Löschwassermengen sind die folgenden Begriffe wichtig:

Grundschutz

… ist der Brandschutz GrundschutzLöschwasserbedarffür Wohngebiete, Gewerbegebiete, Mischgebiete und Industriegebiete ohne erhöhtes Sach- und Personalrisiko. LöschwasserbedarfGrundschutz

ObjektschutzObjektschutzLöschwasserbedarfLöschwasserbedarfObjektschutz

… ist der über den Grundschutz hinausgehende, objektbezogene Brandschutz.

für Objekte mit erhöhtem Brandrisiko, z.B. Holzlagerplätze, Parkhäuser, Betriebe zur Herstellung und Verarbeitung von Lösungsmitteln, Lagerplätze für leicht entzündbare Güter,

für Objekte mit erhöhtem Personenrisiko, z.B. Versammlungsstätten, Geschäftshäuser, Krankenhäuser, Hotels, Hochhäuser,

für sonstige Einzelobjekte wie Aussiedlerhöfe, Raststätten, Kleinsiedlungen, Wochenendhäuser.

GrundsätzeLöschwasserversorgungNach den Rechtsvorschriften der einzelnen Bundesländer ist der Brandschutz eine Aufgabe der Gemeinden. Daher fällt auch die LöschwasserversorgungLöschwasserversorgungGrundsätze hinsichtlich des GrundschutzesGrundschutzAufgabe der Gemeinden in ihren Verantwortungsbereich. Für die Versorgung mit Löschwasser für den Brandschutz kann eine Gemeinde vor Probleme gestellt sein, die über den Rahmen der allgemeinen Versorgung mit Trinkwasser hinausgehen.

Von der Gemeinde ist für Bauplanungsmaßnahmen, wie der Entwicklung eines Gewerbegebietes, der Ausweisung von Siedlungsgebieten etc., jeweils zu prüfen, welche Löschmittel zur Anwendung kommen sollen. Wird LöschwasserLöschwasserPlanung für den Brandschutz benötigt, so ist zunächst festzustellen, wie viel Wasser (nach Volumenstrom und Fließdruck) erforderlich ist (LöschwasserLöschwasserBedarfbedarf) und inwieweit das Löschwasser aus dem öffentlichen Trinkwasserrohrnetz oder offenen Wasserläufen, Teichen, Brunnen, Behältern (Löschwasserbehälter, auch Behälterfahrzeuge) entnommen werden kann. Zu ermitteln ist die insgesamt günstigste Lösung, wobei den unerschöpflichen Entnahmemöglichkeiten außerhalb des Trinkwasserrohrnetzes besondere Bedeutung zukommt.

Der Umfang der Inanspruchnahme der öffentlichen Trinkwasserversorgung für Löschzwecke ist abhängig vom Wasserdargebot (verfügbare Menge), der Leistungsfähigkeit des Rohrnetzes und der Versorgungssituation. Sofern das LöschwasserdargebotLöschwasserDargebot für die beabsichtigte bauliche Entwicklung nicht ausreicht, kann die Maßnahme nicht umgesetzt werden (siehe Abbildung 4-1). Dabei soll auch während der Entnahme von Löschwasser die Trinkwasserversorgung gewährleistet sein. Es dürfen insbesondere keine unübersehbaren Risiken, die den Bestand der Wasserverteilungsanlagen gefährden, eingegangen werden. LöschwasserversorgungProjektierung

Abbildung 4-1:

Projektierung der Löschwasserversorgung, Ablaufschema (zum Begriff Löschbereich siehe Punkt 4.5.2)

4.4 Richtwerte für den Löschwasserbedarf

GrundschutzLöschwasserbedarfFür die Bemessung der erforderlichen Löschwassermengen des Grundschutzes wird in der Bundesrepublik Deutschland das Arbeitsblatt W 405 des DVGWDVGW W 405Löschwasser-Grundschutz [4.6] zugrunde gelegt. Dieses Arbeitsblatt gibt den gesamten Löschwasserbedarf für den Grundschutz in Abhängigkeit von der baulichen Nutzung und der Gefahr der BrandausbreitungBrandausbreitungu. Löschwasserbedarf an (Tabelle 4-1).

Tabelle 4-1:

Löschwasserbedarf nach DVGW W 405 (bei der Anwendung sind die Anmerkungen 1 bis 5 dieses Arbeitsblattes zu beachten)

LöschwasserBedarf nach DVGW W 405Die in Tabelle 4-1 geforderten Löschwasservolumenströme sind in der Regel ausreichend, der Feuerwehr einen wirksamen Löschangriff mit mehreren Rohren (Wasserlieferung jeweils ca. 100 l/min bis ca. 400 l/min) an einem typischen Objekt der genannten baulichen Nutzung zu ermöglichen und gleichzeitig die noch nicht betroffene Nachbarschaft des Brandobjektes zu schützen. Der gesamte Volumenstrom für den Grundschutz muss in 300 m Umkreis aus nicht mehr als 2 Entnahmestellen zur Verfügung stehen. Um einen zügigen Löschangriff auch bei ungünstigen Verhältnissen sicher zu stellen (vergl. Punkt 2.4.5), darf nach Auffassung der deutschen Feuerwehren die Löschwasserentnahmestelle für den 1. Löschangriff nicht mehr als 75 m Laufweg vom Zugang des Grundstückes entfernt sein [4.32].

Maßnahmen für den Objektschutz erfordern die Abstimmung zwischen dem jeweiligen Inhaber oder Eigentümer des Objektes, der für den Brandschutz zuständigen Behörden und den für die volle oder anteilige Bereitstellung des Löschwassers zuständigen Stellen. Für den ObjektschutzObjektschutzLöschwasserbedarf kann die folgende Tabelle 4-2 zu Grunde gelegt werden, sofern im Rahmen eines BrandschutzkonzeptesBrandschutzkonzeptLöschwasserbedarf [4.7] keine genauere Bestimmung der erforderlichen Löschwassermenge erfolgt:

Löschwasserbedarf

Gebäudeart

400 l/min für ½ Stunde Löschzeit

Lauben, Wochenendhäuser etc.

600 l/min für 1 Stunde Löschzeit

kleine freistehende Gebäude <= 2 Geschosse z. B Einfamilienhäuser

800 l/min für 1 Stunde Löschzeit

Wohngebäude <= 3 Geschosse

1000 l/min für 2 Stunden Löschzeit

Wohngebäude <= 3 Geschosse, teilweise (kleinere) Geschäfte oder Gewerbebetriebe

1600 l/min für 2 Stunden Löschzeit

Geschäfts- oder Gewerbegebäude mit <= 3 Geschossen, Wohngebäude mit > 3 Geschossen einschließlich Geschäften oder Gewerbebetrieben

3200 l/min für 2 Stunden Löschzeit

Geschäfts- oder Gewerbegebäude mit > 3 Geschossen, Industrie- und Lagergebäude ohne übergroße Brandabschnitte, Warenhäuser, Versammlungsstätten, Ausstellungsbauten, Museen, Krankenhäuser etc.

über 3200 l/min für > 2 Stunden Löschzeit

Industrie- und Lagergebäude mit übergroßen Brandabschnitten, Holzlagerplätze und ähnliche bauliche AnlagenLöschwasserObjektschutz

Tabelle 4-2:

Löschwasserbedarf für den Objektschutz (nach [4.8])

4.5 Löschwasser aus dem Trinkwassernetz

Löschwassera. d. TrinkwassernetzDie zentrale Wasserversorgungzentrale WasserversorgungSammelwasserversorgung (SammelwasserversorgungSammelwasserversorgung) dient der Deckung des Wasserbedarfs von Industrie-, Wohn- und Arbeitsstätten sowie für Löschzwecke. Sie erfolgt im Allgemeinen durch ein unter Straßen verlegtes Rohrnetz mit Haupt-, Versorgungs- und Anschlussleitungen. Die Nutzbarkeit dieses Wassers an einem bestimmten Ort durch die Feuerwehr ist daher von den Gegebenheiten in diesem Rohrnetz abhängig (sog. Abhängige LöschwasserversorgungLöschwasserversorgungabhängige). Diese Gegebenheiten werden sich – wegen wasserhygienischer Bedenken der Versorgungsbetriebe – künftig in Richtung deutlich geringerer Leitungsdurchmesser und damit geringerer Leistungsfähigkeit für die Löschwasserversorgung entwickeln. Daher muss der unabhängigen Löschwasserversorgung wieder eine größere Bedeutung zuwachsen (Punkte 4.5.1 und 4.6).Löschwasserquellenabhängige

4.5.1 Wasserhygiene

Die Hauptaufgabe der öffentlichen und privaten Wasserversorgungsunternehmen ist die Bereitstellung von Wasser für den menschlichen Gebrauch, nicht die Bereitstellung von Löschwasser. Wasser für den menschlichen Gebrauch in der Definition der Trinkwasserverordnung [4.9] sind Trinkwasser und Wasser für Lebensmittelbetriebe. Um die Eignung des Wassers für diese Zwecke sicher zu stellen, enthält die Trinkwasserverordnung Anforderungen an die mikrobiologische und chemische Beschaffenheit, für die in den Anlagen 1 bis 3 der Verordnung detaillierte Vorgaben und Grenzwerte angegeben sind, die die Umsetzung der europäischen Richtlinie 98/83/EG [4.10] sicherstellen.

Zur Einhaltung dieser Vorschriften sind die allgemein anerkannten technischen Regeln bei Planung, Erstellung, Betrieb, Wartung und Instandhaltung der Wasserversorgungsanlagen zu beachten. Für den öffentlichen Bereich sind insbesondere die Normen der Reihe DIN 1988, DIN EN 1717 und DIN 50930-6 maßgebend. Für die Löschwasserentnahme aus der Trinkwasserversorgung ist dabei von Bedeutung, dass Löschwasser in die Flüssigkeitskategorie 5 nach DIN EN 1717 [4.11] eingestuft ist, d.h. als Flüssigkeit, die eine Gesundheitsgefährdung für den Menschen durch Anwesenheit von Erregern übertragbarer Krankheiten darstellt. Daher gibt es in dieser technischen Regel den Einsatzfall „kurzzeitiger Anschluss“ – wie er für die Entnahme von Löschwasser charakteristisch ist – nicht, d.h. auch die Löschwasserentnahme aus dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz unterliegt den Vorschriften für dauerhafte Anlagen. Die in Deutschland noch überwiegend eingesetzten genormten und zugelassenen Entnahmeeinrichtungen (Hydranten, Punkt 4.5.4) sind derzeit (2021) noch nicht überall entsprechend dieser Vorschriften gestaltet, so dass das potentielle Risiko einer Trinkwasserverkeimung grundsätzlich besteht.

Bei penibler Einhaltung der Einbauvorschriften der DVGW Richtlinie W 331 für Hydranten [4.12] seitens der Errichter und der Betriebsvorschriften seitens der Feuerwehr (Reinigung der Anschluss-Dichtflächen, Spülung, Reihenfolge des Anschlusses und der Abnahme der Armaturen und Schläuche) ist nach heutiger Auffassung der zuständigen Gremien eine Verkeimung des Trinkwassers jedoch nicht zu erwarten. Zusätzlich ist ein mobiler Systemtrenner nach DIN 14346 [4.12] direkt am Standrohr einzusetzen.

Etwas eindeutiger ist die Situation beim Anschluss von privaten Wasserversorgungseinrichtungen, zu denen neben den Hausversorgungsanlagen auch Hydranten, Selbsthilfe- und Löschanlagen auf Grundstücken gehören. Derartige Anlagen dürfen nur unter Beachtung der Technischen Regeln der DIN 1988-600 [4.14] und E DIN 14462 [4.15] an die öffentliche (Trink-)Wasserversorgung angeschlossen werden. Diese bestimmen, dass das Löschwasser an der Löschwasserübergabestelle (LWÜ) sicher von der Trinkwasserversorgungsanlage fernzuhalten ist, und die Anschlussleitung zur LWÜ ausreichend mit Trinkwasser durchströmt wird. LöschwasserübergabestelleLWÜ

Die sichere Rückhaltung von Löschwasser von der Trinkwasserinstallation ist dann gegeben, wenn die private Brandschutzeinrichtung über einen freien Auslauf (z.B. nach DIN EN 1717) oder über eine fernbetätigte Füll- und Entleerungsstation nach DIN 14463-1, DIN 14463-2 oder eine Direktanschlussstation nach DIN 14484 versorgt wird (Abbildung 4-2, siehe auch Anschlussschema in Abbildung 9-1). Ein ggf. vorhandener Vorlagebehälter muss zusammen mit dem Zulauf ausreichend bemessen sein, um den Löschwasserbedarf für die im Brandschutzkonzept vorgesehene Zeit, mindestens aber 2 Stunden, zu gewährleisten). Für Anlagen mit Hydranten ist die sichere Rückhaltung von Löschwasser von der Trinkwasserinstallation gegeben, wenn Unterflurhydranten nach DIN EN 14339 [4.16] bzw. Überflurhydranten nach DIN EN 14384 [4.17] eingebaut werden (siehe auch Tabelle 9-1).

Abbildung 4-2:

Löschwasseranlage mit Hydranten nach DIN 14462 (Beispiel, schematisiert)

4.5.2 Löschbereich

LöschbereichLöschwasserversorgungLöschwasserversorgungLöschbereichBemessungsgrundlage für das Trinkwasserrohrnetz ist die größte stündliche Abgabe an einem Tag mit mittlerem Verbrauch (Grundbelastung) im Löschbereich. Die Versorgung mit Trinkwasser soll dabei bei Annahme eines Brandes im Löschbereich durch die Wasserentnahme der Feuerwehr nicht wesentlich beeinflusst werden. Der Löschbereich erfasst im Normalfall alle Löschwasserentnahmemöglichkeiten im Umkreis von 300 m um das Brandobjekt.

Bei der Auslegung des Rohrnetzes für die zu erwartenden Volumenströme wird in jedem selbständigen Netzteil nur ein Brandfall angenommen. Die zugrunde gelegte LöschzeitLöschzeitLöschwasserversorgungLöschzeit beträgt 2 Stunden. Durch simultane Druck- und Mengenmessung oder Berechnung wird die mögliche Löschwasserentnahme bestimmt.

Der Radius des Löschbereiches LöschbereichRadius 300 mwurde bei Erstellung des Arbeitsblattes W 405 aus der Schlauchausstattung von Löschfahrzeugen abgeleitet (Abbildung 4-6). Allgemein verwendete, genormte Löschfahrzeuge – z.B. LF 20 [4.18] – führen zwischen 120 m und 280 m Versorgungsschlauch (B-Schlauch [4.19]) und 200 m bis 300 m Angriffsschlauch (C-Schlauch [4.19]) mit. Ein Löschzug, zu dem typischerweise 2 Löschfahrzeuge gehören, kann daher ca. 600 m bis 700 m Schlauch verlegen (Abbildung 4-6).

Zu beachten ist, dass alle LöschwasserLöschwasserEntnahmemöglichkeitentnahmemöglichkeiten im Löschbereich zu berücksichtigen sind, also auch solche der unabhängigen Löschwasserversorgung. Aus Sicht der Feuerwehr ist dabei jedoch den schneller einsatzbereiten abhängigen Löschwasserentnahmestellen (Hydranten) der Vorzug zu geben (siehe z.B. bei Kircher [4.2]).

4.5.3 Verteilungsrohrnetz

Die Druckverhältnisse im Rohrsystem der Wasserversorgungsanlage richten sich in erster Linie nach den topographischen Verhältnissen des Versorgungsgebietes. Es ist sicherzustellen, dass alle Verbraucher im Versorgungsgebiet, unabhängig von der Höhenlage der Abnahmestelle Trinkwasser mit einem angemessenen Druck entnehmen können (ca. 1 bar bis 2 bar am Entnahmepunkt). Sofern die Höhenunterschiede innerhalb eines Versorgungsgebietes sehr groß sind, müssen daher u.U. auch Druckreduzierungsstationen für niedriger gelegene Gebiete vorgesehen werden. Für die Entnahme von Löschwasser durch die Feuerwehr ist weniger der sich bei durchschnittlicher Nutzung im System einstellende, durch den Wasserversorger aufrechterhaltene Druck von Bedeutung, als vielmehr der Fließdruck, der sich bei Entnahme der in Punkt 4.4 dargestellten Volumenströme einstellt. Diese sind in der Regel deutlich höher als die maximalen Normalnutzungsmengen, ihre Entnahme führt daher zu einem deutlichen Druckabfall im System. Um bei Anschluss der Pumpen der Feuerwehr, die gegenüber der Wasserentnahmestelle (Hydrant, Punkt 4.5.4) eine Drucksenke darstellen, ein Kollabieren der Schläuche zu vermeiden, sollte der Fließdruck deutlich über einem bar liegen (in der Regel bei mindestens 1,5 bar). RohrnetzFließdruck Fließdruckv. Hydranten

Abbildung 4-3:

Beispiel für ein Ringleitungssystem

RingleitungssystemRohrnetzd. TrinkwasserversorgungBei der Erstellung des Rohrnetzes einer Trinkwasserversorgung wird dieses heute in der Regel als Ringleitungssystem ausgeführt, nur als erste Ausbaustufe und für weit außerhalb liegende Siedlungsbereiche kommt noch das Verästelungssystem zur Ausführung. In älterer, noch nicht vollständig grundsanierter Bausubstanz sind jedoch auch heute noch teilweise Verästelungssysteme anzutreffen.

Beim RingleitungssystemRingleitungssystemTrinkwasserversorgung wird im Idealfall jeder Rohrnetzpunkt von mindestens zwei Seiten gespeist. Dadurch werden ein konstanter Druck und eine größere Wasserlieferung bei gleichzeitig weniger Ablagerungen im Rohrnetz erreicht. Bei Unterbrechung einer Zuleitung steht für die nicht unmittelbar betroffenen Bereiche in der Regel noch (Lösch-)Wasser über die zweite Zuleitung zur Verfügung. Aus wasserhygienischer Sicht ist innerhalb eines Ringleitungssystems eine bessere ständige Durchspülung des Rohrnetzes gewährleistet und damit die Gefahr der Verkeimung des Trinkwassers gering.

Als Richtwert kann für die Entnahme von Löschwasser über Armaturen der Feuerwehr davon ausgegangen werden, dass heute (2021) eine Wasserleitung eines RingsystemsRingleitungssystemWasserlieferung in etwa noch folgende WasserlieferungWasserlieferungd. Ringleitungssystems VolumenstromRingleitungssystem bei einem FließdruckFließdruckLöschwasserversorgung von mindestens 1,5 bar ermöglicht:

QRing [l/min] = ∅Leitung [mm] x 10

Beim VerästelungssystemVerästelungssystemTrinkwasserversorgung (veraltet) wird jeder Rohrnetzpunkt nur von einer Seite gespeist. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass

das Wasser in der Endleitung stagniert und sich daher die Wasserqualität verschlechtert (Keimvermehrung möglich),

bei Bruch von Haupt- oder Versorgungsleitungen alle dahinter liegenden Leitungen ohne Wasser sind,

in den Endleitungen starke Druckverluste auftreten.

Abbildung 4-4:

Beispiel für ein Verästelungssystem

VerästelungssystemAbbildungAls Richtwert kann für die Entnahme von Löschwasser über Armaturen der Feuerwehr davon ausgegangen werden, dass heute (2021) eine Wasserleitung eines VerästelungssystemsVerästelungssystemWasserlieferung in etwa noch folgende WasserlieferungWasserlieferungVerästelungssystem VolumenstromVerästelungssystemermöglicht (siehe jedoch Punkt 4.5.4):

QVeräst [l/min] = ∅Leitung [mm] x 4 (bis x 6)

4.5.4 Hydranten

Als Löschwasserentnahmemöglichkeiten aus dem öffentlichen oder privaten Trinkwassernetz dienen der Feuerwehr Hydranten. Deren Ausführung ist im DVGW Arbeitsblatt W 331/I-VII, den HydrantenrichtlinienHydrantenRichtlinien, geregelt [4.12]. Daneben gelten für die Installation die Norm DIN 1988-600 [4.14] und für die Konstruktion der Hydranten DIN EN 14339 [4.16] und DIN EN 14384 [4.17] (Die überwiegende Mehrzahl aller Hydranten in Deutschland entspricht allerdings noch den nunmehr durch die genannten Europanormen abgelösten DIN 3321 bzw. DIN 3322 [4.20], [4.21]). Diese Normen sehen verschiedene Nenndrucke vor, in Deutschland werden die Hydranten weiterhin überwiegend für 16 bar Nenndruck ausgelegt.

Es werden UnterflurhydrantenUnterflurhydranten (UFH nach DIN EN 14339UFHUnterflurhydranten) und ÜberflurhydrantenÜberflurhydranten (ÜFH nach DIN 14384ÜFHÜberflurhydranten) unterschieden (Abbildung 4-4). Weil Unterflurhydranten sich oberflächenbündig problemlos im öffentlichen Verkehrsraum unterbringen lassen, geben die Wasserversorgungsunternehmen diesen generell den Vorzug. Aus Sicht der Feuerwehr dagegen, haben Überflurhydranten entscheidende Vorteile:

sie sind leicht auffindbar (Schnee)

ihre Wasserlieferung ist bei gleichen Anschlussbedingungen und gleicher Nennweite deutlich größer (Tabelle 4-3)

die Gefahr des Zuparkens ist weitaus geringer

die Inbetriebnahme ist schneller möglich

Wo immer möglich fordern die Brandschutzdienststellen daher die Einrichtung von Überflurhydranten.

Abbildung 4-5:

Hydranten – links Unterflurhydranten – rechts Überflurhydranten

HydrantenAbbildungIn geschlossenen Ortschaften werden von den Brandschutzdienststellen die folgenden Abstände von HydrantenHydrantenAbstände angestrebt:

in offenen Wohngebieten

ca. 120 m

in geschlossenen Wohngebieten

ca. 100 m

in Geschäftsstraßen

ca. 80 m

Maximal sollen die Hydrantenabstände 150 m nicht überschreiten [4.32]; ist dies der Fall, muss dies durch andere Löschwasserentnahmestellen kompensiert werden (Abbildung 4-1).

Anmerkung:

Nach DVGW sind „… in angemessenen Abständen“ Hydranten einzuplanen …,

DVGW 400-1 konkretisiert: „…in Ortsnetzen unter 150 m …“

Auch diese Abstände berücksichtigen – neben dem unterschiedlichen Brandrisiko – die Schlauchausstattung der Löschfahrzeuge. Auch bei Ausfall eines Hydranten wegen Unzugänglichkeit oder technischem Defekt ist die Löschwasserversorgung noch vom nächsten Hydranten möglich. Zum Verfahren der Entnahme von Löschwasser aus Hydranten siehe Abbildung 4-5 sowie bei Kircher [4.2] oder de Vries [4.22].

Art

Nennweite

Mindestdurchfluss¹⁾ (bei Druckdifferenz 1 bar)

Unterflurhydranten

DIN EN 14339

DN 80

60 m³/h ²⁾

DN 100

75 m³/h ²⁾

Überflurhydranten

DIN EN 14384

mit einem geöffneten oberen Abgang

mit zwei geöffneten oberen Abgängen

DN 80

80 m³/h ³⁾

140 m³/h ⁴⁾

DN 100

80 m³/h ³⁾

140 m³/h ⁴⁾

DN 150

140 m³/h

280 m³/h

1) die Normen empfehlen jedoch höhere Volumenströme, bisher in Deutschland übliche Hydranten liefern

2) ca. 100 % mehr

3) ca. 50 % mehr

4) ca. 25 % mehrWasserlieferungv. HydrantenHydrantenWasserlieferung

Das Arbeitsblatt DVGW W 405 fordert allerdings in der neuesten Ausgabe von 2008 [4.6] von jedem Hydranten nur noch eine Mindestwasserlieferung von 24 m³/h, da die Leitungsdurchmesser künftig nicht mehr ausreichen werden, um die obigen Volumenströme liefern zu können. Der Betriebsdruck der Hydranten soll bei Nennleistung 1,5 bar nicht unterschreiten [4.32].

Tabelle 4-3:

Wasserlieferung verschiedener Hydrantentypen

Abbildung 4-6:

Beispiel: Löschwasserversorgung im Löschbereich 300 m und Nutzung durch die Feuerwehr

4.6 Löschwasserversorgungim LöschbereichWasser aus unabhängigen Löschwasserquellen

Wenn das Trinkwassernetz zur Deckung des vollen Löschwasserbedarfes zunächst nicht ausreichend ist, ergeben sich für die zuständige Gemeinde (Grundschutz) und für den Objekteigentümer (Objektschutz) folgende Deckungsmöglichkeiten (siehe auch Abbildung 4-1):

Erweiterung der Sammelwasserversorgungsanlage

Erschließung von unabhängigen LöschwasserquellenLöschwasserquellenunabhängige

Entnahme aus unerschöpflichen LöschwasserquellenLöschwasserquellenunerschöpfliche

natürliche offene Gewässer, z.B. Flüsse, Seen, Teiche und Bäche

künstliche offene Gewässer, z.B. Talsperren, Kanäle, Hafenbecken

Löschwasserbrunnen nach DIN 14220 [4.23]

Entnahme aus erschöpflichen LöschwasserquellenLöschwasserquellenerschöpfliche

Löschwasserteiche DIN 14210 [4.25]

Unterirdische Löschwasserbehälter DIN 14230 [4.26]

sonstige Löschwasserbehälter

Für die Gemeinde kommen zu den genannten Möglichkeiten noch der Einsatz anderer Löschverfahren sowie die Beschaffung von zusätzlichen Tanklöschfahrzeugen (Anordnung an den Betrieb, Baurecht) in Betracht.

Begriffe:

Eine unabhängigeLöschwasserversorgungunabhängige LöschwasserversorgungLöschwasserversorgungunabhängige stützt sich auf Wasservorräte, die unabhängig von einem Rohrnetz zum Löschen benutzt werden können (z.B. offene Gewässer, Löschwasserteiche, Löschwasserbrunnen u.a.).

Als erschöpflicheerschöpflicheLöschwasserquellen Löschwasserquellen werden solche bezeichnet, die einen begrenzten Inhalt haben, so dass der Wasservorrat für Großbrände nicht ausreichend ist (Der erforderliche Mindestinhalt sollte jedoch im Rahmen einer Risikoanalyse bestimmt und im Brandschutzkonzept [4.7] festgelegt werden)

Derartige Löschwasserstellen werden in Orten, die keine ausreichenden offenen Gewässer zur Verfügung haben erstellt bzw. für die Entnahme von Löschwasser hergerichtet.

Sonstige LöschwasserquellenLöschwasserquellensonstige sind künstlich angelegte Wasserstellen, wie Frei- und Hallenbäder, Zierteiche, Wasserspeicher in der Industrie usw., die nicht eigens für die Löschwasserversorgung geschaffen wurden, sich aber in besonderen Fällen hierfür ausnutzen lassen.

4.6.1 Löschwasserteiche

LöschwasserteicheLöschwasserteichen. DIN 14210 sind künstlich angelegte offene Löschwasservorratsräume mit Löschwasserentnahmestellen (Punkt 4.6.4). Sie sind in DIN 14210 [4.25] genormt. Löschwasserteiche sollen mindestens 1000 m³ Wasser enthalten. Geringere LöschwasserinhalteWasservorratv. LW-Teichen sind grundsätzlich möglich, wenn aufgrund einer Risikoanalyse für das zu schützende Objekt ein geringerer LöschwasserLöschwasserBedarfbedarf berechnet wurde, jedoch muss dies dann durch den Eigner des Löschwasserteiches gegenüber der Brandschutzbehörde nachgewiesen und eingehend begründet werden. Für wesentlich geringere Löschwasservorratsmengen ist im Allgemeinen die Errichtung von Löschwasserbehältern – Punkt 4.6.3 – sinnvoller.Anforderungenan Löschwasserteiche

Da LöschwasserteicheLöschwasserteicheAusführung im Winter regelmäßig zufrieren werden, muss die Tiefe mindestens 2 m betragen, um unterhalb der Eisdecke Löschwasser entnehmen zu können. Die zur Wasserentnahme über Pumpen der Feuerwehr notwendigen Einrichtungen (LöschwasserentnahmestellenLöschwasserentnahmestellenSaugschächte u. Saugrohre) Saugrohre

Saugschacht oder

Saugrohr

müssen so hergestellt werden, dass sie frostfrei bleiben und jederzeit genutzt werden können. SaugschächteSaugschächte müssen Mindestdurchmesser von 1 m haben und begehbar sein. Das zum Saugschacht führende Zulaufrohr muss mindestens 300 mm Durchmesser haben und teichseitig mit einem Einlaufsieb abgeschlossen sein.

SaugrohreSaugrohre LöschwasserentnahmestellenSauganschlüssemüssen mindestens 125 mm Innendurchmesser haben und dürfen nicht länger als 10 m sein. Auch sie müssen teichseitig mit einem Sieb abgedeckt sein. Als SauganschlussSauganschlüsse sind Löschwasser-Sauganschlüsse nach DIN 14244 [4.27] zu verwenden. Allgemein gilt, dass die maximale geodätische Saughöhegeodätische Saughöhe (d.h. die Höhe von Mitte Fahrzeugpumpe bis zum niedrigsten Punkt des Zulaufrohres bzw. Saugrohres) zur Entnahme von Löschwasser 7,5 m nicht überschreiten darf. Dabei ist pauschal für alle Löschfahrzeuge von der Höhe der Mitte der Fahrzeugpumpe 1,5 m über der Aufstellebene auszugehen.

Der Boden des Löschwasserteiches muss zur jeweiligen Entnahmestelle hin leicht abfallen. Als Schmutzfang sind vor den Zulaufrohren bzw. Saugrohren Schlammfanggruben erforderlich.

Löschwasserteiche nach DIN 14210 können in beliebiger Form erstellt werden. Die Wände müssen den zu erwartenden Belastungen (im Wesentlichen Erddruck, Eisschub, Auflast durch heranfahrende Löschfahrzeuge) widerstehen bzw. diese sicher ableiten. Dies erfordert im Allgemeinen die Konstruktion des Löschwasserteiches mit Betonwänden. Wenn der Unfallschutz es erfordert, sind Löschwasserteiche mit einer mindestens 1,1 m hohen Einfriedung zu umgeben.

Die Befüllung von LöschwasserteichenLöschwasserteicheBefüllung muss stets mindestens dem ausgewiesenen Volumen (d.h. in der Regel mindestens 1000 m³) LöschwasserteicheInhalt/Wasservorratentsprechen. Sie kann erfolgen durch:

Nachfüllung aus dem Trinkwassernetz,

Einleitung von Niederschlagswasser,

aus fließenden Gewässern,

durch Grauwasser (geklärtes Schmutzwasser).

Fließende Gewässer dürfen jedoch nicht durch den Löschwasserteich hindurchgeführt werden, da dann die Gefahr einer Verschlammung oder des Eintrages von Schwemmgut zu befürchten ist, was die Nutzung des Löschwasserteiches beeinträchtigen könnte. Bei der Nutzung von Trinkwasser zur Befüllung und Nachspeisung von Löschwasserteichen sind die einschlägigen Vorschriften für Trinkwassernetze zu beachten.

Die wesentlichen Merkmale von Löschwasserteichen zeigt Abbildung 4-7.

Abbildung 4-7:

Löschwasserteich, links entsprechend DIN 14210, rechts als Naturteich, der den feuerwehrtechnischen Anforderungen entsprechend nutzbar gemacht wurde (der Saugschacht entspricht DIN 14210)

LöschwasserteicheAbbildungUm der Feuerwehr die Entnahme von Löschwasser zu ermöglichen, sind die Teiche mit FeuerwehrzufahrtenFeuerwehrzufahrtenzu LW-Entnahmestellen und Aufstellflächen für Löschfahrzeuge LöschwasserentnahmestellenZufahrtenZufahrtenzu LW-Entnahmestellenauszustatten, die der DIN 14090 [4.29] bzw. nach dem jeweiligen Landesrecht den Anforderungen der Musterrichtlinie über Flächen für die Feuerwehr entsprechen (vergl. Punkte 3.2 und 3.3). Je nach der beabsichtigten Löschwasserentnahme sind an Löschwasserteichen nach DIN 14210 ein oder mehrere AufstellplätzeAufstellflächenan LW-Entnahmestellen für Feuerwehrfahrzeuge anzulegen (Punkt 4.6.4). Die Entnahmeeinrichtung ist dann so auszuführen, dass die entsprechende Anzahl von Fahrzeugen gleichzeitig Löschwasser entnehmen kann, d.h. also zum Beispiel durch mehrere Saugmöglichkeiten, einen größeren Saugschacht oder andere Maßnahmen. Feuerwehrzufahrtenzu LW-Teichen

Aus gestalterischer Sicht sind Löschwasserteiche, die vollständig den Anforderungen der DIN 14210 entsprechen, häufig nicht befriedigend. Es wird vielmehr eine naturnahe Ausgestaltung gewünscht. Eine derartige ästhetische Ausgestaltung ist grundsätzlich möglich, wenn die für die Nutzbarkeit als LöschwasserteichLöschwasserteicheals Naturteiche wesentlichen Bestimmungen eingehalten werden. Ein Beispiel hierfür zeigt Abbildung 4-7 in der rechten Hälfte.

Löschwasserteiche sind durch ihre Eigentümer in einem Pflegezustand zu erhalten, der die jederzeitige Benutzbarkeit sicherstellt.

4.6.2 Löschwasserbrunnen

LöschwasserbrunnenLöschwasserbrunnenn. DIN 14220 sind künstlich angelegte Entnahmestellen für Löschwasser aus dem Grundwasser. Dabei wird das Grundwasser entweder durch Saugbetrieb (S) mittels Feuerwehrpumpen (wenn die geodätische Saughöhe nicht größer ist als 7,5 m, Abbildung 4-8 links) oder mit Hilfe fest installierter oder durch die Feuerwehr bereitgestellter Tauchpumpen (T) entnommen. Löschwasserbrunnen müssen so gestaltet sein, dass mit Hilfe von Feuerwehrpumpen innerhalb maximal einer Minute Löschwasser entnommen werden kann. Löschwasserbrunnen werden nach ihrer Ergiebigkeit entsprechend Tabelle 4-4 klassifiziert, sie müssen die jeweilige Wasserlieferung für mindestens 2 Stunden erbringen.

LöschwasserbrunnenLöschwasserbrunnenWasserlieferungWasserlieferungvon Löschwasserbrunnen nach DIN 14220

Kennzahl

Ergiebigkeit [l/min] ¹) ²⁾

klein

400

400 bis 800

mittel

800

über 800 bis 1600

groß

1600

über 1600

1) mindestens während 2 Stunden

2) bei Saugbetrieb ist häufig nur ein Volumenstrom von 800 l/min technisch sinnvoll

Tabelle 4-4:

Löschwasserbrunnen nach DIN 14220

Bei Erstellung von LöschwasserbrunnenLöschwasserbrunnenEntnahmestellen sind die jeweils geltenden Vorschriften zum Bau- und Wasserrecht einzuhalten. Die Erstellung der Bohrung hat unter Beachtung der Vorschriften der DIN 18301 [4.30] zu erfolgen; für die Entnahme des Löschwassers durch die Feuerwehr ist das Brunnenrohr oben mit einem Löschwasser-Sauganschluss nach DIN 14244 [4.27] abzuschließen.

Abbildung 4-8:

Löschwasserbrunnen nach DIN 14220 links als Saugbrunnen, rechts als Tiefbrunnen

LöschwasserbrunnenAbbildungSaugbrunnenTiefbrunnenLöschwasserentnahmestellenv. LW-BrunnenDie Löschwasser-Sauganschlüsse sind analog zu den Löschwasserteichen durch FeuerwehrzufahrtenFeuerwehrzufahrtenzu LW-Brunnen Zufahrtenzu LW-Brunnenmit den öffentlichen Verkehrsflächen zu verbinden, für die Aufstellflächen für die Löschfahrzeuge gelten die Regelungen für Löschwasserteiche analog. Löschwasserbrunnen sind durch eine Beschilderung gemäß DIN 4066 [4.31] zu kennzeichnen. Sie sind so zu pflegen und zu warten, dass jederzeit die geplante Löschwassermenge entnommen werden kann.

4.6.3 Löschwasserbehälter

In Deutschland werden überwiegend unterirdische Löschwasserbehälter als Bestandteil der öffentlichen Löschwasserversorgung genutzt. Sonstige – oberirdische – Löschwasserbehälter aus Beton oder Metall (Löschwassertanks) findet man vorwiegend nur als Bestandteile von Sprinkleranlagen oder auch als Löschwassertanks in Industriebetrieben, d.h. als private Löschwasserbehälter. In anderen europäischen Ländern werden gelegentlich auch Kunststoffblasen als Löschwasserbehälter verwendet, eine Variante die in Deutschland allenfalls als vorrübergehende Einrichtung – z.B. bei nicht nur kurzfristiger Beeinträchtigung der sonstigen Löschwasserversorgung – anzutreffen ist.

LöschwasserbehälterUnterirdische Löschwasserbehälter nach DIN 14230 [4.26] sind künstlich angelegte überdeckte Löschwasservorratsräume mit Löschwasserentnahmestellen. Das nutzbare Fassungsvermögen von Löschwasserbehältern soll mindestens Tabelle 4-5 entsprechen. Sofern weniger als 75 m³ nutzbarer Löschwasserinhalt vorhanden ist, ist ein Nachweis zu führen, dass dieWasservorratv. LW-Behältern Löschwassermenge für den beabsichtigten Zweck ausreichend ist. Da unterirdische Löschwasserbehälter auch als überdeckte und ggf. befahrbare Löschwasserteiche aufgefasst werden können, gelten die wesentlichen technischen Anforderungen hinsichtlich nutzbarer Wassertiefen, geodätischer Saughöhe, Festigkeit der Umfassungswände, Ausführung der Saugschächte bzw. Saugrohre, Frostfreiheit des Wasservorrates und der Entnahmeleitungen etc. hier ebenfalls. Gleiches gilt für die ZufahrtenZufahrtenzu LW-Behältern Feuerwehrzufahrtenzu LW-Behälternund AufstellflächenAufstellflächenan LW-Behältern für die entnehmenden Feuerwehrfahrzeuge (Punkt 4.6.4).

Löschwasserbehälter nach DIN 14230

Fassungsvermögen

Anzahl Saugrohre

klein

75 m³ bis 150 m³

mind. 1

mittel

150 m³ bis 300 m³

mind. 2

groß

mehr als 300 m³

mind. 3Löschwasserbehälternach DIN 14230

Tabelle 4-5:

Löschwasserbehälter nach DIN 14230

Bei der Befüllung der Löschwasserbehälter darf kein Schmutzwasser eingeleitet werden, auch bei Befüllung aus der Sammelwasserversorgung sind die entsprechenden wasserhygienischen Vorschriften (hier insbesondere die DIN 1988-6 [4.12]) einzuhalten. Abbildung 4-9 zeigt eine schematische Darstellung unterirdischer Löschwasserbehälter nach DIN 14230.

Aus brandschutztechnischer Sicht sind an oberirdische Löschwasserbehälter ebenfalls die relevanten die Anforderungen aus DIN 14230 zu stellen (Abbildung 4-9). Oberirdische Tanks sind daher in frostgefährdeten Bereichen (d.h. mindestens in Nordeuropa) zu beheizen. Zusätzlich muss die Nutzung des Inhaltes auch bei Ausfall der allgemeinen Energieversorgung gewährleistet sein; eine Ersatzenergieversorgung für Heizung und ggf. Entnahmeeinrichtungen ist sicher zu stellen (z.B. über Pumpen mit Verbrennungsmotoren oder Ersatzstromversorgungsanlagen). Bei Bränden in der Nachbarschaft oberirdischer Löschwasserbehälter muss deren Standsicherheit und Nutzbarkeit im Brandfall mindestens bis zum Ende der rechnerischen Nutzungszeit gesichert sein (z.B. durch Abstand oder Kühlung durch Berieselung, vergl. Punkt 8.2.1).

Abbildung 4-9:

Unterirdischer Löschwasserbehälter nach DIN 14230 – Beispiel (auch als Stahl- oder Kunststoffbehälter üblich)

4.6.4 Anforderungen an Löschwasserentnahmestellen

LöschwasserentnahmestellenAnforderungenLöschwasserEntnahmestellenEntnahmestellenLöschwasserentnahmestellenDie folgenden Anforderungen gelten für Löschwasserentnahmestellen aus offenen Gewässern und entsprechen DIN 14210 [4.25]. Sie sind sinngemäß für Löschwasserbrunnen und -behälter anzuwenden.

Befestigte Zufahrt für 10 t Achslast, mindestens 3 m breit, Stellplatz für Tragkraftspritzen und/oder Feuerwehrfahrzeug(e) muss vorhanden sein (Ausführung als Feuerwehrflächen nach DIN 14090 [4.29], siehe auch Punkte 3.2.2 und 3.3.2).Zufahrtenzu Löschwasserentnahmestellen

Sofern vorhanden müssen Löschwasser-Sauganschlüsse DIN 14244 [4.27] entsprechen.

Die Saughöhe soll niedrig gehalten werden und 5 m nicht überschreiten (max. geodätische Saughöhe 7,5 m).

Die Tauchtiefe des Saugkorbes muss mindestens 30 cm, besser 50 cm betragen.

Die LöschwasserentnahmestelleLöschwasserentnahmestellenKennzeichnung muss auch bei Frost unverzüglich benutzbar sein.

Die Uferbereiche müssen mindestens im Bereich der Entnahmestellen befestigt sein (siehe Abbildung 4-7).

Entnahmestellen dürfen nicht versanden oder verschlammen (Schlammfang wo erforderlich).

Festverlegte Saugleitungen können angebracht werden.

Entnahmestellen sind mit Hinweisschildern nach DIN 4066 [4.31] zu kennzeichnen.

Die Trümmerschatten von angrenzenden baulichen Anlagen sind zu beachten.

In Sonderfällen ist es auch üblich, über fest installierte Pumpensysteme (redundant ausgelegt, energieautark), die aus unabhängigen Löschwasserentnahmestellen gespeist werden, objektbezogen eine rohrnetzgebundene Löschwasserversorgung zu gewährleisten (Industriebetriebe). Vergleiche hierzu in Kapitel 6.

4.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 4

[4.1]

Niedersächsisches Gesetz über den Brandschutz und die Hilfeleistung der Feuerwehr (NBrandSchG) vom 8. Juli 2012 i. d. F. vom 16.05.2018 Nds. GVBl. 2018, s. 95

[4.2]

Kircher, F.: Löschwasserversorgung, Handbuch Brandschutz VIII-5, ecomed-verlag 11/94

[4.3]

Riek, L.: Die Löschwasserversorgung Teil 1: Die zentrale Wasserversorgung, Rotes Heft 27a 4. Auflage, ISBN 3-17-015011-1

[4.4]

Janowitz, T.: Wasser marsch bald Glücksache? vfdb-Zeitschrift 4/2010 S. 184 ff

[4.5]

Timmer, L.: Die Löschwasserversorgung Teil 2: Die unabhängige Löschwasserversorgung, Rotes Heft 27 b, ISBN 3-17-013076-5

[4.6]

DVGW: Arbeitsblatt W 405:2008-02 – Wasserversorgung – Rohrnetz/Löschwasser

[4.7]

vfdb 01/01:2000-05 Brandschutzkonzept

[4.8]

Poltier, K.: Löschwasserversorgung für den Objektschutz; Schadenprisma: Sonderdruck aus Ausgabe 2/85

[4.9]

Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung – TrinkwV 2001) i. d. F vom 10. September 2016, https://www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/trinkwv_2001/gesamt.pdf

[4.10]

Richtlinie 98/83/EG des Rates über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch vom 3. November 1998 (ABl. EG Nr. L 330 S. 32) i. d. F. vom 18. Juni 2009 (ABl. L 188 vom 18.07.2009) http://www.bmub.bund.de/service/publikationen/downloads/details/artikel/eg-trinkwasserrichtlinie-nr-9883eg/

[4.11]

DIN EN 1717:2011-08 Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigungen in Trinkwasserinstallationen und allgemeine Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen zur Verhütung von Trinkwasserverunreinigung durch Rückfließen

[4.12]

DIN 14346:2017-08 Feuerwehrwesen – Mobile Systemtrenner B-FW

[4.13]

DVGW Arbeitsblatt W 331:2006-11 Auswahl, Einbau und Betrieb von Hydranten

[4.14]

DIN 1988-600:2020-11 Technische Regeln für Trinkwasserinstallationen (TRWI); Teil 600: Trinkwasserinstallationen in Verbindung mit Feuerlösch- und Brandschutzanlagen

[4.15]

DIN 14462:2012-09 Löschwassereinrichtungen – Planung, Einbau, Betrieb und Instandhaltung von Wandhydrantenanlagen und Überflur- und Unterflurhydrantenanlagen, incl. DIN 14462 B1:2018-03 und DIN 14462 B2:2020-07

[4.16]

DIN EN 14339:2005-10 Unterflurhydranten mit DIN EN 14339 Berichtigung 1:2007-07

[4.17]

DIN EN 14384:2005-10 Überflurhydranten

[4.18]

DIN 14530-11:2019-11 Löschfahrzeuge; Teil 11: Löschgruppenfahrzeug LF 20

[4.19]

DIN 14811:2008-01: Feuerlöschschläuche: Druckschläuche und Einbände für Pumpen und Feuerwehrfahrzeuge

[4.20]

DIN 3221:1986-01 Unterflurhydranten PN 16

[4.21]

DIN 3222:1986-01 Überflurhydranten PN 16

[4.22]

De Vries, H.: Brandbekämpfung mit Wasser und Schaum, ISBN 3-609-68740-1, ecomed-verlag 2000

[4.23]

DVGW W 400-1:2015-02 Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen (TRWV) – Teil 1: Planung

[4.24]

DIN 14220:2009-02 Löschwasserbrunnen

[4.25]

DIN 14210:2019-06 Künstlich angelegte Löschwasserteiche und Berichtigung 1 zu DIN 14210:2003-11

[4.26]

DIN 14230:2020-12 Unterirdische Löschwasserbehälter

[4.27]

DIN 14244:2003-07 Löschwasser-Sauganschlüsse; Überflur und Unterflur

[4.28]

DIN 1988-1:1988-12 Technische Regeln für Trinkwasserinstallationen; Allgemeines

[4.29]

DIN 14090:2003-05 Flächen für die Feuerwehr auf Grundstücken und Überarbeitung 2016-11

[4.30]

DIN 18301:2016-09 VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen – Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV); Bohrarbeiten

[4.31]

DIN 4066:1997-07: Hinweisschilder für die Feuerwehr

[4.32]

DFV Fachausschutz VbG: Löschwasserversorgung aus Hydranten in öffentlichen Verkehrsflächen, 10/2018

5 Brandmeldeanlagen

5.1 Grundlagen für die Branderkennung

JBranderkennungphysikalische Grundlageneder Brand ist durch eine stoffliche und energetische Umsetzung gekennzeichnet. Die Ergebnisse dieser Umsetzung sind Produkte, die entweder an der Brandstelle als unverbranntes Material und Asche verbleiben oder flüchtig sind.

Zu den flüchtigen Produkten zählen sowohl Gase aus Einzelmolekülen, z.B. CO, CO₂, toxische, reizende und korrodierende Dämpfe (siehe auch Kapitel 1 und dort genannte weiterführende Literatur) als auch erheblich größere Molekülverbände. Diese Molekülverbände, die im Wesentlichen aus kleinsten, kugelförmigen Rußpartikeln aber auch mineralischen Bestandteilen bestehen, werden durch die Thermik des Brandgeschehens emporgetragen. Aufgrund verschiedener chemischer und physikalischer Mechanismen, wie Thermodiffusion, Brown‘sche Molekularbewegung, Luftturbulenz, elektrische Ladung usw., entstehen durch Zusammenlagerung sog. „Koagulate”: Rauchpartikel (Mullholand [5.1], Rempe et al. [5.2], Marzi et al. [5.3]). Sie sind im Gemisch aus Luft und Verbrennungsgasen dispers verteilt. Die Gesamtheit aus Dispersionsmedien und Rauchpartikeln nennt man Rauchaerosol oder einfach Rauch. Die Rauchpartikel haben dabei die Größe von 0,01 µm bis 10 µm. Brandfolgeprodukte

Bei einem Verbrennungsvorgang wird als Folge der exothermen chemischen Reaktion Wärmeenergie frei (vergl. Anhang 5 sowie [5.2] bis [5.6]), die sich als Energiefreisetzungals BrandfolgeStrahlung, Wärmeströmung (Konvektion) und Wärmeleitung in die Umgebung ausbreitet. Das Spektrum der Strahlung reicht vom Infrarot bis ins Ultraviolett. Erfolgt die Energieabgabe vorwiegend an die Umgebungsluft, sind lokale Temperaturerhöhungen die Folge, die zu Strömungen, Druckschwankung bzw. Schall führen. Die Energieabgabe durch Wärmeleitung ist für die Brandmeldetechnik nachrangig, da sowohl die brennbaren Stoffe als auch die Luft schlechte Wärmeleiter sind (Ausnahme: brennbare Metalle).

Die vorgenannten Prozesse der chemischen und energetischen Umwandlung führen zu BrandfolgeerscheinungenBrandfolgeerscheinungen, die auch als BrandkenngrößenBrandkenngrößenBrandfolgeerscheinungen bezeichnet werden:

sichtbarer und unsichtbarer Rauch, Gase

feste und flüssige Stoffe

infrarote, sichtbare (Licht) und ultraviolette Strahlung

ungeordnete, periodische und gleichgerichtete molekulare Bewegungen

Diese Brandkenngrößen können durch geeignete technische Geräte erkannt und ausgewertet und somit zur Branddetektion herangezogen werden. Um praktisch ausgewertet zu werden und damit Grundlage von Verfahren zur Brandfrüherkennung sein zu können, müssen die Brandkenngrößen zuverlässig messbar sein und einen genügenden Nutz-Störabstand haben.

Abbildung 5-1:

Brandfolgeerscheinungen und geeignete Meldertypen

5.2 Aufgaben und Einsatz von Brandmeldeanlagen

Brandfolgeerscheinungenund MeldertypenBrandmeldeanlagenAufgabenDer Einbau von Brandmeldeanlagen (BMA) ist Bestandteil des Vorbeugenden Baulichen Brandschutzes, der Betrieb von BMA ist Bestandteil des Abwehrenden Brandschutzes.BMABrandmeldeanlagen

BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenim Brandschutzkonzept müssen im Gesamtzusammenhang eines integrierten BrandschutzkonzeptBrandschutzkonzeptBrandmeldeanlagenes geplant werden: vorbeugender baulicher und anlagentechnischer Brandschutz durch BMA müssen in ihrem Zusammenwirken sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Eine schutzzielorientierte Planung der BMA sowie die Abstimmung mit den übrigen Brandschutzmaßnamen sind für die Optimierung von Wirksamkeit und Kosten unerlässlich. Mindestens muss eine BMA die folgenden SchutzzieleSchutzzielev. Brandmeldeanlagen sicher erreichen:

Entdeckung von Bränden in der Entstehungsphase (Punkte 5.1 und 5.7)

eindeutige Lokalisierung des Gefahrenbereiches (Punkt 5.8.4)

schnelle Alarmierung (und Information) der möglicherweise betroffenen Personen (Punkt 5.6.4)

Ansteuerung von sonstigen Brandschutzeinrichtungen und – sofern erforderlich – Betriebseinrichtungen (z.B. Abschaltung der Lüftung, Punkt 5.6.5)

schnelle, sichere Alarmierung der Feuerwehr und/oder anderer hilfeleistender Stellen (extern oder im Betrieb, Punkt 5.6.3.5)

Information der Feuerwehr über den Gefahrenbereich (Punkt 5.10.3)

Eine sachgerechte Konzeption, Planung, Ausführung, Inbetriebnahme und Wartung durch fachkundige und zertifizierte Ingenieurbüros (vergl. DIN 14675-1, Punkt 4.2, [5.18]) führt zu Brandmeldeanlagen, die mit einer Reaktionszeit von 1 bis 2 Minuten oder sogar darunter Schadenfeuer erkennen können. Reaktionsgeschwindigkeitv. Brandmeldeanlagen

Neben dem Einsatz von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenEinsatzgebiete (BMA) in Industrie und Gewerbebetrieben sind BMA in den folgenden Fällen sinnvoll bzw. vorgeschrieben:

Für bestimmte Gebäude sind in einigen Bundesländern bauordnungsrechtliche Vorschriften erlassen, die den Einbau von Brandmeldeanlagen für bestimmte Nutzungsarten fordern. Da nicht alle Bundesländer entsprechende Sonderbauverordnungen erlassen bzw. eingeführt haben, wird hier auf die entsprechenden Musterverordnungen der ARGEBAU Bezug genommen. Hiernach sind BMA erforderlich für:

Versammlungsstätten [5.19]

Krankenhäuser [5.20]

Hochhäuser [5.21]

Mittel-/Großgaragen [5.22].

Beherbergungsstätten (Hotels etc., ab 60 Betten, [5.23])

Für weitere Gebäude, die entsprechend den Bauordnungen der Länder als „Bauliche Anlagen besonderer Art und Nutzung” eingestuft werden (gemäß § 54 MBO [5.24]), können im Einzelfall BMA im Zuge des bauordnungsrechtlichen Genehmigungs- oder Zustimmungsverfahrens gefordert werden. Dies gilt z.B. für:

Schulen

Universitäten

Institute, Laboratorien

Justizvollzugsanstalten

Flughafengebäude.

Für Gebäude, die unwiederbringliche kulturelle und/oder materielle Werte darstellen oder enthalten, können BMA vorgesehen werden, wenn dies der Nutzer aufgrund des Schutzkonzeptes für notwendig erachtet, z.B. in:

historischen Gebäuden

Museen

Rechenzentren

Für bestehende Gebäude kann bei Nutzungsänderungen oder höheren Nutzungsanforderungen aufgrund einer Brandschutzbegehung eine Verbesserung des Brandschutzes gefordert werden, wenn dies erforderlich ist.

5.3 Gefährdung von Menschen durch Brandrauch

Rauch enthält eine große Anzahl von Stoffen, die für den Menschen akut oder latent schädigend wirken (siehe z.B. bei Otto [5.7] und Lessing [5.8]). Das Kapitel 1 enthält eine relativ ausführliche Darstellung der Wirkung von Rauch und seinen toxischen Bestandteilen auf den Menschen, auf dieses wird deshalb hier verwiesen. RauchWirkung a. d. Menschen

Brände führen auch heute noch pro Jahr zu ca. 350 Brandtoten in Deutschland (2019: 343). Davon sind mindestens 80 % Rauchtote; einige Autoren geben bis 90 % an. Dabei ist beachtenswert, dass ca. 75 % dieser Brandtoten im zivilen Bereich – d.h. außerhalb von Arbeitsstätten und öffentlichen Gebäuden – ums Leben kommen. Mit anderen Worten ist die eigene Wohnung des Menschen der Ort, an dem das Risiko an den Folgen eines Brandes zu sterben am größten ist (nach Brushlinski et al. [5.9] in Deutschland ca. 5*10⁻⁶ pro Jahr).

Brandmeldeanlagen und Brandwarnanlagen (Punkt 5.13) tragen in Arbeitsstätten und öffentlichen Gebäuden dazu bei, dieses Risiko zu vermindern [5.10]. In Privathaushalten konnten und können Rauchwarnmelder (Punkt 5.14) die Anzahl der bei Bränden zu Tode kommenden Personen erheblich senken.

5.4 Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von BMA

BrandmeldeanlagenNutzenBei der Untersuchung von Bränden ist festzustellen, dass die Brandentwicklung i. a. nach einer Exponentialkurve verläuft (siehe z.B. [5.5], [5.10], [5.12] und dort zitierte weiterführende Literatur). Gleiches gilt dann für den Brandschaden. Der durch Brände verursachte direkte Sachschaden in Deutschland erreicht jährlich eine Gesamtsumme von etwa 7 Milliarden €. Das Anfangsstadium der Brandausbreitung ist durch relativ langsame Oxidation, Erwärmung und erst später durch allmähliches Erreichen der Zündtemperatur und die Initialzündung gekennzeichnet. Daran anschließende Kettenreaktionen (Punkte 14.1.2 und 14.1.3) bewirken im Normalfall dann eine immer schneller werdende Brandausbreitung (vergl. auch Kapitel 1). Daher ist bei einem Brand zunächst ein relativ geringer Schadenszuwachs je Zeiteinheit zu erwarten, der erst nach einiger Zeit exponentiell ansteigt.

Abbildung 5-2:

Brandentdeckung und Schadenshöhe

Die Größe eines Brandes und damit der Brandschaden hängen daher u.a. wesentlich von der BrandentwicklungsdauerBrandentwicklungsdauerund Schadensausmaß ab. Die Brandentwicklungsdauer setzt sich aus der Brandentdeckungszeit und der Anmarsch- und Entwicklungszeit der Feuerwehr zusammen (vergl. Abbildung 5-2 und Kapitel 2). Die Anmarschzeit der Löschkräfte lässt sich durch Maßnahmen im Schutzobjekt nicht beeinflussen, da sie im Wesentlichen von der Art der Feuerwehr, der Entfernung der Feuerwachen vom Objekt und den Straßenverhältnissen abhängt. Der Schaden wird daher umso größer werden, je später der Anmarsch der Feuerwehr beginnt. Folglich muss versucht werden, die Zeit bis zur BrandentdeckungBrandentdeckung zu beeinflussen, das heißt möglichst klein zu halten. Dann lassen sich in vielen Fällen die Brand- und Folgeschäden (Personenschäden und Sachschäden) sowie der Löschaufwand gering halten. Die Brandfrüherkennung hat daher für den abwehrenden Brandschutz eine besondere Bedeutung. Aus der vfdb-Brandschadenstatistik [5.13] kann zur Wirksamkeit von Brandmeldeanlagen gefolgert werden, dass bei Eintreffen der FeuerwehrWirksamkeitv. Brandmeldeanlagen

der materielle Brandschaden in 84 % der erfassten Fälle geringer als 1000 € ist (ohne BMA bei manueller Alarmierung der Feuerwehr nur in 68 %) obgleich die Wertekonzentration bei Gebäuden mit BMA in der Regel höher ist als in solchen ohne BMA

der Brand in 86 % der Fälle auf einen Gegenstand begrenzt war (ohne BMA nur in 71 %)

die Rauchausbreitung erheblich geringer war und insbesondere die Rettungswege in 80 % der Fälle noch benutzbar waren (ohne BMA nur in 59 %)

nur in 4 % der Fälle mehr als 500 l Löschwasser erforderlich waren (ohne BMA in 19 %)

War man anfangs nur auf den ”Brandwächter Mensch” angewiesen (siehe z.B. bei Biegel [5.14] und Nickel [5.15], setzte gegen Ende des 19. Jahrhunderts mit dem technischen Fortschritt – insbesondere auf dem Gebiet der Fernmeldetechnik – die Entwicklung selbsttätiger Feuermeldeanlagen ein. Diese Entwicklung hat heute (2021) einen Stand erreicht, der über den Einsatz von Mehrfachkriterienmeldern (siehe Punkt 5.7.2.7), dezentraler Intelligenz und fuzzy-logic-Anwendungen in neuralen Netzwerken eine Detektionsempfindlichkeit und Fehlalarmsicherheit erreicht, die jener der Feuerwächter des 19. Jahrhunderts wieder nahekommt (siehe hierzu z.B. in [5.16] oder bei Morgan [5.17]). Die Zuverlässigkeit moderner, normgerecht geplanter, gebauter, inspizierter und gewarteter Brandmeldeanlagen ist sehr hoch. Sie erreichen durchschnittliche Verfügbarkeiten von 97 % bis 99 %. Die Wahrscheinlichkeit für Fehlfunktionen im Bedarfsfall liegt damit im Bereich von ca. 10⁻⁵ (siehe z.B. bei Festag et al. [5.128]). Zuverlässigkeitv. BMA

5.5 Technische Regeln für Brandmeldeanlagen

Das in Deutschland geltende technische Regelwerktechnische RegelnBrandmeldeanlagen zum Einsatz von Brandmeldern und BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagentechnische Regeln ist relativ unübersichtlich. Grundsätzlich hat die Europäische Union die Schaffung der technischen Regelwerke für Brandmeldeanlagen und deren Komponenten an sich gezogen und mit der Produkt-Normenreihe EN 54 den Stand der Technik für die Bestandteile von Brandmeldeanlagen (Melder, Brandmelderzentrale, Energieversorgung etc., siehe Tabelle 5-1) beschrieben. Einige Teile der EN 54 sind derzeit (2021) noch nicht gültige Normen, sondern befinden sich im Entwurfsstadium. Alle europäischen Normen sind in nationales Recht zu übernehmen. Abweichungen sind (fast) nicht, Ergänzungen nur unter bestimmten Bedingungen möglich.

Zur Planung von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenn.CEN/TS 54–14 liegt als Leitfaden die Technische Spezifikation DIN CEN/TS 54-14CEN/TS 54–14 –Brandmeldeanlagen vor [5.25], die harmonisierte, d.h. europäisch abgestimmte, Anwendungsregeln vorschlägt. In Deutschland ist darauf aufbauend die DIN 14675-1 [5.18] verabschiedet worden. Diese Norm regelt national die durch DIN EN 54 nicht betroffenen bzw. nicht ausreichend geregelten Bereiche unter besonderer Berücksichtigung der in Deutschland geltenden baurechtlichen und feuerwehrspezifischen Anforderungen und bezieht sich dabei weitgehend auf die DIN CEN/TS 54-14. Unter anderem legen beide Regeln Phasen für den Aufbau und Betrieb von Brandmeldeanlagen und die dazu gehörige Verantwortung fest. Die in den Phasen jeweils zu berücksichtigenden Gesichtspunkte werden unter Punkt 5.8.1 dargestellt. Die erforderliche Fachkunde der ausführenden Stellen ist in DIN 14675-2 beschrieben.

Des Weiteren ist insbesondere DIN VDE 0833-2DIN VDE 0833–2 –Brandmeldeanlagen (VDE 0833 Teil 2 [5.26]), zu beachten, da es sich bei den BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenu. DIN VDE 0833–2 um elektrische Anlagen handelt.

Der Verband der Sachversicherer (VdS) hat aus versicherungsrechtlicher Sicht die Richtlinien VdS 2095VdS 2095 –Brandmeldeanlagen [5.27] für die Planung und den Einbau von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenn. VdS 2095 aufgestellt: Diese Richtlinie beschreibt nicht die technische Ausführung von Brandmeldeanlagen, sondern Anforderungen, insbesondere solche an die Ausstattung von Räumen mit Brandmeldeanlagen. Da die VdS-Richtlinien grundsätzlich nur von versicherungsrechtlicher Bedeutung sind, können die Anforderungen über Europanormen bzw. DIN-Normen hinausgehen.

Technische Regel

Stand

Inhalt

DIN EN 54-1

2020-04

Brandmeldeanlagen – Teil 1: Einleitung

DIN EN 54-2

2016-03

Brandmeldeanlagen – Teil 2: Brandmelderzentralen; mit Änderung A1 2007-01

DIN EN 54-3

2019-11

Brandmeldeanlagen – Teil 3: Feueralarmeinrichtungen – Akustische Signalgeber

DIN EN 54-4

2015-11

Brandmeldeanlagen – Teil 4: Energieversorgungseinrichtungen

DIN EN 54-5

2018-10

Brandmeldeanlagen – Teil 5: Wärmemelder; Punktförmige Melder

DIN EN 54-7

2018-10

Brandmeldeanlagen – Teil 7: Rauchmelder – Punktförmige Melder nach dem Streulicht-, Durchlicht- oder Ionisationsprinzip

DIN EN 54-10

2012-01

Brandmeldeanlagen – Teil 10: Flammenmelder; Punktförmige Melder; mit Änderung A1:2006-03

DIN EN 54-11

2015-09

Brandmeldeanlagen – Teil 11: Handfeuermelder

DIN EN 54-12

2015-10

Brandmeldeanlagen – Teil 12: Rauchmelder – Linienförmiger Melder nach dem Durchlichtprinzip

DIN EN 54-13

2020-03

Brandmeldeanlagen – Teil 13: Bewertung der Kompatibilität von Systembestandteilen

DIN EN 54-16

2008-06

Brandmeldeanlagen – Teil 16: Sprachalarmzentralen

DIN EN 54-17

2006-03

Brandmeldeanlagen – Teil 17: Kurzschlussisolatoren

DIN EN 54-18

2006-03

A1 2007-05

Brandmeldeanlagen – Teil 18: Eingangs-/Ausgangsgeräte; mit Änderung A1:2007-05

DIN EN 54-20

2014-04

Brandmeldeanlagen – Teil 20: Ansaugrauchmelder

DIN EN 54-21

2006-08

Brandmeldeanlagen – Teil 21: Übertragungseinrichtungen für Brand- und Störungsmeldungen

DIN EN 54-22

2020-07

Brandmeldeanlagen – Teil 22: Linienförmige Wärmemelder

DIN EN 54-23

2010-06

Brandmeldeanlagen – Teil 23: Feueralarmeinrichtungen – Optische Signalgeber

DIN EN 54-24

2008-06

Brandmeldeanlagen – Teil 24: Komponenten für Sprachalarmierungssysteme – Lautsprecher

DIN EN 54-25

2015-10

Brandmeldeanlagen – Teil 25: Bestandteile, die Hochfrequenz-Verbindungen nutzen

DIN EN 54-26

2015-11

Brandmeldeanlagen – Teil 26: Punktförmige Melder mit Kohlenmonoxidsensoren

DIN EN 54-27

2015-05

Brandmeldeanlagen – Teil 27: Rauchmelder für die Überwachung von Lüftungsleitungen

DIN EN 54-28

2016-07

Brandmeldeanlagen – Teil 28: Nicht-rücksetzbare linienförmige Wärmemelder

DIN EN 54-29

2015-06

Brandmeldeanlagen – Teil 29: Mehrfachsensor-Brandmelder – Punktförmige Melder mit kombinierten Rauch- und Wärmesensoren

DIN EN 54-30

2015-11 A1:2015-08

Brandmeldeanlagen – Teil 30: Mehrfachsensor-Brandmelder – Punktförmige Melder mit kombinierten CO- und Wärmesensoren

DIN EN 54-31

2016-12

Brandmeldeanlagen – Teil 31: Mehrfachsensor-Brandmelder – Punktförmige Melder mit kombinierten Rauch-, CO- und optionalen Wärmesensoren

DIN EN 14604

2009-02

Rauchwarnmelder

DIN 14623

2009-09

Orientierungsschilder für automatische Brandmelder

DIN 14661

2016-11

Feuerwehrwesen – Feuerwehr-Bedienfeld für Brandmeldeanlagen

DIN 14662

2016-11

Feuerwehrwesen – Feuerwehr-Anzeigetableau für Brandmeldeanlagen

Tabelle 5-1 fortgesetzt:

Technische Regeln für die Bauteile von Brandmeldeanlagen

Eine Übersicht über die wichtigsten derzeit vorhandenen Regelwerke für die Planung von Brandmeldeanlagen enthält Tabelle 5-2. Parallel gelten zahlreiche weitere Normen auf die in den zitierten Regeln hingewiesen wird. Da die DIN 14675-1DIN 14675 –Brandmeldeanlagen in der gemeinsamen Anwendung mit DIN VDE 0833-2, den neuesten und vollständigsten Stand der Technik wiedergibt, beruhen die Ausführungen des Punktes 5.8 im Wesentlichen hierauf. (Die wesentlichen Forderungen der VdS-Richtlinie wurden in DIN VDE 0833-2 integriert, die Anwendungsempfehlungen in CEN/TS 54-14 wurden in DIN 14675-1 und DIN VDE 0833-2 berücksichtigt.)

Technische Regel

Stand

Inhalt

DIN 14674

2010-09

Brandmeldeanlagen – Anlagenübergreifende Vernetzung

DIN 14675-1

2018-04

Brandmeldeanlagen – Teil 1: Aufbau und Betrieb

DIN CEN TS 54-14

2019-01

Brandmeldeanlagen – Teil 14: Leitfaden für Planung, Projektierung, Montage, Inbetriebnahme, Betrieb und Instandhaltung

DIN VDE 0833-1

(VDE 0833 Teil 1)

2014-10

Gefahrenmeldeanlagen für Brand-, Einbruch- und Überfall Teil 1: Allgemeine Festlegungen

DIN VDE 0833-2 (VDE 0833 Teil 2)

2017-10

Gefahrenmeldeanlagen für Brand-, Einbruch- und Überfall – Teil 2: Festlegungen für Brandmeldeanlagen und Berichtigung 1 vom Oktober 2019

VdS 2095

2019-05

VdS-Richtlinien für automatische Brandmeldeanlagen – Planung und Einbau

Tabelle 5-2:

Technische Regeln für die Planung von Brandmeldeanlagen

5.6 Aufbau von Brandmeldeanlagen

Brandmeldeanlagen (BMA) sind Gefahrenmeldeanlagen (GMA), die Personen zum direkten Hilferuf bei Brandgefahren dienen und/oder die Brände zu einem frühen Zeitpunkt erkennen und melden. Den Aufbau von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenn. DIN EN 54–1BrandmeldeanlagenAufbau zeigt Abbildung 5-3 (siehe hierzu auch Anhang H zu DIN 14675-1 [5.18]).

Bestandteile von Brandmeldeanlagen sind demnach:

Brandmelderzentrale

Energieversorgungsgeräte

Brandmelder

Alarmierungseinrichtungen

Übertragungseinrichtungen für Brandmeldungen

Übertragungseinrichtungen für Störungen

Steuereinrichtung für Brandschutzeinrichtungen

Die Bestandteile von Brandmeldeanlagen nach DIN EN 54-1 und die jeweiligen Anforderungen werden im Folgenden erläutert.

Abbildung 5-3:

Aufbau von Brandmeldeanlagen nach DIN-EN 54-1 (Blockschaltung)

5.6.1 Brandmelderzentrale

Die Brandmelderzentrale (BMZ) einer BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenBrandmelderzentrale (BMA) dient dazu:

die Meldungen angeschlossener Melder

aufzunehmen,

auszuwerten,

anzuzeigen

zu registrieren.

Alarmierungseinrichtung(en) anzusteuern

die Brandmeldung an eine ständig besetzte Stelle, z.B. die Feuerwehr, direkt oder indirekt weiterzuleiten

Brandschutzeinrichtungen (z.B. CO₂-Löschanlagen) automatisch auszulösen

Informationseinrichtungen (z.B. ein Feuerwehr-Anzeigetableau nach DIN 14662 [5.29]) anzusteuern.

Die technischen Regeln zur Brandmelderzentrale enthält DIN EN 54-2 [5.30].

Überträgt die Brandmeldezentrale die Brandmeldungen zur Feuerwehr als ständig besetzte, hilfeleistende Stelle, so muss in Deutschland ein Feuerwehrbedienfeld nach DIN 14661 angeschlossen werden (Punkt 5.10.1). Weitere Festlegungen für die Aufschaltung von BMA auf die Brandmelde-Auswerteanlage (Empfangszentrale für Brandmeldungen) der Feuerwehr enthalten in der Regel die örtlichen Anschlussbedingungen (siehe z.B. [5.32]).

Die Unterbringung der BrandmelderzentraleBrandmelderzentraleStandort muss so erfolgen, dass sie für die Feuerwehr leicht aufzufinden und jederzeit zugänglich ist. Hierzu sind ausreichend geeignete Hinweisschilder sowie eine Blitzleuchte, die den Ort der BMZ anzeigt und durch die BMA angesteuert wird, anzubringen. Der Raum muss geeignet, d.h. trocken und nicht zu kalt sein. Er sollte vom Rest des Gebäudes feuerbeständig abgetrennt sein.

Abbildung 5-4:

Aufgaben der Brandmelderzentrale – BMZ

5.6.2 Energieversorgung der BMA

BMZBrandmelderzentraleBrandmelderzentraleAufgabenBrandmeldeanlagenEnergieversorgungEnergieversorgungv. BrandmeldeanlagenDie BMA muss von zwei unabhängigen Stromquellen über überwachte Übertragungswege (Punkt 5.6.3.2) versorgt werden. Eine der Stromquellen muss das öffentliche Stromnetz oder eine vergleichbar zuverlässige Quelle sein, die andere, davon unabhängige, kann eine (wieder aufladbare) Batterie sein. In der Regel ist die Netzausfallüberbrückung durch Batterie auf 72 Stunden zu bemessen; bei Vorliegen bestimmter Voraussetzungen (Überwachung, Meldung, Instandsetzung innerhalb 24 Stunden) kann sie auf 30 Stunden verringert werden. Bei ständiger Verfügbarkeit von Fachpersonal, Ersatzteilen und Ersatzstromversorgung darf diese Zeit sogar auf 4 Stunden herabgesetzt werden.

Sofern eine BMA Bestandteile enthält, die HF-Verbindungen nutzen, sind Konfigurationen denkbar, bei denen keine materiellen Übertragungswege für Informationen oder Energie (Leitungen, siehe Punkt 5.6.3) zu bestimmten Anlagenteilen – z.B. Brandmeldern – vorhanden sind. In diesem Fall müssen die betreffenden Anlagenteile hinsichtlich der Energieversorgung den Vorgaben der DIN EN 54-25 [5.31] entsprechen, d.h. insbesondere: BrandmeldeanlagenEnergieversorgung bei HF-VernetzungEnergieversorgungbei HF-vernetzten BMA

Innerhalb des Gehäuses eine autonome Energiequelle (Batterie) enthalten,

die den normalen Betrieb des Bestandteils über mindestens 36 Monate ohne Einschränkungen ermöglicht (Aebersold et al. [5.33]),

vor Ausfall der Energiequelle ein Störsignal absenden, das auf die schwache Energieversorgung hinweist,

bei Erreichen dieses Zustandes noch mindestens für 30 Minuten einen Alarmzustand aufrechterhalten können.

5.6.3 Übertragungseinrichtung und Übertragungswege

5.6.3.1 Übertragungseinrichtung

Die ÜbertragungseinrichtungÜbertragungseinrichtung (ÜE) einer Brandmeldeanlage hat die Aufgabe, Alarmierungsmeldungen und Störmeldungen unter Verwendung spezieller Protokolle (VdS 2465-1 bis VdS 2465-3, [5.109] bis [5.111] ) auf gesicherte Weise an Leitstellen – z.B. der Feuerwehr – zu übertragen. Die Übertragungseinrichtung wird häufig auch als „HauptmelderHauptmelderÜbertragungseinrichtung“ bezeichnet. Eine ÜE ist ein grundsätzlich von der BMA unabhängiges, selbstständig arbeitendes Gerät, das in der Lage ist, Meldungen von ebenfalls selbständig arbeitenden BMA (oder anderen Gefahrenmeldeanlagen) an verschiedene ständig besetzte Stellen zu übertragen. Die Übertragungseinrichtung stellt das Vermittlungsglied zwischen der BMA und den Anschlusspunkten zu verschiedenen Übertragungsnetzen dar (Netzabschluss NA), indem sie die Meldungen der BMA entgegennimmt, für die Übertragung über externe Übertragungswege aufbereitet und die logische und technische Schnittstelle zu den Übertragungswegen bereitstellt. Übertragungseinrichtungen dürfen auch Bestandteil der Brandmeldeanlage sein.BrandmeldeanlagenÜbertragungseinrichtung

Bisher waren als Übertragungseinrichtungen häufig noch ÜE zur Übertragung über analoge oder digitale Festnetzverbindungen bzw. sog. AWUG – Automatische-Wähl-und-Ansage-Geräte – zur Übertragung über das analoge oder digitale Telefonnetz im Einsatz. Diese werden künftig bei BMA nach DIN EN 54 durch moderne Geräte ersetzt, die (ggf. zusätzlich zu den Funktionen der Altgeräte) in der Lage sind, über IP-basierte Netze Meldungen und Befehle zu übertragen (Internet Protocol; d. h. i. W. über das Internet Punkt 5.6.3.5).

Die ÜE nach DIN EN 54-21 [5.34] (und VdS 2463 [5.35]) stellt verschiedene allgemein definierte parallele und serielle Schnittstellen (z. B.V.31bis, V.22, ISDN S₀) für den Anschluss der Brandmeldeanlage oder andere Gefahren-Meldeanlagen zur Verfügung (Schnittstelle S1 in Abbildung 5-5). Sie übersetzt mit Hilfe der implementierten Alarmempfangssoftware den internen Code der BMA in die verwendeten Übertragungsprotokolle der jeweiligen Übertragungsnetze (weitere Details findet man in VdS 2463 [5.35] und VdS 3500 [5.36]). Sie übergibt über die Schnittstelle S2 die Nachricht an das Übertragungsnetz. Die Schnittstellen S2 und S3 definieren den Übertragungsweg und müssen bestimmte, vom Übertragungsnetz abhängige in VdS 2471 Anhang A [5.37] detailliert beschriebene Anforderungen erfüllen.

Das Übertragungsnetz leitet die Nachricht über die Schnittstelle S3 an die Alarmauswerteeinrichtung und diese – nach ggf. erforderlicher Übersetzung der Übertragungsprotokolle – über die Schnittstelle S4 an den Einsatzleitrechner der Feuerwehr (Abbildung 5-5). Die im Überwachungsobjekt eingesetzten ÜE müssen mit den Alarm-Auswerteeinrichtungen AE der Feuerwehr zusammenarbeiten können. Welche ÜE-Typen jeweils zugelassen sind, ist den Anschlussbedingungen für Brandmeldeanlagen der jeweiligen Feuerwehr zu entnehmen (siehe z.B. [5.32]).

Abbildung 5-5:

Bestandteile einer Alarmübertragungsanlage und Übertragungsweg

Die Übertragungseinrichtungen müssen technisch in der Lage sein, Alarmmeldungen über zwei getrennte Übertragungswege (Punkt 5.6.3.5) abzugeben und bei Nichtverfügbarkeit des primären Übertragungsweges automatisch die Meldung über den zweiten Übertragungsweg absetzen oder ggf. erneut absetzen, wenn der Grund für die Nichtverfügbarkeit z.B. im Übertragungsnetz liegt. Übertragungseinrichtungen für BMA nach DIN EN 54-21 müssen daher hinsichtlich der allgemeinen Anforderungen nach DIN EN 50136-1-1 [5.38] und DIN EN 50136-2-1 [5.39] konstruiert sein und die Empfangsbestätigung der Alarmempfangsstelle sowie Störmeldungen optisch anzeigen. Sofern ÜE Brand- und Störungsmeldungen übertragen, muss der Vorrang von Brandmeldungen sichergestellt sein.

Da ab Ende 2018 Alarmmeldungen im Next-Generation-Network (Punkt 5.6.3.5) übertragen werden müssen und dieses nicht – wie das bisherige ISDN-Netz – auch die Energie zur Verfügung stellt, müssen ÜE spätestens ab diesem Zeitpunkt über eine netzunabhängige Ersatzstromversorgung entsprechend Punkt 5.6.2 verfügen bzw. über die Ersatzstromversorgung der BMZ mit versorgt werden.

5.6.3.2 Übertragungswege

Die ÜbertragungswegeÜbertragungswegev. Brandmeldeanlagen BrandmeldeanlagenÜbertragungswegeleiten Energie und/oder Meldungen zwischen den einzelnen Komponenten einer BMA, zwischen der BMZ und sonstigen Brandschutzeinrichtungen (Punkt 5.6.5), zwischen BMZ und Feuerwehr oder zwischen vernetzten BMA weiter. Die Übertragungswege können technisch dargestellt werden durch:

interne oder gemietete Stromwege

öffentliches oder internes Telefonnetz (drahtgebunden oder über Funk)

öffentliches oder internes Datennetz (LAN, WLAN oder Lichtwellenleiter)

Aufgrund der Aufgabenstellung der BMA als Sicherheitseinrichtung werden an die Funktionsfähigkeit der folgenden ÜbertragungswegeÜbertragungswegeAnforderungen besondere AnforderungenAnforderungenan Übertragungswege gestellt:

zwischen der Energieversorgung und der BMA

zwischen Meldern und Brandmelderzentrale

zwischen Brandmelderzentrale und bestimmten Steuereinrichtungen und bestimmten Signalgebern (sofern vorhanden, z.B. Alarmierungseinrichtungen, Schließeinrichtungen für brandschutztechnisch wichtige Türen etc. gemäß Punkt 5.6.5)

zwischen Ansteuereinrichtung und Übertragungseinrichtung

zwischen Brandmelderzentralen (anlagenübergreifende Vernetzung).

Diese Übertragungswege sind daher als überwachte Übertragungswege auszuführen, die früher als „PrimärleitungenPrimärleitungenÜbertragungswege“ bezeichnet wurden (ÜW 2 oder ÜW 3 nach DIN 14674 [5.124]; detailliertere Ausführungen findet man z.B. in [5.125]).

Überwachte ÜbertragungswegeÜbertragungswegeüberwachte müssen folgenden Anforderungen genügen:

Die Übertragungswege müssen bestimmungsgemäß verfügbar sein.

Die Verfügbarkeit während einer Dauer von 24 Std. muss mindestens 97 % betragen.

Übertragungswege müssen im Normalzustand der Anlage auf die Einhaltung der Sollzustände und auf Unterbrechung, Kurzschluss oder Fehler mit gleicher Wirkung überwacht werden.

Die Sollzustände der Übertragungswege müssen innerhalb von 10 Sekunden, die betriebliche Störung innerhalb von 100 Sekunden, erkannt und angezeigt werden.

Die Funktion des Übertragungsweges muss mindestens einmal innerhalb von 25 Std. selbsttätig überprüft werden.

Anmerkung:

Wird der Übertragungsweg ständig (z.B. durch Gleichstrom) überwacht, so erfolgt damit gleichzeitig die Überprüfung der Funktion.

Kann bei Übertragungswegen, die nicht ausschließlich für Gefahrenmeldeanlagen verwendet werden, die bestimmungsgemäße Funktion durch fremde Signale gestört werden, so muss eine zweite Übertragungsmöglichkeit vorgesehen werden.

Eine Dauerbetätigung bzw. Dauerauslösung eines Brandmelders darf nicht zur selbsttätigen Alarmwiederholung führen.

Störungen wie Drahtbruch oder Kurzschluss in einem Übertragungsweg oder eine Störung in einem Abschnitt eines Übertragungsweges zwischen einzelnen Brandmelderzentralen und den Übertragungswegen zu der oder den übergeordneten Brandmelderzentralen oder Anzeige- und Betätigungseinrichtungen dürfen die Funktion der Anlage nicht beeinträchtigen.

Über nicht überwachte ÜbertragungswegeÜbertragungswegenicht überwachte. (ÜW 1 nach DIN 14674; früher als Sekundärleitungen bezeichnet) werden daher in der Regel nur technische Betriebsmittelüberwachungen oder sekundäre Alarmierungsmittel bzw. Betriebsmittelsteuerungen an die BMZ angeschlossen. Generell ist der Anschluss von brandschutztechnisch bedeutsamen Anlagen nur dann über nicht überwachte Verbindungswege erlaubt, wenn die Anlage bei Ausfall des Übertragungsweges in einen sicheren Zustand übergeht. Ein Beispiel hierfür ist z.B. eine betriebsmäßig über einen Magnetkontakt offen gehaltene Rauchschutztür, die bei Ausfall der Energieversorgung selbsttätig schließt.

5.6.3.3 Interne drahtgebundene Übertragungswege der BMA

Wie unter Punkt 5.6.3.2 ausgeführt, müssen Übertragungswege innerhalb einer BMA überwacht werden. Übertragungswegeinterne d. BMAInnerhalb einer BMA darf ein durch einen Übertragungsweg versorgter Meldebereich eine Gesamtfläche von bis zu 6000 m² umfassen. Es dürfen auch mehrere Brandabschnitte durch einen Übertragungsweg versorgt werden. Dabei muss die Anlage aber so fehlertolerant geplant sein, dass bei Leitungsunterbrechung oder Kurzschluss etc. nur ein Meldebereich mit

einer Fläche von ≤ 1600 m², max. 32 Meldern/Melderpunkten bzw. einem linienförmigen Melder oder Auswertebereich eines Ansaugrauchmelders incl. zugeordneter Funktionsgruppen oder

max. 10 Handfeuermeldern incl. zugeordneter Funktionsgruppen oder

eine Funktionsgruppe.

ausfällt. Funktionsgruppen sind z.B. das Erfassen und Ausgeben von Meldungen und/oder Informationen, Alarmierung und Steuerung von Sicherheitseinrichtungen innerhalb eines Alarmierungsbereiches oder Brandabschnittes (Punkt 5.6.5). DIN VDE 0833-2 enthält weitere detaillierte Randbedingungen für den Anschluss von Meldern.

Für die elektrischen ÜbertragungswegeÜbertragungswegeFunktionsfähigkeit (Leitungen) innerhalb einer BMA fordern DIN 14675-1 und DIN VDE 0833-2 darüber hinaus die FunktionsfähigkeitFunktionsfähigkeitv. Übertragungswegen auch im Brandfall und verweisen hierzu auf die „Musterrichtlinie über brandschutztechnischen Anforderungen an Leitungsanlagen“ (MRLAMLARBrandmeldeanlagen [5.40]). Nach Kapitel 5.3 MLAR müssen Leitungen von Brandmeldeanlagen für 30 Minuten funktionsfähig bleiben, also z.B. feuerhemmend von anderen Bereichen abgetrennt oder in der Feuerwiderstandsklasse P 30 nach DIN EN 13501-3 ausgeführt werden. Da die durch die Leitungen versorgten Elemente der BMA (Melder, Alarmierungseinrichtungen) selbst keine Feuerwiderstandsdauer besitzen, bedeutet dies (siehe z.B. in [5.42]), dass die Leitungen so zu verlegen sind, dass bei Brandeinwirkung lediglich die unmittelbar betroffenen Anlagenteile (Melder, Alarmierungseinrichtungen) ausfallen. Alle übrigen Anlagenteile (z.B. in anderen Brandabschnitten) müssen für mindestens 30 Minuten funktionsfähig bleiben. Dieses Schutzziel kann – neben der Abschottung oder Ausführung als P 30-Kabel – z.B. auch durch Doppelleitungen auf verschiedenen Leitungswegen oder Ringleitungen realisiert werden.

Abbildung 5-6:

Ausführung von internen drahtgebundenen Übertragungswegen von BMA

Ist im Einzelfall ein Raum mit geringer Brandlast (nach DIN VDE 0833-2, siehe Punkt 5.8.3) nicht durch Brandmelder überwacht, so können dort Leitungen ohne Funktionserhalt verwendet werden, sofern etwaige Auflagen der Baugenehmigung dies nicht verbieten.

5.6.3.4 Interne nicht drahtgebundene Übertragungswege der BMA

DIN VDE 0833-2 [5.26] bestimmt in Punkt 6.6.2 weiter, dass bei nicht drahtgebundenen Übertragungswegen sinngemäß zu verfahren, d.h. insbesondere das gleiche Sicherheitsniveau zu erreichen ist. Damit sind auch Brandmeldeanlagen möglich, bei welchen die einzelnen Brandmelder oder Brandmeldergruppen über Funk (i. A. SRD-Band, 868 MHz bis 870 MHz) mit der Brandmeldezentrale kommunizieren.

Bei diesem Anlagetyp wird in der Regel an den Daten-Ring-Bus der drahtgebundenen Melder ein Funk-Bus-Interface angekoppelt, das an entsprechende Bus-Koppler des Brandmeldesystem-Ringbus angeschlossen wird (Abbildung 5-7). Wenn dieses Bus-Interface die vom Funkteil des Interface empfangenen Signale direkt in das Bus-Protokoll des jeweiligen Brandmeldesystems überträgt, kann die komplette Parametrierung an der Brandmelderzentrale vorgenommen werden, an der alle Informationen zur Verfügung stehen.

Abbildung 5-7:

Ausführung von internen, nicht drahtgebundenen Übertragungswegen von BMA – schematisches Beispiel (vergl. auch Punkt 5.6.3.3)

Hybrid-Brandmeldeanlagenicht drahtgebundene ÜbertragungswegeÜbertragungswegenicht drahtgebundenSelbstverständlich müssen auch diese BMA (die dann üblicherweise als Hybrid-Brandmeldeanlage bezeichnet werden) und ihre Melder den allgemeinen Anforderungen an Detektionssicherheit, Ausfallsicherheit der Energieversorgung etc. genügen. DIN EN 54-25 [5.31] bestimmt dazu (vergl. auch bei Schreyer [5.42]): ÜbertragungswegeAnforderungen bei HF-Vernetzung ÜbertragungswegeFunktionsfähigkeit bei HF-Vernetzung HF-Vernetzungvon Brandmeldeanlagen

dass die HF-Anlagenteile mit einer nicht ausgenutzten Dämpfungsreserve von mindestens 10 dB zu erstellen sind (zum Problem des so genannten Fadings von HF-Signalen in Gebäuden siehe z.B. bei Vollenweider [5.47]),

dass die HF-Anlagenteile zur Verbindung mit der BMZ ein Übertragungsprotokoll verwenden müssen, dass sicherstellt, dass keine Alarmmeldung verloren geht,

dass die mittels HF angebundenen Anlagenteile individuell als zu einer bestimmten BMA gehörig identifizierbar sind und die HF-Signale dieser Anlagenteile nicht von einer anderen BMA akzeptiert werden,

dass bestimmte Störeinflüsse der HF-Anlage nicht zu Fehlfunktionen führen,

dass auch bei weiteren Nutzern innerhalb des gleichen Frequenzbandes die Funktionsfähigkeit der HF-Anlagenteile zu gewährleisten ist,

dass der Verlust der Fähigkeit der HF-Anlage Meldungen innerhalb der in DIN EN 54-2 festgelegten Zeiten an die BMZ zu übertragen innerhalb von weniger als 7 Minuten angezeigt werden muss.

5.6.3.5 Externe Übertragungswege der BMA

Übertragungswegeexterne d. BMAAufgabe der BMZ ist nach der Branddetektion und Lokalisierung die Alarmierung (siehe Punkt 5.6.4) einer ständig besetzten Stelle, in der Regel der Feuerwehr. Zur Verbindung der Übertragungseinrichtung der BMA mit der Alarm-Auswerteeinrichtung der Feuerwehr dienten traditionell sog. Standleitungen, d.h. dauerhaft geschaltete physikalische Leitungswege. Diese überwachten Standleitungen waren im Besitz der Feuerwehr oder mussten von Netzbetreibern (z.B. der Deutschen Telekom) angemietet werden. Die Kosten hierfür wurden und werden auf der Grundlage der Anschlussbedingungen an den Betreiber der BMA weitergegeben. Hierdurch entstanden und entstehen relativ hohe Betriebskosten für die Brandmeldeanlage. Daher werden heute (2021) echte Standleitungen im Wesentlichen nur noch innerhalb von Liegenschaften verwendet, wo sie als Telefon oder Datenleitungen ohnehin vorhanden sind. Immer noch nutzen viele Übertragungseinrichtungen das ISDN – Integrated Services Digital Network – als Übertragungsweg, einige auch noch das analoge Telefonnetz, beides leitungsvermittelte Dienste.

Die meisten Telekommunikationsvorgänge laufen heute mit Hilfe so genannter Internetprotokolle ab, so dass die hohe Geschwindigkeit von Internet-Breitbandverbindungen mittels DSL-Anschlüssen genutzt werden kann. Der Verbindungsaufbau zwischen Sender und Empfänger der Nachricht und die Datenübermittlung erfolgen mittels spezieller Verbindungs- und Übertragungsprotokolle (Software), die vom Internet-Dienstanbieter (Provider) zur Verfügung gestellt werden. Die Server des Providers steuern auch den Nachrichtenfluss, der in Form von Datenpaketen erfolgt. Dabei wird i.d.R. lediglich eine logische Verbindung zwischen Sender (Schnittstelle S2) und Empfänger (Schnittstelle S3) aufgebaut, d.h. es besteht keine permanente, eindeutig identifizierbare physikalische Verbindung (vergl. Abbildung 5-8). Die einzelnen Datenpakete werden u.U. über völlig unterschiedliche Wege übermittelt und erst beim Empfänger wieder zur vollständigen Nachricht zusammengefügt.

Alle leitungsvermittelten Nachrichtendienste (dazu gehört auch das ISDN-Netz) werden spätestens in den nächsten Jahren eingestellt. Bereits seit 2019 bieten viele Netzbetreiber für Neuanschlüsse nur noch paketvermittelte Dienste an. Auch die Alarmmeldungen von Brandmeldeanlagen müssen daher heute das oben grob beschriebene paketvermittelte Next-Generation-Network als Übertragungsweg nutzen. Weitere Information zum NGN findet man in [5.48] und [5.49]; zu notwendigen Umrüstmaßnahmen vorhandener AÜA in [5.50] und [5.51].

DIN 14675 fordert für Brandmeldeanlagen die „Sicherstellung der Alarmübertragung“, d.h. es müssen (mindestens) zwei unterschiedliche Übertragungswege für die Alarmmeldung zur Verfügung stehen. Hierzu sind stehende oder bedarfsgesteuerte Verbindungen zulässig. Bedarfsgesteuerte Verbindungen werden erst bei Übertragungsnotwendigkeit in einem Nachrichtenetz nach den dort geltenden Regeln aufgebaut und nach Austausch der Nachricht wieder abgebaut.

Stehende Verbindungen sind charakterisiert durch:

Aufbau bei Installation der BMA

werden nicht mehr aufgelöst

stehen der BMA exklusiv für die Übertragung zur Verfügung

die Nachrichtenübermittlung ist jederzeit in beide Richtungen möglich

Abbildung 5-8:

Redundante Übertragungswege – Beispiel

Auf Grund der Nutzung des Internets als Übertragungsweg sind auch so genannte virtuelle Standleitungen möglich. Diese Verbindungen sind zwar ständig aufgebaut, können jedoch – sofern die BMA gerade keine Nachrichten sendet oder empfängt – auch für andere Nachrichten genutzt werden. Zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften der stehenden Verbindung werden virtuelle Standleitungen auch durch das Netz selbst überwacht.

Für die externen Übertragungswege von BMA gelten folgende Anforderungen:

Die Übertragungswege müssen den technischen Anforderungen (u. A. hinsichtlich Übertragungsdauer, Verfügbarkeit, Überwachung und Sicherheit der Information) der EN 54-21 [5.34] und damit jenen der DIN EN 50136-1-1 [5.38] entsprechen.

Bei Unterbrechung des ersten Übertragungsweges muss die ÜE unmittelbar und automatisch über den zweiten Weg mit der Alarm-Auswerteeinrichtung verbunden werden.

Bedarfsgesteuerte Verbindungen sind nur zulässig, wenn eine zweite bedarfsgesteuerte Verbindung über eine zweite Trasse oder wenn eine Festverbindung über ein paketvermittelndes Datennetz zur Verfügung steht (Abbildung 5-8).

Bedarfsgesteuerte Verbindungen dürfen nicht aus dem als Hauptübertragungsweg genutzten paketvermittelten Datennetz gebildet werden.

Übertragungswege über bedarfsgesteuerte Verbindungen müssen bestimmte in Anhang A der Norm genannte Bedingungen einhalten.

Der Ausfall eines Übertragungsweges muss über den anderen an den Betreiber der AÜA und/oder an die Feuerwehr gemeldet werden.

Mindestens einer der Übertragungswege muss teilnehmerseitig über eine Ersatzstromversorgung gemäß Punkt 5.6.2 verfügen.

Unter den neuen, oben angedeuteten Bedingungen des NGN sind daher die in Tabelle 5-3 aufgeführten Übertragungswege für Brandmeldungen zulässig und zukunftsfähig.

Hauptübertragungsweg stehende Verbindung ¹⁾

Ersatzweg bedarfsgesteuerte Verbindung

über IP

über GSMC ²⁾

über IP

über GPRS ³⁾, UMTS ⁴⁾ oder LTE ⁵⁾

über UMTS

über GRPS ²⁾

über GRPS

über UMTS

1) i.d.R. virtuelle Verbindung

2) GSMC – global System for Mobile Communications; heute meistgenutzter Mobiltelefondienst, jedoch nicht mehr das modernste System, Mobilfunkstandard der 2. Generation

3) GRPS – General Packet Radio Service; paketorientierter Datenübertragungsdienst in GSM-Netzen

4) UMTS – Universal Mobile Telecommunications System, Mobilfunkstandard der 3. Generation

5) LTE – Long Term Evolution; Mobilfunkstandard der 4. Generation

Tabelle 5-3:

Zukunftsfähige Übertragungswege für BMA (entsprechen DIN 14675 und EN 54-21)

5.6.4 Alarmierungsarten und Alarmierungsmittel

Die Alarmierung ist nach der Enddeckung eines Brandes die wichtigste Aufgabe einer Brandmeldeanlage. Die Ausstattung eines Objektes mit Alarmierungseinrichtungen ist abhängig von der Nutzungsart, der Zielgruppe der Alarmierung, der Zeit und weiteren Einflussgrößen auf der Grundlage der festgelegten Alarmorganisation zu planen (siehe Punkt 5.8.6). AlarmierungseinrichtungenBrandmeldeanlagenAlarmierungseinrichtungenIn jeder BMZ muss eine Ansteuereinrichtung für Alarmierungseinrichtungen vorhanden sein, Ansteuereinrichtungen für Störungsmeldungen sind optional. Übertragungseinrichtungen (siehe Punkt 5.6.3.5) leiten die Alarm- bzw. die Störungsmeldung an die vorgesehenen Stellen weiter. Sie können Teil der BMA sein.

Der sog. InternalarmInternalarm einer BMA BrandmeldeanlagenAlarmierungsartenerfolgt in der Regel nur innerhalb des betroffenen Gebäudes bzw. Gebäudeteils und dient zur frühzeitigen Warnung Anwesender und zur Aktivierung interner hilfeleistender Kräfte (z.B. der Betriebsfeuerwehr) und ggf. als Aufforderung zur Evakuierung. Er erfolgt den Umständen entsprechend als lauter oder stiller Alarm.

ExternalarmExternalarme dienen als laute Alarme zur Alarmierung der anonymen Öffentlichkeit außerhalb der überwachten Anlagen. Der Externalarm findet für Brandmeldeanlagen selten Anwendung, in der Regel wird er für Einbruchsmeldeanlagen angewandt (Außensirene o.ä.).

Der sog. FernalarmFernalarm alarmiert die zuständige Feuerwehr oder andere Hilfskräfte und erfolgt daher in der Regel über die Liegenschaftsgrenzen hinaus auf externen Übertragungswegen (Punkt 5.6.3.5). Es sind daher Übertragungseinrichtungen für Gefahrenmeldungen zu verwenden (Punkt 5.6.3.1). Fernalarme müssen an eine öffentliche Feuerwehr oder eine andere behördlich benannte alarmauslösenden Stelle weitergeleitet werden.

Zur Alarmierung, Information und Warnung von Bedienungspersonal, Hilfskräften und Personen vor Ort dienen die folgenden akustischen Signalgeber:

Sprachalarmanlagen (Kapitel 12)

Sirenen, Hupen, Hörner (DIN EN 54-3, [5.115])

Alle akustischen Signalgeber zur Alarmierung von Personen müssen mindestens das einheitliche Notsignal nach DIN 33404-3 [5.52] abgeben können. Der Schalldruckpegel akustischer Signalgeber muss mindestens 10 dB(A) über dem allgemeinen Schallpegel liegen; in Ruhebereichen muss in Ohrhöhe einer schlafenden Person ein Schalldruckpegel von mindestens 75 db(A) erreicht werden, um einen Weckeffekt sicher zu stellen.

Aus Sicht der Gefahrenabwehr sind wegen der höheren Effektivität Sprachalarmanlagen als akustische Alarmierungsmittel zu bevorzugen (BMA-Sprachalarmzentralen mit BMA-Lautsprechern nach DIN EN 54-24 [5.59]; Kupfer [5.53] oder Berger [5.54]). Werden diese als Teil der BMA geplant, ist VDE 0833-4 [5.55] zu beachten.

Für die Personenalarmierung kommen als optische Alarmierungsmittel (DIN EN 54-23, [5.116]) in Frage:AlarmierungsmitteloptischeOptische Alarmierungsmittel

Blitzleuchten (rot)

Rundum-Kennleuchten (rot)

Parallelanzeigen von Meldern

Fernanzeigen (z.B. in einer Leitwarte)

Die Ausführung und Anordnung der optischen Signalgeber einer BMA wird in DIN VDE 0833-2 detailliert beschrieben.

Zur Information der Feuerwehr vor Ort, im in der Regel unbekannten, von der BMA überwachten Objekt, dienen:

Anzeigen am Feuerwehr-Bedienfeld nach DIN 14661 [5.56] (Punkt 5.10.1) der Brandmelderzentrale

Feuerwehr-Anzeigetableaus nach DIN 14662 [5.29] (Punkt 5.10.3)

Feuerwehr-Laufkarten (Punkt 5.10.4)

5.6.5 Ansteuerung von Brandschutzeinrichtungen

Ansteuerungseinrichtungeneiner BMABrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenAnsteuerungseinrichtungen können dazu genutzt werden, Brandschutzeinrichtungen wie:

Rauchschutztüren,

Feuerschutzabschlüsse (Brandschutztüren und -klappen, Feuerschutzvorhänge),

Fluchttüren,

Löschanlagen,

Druckerhöhungsanlagen,

Rauch- und Wärmeabzugsanlagen,

Feuerwehraufzüge,

Fluchtleitsysteme,

Gebäudefunkanlagen

anzusteuern. Eine beispielhafte Übersicht realisierbarer Ansteuerungen zeigt Abbildung 5-9.

Zusätzlich zu den oben genannten Brandschutzeinrichtungen können auch sonstige Einrichtungen, die mittelbar dem Brandschutz dienlich sind angesteuert werden (z.B. Aufzüge – vergl. Punkt 11.1, Klimaanlagen etc.).

Die Steuerungsimpulse stehen heute entweder potentialfrei zur Verfügung oder – sofern die BMA Teil eines lokalen Sicherheitsnetzwerkes ist – als Datentelegramme an einem Datenbus zur Verfügung. Angesteuerte externen Brandschutzeinrichtungen sind grundsätzlich über überwachte Übertragungswege anzuschließen (Punkt 5.6.3.2). Bei Integration der BMA in ein übergeordnetes System – z.B. in eine Gebäudeleit- und sicherheitstechnische Anlage – sind hinsichtlich der Ausführung der Übertragungswege zwischen der BMA und den sonstigen Steuereinrichtungen die Vorgaben der DIN 14675 und DIN 14674 zur anlagenübergreifenden Vernetzung zu beachten.

Auf eine Überwachung kann danach verzichtet werden, wenn bei Ausfall des Übertragungsweges

die zu steuernde Anlage selbsttätig in einen sicheren Zustand fällt,

sich keine negativen Einflüsse auf die zu steuernde Anlage ergeben,

die zu steuernde Anlage den Übertragungsweg überwacht und den Ausfall an die BMZ meldet.

Ggf. erforderliche Wechselwirkungen mit sonstigen Einrichtungen des Anlagentechnischen Gefahrenschutzes sind bei der Projektierung von Brandmeldeanlagen besonders zu beachten (Punkt 5.8.1). Eine logisch und zeitlich sachgerechte Steuerung aller Anlagenteile ist i. A. komplex und sollte mit Hilfe einer Brandfallsteuermatrix geplant und umgesetzt werden (Punkt 5.9).

Abbildung 5-9:

Ansteuerungen durch die Brandmelderzentrale (Beispiele)

5.7 Brandmelder

BrandmelderzentraleAnsteuerungenBrandmelderEinflußgrößenDie für bestimmte Bauwerke, einzelne Bereiche in Bauwerken bzw. Einzelrisiken (Maschinen) zu wählende Melderart, deren Anzahl und Anordnung hängt im Wesentlichen von den folgenden Einflussgrößen ab:

den Materialien im Überwachungsbereich und deren

Entzündbarkeit

Brennbarkeit

Menge und Anordnung (im Raum sowie relativ zueinander)

der zu erwartenden Brandausbreitungsgeschwindigkeit;

der zu erwartenden Rauchentwicklung;

der zu erwartenden Flammenentwicklung;

der räumlichen Ausdehnung und Anordnung des Überwachungsbereichs (insbesondere die Raumhöhe);

Einbauten im überwachten Bereich die die Rauch- oder Strahlungsausbreitung beeinflussen;

den Einflüssen durch Lüftung und Heizung;

den Umgebungsbedingungen in den überwachten Räumen;

den Möglichkeiten von Fehlalarmen.

Es sind solche Brandmelder auszuwählen, die unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen in den Bereichen, in denen sie angeordnet sind, die schnellstmögliche zuverlässige Alarmierung liefern (zur Theorie der Auslegung von Brandmeldesystemen siehe z.B. bei Schifiliti et al. [5.61]). Es gibt keinen Melder, der für alle Anwendungen gleich gut geeignet ist, letztlich wird die Auswahl von speziell anzutreffenden Gegebenheiten abhängen. Manchmal wird eine sichere schnelle Brandentdeckung nur durch eine Kombination verschiedener Melderarten möglich sein.

5.7.1 Nichtautomatische Brandmelder – Handfeuermelder

HandfeuermelderNichtautomatische BrandmelderBrandmeldernichtautomatische ~ sind Handfeuermelder nach DIN EN 54-11 [5.62]. Sie bestehen aus einem Guss- bzw. Kunststoffgehäuse und enthalten hinter einer auswechselbaren Glasscheibe einen Druckknopf (früher bezeichnet als: „Druckknopfmelder”, „Feuermelder nach DIN 14655” oder „Nebenmelder”). Durch Betätigung des Druckknopfes wird eine Meldung, in der Regel nach dem Unterbrechungsprinzip, ausgelöst. Handfeuermelder sind anzubringen

an gut sichtbaren und zugänglichen Stellen,

an Fluchtwegen, Treppenräumen, Gängen,

an Ausgangstüren und

in feuergefährdeten Räumen, in denen ein Feuer von anwesendem Personal entdeckt und gemeldet werden kann,

in einer Höhe von 140 cm (± 20 cm) vom Boden (sofern nicht besondere Anforderungen der Erreichbarkeit z.B. durch Rollstuhlfahrer bestehen).

Abbildung 5-10:

Handfeuermelder nach DIN EN 54-11 in Deutschland

5.7.2 Automatische Brandmelder

IBrandmelderautomatische ~n unbesetzten Betriebsräumen, in Fluren und sonstigen Rettungswegen, in großen Lagern mit brennbaren Materialien und bestimmten anderen Räumen sind zur raschen Entdeckung von Bränden automatische Melder einzubauen (zur Anzahl und Anordnung enthält Punkt 5.8.5 weitere Ausführungen).

In besetzten Betriebsräumen (z.B. Werkstätten, Laboratorien) können in begründeten Ausnahmefällen und mit Zustimmung der zuständigen Brandschutzdienststellen einzelne automatische Melder bzw. Meldergruppen während der Betriebszeit abgeschaltet werden. Der abgeschaltete Zustand muss an einer ständig besetzten Stelle optisch angezeigt werden.

5.7.2.1 Branddetektion durch automatische Brandmelder

BrandmelderBrandmelderBrandkenngrößen können in der Regel eine oder mehrere der unter Punkt 5.1 dargestellten Brandkenngrößen erkennen: Rauch, Wärme, Strahlung (Flamme) und andere Brandfolgeerscheinungen. Jede Melderart reagiert unterschiedlich schnell auf die verschiedenen Brandarten. Im Allgemeinen zeigt ein Wärmemelder die langsamste Reaktion, aber bei einem Brand mit schneller Wärmeentwicklung und wenig Rauch kann ein Wärmemelder vor einem Rauchmelder ansprechen. Bei einem Schwelbrand, wie in der Entstehungsphase eines Brandes von Pappe, wird ein Rauchmelder im Allgemeinen am schnellsten ansprechen. Bei Flüssigkeitsbränden wird die früheste Brandentdeckung normalerweise durch einen Flammenmelder erfolgen.

In manchen Fällen wird ein einziger Meldertyp nicht zu einer sicheren und schnellen Branddetektion führen. Dann sind Kombinationen der verschiedenen Meldertypen oder Mehrkriterienmelder erforderlich. Dies führt im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Melderanzahl und damit der Kosten.

Die von punktförmigen Wärme- und Rauchmeldern erkannten Verbrennungsprodukte werden durch Konvektion von der Brandzone zum Melder transportiert. Diese Melder benötigen daher das Vorhandensein einer Decke (oder einer ähnlichen Fläche), um die Verbrennungsprodukte von der aufsteigenden Rauchsäule zum Melder zu leiten [5.61]. Sie sind daher für den Einsatz in den meisten Gebäuden geeignet, im Allgemeinen jedoch nicht für den Einsatz im Freien. Für Spezialanwendungen in sehr großen oder langgestreckten Bauwerken (Messehallen, Tunnel, u.a.m.) stehen linienförmige Melder zur Verfügung.

Die Strahlung, die von Flammenmeldern erkannt wird, breitet sich geradlinig aus und benötigt daher keine Decke, um das Verbrennungsprodukt weiterzuleiten. Flammenmelder können daher auch im Freien und in sehr hohen Räumen eingesetzt werden, in denen Wärme- und Rauchmelder ungeeignet sind.

Bei jedem Brand entstehen bestimmte Gase wie CO, CO₂ und NH₃. Gassensormelder können diese Gase erkennen und ihr Auftreten als Brand deuten. Da Gassensormelder nur sehr geringe Konzentrationen der Brandgase benötigen, können Brände schon in sehr frühem Entstehungsstadium nachgewiesen werden.

Durch Kombination von zwei oder mehr Melderarten (z.B. Rauch/Wärme oder Rauch/Wärme/Flamme) ergeben sich Melder mit Mehrfachsensoren. Durch gemeinsame Verarbeitung der Signale jeder Melderart durch mathematische Berechnungen (nach Absolutwert und Gradient) können Mehrkriterienmelder entstehen. Mit Mehrsensor- und Mehrkriterienmeldern kann eine deutlich bessere Unterscheidung zwischen tatsächlichen Alarmen und Falschalarmen getroffen werden.

5.7.2.2 Falschalarme und BMA-Betriebsarten

Mit der Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit einer BMA erhöht sich andererseits jedoch auch die Häufigkeit von Falschalarmen, d.h. Alarmierungen der Feuerwehr, die nicht auf Grund eines tatsächlichen Brandes erfolgen. Falschalarme, die durchschnittlich in rund 81 % der Brandalarme durch BMA vorliegen (Diewald et al. [5.63]), verursachen Kosten infolge des Einsatzes der Feuerwehr, der nur bei bestimmungsgemäßer Auslösung des Alarmes, also bei Bränden, nach den Brandschutzgesetzen der Länder kostenfrei ist, und möglicher Betriebsunterbrechungen durch Räumung von Gebäuden, Abfahren von Anlagen etc. (siehe hierzu unter Punkt 5.8.6).

Für FalschalarmeFalschalarme d. BMA anfällige Bereiche sind u.a. solche, in denen folgende Störgrößen auftreten können:

Staubanfall (z.B. bei staubendem Schüttgut)

Flusenanfall (z.B. bei Textilbetrieben)

Bearbeitung von Holz, Kunststoff etc.

Dämpfe und Aerosole (z.B. Ölnebel, Dämpfe von Schneidöl, auf heißen Oberflächen abgelagerte Öl- und Schmutzreste)

Abgase von Verbrennungsmotoren

Tabakrauch, Kerzenrauch

Wasserdampf in Küchen (aus Konvektomaten u. ä)

Um Falschalarme soweit technisch möglich zu vermeiden, dürfen in Brandmeldeanlagen nach DIN 14675 und VdE 0833-2 nur Brandmelder eingesetzt werden, die in einem der Teile der DIN EN 54 technisch beschrieben sind. Darüber hinaus können Brandmeldeanlagen mit automatischen Brandmeldern in den Betriebsarten TM oder PM ausgeführt und betrieben werden. Für BMA mit Handfeuermeldern ist nur die Betriebsart OM zulässig.

Betriebsart OM

Brandmeldeanlagen ohne besondere Maßnahmen zur Vermeidung von Fehlalarmen.

Betriebsart TM

Brandmeldeanlagen mit technischen Maßnahmen zur Vermeidung von Fehlalarmen (vergl. auch bei Kayser [5.63]) verifizieren einen Alarmzustand durch alternativ:

Alarmzwischenspeicherung

(Der Alarm wird erst weitergeleitet, wenn nach einer Verzögerungszeit von bis zu 10 Sekunden die Brandkenngröße noch ansteht.)

Zweimeldungsabhängigkeit Typ A

(In der Brandmeldezentrale wird bei Ansprechen eines Melders zunächst nur ein „Voralarm” ausgelöst. Erst bei Ansprechen von zwei Meldern wird der „Alarm” automatisch an die Feuerwehr oder eine sonstige, ständig besetzte Stelle weitergeleitet. Wo erforderlich werden dann auch Brandbekämpfungseinrichtungen ausgelöst, Brand- und/oder Rauchschutztüren geschlossen, Alarmdurchsagen ausgelöst etc.; siehe hierzu Punkte 5.6.4 und 5.6.5).

Zweimeldungsabhängigkeit Typ B

(Analog zur Zweimelderabhängigkeit, jedoch müssen die zwei Melder zu zwei verschiedenen Meldergruppen gehören.)

Komplexe Auswertung von Brandkenngrößen:

Vergleich des Signals mit charakteristischen Brandkenngrößenmustern

Einsatz von Mehrfachsensoren- und/oder Mehrkriterienmeldern

Betriebsart PM

Brandmeldeanlagen mit personellen Maßnahmen zur Vermeidung von Fehlalarmen

Bei dieser Betriebsart wird vor der Weiterleitung des Alarmes durch anwesendes Personal überprüft, ob tatsächlich ein Brand vorliegt. Dabei müssen folgende Bedingungen eingehalten sein:

Die Alarmverzögerung darf nur während der Anwesenheit von Personen in den überwachten Bereichen wirksam sein.

Wenn die eingelaufene Meldung nicht nach höchstens 30 Sekunden quittiert wird, muss der Alarm automatisch weitergeleitet werden.

Nach der Quittierung darf die Erkundungszeit in Deutschland maximal 3 Minuten betragen, danach muss der Alarm automatisch weitergeleitet werden.

Bei Eingang einer weiteren Brandmeldung während der Erkundungszeit muss der Alarm unverzögert sofort automatisch weitergeleitet werden.

Das Einschalten der Verzögerung darf nur manuell möglich sein, das Ausschalten muss automatisch erfolgen.

Die Brandmeldungen von Handfeuermeldern sollten stets unverzögert weitergeleitet werden.

Die Ansteuerung von Brandschutzeinrichtungen (Punkt 5.6.5) muss stets ohne Verzögerung erfolgen.

Aus Sicht der Feuerwehren ist insbesondere die Betriebsart PM kritisch zu sehen, da im Brandfall bis zu 3,5 Minuten verloren gehen können, so dass die Eingreifzeit (Punkt 2.4.1) sich entsprechend verlängert. Gerade bei zu erwartender hoher Brandausbreitungsgeschwindigkeit oder bei Anwesenheit von Personen, die sich nicht ausreichend selbst helfen können (in Krankenhäusern oder Altenheimen) kann im Einzelfall eine solche Verzögerung zu vermeidbaren Sach- oder Personenschäden führen (vergl. Punkt 1.3.3).

5.7.2.3 Erprobung automatischer Brandmelder

BrandmelderErprobungWegen der unterschiedlichen Empfindlichkeiten der verschiedenen automatischen Brandmelder müssen diese nach DIN EN 54 hinsichtlich ihres Ansprechverhaltes klassifiziert werden. Die Brandmelder werden dazu in einem bestimmten Testraum je nach Meldertyp einer Anzahl genau beschriebener Testfeuer ausgesetzt und hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit klassifiziert (Tabelle 5-4 und DIN EN 54-7 [5.65]). Wenn bestimmte Grenzwerte der Empfindlichkeit bei den Testfeuern erreicht werden, gelten die Brandmelder als für diese Feuer geeignet. Beispielhafte relative Empfindlichkeitskurven verschiedener Brandmelder zeigt Abbildung 5-11.

BrandmelderEmpfindlichkeitDerzeit wird intensiv untersucht, ob auf Grund der heute in modernen Einrichtungsgegenständen verwendeten Materialien (Polyester, Polycarbonat, Polyethylen etc.) die Testfeuer angepasst oder ergänzt werden müssen, um weiterhin ein ausreichend schnelles Ansprechen der Brandmelder zu gewährleisten (Chagger [5.65]).

Bezeichnung

Brandart

typische Merkmale

Wärmeentwicklung

Aufwärtsströmung

Rauchentwicklung

Aerosolspektrum

sichtbarer Bereich

TF 1

offener Zellulosebrand (Holz)

stark

stark

ja

überwiegend nicht sichtbar

dunkel

TF 2

Pyrolyse-Schwelbrand (Holz)

vernachlässigbar

schwach

ja

überwiegend sichtbar

hell, stark streuend

TF 3

Glimm-Schwelbrand (Baumwolle)

vernachlässigbar

sehr schwach

ja

überwiegend nicht sichtbar

hell, stark streuend

TF 4

offener Kunststoffbrand (Polyurethan)

stark

stark

ja

teilweise nicht sichtbar

sehr dunkel

TF 5

Flüssigkeitsbrand

(n-Heptan)

stark

stark

ja

überwiegend nicht sichtbar

sehr dunkel

TF 6

Flüssigkeitsbrand (Äthylalkohol)

stark

stark

nein

keines

keiner

Tabelle 5-4:

Testfeuer für die Erprobung der Eignung von automatischen Brandmeldern

Abbildung 5-11:

Relative Empfindlichkeit von automatischen Brandmeldern (Beispiel)

5.7.2.4 RauchmelderBrandmelderRauchmelder

RauchmelderEignungSowohl Ionisationsrauchmelder als auch optische Rauchmelder haben einen ausreichend breiten Ansprechbereich für einen allgemeinen Einsatz. Es gibt jedoch spezielle Risiken, für die eine der beiden Arten besser oder weniger gut geeignet ist.

Rauchmelder können keine Verbrennungsprodukte rauchlos brennender Flüssigkeiten (wie z.B. Alkohol) erkennen. Sofern ein Brand nur auf solche Materialien begrenzt bleibt und von keinen anderen brennbaren Stoffen bewirkt wird, sollten in diesem Bereich Wärme- oder Flammenmelder eingesetzt werden. Im Allgemeinen sprechen Rauchmelder deutlich schneller als Wärmemelder an, sind aber bei falscher Montage auch anfälliger für Fehlalarme. Die Anforderungen an Punktförmige Rauchmelder enthält DIN EN 54-7. Alle Rauchmelder können innerhalb von Gebäuden bis zu einer Deckenhöhe von 12 m eingesetzt werden, linienförmige Rauchmelder und bestimmte Ansaugrauchmelder auch bis zu einer Deckenhöhe von 16 m.

Ionisationsrauchmelder

Messprinzip:

IonisationsrauchmelderIonisationsrauchmelderRauchmelderIonisations~ nutzen die Eigenschaft radioaktiver Strahlen, die Luft zu ionisieren, d.h. in gewissem Umfang elektrisch leitfähig zu machen. In der Regel wird dabei ein Alpha-Strahler – überwiegend Americium 241 – als ionisierendes Element eingesetzt [5.67]. Durch die Alpha-Strahlung werden die neutralen Luftmoleküle in einer Messkammer ionisiert (Abspaltung von Valenzelektronen der Außenschale). Elektronen und positiv geladene Ionen wandern bei Anlegen einer Gleichspannung an die Messkammer zu den entgegengesetzt geladenen Elektroden. Es stellt sich ein definierter Strom ein.

Abbildung 5-12:

Aufbau und Funktionsprinzip von Ionisations-Rauchmeldern

Gelangen Verbrennungsprodukte (Rauchaerosole) in die Messkammer, schließt sich ein Teil der Ionen an die bis zu 1000-mal schwereren Verbrennungsteilchen an. Die dadurch entstehenden „schweren Ionen” bewegen sich praktisch nicht mehr. Dadurch stellt sich ein geringerer Strom durch die Messkammer ein. Diese Stromänderung wird als Alarmkriterium ausgewertet.

Zur Kompensation von Umwelteinflüssen wie Luftdruck, Luftfeuchtigkeits- und Lufttemperaturänderungen usw. wird bei einem Zweikammer-Ionisationsmelder zusätzlich zur Messkammer eine Vergleichskammer eingesetzt. Dabei ist die Vergleichskammer für die Umgebungsluft abgeschlossen, die Messkammer offen.

Eignung:

Ionisationsrauchmelder sprechen besonders auf Rauch mit kleiner Partikelgröße an, wie er in rasch verlaufenden Bränden mit Flammenbildung auftritt, weniger aber auf Rauch mit größeren Partikeln, wie er bei optisch dichtem Rauch bei schwelenden Materialien erzeugt wird. Der Einsatz darf nicht in Räumen mit betriebsbedingter Rauchentwicklung oder bei Auftreten von Aerosolen erfolgen (z.B. Schweißerei, Abgase von Dieselmotoren, Auftreten von Wasserdampf etc.).

Ionisationsrauchmelder unterliegen der Strahlenschutzverordnung und werden deshalb heute (2021) nur noch selten eingesetzt.

Optische RauchmelderRauchmelderOptische

Messprinzipien:

Optische RauchmelderOptische RauchmelderRauchmelderDurchlichtprinzipRauchmelderStreulichtprinzip arbeiten nach dem Streulichtprinzip oder dem Durchlichtprinzip.

Beim Streulichtprinzip befindet sich im Melder eine Labyrinthkammer, in der eine Lichtquelle und eine (mehrere) Fotozelle(n) so angeordnet ist (sind), dass im Ruhezustand kein Licht zur Fotozelle gelangen kann (Abbildung 5-13). Tritt Rauch in die Labyrinthkammer ein, so wird ein Teil der Lichtstrahlen an den Rauchpartikelchen gestreut und trifft auf die Fotozelle auf. Somit entsteht dort eine Spannungsänderung, die zur Alarmauswertung genutzt wird.

Abbildung 5-13:

Optischer Streulicht-Rauchmelder

Beim Durchlichtprinzip ist der Melder so aufgebaut, dass im Ruhezustand eine bestimmte Mindest-Lichtmenge in den Empfänger gelangt (Abbildung 5-14). Tritt Rauch zwischen Lichtquelle und Fotozelle wird die Mindest-Lichtstärke unterschritten. Daher tritt ebenfalls eine Spannungsänderung auf, die ausgewertet wird.

Eignung:

Optische Rauchmelder ermöglichen die Feststellung von Entstehungsbränden bevor gefährliche Temperaturerhöhungen oder Flammenbildung auftreten (z.B. bei Schwelbränden). Rauchmelder nach dem StreulichtprinzipStreulichtprinzip sprechen auf größere, optisch aktive (helle) Partikel in optisch dichtem Rauch an, aber weniger auf kleine Partikel bei Bränden mit relativ geringer Rauchentwicklung. Bei Überhitzung bestimmter Materialien (z.B. PVC) oder bei Schwelbränden (z.B. Polyurethanschaum) entsteht Rauch mit überwiegend großen Partikeln, auf die optische Rauchmelder besonders ansprechen. Rauchmelder nach dem DurchlichtprinzipDurchlichtprinzip eignen sich auch für Brände mit optisch weniger aktiven (dunklen) Partikeln.

Der Einsatz darf nicht in Räumen mit betriebsbedingter Rauchentwicklung oder bei Auftreten von Aerosolen erfolgen (z.B. Schweißerei, Abgase von Dieselmotoren, Auftreten von Wasserdampf etc.).

Abbildung 5-14:

Messprinzip optischer Durchlicht-Rauchmelder

Lichtstrahlrauchmelder

Messprinzip:

LichtstrahlrauchmelderLichtstrahlrauchmelderRauchmelderLichtstrahl~ bestehen in der Regel aus dem eigentlichen Melder und einem Retroreflektor, der dem Melder gegenüberliegend angeordnet wird (Abbildung 5-15). Der Melder enthält einen Lichtsender und einen Lichtempfänger. Der Lichtsender sendet einen gebündelten Infrarotstrahl aus, der vom Retroreflektor zum Lichtempfänger zurückgeworfen wird. Der Empfänger wandelt das empfangene Infrarotsignal in ein elektrisches Signal um, das in der Elektronik ausgewertet wird. Die Messstrecke eintretender Rauch schwächt das Infrarotsignal ab, bei Überschreiten der Grenzwerte wird der Gefahrenzustand angezeigt. Die Anforderungen an Lichtstrahlrauchmelder (linienförmige Rauchmelder nach dem Durchlichtprinzip) enthält DIN EN 54-12.

Der Abstand zwischen Melder und Reflektor kann bis zu 100 m (in Spezialanwendungen auch mehr) betragen. Eine freie Sichtverbindung sowie stabile, vibrationsfreie Montageorte sind dabei Grundvoraussetzung für eine einwandfreie Funktion. Bei der Wahl und Anordnung des Reflektors ist insbesondere auch die wärmebedingte Bewegung von Bauteilen zu berücksichtigen.

Eignung:

Lichtstrahlrauchmelder erfassen die Verdunkelung eines Lichtstrahls und sprechen daher auf den mittleren Wert der Rauchdichte über die Länge des Lichtstrahls an. Sie sind besonders für den Einsatz an Orten geeignet, andenen der Rauch vor der Erkennung über einen großen Bereich verbreitet ist, und können die einzige Art von Rauchmeldern sein, die unter hohen Decken eine zuverlässige Branddetektion ermöglichen.

Lichtstrahlrauchmelder werden daher in großflächigen, schmalen oder hohen Räumen, wie Korridoren, Empfangshallen, Atriumgebäuden, überdachten Innenhöfen, Messehalle, Lager- und Fabrikationshallen etc. bis zu einer Deckenhöhe von 16 m, sowie in denkmalgeschützten Gebäuden eingesetzt.

Abbildung 5-15:

Funktionsprinzip von linearen optischen Rauchmeldern

Rauchmelderlinear-optischAnsaugrauchmelderRauchmelderAnsaugmelder

Messprinzip:

RauchansaugmeldesystemeRauchansaugmelder (RASRASRauchansaugmelder) arbeiten mit einem Rohrsystem zum Ansaugen der Atmosphäre des geschützten Bereichs und der Überleitung der Ansaugatmosphäre zu einem Sensor, der sich entfernt vom geschützten Bereich befinden kann (Abbildung 5-16).

Abbildung 5-16:

Ansaugrauchmelder-Prinzip

Ein Ansaugrohr hat normalerweise mehrere Ansaugöffnungen und die Rauchdichte am Sensor ist der mittlere Wert der Rauchdichte über alle Öffnungen des Ansaugrohrs. Die maximale Rohrleitungslänge des Absaugleitungsnetzes beträgt 50 m bis 60 m, dabei sind ca. 10 einzelne Ansaugorte realisierbar. Zwar benötigen die Brandgase eine gewisse Transferzeit zum Rauchmelder, auf Grund der Ansaugung der Gase erfolgt jedoch andererseits eine Konzentration zum Detektor hin, so dass RAS Systeme Detektionszeiten von ein bis zwei Minuten erreichen. Die Anforderungen an Ansaugrauchmelder, die bis zu Deckenhöhen von 20 m eingesetzt werden, enthält DIN EN 54-20.

Eignung:

Rauchansaugsysteme eignen sich für die Überwachung von Objekten, bei denen Punktmelder nicht oder nur mit großem Aufwand eingesetzt werden können, z.B. Hohlböden, Kabeltunnel, Hochregallager, Tiefkühllager und sonstige schwer zugängliche Räume. Ansaugmelder werden auch häufig zum Schutz elektronischer Einrichtungen benutzt. Des Weiteren werden Rauchabsaugsysteme zur Flächenüberwachung im Kulturgüterschutz eingesetzt, da die relativ kleinen, leicht kaschierbaren Ansaugöffnungen praktisch unsichtbar angebracht werden können. Der/die Rauchmelder arbeitet(n) nach einem der o.g. Verfahren.

5.7.2.5 FlammenmelderBrandmelderFlammenmelder

FlammenmelderEignungFlammenmelder sprechen auf die von Bränden ausgehende Strahlung an (Abbildung 5-17). Ultraviolette Strahlung, infrarote Strahlung oder die Kombination beider können erkannt werden. Das Strahlungsspektrum der meisten entflammbaren Materialien ist ausreichend breitbandig, um von jedem Flammendetektor erkannt zu werden, bei einigen Materialien (wie z.B. anorganischen Materialien) kann es aber erforderlich sein, Flammendetektoren auszuwählen, die bevorzugt auf bestimmte Teile des Wellenlängenspektrums ansprechen. Zusätzlich wird das mit einer charakteristischen Frequenz (5-15 Hz) erfolgende Flackern von Flammen zur Auslösung des Alarmes mit ausgenutzt [5.68]. Die Anforderungen an Flammenmelder enthält DIN EN 54-10 mit der Änderung DIN EN 54-10/A1.

Flammenmelder erkennen Flammbrände schneller als Wärme- oder Rauchmelder. Aufgrund ihrer Unfähigkeit, Schwelbrände zu erkennen, sollten Flammenmelder jedoch nicht als Universalmelder angesehen werden.

Flammenmelder können bis zu einer Deckenhöhe von 26 m eingesetzt werden. Sie sollten nur dort eingesetzt werden, wo eine Sichtverbindung zum Überwachungsbereich besteht. Zwar kann grundsätzlich auch reflektierte Strahlung detektiert werden, da jedoch deren Intensität deutlich geringer ist, als die der Direktstrahlung, kann es zu Verzögerungen der Brandentdeckung kommen. Ultraviolette und infrarote Strahlung haben ferner materialabhängige Durchdringungseigenschaften. Ultraviolette Strahlung im für die Branderkennung verwendeten Wellenlängenbereich kann durch Öl, Schmierstoffe, die gebräuchlichsten Glasarten und viele Raucharten ganz oder teilweise absorbiert werden. Um eine einwandfreie Branddetektion sicherzustellen, sollten daher Vorkehrungen gegen die Ablagerung von Öl, Schmierstoffen oder Staub auf den Meldern getroffen werden. Infrarote Strahlung ist hiervon deutlich weniger betroffen.

Die von einem Brand ausgehende ultraviolette Strahlung kann möglicherweise den Melder nicht erreichen, falls der Brand vor der Flammenentstehung viel Rauch erzeugt. Sofern daher UV-Flammenmelder in Gebäuden mit Schwelbrandgefahr eingesetzt werden, sollten sie durch andere Melderarten abgesichert werden.

Flammenmelder können sehr täuschungsalarmsicher gemacht werden, indem – zusätzlich zur Wellenlängenfilterung und Auswertung der Flackerfrequenz der Flammen [5.68] – durch einen zweiten Sensor, der in einem anderen Spektralbereich arbeitet, die Strahlung von Störstrahlern, wie Sonnenlicht, künstliches Licht, Heizstrahler usw., ausgeschlossen wird.

Abbildung 5-17:

Flammenmelder, prinzipieller Aufbau und Funktion (die Selektion typischer Wellenlängen kann auch durch die Wahl des Wandlermaterials erfolgen)

UV-FlammenmelderFlammenmelderUV, ultraviolett

Messprinzip:

Der Melder detektiert mittels geeigneter Filter und Fotodioden/Fotoverstärkern die von Bränden ausgehende Ultraviolettstrahlung im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 300 nm.

Eignung:

UV-Flammenmelder eignen sich insbesondere zur Entdeckung von Bränden ohne nennenswerte Rauchentwicklung. UV-Flammenmelder sind weiter besonders geeignet für die Überwachung hoher Hallen und sonstiger Räume, in denen brennbare Flüssigkeiten der Kategorien 1 oder 2 nach CLP-Verordnung ([5.69], siehe Anhang 1), insbesondere Alkohole, verarbeitet oder gelagert werden. Der Einsatz ist auch im Freien unter extremen Verhältnissen möglich.

IR-FlammenmelderFlammenmelderIR, Infrarot

Messprinzip:

Der Melder detektiert die von Flammen ausgehende infrarote Strahlung im Wellenlängenbereich von 4100 nm bis 4700 nm. Der Melder spricht mit kurzer Reaktionszeit auf alle Flammenbrände mit kohlenstoffhaltigen Materialien (Holz, Kunststoff, Alkohol, Mineralölprodukte usw.) an.

Eignung:

IR-Flammenmelder sind besonders geeignet für die allgemeine Überwachung in großen offenen Bereichen wie Lagerhäuser oder Holzlagerplätze oder für die lokale Überwachung kritischer Bereiche, in denen sich Flammen sehr rasch ausbreiten können, z.B. bei Pumpen, Ventilen oder Rohrleitungen mit brennbaren Flüssigkeiten oder Bereichen mit dünnen, vertikal verlegten brennbaren Materialien wie Verkleidungen oder Ölanstriche. Der Einsatz ist auch im Freien unter extremen Verhältnissen möglich.

5.7.2.6 WärmemelderBrandmelderWärmemelder

WärmemelderEignungWärmemelder sprechen auf Temperaturerhöhung an. Sie sind besonders geeignet in Bereichen, in denen mit einer hohen Temperatur im Brandfall bzw. mit einem raschen Temperaturanstieg gerechnet wird. Sie dürfen nicht an Stellen angeordnet werden, an denen die Umgebungstemperatur als Folge natürlicher oder betrieblicher Wärmequellen Werte annehmen kann, die die Funktion des Melders beeinträchtigen können.

Wärmemelder sind im Allgemeinen die am wenigsten empfindlichen Melder. Als einfache Regel gilt, dass ein Wärmemelder erst dann anspricht, wenn die Flammen etwa ein Drittel der Höhe vom Boden des Feuers zur Decke (= zum Melder) erreicht haben. Somit ist im Mittel mit etwas längeren Reaktionszeiten dieser Melder zu rechnen (RTI-Wert, siehe z.B. in [5.61]). Im Allgemeinen halten Wärmemelder Umwelteinflüssen besser stand als andere Melderarten.

5.7.2.6.1 Punktförmige Wärmemelder

Punktförmige WärmemelderWärmemelderpunktförmig werden heute in der Regel aus wärmeempfindlichen Widerständen (Halbleitern) angefertigt. Die Anforderungen an Punktförmige Wärmemelder enthält DIN EN 54-5 mit der Änderung DIN EN 54-5/A1.

Punktförmige WärmemelderWärmemelderKlassen werden in drei Klassen eingeteilt:

Klasse 1

Eignung bis zu einer Raumhöhe von 7,5 m

Klasse 2

Eignung bis zu einer Raumhöhe von 6,0 m

Klasse 3

Eignung bis zu einer Raumhöhe von 4,5 m

WärmemaximalmelderWärmemelderMaximalmelder

Messprinzip:

Der Melder löst ausschließlich bei Erreichen oder Überschreiten einer Maximaltemperatur aus. Detektierende Elemente sind Temperaturschalter oder temperaturempfindliche Widerstände sowie Halbleiter, die in der Regel in einer Komparatorschaltung (warmes und kaltes Element) eingesetzt werden.

Eignung:

Wärmemelder nach dem Maximalprinzip eignen sich besonders für Räume, in denen automatische Rauchmelder nicht eingesetzt werden können, weil betriebsbedingt größere Rauch- oder Staubmengen vorhanden sind, sowie bei zu erwartenden offenen Bränden mit starker Wärmeentwicklung. Sie sind nicht einsetzbar in Räumen, bei denen betriebsbedingt mit dem Auftreten hoher Temperaturen zu rechnen ist.

Abbildung 5-18:

Punktförmige Wärmemelder, prinzipieller Aufbau

DifferentialwärmemelderWärmemelderDifferentialmelder

Messprinzip:

Melder nach dem Differentialprinzip lösen bei schnellen Temperaturerhöhungen aus. Sie sind dadurch wesentlich schneller als normale Wärmemelder nach dem Maximalprinzip. Sie werden heute ebenfalls in Halbleitertechnologie und/oder hochintegriert hergestellt. Früher waren auch sog. Wärme-Diffusionsmelder üblich, die im „Leckdüsenprinzip” aus dem Wärmeanstieg Druckdifferenzen erzeugten die über Druckschalter ausgewertet wurden.

Moderne Wärmemelder sind in der Regel kombinierte Maximal- und Differentialmelder. Erhöht sich die Umgebungstemperatur am Melder, so verändert sich der Gleichgewichtszustand eines aus zwei temperaturabhängigen Widerständen bestehenden Spannungsteilers. Bei Überschreiten von Grenzwerten (Maximum bzw. eingeplante zeitliche Änderung) wird Alarm ausgelöst.

Eignung:

Differentialwärmemelder sind eher dort geeignet, wo die Umgebungstemperaturen niedrig sind oder nur wenig schwanken, während wärmedifferentielle Maximaltemperaturmelder eher dort geeignet sind, wo die Umgebungstemperaturen größeren Schwankungen in kurzen Zeiträumen unterliegen.

5.7.2.6.2 Linienförmige Wärmemelder

Es gibt heute eine Vielzahl von linearen Wärmemeldern (Tabelle 5-5). Es werden rückstellbare und nicht-rückstellbare Linienförmige Melder unterschieden. Die Anforderungen an rückstellbare Wärmemelder enthält DIN EN 54-22 [5.122], an nicht-rückstellbare Wärmemelder DIN EN 54-28 [5.123].

System

Messprinzip

Typ ¹⁾

Differentialmelder

Typischer Sensorabstand

Max. Systemlänge

Ortsauflösung

1

Halbleiter Sensorkabel

Bandlückeneffekt

Mehrpunkt, nicht integrierend

ja

2 m bis 10 m

2500 m

2 m bis 10 m

2

Fiberoptisches Sensorkabel

Raman-Streuung

linear, nicht integrierend

ja

kontinuierlich

8000 m ²⁾

1 m bis 2 m

3

Fiberoptisches Bragg-Kabel

Rückstreuung am Bragg-Gitter

Mehrpunkt, nicht integrierend

ja

1 m bis 10 m

300 m

1 m bis 10 m

4

Pneumatisches oder hydraulisches System

Gas- bzw. Flüssigkeits- ausdehnung

Linear, integrierend

ja

kontinuierlich

100 m

100 m

5

Analogkabel

Widerstand

Linear, integrierend

optional

kontinuierlich

300 m

300 m

6

Nicht rücksetzbares Kabel

Schmelzendes Polymer

-

nein

kontinuierlich

250 m

250 m

1) nach DIN EN 54/22 2) Spezialsysteme bis 16000 m

Tabelle 5-5:

Linienförmige Wärmemelder – Übersicht

Mehrpunktförmige Wärmemelder – Messprinzip 1

Als linienförmige, nicht integrierende Wärmemelder sind Halbleiter-Sensorkabel erhältlich, in die in regelmäßigen Abständen (1m, 2m, 4m oder 8 m) kleine Wärmesensoren eingebaut sind (Abbildung 5-19), die von einer Zentraleinheit zyklisch nach der aktuellen Temperatur abgefragt werden. Die Auflösung solcher Mehrpunktförmiger Wärmemelder beträgt dabei ca. 0,1 oC. Über die Zentraleinheit können betriebsbedingte Temperaturschwankungen erkannt und „ausgeblendet“ werden. Es sind Kabellängen von bis zu 2,5 km realisierbar. Diese Systeme sind z. T. seit über 15 Jahren im Einsatz und vom VdS anerkannt.

Abbildung 5-19:

Linienförmiger, nicht integrierender Wärmemelder

WärmemelderSensorkabelEignung:

Da die Kabel vollkommen geschlossen sind, können diese Melder auch unter extremen äußeren Bedingungen (Feuchtigkeit, Staub, Schnee), z.B. in Industrieanlagen, Tunnels, Förderbandanlagen, Kabeltrassen etc. eingesetzt werden.

Fiberoptisches Sensorkabel – Messprinzip 2

Als Sensorelement wird die QuarzglasfaserGlasfaser-BrandmelderBrandmelderGlasfaser~ eines Lichtwellenleiters eingesetzt (Faseroptische linienförmige Wärmemelder), je nach Umgebungsbedingungen wird dieser noch durch ein Stahlröhrchen geschützt [5.70]. Temperaturänderungen induzieren Schwingungen der amorphen Glasstruktur, diese können mittels Laserlicht sehr exakt gemessen werden. Die eingestrahlten Photonen eines Lasers treten mit den schwingenden Elektronen des Glasmoleküls in Wechselwirkung. Das nachgewiesene gestreute Licht enthält neben der eingestrahlten Wellenlänge auch verschobene Wellenlängen (Raman-Streuung), deren Intensitätsverhältnis zum Temperaturnachweis ausgenutzt wird: Das zu kleinerer Wellenlänge, d.h. höherer Energie, verschobene Streulicht (Anti-Stokes-Linie) reagiert wesentlich stärker auf Temperaturänderungen des Glases als das zu größeren Wellenlängen, d.h. geringerer Energie verschobene (Abbildung 5-20). Aus dem Intensitätsverhältnis wird die Temperatur errechnet. Die beiden resultierenden Frequenzverläufe werden mittels Fourier-Transformation in zeitabhängige Signale umgerechnet, hieraus ergibt sich der Entstehungsort (= Brandort) des Signals. Derartige Systeme liefern Temperaturänderungen mit einer Auflösung von etwa ±1oC und den Brandort mit einer Auflösung von etwa ± 1 Meter und daher auch Daten über den Brandverlauf hinsichtlich Größe und Ausbreitungsrichtung.BrandmelderLichtwellenleiter als ~LichtwellenleiterBranddetektion durch ~Fiberoptisches SensorkabelSensorkabelFieberoptik

Abbildung 5-20:

Wärmedetektion durch Raman-Streuung von Laserlicht

Eignung: Wie Messprinzip 1

Diese Systeme ist sehr störungsresistent, insbesondere auch gegen elektromagnetische Störstrahlung (Mobiltelefone etc.), da die Signalkabel kein Metall enthalten. In verschiedenen Tunneln (darunter im Euro-Tunnel) sind Systeme mit bis zu 16 km Kabellänge im Einsatz [5.71]. Die Systeme sind vom VdS anerkannt.

Fiberoptisches Bragg-Kabel – Messprinzip 3Bragg-KabelLinienförmige WärmemelderBragg-Kabel

Als Sensorelement wird eine Quarzglasfaser verwendet, deren Brechungsindex in regelmäßigen Abständen moduliert ist (Bragg-Gitter). Aus eingestrahltem Licht (Infrarotspektrum ca. 1500 nm bis 1600 nm) werden durch konstruktive Interferenz bestimmte Wellenlängen selektiv zurückgeworfen. Bei Wärmebeaufschlagung verändert sich durch den thermooptischen Effekt der Brechungsindex der Glasfaser, dadurch verschiebt sich die rückgestrahlte Wellenlänge proportional zur Temperaturänderung. Aus der Laufzeitdifferenz des eingestrahlten kontinuierlichen Lichts und der reflektierten Wellenlänge wird der Ort berechnet.

Eignung:

Wie Messprinzip 2

Anmerkung:

Dem Autor sind bis heute (2021) keine marktgängigen Systeme bekannt, die in Brandmeldeanlagen eingesetzt würden.

Hydraulische und Pneumatische Melder – Messprinzip 4Hydraulische WärmemelderPneumatische Wärmemelder Wärmemelderhydraulische und pneumatische

Mit geeigneten Flüssigkeiten oder Gasen gefüllte Röhren werden in den zu überwachenden Räumen angebracht („Hydraulikmelder“ bzw. „Pneumatikmelder“). Bei Erwärmung betätigt das sich ausdehnende Fluid Druckschalter bzw. Drucksensoren fragen den Druckanstieg ab. Auf Grund des großen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Gasen sind Pneumatische Melde empfindlicher als hydraulische. Hydraulikmelder verwenden als Fühlerrohr i.d.R. Stahl- oder Kupferrohre, marktgängige Pneumatikmelder auch Teflonschläuche.

Eignung:

Da das Sensorelement aus einer Metall- oder Teflonröhre besteht, können diese Melder auch unter extremen äußeren Bedingungen (Feuchtigkeit, Staub, Schnee), z.B. in Industrieanlagen, Tunnels etc. eingesetzt werden. Es ist gegen elektromagnetische Störstrahlung unempfindlich.

Abbildung 5-21:

Prinzip linearer Wärmemelder mit Hydraulik

Analogkabel – Messprinzip 5Linienförmige WärmemelderAnalogkabel

Als Sensoren werden Kabel mit positivem Temperaturkoeffizienten eingesetzt. Diese ändern den Widerstand bei Erwärmung, die Auswertung erfolgt analog jener bei punktförmigen Wärmemeldern nach Maximaltemperatur und Anstiegsgeschwindigkeit.

Eignung:

Für langgestreckte Baulichkeiten (Förderbänder, Tunnel), auch im Freien ähnlich Messprinzip 4 mit nicht ganz so hoher Unempfindlichkeit. Der Preis ist geringer als bei linearen Wärmemeldern mit Hydraulik

Nicht rücksetzbares Kabel – Messprinzip 6Linienförmige Wärmemeldernicht rücksetzbarnicht rücksetzbarWärmemelder

Als Sensoren werden mehradrige Kabel (in der Regel mit verdrillten Adern) mit wärmeempfindlicher Isolierung eingesetzt. Die bei Wärmeeinwirkung verringerte Isolation führt zu Änderungen der Spannungsdifferenzen zwischen den Adern und bei punktueller Zerstörung der Isolation zum Kurzschluss. Über den sich ergebenden geänderten Widerstand kann der Brandort bestimmt werden. Die Systeme sind mit verschiedenen Auslösetemperaturen (= Schmelztemperaturen des isolierenden Polymers) erhältlich und können so an die Einsatzumgebung angepasst werden. Die Anforderungen an nicht-rücksetzbare linienförmige Wärmemelder sind in DIN EN 54-28 [5.123] technisch beschrieben.

Eignung:

Wie Messprinzip 5. Der Preis ist geringer als bei anderen linearen Wärmemeldern.

5.7.2.7 Selektive Gassensormelder BrandmelderMehrsensormelderBrandmelderMehrkriterienmelder

Speziell für die frühzeitige Erkennung von Schwelbränden sind in den letzten Jahren BrandmelderBrandmelderin Gassensortechnik in Gassensortechnik entwickelt worden. Dabei werden Halbleitersensoren für die selektive Erfassung von Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoffen und Stickoxyden in auf die jeweiligen Einsatzbereiche exakt abgestimmter Zusammensetzung eingesetzt. Der Nachweis erfolgt über eine Änderung der Leitfähigkeit der Materialien bei chemischer Oberflächenreaktion mit den nachzuweisenden Brandgasen. Diese Halbleitersensoren sind ursprünglich für den Einsatz als reine Gassensoren entwickelt worden. Für die Sensorik o.g. Brandgase stehen auch elektrochemische Sensoren oder Infrarotsensoren zur Verfügung, die ebenfalls prinzipiell geeignet sind, als Brandmelder eingesetzt zu werden.

Durch Einsatz mehrerer unterschiedlicher Gassensoren (Mehrfachsensormelder) und Mehrfachkriterien-Auswertung (siehe Punkt 5.7.2.9) können Gassensorbrandmelder eine hohe Nachweisempfindlichkeit bei gleichzeitig niedriger Täuschungsalarmrate erreichen. Sie sind dann unempfindlich gegen Luftfeuchte, starken Staubanfall und Luftströmungen. Gassensorbrandmelder werden bei schwierigen Umgebungsbedingungen und gleichzeitig hohen Anforderungen an die Brandfrüherkennung eingesetzt, z.B. in Industrieanlagen, Kernkraftwerken etc. (Kelleter [5.72], [5.73]).

Abbildung 5-22:

Gassensormelder – Aufbau und Detektionsprinzip

5.7.2.8 Kohlenmonoxid-Melder

Die Sensoren von Kohlenmonoxid-Meldern (CO-Meldern) basieren entweder auf Halbleitertechnik wie in Abbildung 5-22 dargestellt, oder verwenden elektrochemische Zellen. Halbleiter-CO-Sensoren haben den Nachteil, dass sie eine relativ große Querempfindlichkeit (Reaktion auf verschiedenste Gase) aufweisen. Des Weiteren werden sie stark durch Feuchtigkeit beeinflusst. Die korrekte Bestimmung der CO-Konzentration und damit die zuverlässige Einhaltung von Alarmschwellen werden unter Nutzungsbedingungen daher durch diese Faktoren beeinflusst.

Elektrochemische CO-Sensoren haben diese Nachteile nicht, weisen aber eine geringere Lebensdauer auf und verursachen dadurch höhere Instandhaltungskosten. Dennoch verwendet die Mehrzahl der heute am Markt befindlichen CO-Melder elektrochemische Zellen. Diffundiert Kohlenmonoxid in den Melder, reagiert dieses am Material der Sensorelektrode und erzeugt Wasserstoff Ionen und Elektronen (Abbildung 5-23). Die Ionen wandern durch das Elektrolytmaterial, die Elektronen über den externen Stromkreis zur Gegenelektrode. Die Elektronenzahl ist direkt proportional zur CO-Konzentration, diese kann daher einfach aus dem Strom abgeleitet werden. Wenngleich durch die Nachweisreaktion kein Material des elektrochemischen Sensors verbraucht wird, unterliegt das Material doch einer allmählichen Degradation. Die praktische Lebensdauer dieser Systeme wird mit bis zu 7 Jahren angegeben.

CO-Melder werden eingesetzt, wenn Brände bereits in der Schwel- oder Glimmphase erkannt werden sollen. In Privathäusern sind Kohlenmonoxid-Melder sinnvoll, wenn dort Feuerungsanlagen, Heizungen und Geräte wie Durchlauferhitzer, Gasthermen und Gasherde in geschlossenen Räumen betrieben werden.

Abbildung 5-23:

Elektrochemische Zelle als CO-Sensor

5.7.2.9 Mehrfachsensormelder und Mehrkriterienmelder

In Mehrfachsensormeldern BrandmelderMehrsensor~BrandmelderMehrkriterien~werden mehrere der o. a. Messprinzipien vereinigt. Z.B. sind Melder erhältlich, die folgende Detektionsmechanismen in sich vereinen:

optisches Streulichtprinzip, Thermomaximal- und Thermodifferentialprinzip

optisches Streulichtprinzip unter 2 Streuwinkeln (Duric et al. [5.74]) mit Thermomaximal- und Thermodifferentialprinzip

optisches Streulichtprinzip, Ionisationsprinzip, Thermomaximal- und Thermodifferentialprinzip

optisches Streulichtprinzip unter 2 Streuwinkeln mit Thermomaximalprinzip und Kohlenmonoxidsensor

Durch die gleichzeitige Nutzung mehrerer Messprinzipien wird die Detektionssicherheit maßgeblich verbessert und die Gefahr von Falschalarmen deutlich reduziert (Ollik [5.75]). Die Anforderungen an Punktförmige Mehrfachsensormelder sind in DIN EN 54-29 für kombinierte Rauch- und Wärmemelder, in DIN EN 54-30 für kombinierte CO- und Wärmemelder und in DIN EN 54-31 für CO- und Rauchmelder mit optionalem Wärmesensor formuliert [5.74].

MehrkriterienmelderMehrkriterienmelder sind Mehrfachsensormelder (z.B. Wärmemelder kombiniert mit Rauchmeldern), die darüber hinaus neben den jeweils absoluten Werten die Entstehung der Signale hinsichtlich Anstiegsgeschwindigkeit einzeln und im gegenseitigen Vergleich auswerten. Durch den daraus ermöglichten Vergleich von 4 bis 6 so gewonnenen Kriterien mit eingespeicherten typischen „Kennlinienbildern“ können Mehrkriterienmelder sehr schnell und sicher insbesondere Entstehungsbrände erkennen. Dieses Verfahren ermöglicht auch, die Melder durch Programmierung auf den jeweils erwarteten Brand genau abzustimmen und so gleichzeitig die Empfindlichkeit und die Fehlalarmsicherheit zu optimieren [5.17].

Abbildung 5-24:

Mehrsensormelder: links O²T-Melder®, rechts OTI-Melder®

Mittels fuzzy-logicFuzzy-Logic-Prinzipien und die Verwendung von grundsätzlich dynamischen Kriterien können Mehrfachsensormelder und Mehrkriterienmelder an die jeweilige Überwachungsaufgabe angepasst werden [5.16], [5.17]. Daher sind sie grundsätzlich für sämtliche Brandarten geeignet (Intelligenter Mehrfachsensormelder in Abbildung 5-11) Bei Nutzungsänderungen im Überwachungsbereich können Mehrkriterienmelder durch Änderung der Alarmparameter und Anpassung der Empfindlichkeit mittels der eingebauten Intelligenz weiterhin eingesetzt werden, so dass ein Austausch entfällt.

5.7.3 Auswertetechniken

BMAAuswertetechnikenWährend früher ausschließlich eine Schleifentechnik nach dem Stromverstärkungsprinzip bzw. Stromschwächungsprinzip eingesetzt werden konnte, stehen mit den heutigen modernen Techniken weitere Möglichkeiten zur Verfügung.

5.7.3.1 Grenzwertmeldetechnik

GrenzwertmeldetechnikIn der Grenzwertmeldetechnik, die die einfachste und auch preiswerteste Technik ist, wird der Alarm direkt und ausschließlich vom Melder erkannt und an die Brandmeldezentrale weitergeleitet, die den Alarm erkennt, diesen aber nur auf eine Meldergruppe bezogen auswerten kann. Daher eignet sich die Grenzwertmeldetechnik besonders für kleine überschaubare Räume.

Da Brandmelder über viele Jahre hinweg in Betrieb sind, schlagen sich die Umgebungseinflüsse, insbesondere Verschmutzungen, voll auf die Melder nieder. Dies bedeutet im Laufe der Jahre eine Änderung des Meldeverhaltens, die in beide Richtungen – unempfindlicher oder empfindlicher – gehen kann. Bei Leitungs- oder Gerätefehlern fallen auch alle Grenzwertmeldetechnik-Melder einer Meldeprimärleitung gemeinsam aus. Dies führt dazu, dass maximal nur 32 Melder auf eine Meldeprimärleitung aufgeschaltet werden dürfen. Praktisch werden häufig noch weniger Melder aufgeschaltet. Dies bedeutet relativ hohen Leitungs- und damit Kostenaufwand.

5.7.3.2 Impulsmeldetechnik

ImpulsmeldetechnikBei der Impulsmeldetechnik (auch als Adressiertechnik bezeichnet) tauschen sich Brandmelder und die BMZ ständig untereinander aus. Die vom Melder ermittelten Messwerte werden als Impulsdiagramm an die Brandmeldezentrale weitergeleitet. Diese entscheidet aufgrund der übermittelten Werte und der eingegebenen Kennlinien über Alarm oder Nichtalarm.

Durch Ruhewertnachführung wird erreicht, dass Umwelteinflüsse, z.B. Verschmutzungen, nur geringen Einfluss auf die Betriebsbedingungen haben, so dass immer eine weitgehend konstante Ansprechempfindlichkeit des Brandmeldesystems gewährleistet ist. Da jeder Melder eine eigene Adresse besitzt, ist es möglich, mehrere Meldergruppen auf einer Primärleitung zu betreiben.

5.7.3.3 Trendmeldetechnik

ITrendmeldetechnikn der Trendmeldetechnik (auch Analogwertübertragungstechnik genannt) trifft der intelligente Melder eine Vorentscheidung, ob die gemessenen Werte Alarm- oder Täuschungsgrößen sind. Die Brandmelderzentrale bewertet zusätzlich die Veränderungen der Messwerte und bezieht diese auf einen vorgegebenen Zeitraum. Die Funktion jedes Einzelmelders wird ständig durch die BMZ überwacht. Die Auswerteschwelle ist daher gleitend und passt sich dem Zustand jedes einzelnen Melders an. Das bedeutet höchste Empfindlichkeit bei gleichzeitig geringem Falschalarmrisiko. Selbst bei Ausfall eines Melders bleiben alle weiteren Melder in Funktionsbereitschaft.

5.7.4 Kamerabasierte BranddetektionBranddetektionkamerabasierte

Für besondere Einsatzfälle wie große Hallen, Freiflächen und Industrieanlagen, Tunnel oder Waldbrandüberwachung, aber auch gezielt für die thermische Überwachung kritischer Produktionsprozesse oder Maschinen, steht die Möglichkeit der Branddetektion mittels Bildanalyse zur Verfügung: Die Informationen von Überwachungskameras im sichtbaren Licht und/oder im Infrarot werden durch ein Rechnersystem über einen Auswertealgorithmus auf Brand überprüft (Opitz et al. [5.77], Oppelt [5.78], Moore [5.79]). Dies ermöglicht u.a. die einfache Überwachung von großen Räumen und überwachungsbedürftigen Bereichen im Freien, da die – häufig aus Gründen des Intrusionsschutzes vorhandenen Kameras – in der Regel mit Weitwinkelobjektiven arbeiten. Heute sind marktgängige Systeme verfügbar, die mit einer Detektionszeit von unter einer Minute Brände erkennen [5.119] [5.120]. Kameraszur Branddetektion

Der Auswerterechner überwacht und meldet dabei Bildänderungen. Wenngleich die Auswerte- und Entscheidungsalgorithmen recht komplex sind (Oppelt [5.78], Foo [5.80], VdS 2203 [5.81]), sind die zu Grunde liegenden Effekte leicht zu verstehen. So wird auftretender Rauch das Kontrastverhältnis eines Teils des Videobildes verringern, ein offener Brand dies eher erhöhen. Erhöhte Temperaturen sind mit Hilfe von InfrarotthermografieInfrarotthermografiezur Branddetektion leicht erkennbar. Will man eine Detektionszeit von 1 Minute oder sogar darunter erreichen, so kann mittels einer Kamera – gute Objektive vorausgesetzt – aus Distanzen von 50 m bis 100 m etwa eine Fläche von 50 m *50 m überwacht werden (Straumann [5.82], Kirchner [5.83]).

Als Vorteile der Kamerabasierten Branddetektion sind zu nennen:

hohe Detektionsgeschwindigkeit

schnelle Alarmverifizierung durch Aufschaltung des Bildes im Alarmfall

Detektion aus großer Entfernung (ggf. mit Zoom-Objektiv)

einfaches Erkennen und Vermeiden von Fehlalarmen durch Auswertung der Referenzbilder

kostengünstig bei vorhandener Videoinstallation

Die Einsatzgrenzen ergeben sich bei nicht ausreichenden Sichtverhältnissen:

bei starkem Wind werden im Außenbereich Rauch und Feuer verweht

bei Dunkelheit ist für viele Systeme keine Rauch-, sondern nur Feuerdetektion möglich

bei Nebel ist weder Rauch- noch Feuerdetektion möglich

bei Abdeckung der Kamera bzw. eines potentiellen Brandobjektes (z.B. durch Krane, LkW) ist eine Detektion nicht möglich

Als technische Regel für den Einsatz von kamerabasierten Branddetektionssystemen existiert derzeit (2021) lediglich die VdS Richtlinie 3189 [5.121]. Diese Richtlinie gibt Hinweise zu den Anforderungen an IR-Kameraeinheiten und deren Komponenten, die Leistungsfähigkeit der Temperaturdetektion in Zusammenhang mit den Abmessungen der Überwachungsbereiche und die maximalen Zeiträume, die zwischen zwei Auswertezyklen vergehen darf. Wenngleich derartige kamerabasierte Systeme nicht als BMA im Sinne der Normen und des VdS zugelassen sind, ist die Aufschaltung auf eine BMZ über eine Standardschnittstelle möglich. Die Anforderungen an die Übertragungswege entsprechen jenen für BMA (Punkt 5.6.3.3), die Energieversorgung muss DIN EN 54-4 [5.60] entsprechen.

5.8 Konzeption und Planung von Brandmeldeanlagen

5.8.1 Planungsgrundsätze

BrandmeldeanlagenKonzeptionWie unter Punkt 5.2 bereits kurz angesprochen, muss der Einbau von Brandmeldeanlagen im Gesamtzusammenhang eines integrierten Brandschutzkonzeptes geplant werden. Ausgehend von einer Gefährdungsanalyse, die mindestens die Aspekte

Geometrie und bauliche Ausführung (Bauart) des Gebäudes

Nutzungsart und daraus folgende besondere Gefahrenschwerpunkte

zu erwartende Brandlasten,

bauliche Maßnahmen zur Begrenzung der Brand- und Rauchausbreitung

Gefährdung von Personen, Sachen und Umwelt

anlagentechnische Maßnahmen zur Brandentdeckung und Alarmierung

Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit der Feuerwehr und sonstiger hilfeleistender Stellen (siehe Kapitel 2)

Wasserversorgung

untersuchen sollte, ist ein BrandschutzkonzeptBrandschutzkonzeptBrandmeldeanlagen für die bauliche Anlage zu entwickeln. Dieses Brandschutzkonzept muss sicherstellen, dass die in den bauordnungsrechtlichen Vorschriften (Landesbauordnungen und zugehörigen Ausführungsbestimmungen) festgelegten Schutzziele

Vermeidung der Brandentstehung

Vorbeugung gegen Brand- und Rauchausbreitung

Rettung von Menschen und Tieren

Durchführung wirksamer Löscharbeiten

sicher erreicht werden. Hierzu sind alle im Rahmen der Gefährdungsanalyse festgestellten Risiken durch geeignete Komponenten des baulichen, betrieblichen und anlagentechnischen Brandschutzes abzudecken.

Während der Konzeption, Planung, Entwicklung und schließlich bei der Realisierung (Montage, Inbetriebsetzung, Abnahme) von BMA können die ausführenden Parteien (Brandschutzgutachter, Planer, Fachplaner, Errichter) wechseln. Nach Inbetriebnahme der BMA durch den Betreiber erfordert eine BMA regelmäßige Wartung und Instandhaltung, um den in sie gesetzten Erwartungen hinsichtlich Detektionssicherheit und Falschalarmsicherheit gerecht zu werden. Das reibungslose Zusammenwirken aller Parteien ist somit für die Funktionsfähigkeit der BMA wichtig. In DIN 14675-2 [5.112] sind beispielhafte Empfehlungen für eine Verteilung der jeweiligen Aufgaben und Verantwortungen enthalten, die in Tabelle 5-6 – zum Teil etwas weiter ausformuliert – dargestellt sind.

Um aus geprüften und zertifizierten Einzelteilen, d.h. Brandmeldern, Brandmelderzentrale, Alarmierungseinrichtung, Energieversorgung etc. (vergl. Abbildung 5-3) eine den Anforderungen entsprechende Brandmeldeanlage herzustellen, sind für jede der Erstellungsphase die Leistungen durch kompetente Fachfirmen, die durch eine nach DIN EN 45011 [5.85] akkreditierte Stelle zertifiziert sind, zu erbringen. Akkreditierte Stellen sind z.B. VdS Schadenverhütung GmbH, TÜV Anlagentechnik GmbH und andere. Die nachzuweisenden Kompetenzkriterien der Fachfirmen sind in DIN 14675-2 festgelegt.

Abbildung 5-25:

Projektierung von Brandmeldeanlagen – Einflussgrößen

BrandmeldeanlagenProjektierungBei der Projektierung von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenPlanungsphasen sind in der Planungsphase die in Abbildung 5-25 dargestellten physikalisch-technischen, baulichen und sozialen Einflussgrößen zu definieren bzw. zu beachten. Diese Größen bestimmen die Art der einzusetzenden Melder, Anzahl und Schaltung der erforderlichen Melder. Es ist empfehlenswert, bereits zu diesem Projektierungszeitpunkt Brandschutzfachleute zur Beratung hinzuzuziehen.

5.8.2 Anforderungen an die BMA

Anforderungenan BMAWegen der Wechselwirkung der BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenAnforderungen mit dem Gesamtbauwerk, seiner Nutzung, der Sicherheit der Nutzer, der Anlagen- und der Versicherungskosten sollte die Realisierung in Anlehnung an Tabelle 5-6 und unter Beteiligung von Betreiber, Brandschutzdienststelle, Bauaufsichtsbehörde und (ggf.) Versicherer auf der Grundlage der DIN 14675-1 und der DIN VDE 0833-2 erfolgen.

Da manchmal die Interessen der bei der Planung und Errichtung einer BMA beteiligten Stellen durchaus unterschiedlich sein können, kann nur durch intensive Abstimmung eine allen Anforderungen entsprechenden Anlage entstehen. Nach Möglichkeit einvernehmlich sind für die BMA festzulegen:

Schutzumfang und Sicherungsbereiche (Punkt 5.8.3)

Meldebereiche und Alarmierungsbereiche (Punkt 5.8.4)

Art und Anordnung der Brandmelder (Punkt 5.8.5)

Art und Anordnung der Alarmierungseinrichtungen (Punkt 5.6.4)

Betriebsart (Punkt 5.7.2)

Leistungsmerkmale und Standort der Brandmeldezentrale

Ansteuerung von Feuerschutzabschlüssen, Löschanlagen, Betriebseinrichtungen (Punkt 5.6.5)

Alarmorganisation (Punkt 5.8.6), Brandschutzbeauftragte und sonstige eingewiesene Personen

Alarmpläne für Personen mit besonderen Aufgaben im Brandfall (Teil C nach DIN 14096-3 [5.93])

Alarmierung und Information der Feuerwehr (Punkte 5.6.4 und 5.10.3)

Feuerwehr Laufkarten (Punkt 5.10.4)

Feuerwehrpläne (nach DIN 14095 [5.94], siehe Punkt 9.3)

Zugänglichkeit zum Gelände, zum Gebäude und zur BMZ

Anordnung der Brandmelderzentrale (Punkt 5.6.1)

Sofern die Stellen unterschiedliche Forderungen an die installierte Anlage stellen, sollte diese nach den strengsten Anforderungen projektiert werden. CEN/TS 54-14 [5.25] nennt als denkbare Konfliktpunkte bei der Projektierung von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenKonfliktfelder u.a. die folgenden:

Abweichungen von den Empfehlungen der CEN/TS 54-14 (bzw. jenen der DIN 14675);

Vorgehensweise bei Brandalarmen (Alarmorganisation, Punkt 5.8.6);

Einsatz von Neuentwicklungen bei der Branderkennung;

Anordnung von (noch) nicht genormten Brandmeldern (z.B. Gassensormeldern);

Einsatz hierarchischer Systeme (bei Untergliederung des Standortes, z.B. in Krankenhäusern, Einkaufszentren);

Größe der Meldebereiche (z.B. in Messehallen, Punkt 5.8.4);

Begrenzung von Auswirkungen von Störungen;

Bereitstellung von Hilfsmitteln zur Alarmlokalisierung (z.B. Feuerwehr-Laufkarten, Punkt 5.10.4);

Überbrückungszeit bei Netzausfall (Punkt 5.6.1);

Einsatz aktivitätsbezogener Anlagen zur Vermeidung von Fehlalarmen (z.B. Aktivierung von Meldebereichen nur außerhalb der Arbeitszeit, Bestätigung vor Alarmweiterleitung: Betriebsart).

Phase

Inhalt

Verantwortung und Leistung

Konzept

Übernahme der Schutzziele der BMA aus dem Brandschutzkonzept, Berücksichtigung von Auflagen der Bau- und der Brandschutzbehörde, des Brandrisikos, der Brandgefährdungen, der Umweltbedingungen, der baulichen und betrieblichen Gegebenheiten, der Alarmorganisation und möglicher Störgrößen

Auftraggeber

Berater für Sicherheit

Planung

Entwurfs- und Ausführungsplanung, Spezifikation, Grunddatenerfassung aus der Konzeptphase, erforderliche Funktionen und deren Verknüpfung, Bestandteile der Anlage, Meldebereiche, Alarmbereiche, Art und Anordnung der Brandmelder, Übertragungswege, Schnittstellen zu anderen Sicherheitseinrichtungen, Leistungsverzeichnis

Ingenieurbüro, beteiligte Fachfirmen

Projektierung

Werk- und Montageplanung, Auswahl des Brandmeldesystems, Erstellung der Montagepläne

Ingenieurbüro, beteiligte Fachfirmen

Montage und Installation

Montage der Bestandteile der BMA und des Leitungsnetzes

beteiligte Fachfirmen

Inbetriebsetzung

Überprüfung der Installation, Parametrisierung des Systems, Einschalten und Durchführung der notwendigen Funktionsprüfungen und Messungen

beteiligte Fachfirmen, Systemlieferant

Überprüfung

Feststellung ob die Anlage die Vorgaben aus Planung, Projektierung, Montage und Inbetriebsetzung erfüllt

Fachfirma (mögl. extern)

Abnahme

Verifizierung des Systems, seiner Bestandteile, der Installation und Funktion anhand der Konzeption und der Ausführungsunterlagen der BMA, Übergabe der Anlage an den und Inbetriebnahme durch den Betreiber

Auftraggeber, von ihm benannte Fachfirma

Betrieb

Betrieb der Anlage, laufende Fortschreibung der Alarmorganisation und Aktualisierung der Feuerwehr-Laufkarten

Auftraggeber

Instandhaltung

Periodische Inspektion und vorbeugende Wartung der Anlage, Reparatur

beteiligte Fachfirmen, Systemlieferant

Tabelle 5-6:

Phasen für den Aufbau und Betrieb von BMA

5.8.3 Schutzumfang und Sicherungsbereiche

Schutzumfangv. BMADer Schutzumfang von BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenSchutzumfang wird nach DIN CEN/TS 54-14 [5.25] und DIN 14675-1 [5.18] wie folgt kategorisiert:Kategorien.DIN 14675

VollschutzVollschutzanlage

Eine Vollschutzanlage ist eine automatische Brandmeldeanlage, die alle Räume im Gebäude mit Ausnahme bestimmter genannter Räume überwacht

(Kategorie 1 nach DIN 14675-1). BrandmeldeanlagenVollschutz

TeilschutzTeilschutzanlage

Eine Teilschutzanlage ist eine automatische Brandmeldeanlage, die nur Teile des Gebäudes(üblicherweise die verwundbarsten Bereiche) überwacht

(Kategorie 2 nach DIN 14675-1). BrandmeldeanlagenTeilschutz

Die Grenzen einer Teilschutzanlage sollten die Grenzen der Brandabschnitte sein; innerhalb dieser Grenzen sollte der Schutz dem Vollschutz entsprechen.

Schutz von FluchtwegenFluchtwegschutzd. BMA

Eine Anlage, die nur die Fluchtwege schützt, soll eine so rechtzeitige Alarmierung ermöglichen, dass Personen die Fluchtwege vor deren Blockierung durch Brand oder Rauch noch benutzen können. Von einer derartigen Anlage kann nicht der Schutz von Personen erwartet werden, die sich im Bereich der Brandentstehung befinden, es soll nur die Fluchtmöglichkeit für solche Personen sichergestellt werden, die vom Brand nicht direkt betroffen sind

(Kategorie 3 nach DIN 14 675-1). BrandmeldeanlagenFluchtwegschutz

Anmerkung:

Im Allgemeinen kann von auf den Fluchtwegen installierten Rauchmeldern erwartet werden, dass sie für Personen, die sich auf den Fluchtwegen befinden, einen rechtzeitigen Brandalarm auslösen. Es wurde jedoch in einigen Fällen festgestellt, dass bei Bränden in Räumen neben den Fluchtwegen der Rauch abkühlen kann, wenn er durch enge Spalten (wie Türspalten) strömt, dann höchstens noch bis in Kopfhöhe aufsteigt und daher an der Decke befestigte Brandmelder nicht ansprechen. Ist eine solche Abkühlung wahrscheinlich, kann zum Schutz der Fluchtwege die Montage von Brandmeldern in den angeschlossenen Nachbarräumen erforderlich sein.

Punktueller Schutz

Punktueller SchutzPunktueller Schutz kann spezielle Funktionen, Einrichtungen oder Bereiche mit hohem Risiko schützen. BrandmeldeanlagenPunktueller Schutz

Der Bereich des punktuellen Schutzes muss nicht abgetrennt liegen, er kann sich innerhalb eines Bereichs mit Voll- oder Teilschutz befinden, hat dann aber einen höheren Schutzgrad als bei einem allgemeineren Schutz. Punktueller Schutz selbst kann einen guten Schutz gegen Brände im Schutzbereichs bieten, gibt aber geringen oder keinen Schutz gegen Brände, die außerhalb dieses Bereichs entstehen.

Einrichtungsschutz

Einrichtungsschutzd. BMA

Schutz einer bestimmten Einrichtung oder Funktion (ausgenommen Fluchtwege) innerhalb eines Gebäudes, die nicht notwendigerweise den gesamten Brandabschnitt umfasst

(Kategorie 4 nach DIN 14 675-1). BrandmeldeanlagenEinrichtungsschutz

Bei Vollschutz und Personengefährdung sind in den überwachten Schutzbereichen alle Räume, in denen sich gebäudefremde Personen oder Personen, die auf fremde Hilfe angewiesen sind, dauernd oder zeitweise aufhalten, sowie angrenzende Räume einzubeziehen. Zusätzlich muss die mögliche Ausbreitung des Brandrauches weitgehend verhindert werden, z.B. durch Ansteuern von Feststellanlagen für Feuerschutzabschlüsse, Rauch- und Wärmeabzugsanlagen usw. Bei Sachgefährdung müssen Sicherungsbereiche vollständig überwacht werden, mit Ausnahme von kleinen Teilbereichen, die nur eine geringe Brandlast (an keiner Stelle mehr als 25 MJ bezogen auf eine Fläche von 1 m x 1 m) aufweisen bzw. keine Brandausbreitung ermöglichen.

Anmerkung:

Geringe BrandlastBrandlastgeringeenGeringe Brandlasten ≤ 25 MJ (7 kWh) sind z.B. 15 NYM-Leitungen 3 x 1,5 mm², 1 m lang, möglichst gleichmäßig auf eine Fläche von 1 m x 1 m verteilt oder ein PVC-Abwasserrohr DN 100 nach DIN 19531, 1 m lang, auf einer Grundfläche von 1 m x 1 m.

Die Überwachung muss sich immer mindestens auf einen ganzen Brandabschnitt oder einen feuerbeständig abgetrennten Raum erstrecken, das heißt, die überwachten Bereiche müssen:

von nicht überwachten Bereichen räumlich oder baulich durch Brandwände getrennt sein oder

feuerbeständig abgetrennte Räume bilden.

Die gesamten SchutzbereicheSchutzbereicheeiner BMA müssen, mit Ausnahme der weiter unten genannten Fälle, vollständig erfasst werden. Es müssen z.B. auch folgende Teilbereiche in die Überwachung mit einbezogen werden: BrandmeldeanlagenSchutzbereiche

Aufzugsschächte und -maschinenräume,

Transport- und Transmissionsschächte,

Kabelkanäle und -schächte, sofern sie begehbar oder mit Revisionsöffnungen ausgestattet sind,

Klima- und Lüftungszentralen sowie Zu- und Abluftkanäle,

Kanäle und Schächte für Material sowie für Abfälle und deren Sammelbehälter,

Kammern und Einbauten jeder Art,

Zwischendecken- und Zwischenbodenbereiche,

Teilbereiche in Räumen, die durch näher als 0,5 m an die Decke reichende Regale oder sonstige Einrichtungen geschaffen werden.

Innerhalb eines Schutzbereiches sind folgende Ausnahmen von der Überwachung zulässig, sofern die Räume keine oder nur geringe Brandlasten aufweisen oder feuerbeständig abgetrennt sind:

Sanitärräume, z.B. Waschräume, Duschräume und Toiletten, wenn in diesen Räumen keine brennbaren Vorräte oder Abfälle aufbewahrt werden, nicht jedoch gemeinsame Vorräume für Sanitärräume.

Kabelkanäle und Schächte, die nicht zugänglich und gegenüber anderen Bereichen feuerbeständig (EI 90) abgeschottet sind.

Schutzräume, die nicht zu anderen Zwecken genutzt werden.

Laderampen im Freien.

Räume, die durch eine automatische Feuerlöschanlage mit Meldung zu einer hilfeleistenden Stelle geschützt sind; es sei denn, die Brandmeldeanlage ist zur Ansteuerung einer Feuerlöschanlage oder aus sonstigen Gründen erforderlich.

Zwischendeckenbereiche, sofern sämtliche der folgenden Bedingungen erfüllt sind:

Es dürfen keine Leitungen für Sicherheitsanlagen (z.B. Notbeleuchtung usw.) vorhanden sein.

Die Brandlast muss kleiner als 25 MJ, bezogen auf eine Fläche von 1 m x 1 m, sein.

Die Umfassungsbauteile (Decke, Boden, Wand) müssen nichtbrennbar sein und

die Zwischenräume müssen mit nichtbrennbarem Material so unterteilt sein, dass Abschnitte von maximal 10 m Breite und 10 m Länge, in Fluren von maximal 3 m Breite von 20 m Länge (Abbildung 5-26), gebildet werden.

Zwischenbodenbereiche, sofern sämtliche der folgenden Bedingungen erfüllt sind:

rauchdicht und brandschutztechnisch qualifiziert abgeschlossen

nicht höher als 0,2 m

dürfen nicht der Raumlüftung dienen

Sonstige kleine Bereiche, sofern wegen der Brandlast keine Bedenken bestehen, keine Personengefährdung vorliegt und keine Rauchausbreitung möglich ist.

Abbildung 5-26:

Zwischendecken- und Zwischenbodenüberwachung nach DIN VDE 0833-2 nicht erforderlich, wenn nur geringe Brandlasten vorhanden sind

5.8.4 MeldebereicheMeldebereichev. BMA und Alarmierungsbereiche

BrandmeldeanlagenMeldebereicheDie Unterteilung des Gebäudes in Melde- und Alarmierungsbereiche muss den Anforderungen der Vorgehensweise bei einem Brandalarm genügen (Punkt 5.8.6, Alarmorganisation).

Gebäude sollten in Meldebereiche unterteilt werden, damit aus den Anzeigen an der Anzeigeeinrichtung der Ursprungsort des Alarms schnell festgestellt werden kann. Es sollten auch Vorkehrungen zur eindeutigen Identifizierung von Meldungen von Handfeuermeldern getroffen werden, um verwirrende Anzeigen zu vermeiden. Bei der Unterteilung sind der innere Aufbau des Gebäudes, mögliche Schwierigkeiten bei der Suche von ausgelösten Meldern oder denkbare Einschränkungen der Bewegungsfreiheit, die Festlegung von Alarmierungsbereichen und das Vorhandensein von besonderen Gefahren zu berücksichtigen. Besonderes Augenmerk ist auf Brandmeldebereiche zu legen, bei denen die Brandmeldeanlage zur Ansteuerung anderer Brandschutzanlagen dient (vergl. Abbildung 5-9).

Die Unterteilung des Gebäudes in Meldebereiche sollte nach folgenden Aspekten vorgenommen werden:

die Geschossfläche eines einzelnen Meldebereichs sollte 1 600 m² nicht überschreiten;

umfasst der Meldebereich mehr als 5 Räume, sollte entweder an der Brandmelderzentrale eine Anzeige des Raums erscheinen oder neben der Tür der Räume sollten Anzeigelampen angebracht werden (sog. Nebenmelder);

sofern sich ein Meldebereich über einen einzelnen Brandabschnitt hinaus erstreckt, sollten die Meldebereichsgrenzen den Grenzen der Brandabschnitte entsprechen und die Geschossfläche des Bereichs sollte 400 m² nicht überschreiten;

jeder Meldebereich sollte sich nur auf ein Geschoss des Gebäudes erstrecken, es sei denn:

der Bereich besteht aus Treppenräumen, Kabel- und Aufzugsschächten o.ä., die über ein Geschoss hinausgehen, aber einen Brandabschnitt bilden, oder

die gesamte Grundfläche des Gebäudes ist kleiner als 300 m².

Die Unterteilung von Gebäuden in AlarmierungsbereicheAlarmierungsbereicheBrandmeldeanlagenAlarmierungsbereiche ist von der Notwendigkeit der Unterscheidung von Alarmierungsarten – und damit von der Alarmorganisation (Punkt 5.8.6) – abhängig. Sofern es nur ein Alarmierungssignal gibt und es immer im gesamten Gebäude gehört werden soll, ist keine Unterteilung erforderlich. Alarmierungsbereiche müssen nicht deckungsgleich mit Meldebereichen sein, sie sollten jedoch in der Regel nicht kleiner als der zugehörige Meldebereich sein. (Beispiel: Bei Branddetektion in einer Station eines Krankenhauses werden alle Alarmierungseinrichtungen des betreffenden Gebäudes und zusätzlich solche in Bereitschaftsräumen des Personals angesteuert.) Alarmierungssignale müssen auch in den von der Überwachungspflicht ausgenommenen Räumen hörbar sein, sofern sich dort Personen aufhalten könnten (Beispiel: Sanitärräume, Punkt 5.8.3).

5.8.5 Anzahl und Anordnung automatischer Brandmelder

BrandmelderAnzahl und AnordnungDie Anzahl und Anordnung der automatischen Brandmelder richten sich nach

der Art der verwendeten Melder,

der Raumgeometrie (Grundfläche, Höhe, Decken, Dachformen usw.),

der Verwendungsart und nach den Umgebungsbedingungen in den zu überwachenden Räumen.

Automatische Brandmelder müssen so gewählt werden, dass Brände in der Entstehungsphase zuverlässig erkannt werden können. Weiter sind die Melder so anzuordnen und zu betreiben, dass Täuschungsalarme nach Möglichkeit vermieden werden. Die verschiedenen Melderarten und ihre Einsatzbereiche sind unter Punkt 5.7 ausführlich dargestellt. Der Punkt 5.8.5 enthält Regeln zur Ausstattung von Gebäuden mit Meldern.

5.8.5.1 Einsatz von punktförmigen Rauch- und Wärmemeldern

In jedem Raum mit Ausnahme von Räumen mit geringer Brandlast (an keiner Stelle mehr als 25 MJ, bezogen auf eine Fläche von 1 m x 1 m) oder ohne Möglichkeit der Brandausbreitung muss mindestens ein automatischer Brandmelder angeordnet werden. Als „eigene Räume” gelten bei zu erwartender Personengefährdung auch Teilbereiche, in denen sich der Brandrauch ausbreiten kann.

Die Anzahl von punktförmigen Rauch- und Wärmemeldern ist so zu wählen, dass die maximalen Überwachungsbereiche A nach Tabelle 5-7 nicht überschritten werden. Wenn Punktmelder in Zweimeldungsabhängigkeit geschaltet sind Punkt 5.7.2), sind die maximalen ÜberwachungsbereichÜberwachungsbereichvon Brandmelderne entsprechend Tabelle 5-8 zu reduzieren.

Punktförmigen Meldern gleich zu behandeln sind linienförmige nicht integrierende Wärmemelder (Punkt 5.8.5.6) und Ansaugrauchmelder, bei Letzteren ist jede Ansaugöffnung wie ein punktförmiger Melder zu bewerten.

Die Detektionsbereiche von punktförmigen Brandmeldern sind im Wesentlichen (bei Vernachlässigung von Luftbewegungen, Abschattungen etc.) als kreisförmige Kegelstümpfe unterhalb der Melder. Der Flankenwinkel der Kegelstümpfe ist vom Meldertyp abhängig. Bei Abweichungen von der quadratischen Anordnung nach Tabelle 5-7 sind zur Vermeidung von nicht überwachten Flächen die in Abbildung 5-28 und Abbildung 5-29 angegebenen größten horizontalen Abstände jedes beliebigen Punktes der Raumdecke zum nächstgelegenen Melder einzuhalten. Umgekehrt können diese größten horizontalen Abstände ausgenutzt werden, um die erforderliche Melderanzahl für eine gegebene Überwachungsaufgabe zu minimieren (Abbildung 5-30 und Abbildung 5-31). Sofern die Abstände der genannten Abbildungen nicht eingehalten werden können oder sollen, sind jedoch besondere Vorschriften hinsichtlich der maximal zulässigen Seitenverhältnisse der Überwachungsbereiche zu beachten (Tabelle 3 aus DIN VDE 0833-2).

Grundfläche des zu überwachenden Raumes

Art der automatischen Brandmelder

Raumhöhe

(am höchsten Punkt eines Daches mit Neigungswinkel) ⁴⁾

Dachneigung α

bis 20o

über 20o

Max. Überwachungsbereich je Melder A

bis 80 m²

Punktförmige Rauchmelder DIN EN 54-7

Ansaugrauchmelder DIN EN 54-20, Klassen A, B und C¹⁾

Mehrfachsensormelder DIN EN 54-29

bis 12 m

80 m²

80 m²

über 80 m²

bis 6 m

60 m²

90 m²

über 6 m bis 12 m

80 m²

110 m²

Punktförmige Rauchmelder DIN EN 54-7

Ansaugrauchmelder DIN EN 54-20, Klassen A und B¹⁾

Mehrfachsensormelder DIN En 54-29

über 12 m bis 16 m

120 m²

150 m²

Ansaugrauchmelder DIN EN 54-20, Klasse A¹⁾

über 16 m bis 20 m

objektspezifisch

bis 30 m²

Punktförmige Wärmemelder DIN EN 54-5; Klassen A1, A2, B, C, D, E, F und G²⁾

Mehrpunktförmige Wärmemelder DIN EN 54-22, Klassen A1 und A2 ³⁾

bis 6,0 m

30 m²

30 m²

Punktförmige Wärmemelder DIN EN 54-5, Klasse A1²⁾

Mehrpunktförmige Wärmemelder DIN EN 54-22, Klasse A1³⁾

bis 7,5 m

über 30 m²

Punktförmige Wärmemelder DIN EN 54-5; Klassen A1, A2, B, C, D, E, F und G²⁾

Mehrpunktförmige Wärmemelder DIN EN 54-22, Klassen A1 und A2 ³⁾

bis 6,0 m

20 m²

40 m²

Punktförmige Wärmemelder DIN EN 54-5, Klasse A1²⁾

Mehrpunktförmige Wärmemelder DIN EN 54-22, Klasse A1³⁾

bis 7,5 m

kursiv

Abhängig von Nutzung und Umgebungsbedingungen (z.B. schnelle Brandentwicklung und Rauchausbreitung)

1) je Ansaugöffnung

2) auch Melder mit Klassenindex R oder S

3) je Punkt eines Mehrpunktwärmemelders

4) für Raumhöhen größer als die angegebenen sind die Melder in der Regel nicht geeignet

5) VdS 2095 enthält zusätzlich die Überwachungsbereiche für Punktförmige Brandmelder mit Rauch- und CO-Sensoren nach DIN EN 54-31

Tabelle 5-7:

Überwachungsbereiche von Rauch- und Wärmemeldern (Tabelle 4.2 aus DIN VDE 0833-2)

WärmemelderÜberwachungsbereichHinsichtlich der Reduzierung der Überwachungsbereiche sind die Ansaugöffnungen von Ansaugrauchmeldern und die Detektionspunkte von mehrpunktförmigen Wärmemeldern gleich zu behandeln.

Die horizontalen Abstände von punktförmigen Meldern zu Wänden dürfen nicht kleiner sein als 0,5 m; dieser Abstand ist auch zu unter der Decke verlaufenden Einbauten einzuhalten, wenn deren Oberkante sich näher als 0,15 m an der Decke befindet. Der Abstand der Melder zu Lagergütern und Einrichtungen muss vertikal und horizontal mindestens 0,5 m betragen. Zu den erforderlichen Abständen von punktförmigen Meldern zu Decken und Dächern enthält Punkt 5.8.5.3 weitere Ausführungen.

Melder in Zweimeldungsabhängigkeit

Punktförmige und Mehrpunkt Wärmemelder

Punktförmige Rauchmelder, Ansaugöffnungen von Ansaugrauchmeldern, Mehrfachsensormelder ²⁾

Reduzierung des maximalen Überwachungsbereiches um

ohne Ansteuerung von Brandmeldeanlagen

50 %

30 %

mit Ansteuerung von Brandmeldeanlagen¹⁾

50 %

50 %

1) Nur Zweimeldungsabhängigkeit Typ B. Die Abstände von zwei in Abhängigkeit betriebenen Meldern sollten 2,5 m nicht überschreiten. Zwei interne Sensoren eines Mehrfachsensormelders können keine Zweimelderabhängigkeit Typ B erzeugen.

2) Wenn CO-Melder: nach Herstellerangaben

Tabelle 5-8:

Reduzierung des Überwachungsbereiches bei Zweimeldungsabhängigkeit nach DIN VDE 0833-2

Abbildung 5-27:

Überwachungsgeometrie (schematisch)

Abbildung 5-28:

Zulässige horizontale Abstände jedes Deckenpunktes vom nächsten punktförmigen Brandmelder mit Rauchsensoren nach DIN EN 54-7 oder DIN EN 54-29 sowie Ansaugrauchmelder DIN EN 54-20 (nach VDE 0833 Teil 2)

A

Rauchmelderhorizontale Abständemaximaler Überwachungsbereich je Melder nach Tabelle 5-7

DH

größter horizontaler Abstand eines beliebigen Punktes der Decke zum nächstgelegenen Melder

α

Winkel der Dachneigung zur Horizontalen; hat ein Dach (eine Decke) verschiedene Neigungen, z.B. bei Sheds, zählt die kleinste vorkommende Neigung.

Abbildung 5-29:

Zulässige horizontale Abstände jedes Deckenpunktes vom nächsten punktförmigen und mehrpunktförmigen Wärmemelder DIN EN 54-5 bzw. DIN EN 54-22 (nach VDE 0833 Teil 2)

A, DH und α wie bei Abbildung 5-28

5.8.5.2 Wärmemelderhorizontale AbständeÜbungsbeispiel Brandmeldeanlage

In Abbildung 5-30 und Abbildung 5-31 erkennt man beispielhaft die mit Hilfe obiger Regeln projektierte Ausstattung einer Halle mit Rauchmeldern.

Abbildung 5-30:

Halle mit Rauchmeldern in Quadratischer Anordnung bei 80 m² maximalem Überwachungsbereich (Hallenhöhe 8 m, Dachneigung 5o, Ausstattung für Einzelmelderbetrieb und Zweimeldungsabhängigkeit ergibt hier die gleiche Anzahl Melder), Übungsbeispiel

Abbildung 5-31:

Halle mit Rauchmeldern in Versetzter Anordnung bei 80 m² maximalem Überwachungsbereich (Höhe 8 m, Dachneigung 5o, Einzelmelderbetrieb), Übungsbeispiel

5.8.5.3 Anordnung punktförmiger Melder zu Decken und Unterzügen

Wärmepolster unter Decken, die durch betriebliche Randbedingungen oder im Sommer auf Grund von Sonneneinstrahlung entstehen, können noch relativ kühlen Rauch daran hindern, Rauchmelder zu erreichen und so dessen Ansprechen verzögern. Ist dies zu erwarten, müssen Rauchmelder abgehängt installiert werden. Die dann erforderlichen Abstände DL punktförmiger Rauchmelder von Decken und Dächern sind Tabelle 5-9 zu entnehmen. VDE 0833-2 enthält detaillierte Zeichnungen zur Anordnung abgehängter Melder bei verschiedenen Decken- bzw. Dachformen (z.B. bei Sheddächern etc.). Wärmemelder sind immer nicht abgehängt anzubringen.

Raumhöhe

Dachneigung α *

bis 20o

über 20o

DL

bis 6 m

bis 0,25 m

0,20 m bis 0,50 m

6 m bis 12 m

bis 0,40 m

0,35 m bis 1,00 m

über 12 m bis 16 m

0,25 m bis 0,60 m

0,5 m bis 1,2 m

DL Abstand des rauchempfindlichen Elementes zur Decke bzw. zum Dach

α Winkel, den die Dach-/Deckenneigung mit der Horizontalen bildet; hat ein Dach oder eine Decke verschiedene Neigungen, z.B. bei Sheds, zählt die kleinste vorkommende Neigung.

kursiv abhängig von Nutzung und Umgebungsbedingungen z.B. schnelle Rauchausbreitung

Tabelle 5-9:

Abstand von punktförmigen Rauchmeldern zu Decken und Dächern

RauchmelderAbstände zu DeckenBrandmelderAbstände zu DeckenBei ungünstiger Lage des Brandes relativ zu durch Unterzüge gebildeten Deckenfeldern kann das Ansprechen von Rauchmeldern verzögert werden, da sich zuerst das durch das Deckenfeld gebildete Rauchreservoir auffüllt, bevor – nach Unterströmen der Unterzüge – schließlich auch Rauchmelder ansprechen können.

Abbildung 5-32:

Mögliche Auswirkung von Unterzügen auf die Branddetektion

Unterzügeund BranddetektionBrandmeldeanlagenUnterzügeIst der Abstand zwischen Unterkante/Oberkante, Unterzug und Unterkante, Dach oder Decke größer als 0,25 m und ist bei diesem Abstand die freie Fläche der Öffnung größer als 75 % der Gesamtfläche, brauchen Unterzüge gleich welcher Höhe nicht berücksichtigt zu werden, da ein frühzeitiges Überströmen des Rauches in Deckenfelder mit Rauchmeldern möglich ist (Abbildung 5-32).

Bis zu einer Raumhöhe von 6 m brauchen Unterzüge, deren Höhe kleiner als 0,2 m ist, nicht berücksichtigt zu werden. Ab einer Raumhöhe von 6 m sind Unterzüge zu berücksichtigen, wenn ihre Höhe 3 % der Raumhöhe übersteigt (siehe Abbildung 5-33). Es ist jedes Deckenfeld mit Meldern auszustatten, wenn seine Fläche größer ist als 60 % der maximalen Überwachungsfläche A nach Tabelle.

Unabhängig davon ist bei einer Unterzughöhe von mehr als 0,8 m jedes Deckenfeld mit einem punktförmigen Rauch- oder Wärmemelder auszustatten. Sind die Deckenfelder größer als der maximale Überwachungsbereich, so sind die einzelnen Deckenfelder wie einzelne Räume zu betrachten.

Abbildung 5-33:

Berücksichtigung von Unterzügen nach DIN VDE 0833-2

5.8.5.4 Anordnung punktförmiger Melder in besonderen Fällen

UnterzügeBerücksichtigungbei BMAFür lange schmale Räume (Flure, Kabelkanäle etc.) bis zu einer Breite von 3 m gelten die folgenden Anforderungen an die Melderabstände, die maximal zulässigen Überwachungsbereiche dürfen dabei nicht überschritten werden:

Wärmemelder bis 10 m, bei Zweimeldungsabhängigkeit Typ B bis 5 m

Rauchmelder bis 15 m, bei Zweimeldungsabhängigkeit Typ B bis 11 m, bis 7,5 m bei Ansteuerung von Feuerlöschanlagen.

Melderabstände zu Stirnflächen langer schmaler Räume dürfen nicht größer als die Hälfte obiger Abstände sein. Melder sind auch in Kreuzungs-, Einmündungs- und Eckbereichen und Nischen von mehr als 1 m Tiefe und bis zu 3 m Breite anzuordnen.

Bei besonderen Dach- und Deckenformen (Neigung größer als 20°, Satteldächer, Gewölbedecken, Scheddächer) unter Podesten, Gitterrosten oder ähnlichen Einrichtungen sowie bei langen und schmalen Räumen (z.B. Fluren) sind besondere zusätzliche Bedingungen der DIN VDE 0833-2 zu beachten.

Abbildung 5-34:

Anordnung von Brandmeldern in Treppenräumen (schematisch) nach DIN VDE 0833-2

UnterzügeBerücksichtigungbei BMADes Weiteren enthält DIN VDE 0833-2 Regelungen zur Anordnung von Brandmeldern in Treppenräumen. Zusätzlich zu den in Abbildung 5-34 dargelegten Anordnungsvorschriften sind hinsichtlich der Höhe des Treppenraumes die Vorschriften der Tabelle 5-7 und hinsichtlich der zulässigen Größe der Treppenpodeste die Vorschriften des Bildes 7 aus DIN VDE 0833-2 zu beachten. Dies bedeutet, dass ggf. auch bei Treppenräumen mit Breite des Treppenauges ≥ 0,5 m:

auf Grund der Gesamthöhe des Treppenraumes zusätzliche Melder in Zwischenebenen eingebaut werden müssen

sofern die Treppenpodeste bestimmte Größen überschreiten, unter jedem Podest Melder eingebaut werden müssen.

Unter Punkt 6.2.7.16 wurde in DIN VDE 0833-2 die Anordnung von Meldern in Lüftungsleitungen neu geregelt.

5.8.5.5 Anordnung linienförmiger Rauchmelder

Besondere Regelungen gelten auch für linienförmige Rauchmelder (Lichtstrahlmelder). Die Bedingungen entsprechen inhaltlich sinngemäß im Wesentlichen jenen für punktförmige Melder. Wegen des besonderen Einsatzgebietes ist bei Lichtstrahlmeldern zusätzlich immer zu berücksichtigen, ob eventuell ein im Sommer unter der Dachfläche entstehendes „Wärmepolster” verhindern kann, dass aufsteigender Rauch an die Decke gelangt.

Raumhöhe

Dachneigung a

RH

DH

A

bis 20o

über 20o

DV

DV

bis 6 m

6 m

1200 m²

0,3 m bis 0,5 m

0,3 m bis 0,5 m

über 6 m bis 12 m

6,5m

1300 m²

0,4 m bis 0,7 m

0,4 m bis 0,9 m

über 12 m bis 16 m ¹) ²⁾

7 m

1400 m²

0,6 m bis 0,9 m

0,8 m bis 1,2 m

über 16 m bis 20 m ¹) ³) ³⁾

7,5 m

1500 m“

0,8 m bis 1,1 m

1,2 m bis 1,5 m

DH größter zulässiger horizontaler Abstand irgendeines Punktes der Decke zum nächstgelegenen Strahl

A maximaler Überwachungsbereich je Melder

DV Abstand des Melders zur Decke bzw. zum Dach

α Winkel, den die Dach-/Deckenneigung mit der Horizontalen bildet; hat ein Dach oder eine Decke verschiedene Neigungen, z.B. Sheds, zählt die kleinste vorkommende Neigung

kursiv abhängig von Nutzung und Umgebungsbedingungen

1) bei einer Raumhöhe über 12 m wird empfohlen, eine zweite Überwachungsebene vorzusehen. Melder der unteren Überwachungsebene sollten versetzt zu den Meldern der oberen Überwachungsebene angeordnet werden

2) nur für Melder mit Rauch-Sensoren und Ansaugrauchmelder Klassen A und B zulässig

3) nur für Ansaugrauchmelder Klasse A zulässig

Tabelle 5-10:

Überwachungsbereiche sowie Abstand von Lichtstrahlen zu Decken und Dächern nach VDE 0833 Teil 2 (DIN VDE 0833-2)

5.8.5.6 Anordnung linienförmiger Wärmemelder

Bei Einsatz linienförmige Wärmemelder darf der Abstand zweier paralleler Sensorleitungen nicht größer als der doppelte Abstand DH nach Tabelle 5-11 sein, die maximal zulässige Raumhöhe ist Tabelle 5-7 zu entnehmen. Bei Einsatz linienförmiger Wärmemelder in Zweimeldungsabhängigkeit Typ B ist DH um 30 % zu reduzieren. Die Sensorleitung muss einen Abstand von mindestens 0,5 m zu Wänden, Einrichtungen und Lagergütern einhalten. Bei Ausfall einer Sensorleitung darf nicht mehr als ein Meldebereich betroffen sein, d.h. im Regelfall ist je Meldebereich eine eigene Sensorleitung erforderlich.

Raumgröße

Dachneigung α

bis 20o

über 20o

DH

DH

bis 30 m²

4,4 m

4,4 m

über 30 m²

3,5 m

5,0 m

DH größter zulässiger horizontaler Abstand irgendeines Punktes der Decke zur nächstgelegenen Sensorleitung

α Winkel, den die Dach-/Deckenneigung mit der Horizontalen bildet; hat ein Dach oder eine Decke verschiedene Neigungen, z.B. Sheds, zählt die kleinste vorkommende Neigung

Tabelle 5-11:

Abstände von Sensorleitungen linienförmiger Brandmelder nach VDE 0833 Teil 2 (DIN VDE 0833-2)

Für die Detektionspunkte linienförmiger, nicht integrierender Wärmemelder gelten im Wesentlichen die gleichen Abstandsregeln wie für punktförmige Wärmemelder (Punkt 5.8.5.1). Bei Zweimelderabhängigkeit Typ B müssen die Überwachungsflächen nach Tabelle 5-11 um 50 % reduziert werden.

5.8.5.7 Anordnung von Ansaugrauchmeldern

Die Ansaugöffnungen von Ansaugrauchmeldern sind analog der Vorschriften zu punktförmigen Rauchmeldern zu planen, d.h., dass die maximalen Überwachungsbereiche nach Tabelle 5-7 für jede Ansaugöffnung einzuhalten sind. Der Überwachungsbereich eines Ansaugrauchmelders darf nicht größer sein als 1600 m² und nur einen Meldebereich umfassen. Bei Raumhöhen über 12 m sind Ansaugrauchmelder DIN EN 54-20 Klasse A oder B einzusetzen.

5.8.5.8 Anordnung von Flammenmeldern

FlammenmelderAnordnungBeim Einsatz von Flammenmeldern ist zu beachten, dass sich Wärme- und Lichtstrahlung geradlinig ausbreitet. Daher sollte das Überwachungsvolumen vollständig direkt von den Meldern einsehbar sein. Der Öffnungswinkel der Melder ist zu beachten, er ist i.d.R. rotationssymmetrisch und beträgt üblicherweise 90o oder mehr.

Abbildung 5-35:

Anordnung und Überwachungsbereich von Flammenmeldern bei Raumecken- und Wandmontage – nach DIN VDE 0833-2

Sofern Einbauten die Sichtachse von Meldern einschränken, sind ggf. zusätzliche Melder so zu installieren, dass jede potentielle Brandstelle von mindestens einem Flammenmelder erfasst wird. Zwar wird auch reflektierte Strahlung registriert, wegen der Intensitätsverluste hierbei wird jedoch ein nicht unerheblicher Zeitverlust bis zur Branddetektion entstehen. Die geometrischen Bedingungen für die Installation von Flammenmeldern und die zulässigen Überwachungs-Volumina sind Abbildung 5-35 zu entnehmen.

Bei Zweimelderabhängigkeit Typ B sind die Melderachsen möglichst mit unterschiedlich auszurichten. Wenn bei einem Brandereignis sofort mit starker Rauchentwicklung gerechnet werden muss, dürfen nur IR-Melder oder IR-Melder und Rauchmelder parallel eingesetzt werden. Zweimelderabhängigkeit zwischen Flammen und Rauchmeldern ist nicht zulässig.FlammenmelderÜberwachungsbereich

5.8.6 Alarmorganisation

Alarmorganisation bei BMADie Projektierung einer BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenAlarmorganisation kann von den nach Entdeckung des Brandes notwendigen Maßnahmen abhängen. Es ist daher erforderlich, bei der Planung der Vorgehensweise bei einem Brandalarm mindestens folgende Aspekte und Maßnahmen zu berücksichtigen:

Welche Räumungsanweisungen gelten im Brandfall und hängen diese vom Brandort ab?

Wie gestaltet sich die Nutzung des Gebäudes und wie verändert sich diese im Tagesverlauf?

Sind bei der Vorgehensweise bei einem Brandalarm Änderungen zwischen Tag und Nacht oder Arbeits- und Feiertagen zu beachten?

Welche Pflichten und Zuständigkeiten hat das Personal einschließlich der Vorkehrungen für eine eigenständige Brandbekämpfung oder der Organisation, Überwachung oder Durchführung der Evakuierung?

Wie sind die Personen, die sich im Gebäude befinden, über den Brandfall zu informieren?

Bestehen speziellen Anforderungen für den Betrieb (z.B. Abfahren von Anlagen, Entriegeln von Türen etc.) und die Aufteilung zusätzlicher Einrichtungen?

Müssen Brandschutzeinrichtungen angesteuert werden? Welche (Brandschutztüren oder -tore, Löschanlagen, Rauchschutzeinrichtungen etc.)? Bestehen hier gegenseitige Abhängigkeiten?

Ist eine Unterteilung des Gebäudes in (ggf. unterschiedliche) Melde- und Alarmierungsbereiche erforderlich?

Wie wird die Feuerwehr gerufen und welche Informationen sind weiterzugeben?

Welche Alarmierungszeit der Feuerwehr ist zu erwarten?

Welche Anforderungen gelten für die Anzeige des Brandortes?

Benötigt die Feuerwehr besondere Einrichtungen (z.B. automatische Entriegelung von Türen, Feuerwehrschlüsselkasten)?

Ist ein hierarchisches System erforderlich (z.B. in großen oder miteinander verbundenen Gebäuden)?

Sind mehrere Brandmelderzentralen vorgesehen und welche Vereinbarungen sind in diesem Fall für die Übergabe zwischen den Brandmelderzentralen zu treffen?

Sind besondere Vorkehrungen zur Vermeidung von Auswirkungen eines Fehlalarms erforderlich?

Besteht eine Wechselwirkung mit anderen aktiven Brandschutzmaßnahmen, z.B. mit automatischen Löschanlagen, RWA, Türfeststellanlagen, Fluchtleitsystemen?

Gibt es im Gebäude besondere Vorkehrungen für die Notstromversorgung?

Welche Vorgehensweise gibt es für Fehlalarme oder Störungen?

Bestehen Anforderungen für Abschaltung oder Abtrennung und wer ist für die Wiederinbetriebnahme zuständig?

Wird von der Anlage oder Teilen der Anlage gefordert, dass sie für eine bestimmte Dauer nach der ersten Branderkennung in Betrieb bleibt?

5.9 Brandfall-Steuermatrix

BrandfallsteuermatrixDie Funktionen der technischen Gebäudeausstattung einerseits und der brandschutztechnischen Ausstattung eines Gebäudes andererseits müssen im Brandfall in z. Teil komplexen Prozessabläufen aufeinander abgestimmt sein, um die definierten Schutzziele zu erreichen. Gleiches gilt häufig auch für brandschutztechnische Einrichtungen wie Rauchabzugsanlagen, Türen und Tore etc. untereinander.

Beispielsweise müssen bei Branddetektion in einem Meldebereich vor Auslösung einer dort installierten Gaslöschanlage folgende Maßnahmen ablaufen (Aktionen, die i. A. durch die Gebäudetechnik gesteuert/aktiviert werden müssen, sind kursiv gedruckt; vergl. auch Punkt 5.6.5):

Warnung anwesender Personen

ggf. Entriegelung von Türen im Verlauf von Rettungswegen

Aktivierung der Auslösungsunterbrechungseinrichtungen

ggf. Abschaltung von raumlufttechnischen Anlagen

ggf. Schließung von Fenstern und/oder Lüftungseinrichtungen

Öffnung von definierten Druckentlastungseinrichtungen

Spätestens parallel zur Auslösung der Gaslöschanlage sind in obigem Beispiel folgende Maßnahmen erforderlich:

Aktivierung der Warnhinweise auf einen mit Löschgas gefluteten Bereich

Alarmierung der Feuerwehr

Information des Personals und/oder anwesender Besucher durch Aktivierung einer automatischen Durchsage oder eines allgemeinen Warnsignals

ggf. Schließung von betriebsmäßig offen gehaltenen Brandschutzabschlüssen (Brandschutztüren, Abschlüsse von Transportanlagen, Rauchschutzvorhänge etc.)

ggf. Aktivierung der Brandfallsteuerung von Aufzügen (Kapitel 11)

Schon an diesem einfachen Beispiel wird deutlich, dass ein zielgerichtetes Zusammenwirken aller an der Gewährleistung des definierten Schutzniveaus beteiligten Komponenten keinesfalls eine Selbstverständlichkeit ist, sondern genauer Planung bedarf. Nicht selten kommt es bei komplexeren Gebäuden zu Konflikten oder sogar Fehlfunktionen, die im Einzelfall so gravierend sein können, dass eine Nutzung des Gebäudes aus brandschutztechnischer Sicht untersagt werden muss [5.85], [5.86].

Die korrekte Steuerung der erforderlichen Abläufe erfolgt über die Brandmelderzentrale – BMZ –, ggf. in Kombination mit der allgemeinen Gebäudetechnik (vergl. Abbildung 5-9). Aufbauend auf den im Brandschutzkonzept definierten Schutzzielen und Anforderungen zu deren Realisierung sowie den im Rahmen der Alarmorganisation (Punkt 5.8.6) für das Gebäude definierten Randbedingungen ist daher eine Brandfallsteuermatrix zu entwickeln.

Eine Brandfallsteuermatrix – BFSM – definiert

ortsabhängig oder ortsunabhängig,

für realistisch zu erwartenden Schadensereignisse wie Branddetektion, Ausfall der Energieversorgung, Bombendrohung etc.,

die anzusteuernden sicherheitsrelevanten technischen Anlagen und

den zeitlichen Ablauf der jeweils einzuleitenden Steuerungsvorgänge

und bildet die Basis für die Programmierung der BMZ und ggf. der Steuerungen gebäudetechnischer Einrichtungen. Sie führt alle relevanten Beurteilungsgrundlagen in einem Dokument zusammen und ermöglicht dadurch eine ganzheitliche Sicherheitsbeurteilung. Die BFSM ist weiter die Grundlage für die Arbeit der ausführenden Gewerke und für die Prüfsachverständigen.

BrandfallsteuermatrixErstellungsprozess

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei der Erstellung von BFSM in folgenden Schritten vorzugehen (siehe z.B. VDI 6010-2 [5.87] oder Kraft et al. [5.88]):

Auswertung aller verfügbaren Unterlagen

Definition von Funktionsbereichen

Erarbeitung eines Brandfallsteuermatrix-Konzeptes

Erarbeitung der Qualitativen Brandfallsteuermatrix (auch: Brandfallsteuertabelle)

Erarbeitung der Quantitativen Brandfallsteuermatrix

nach Fertigstellung: Verifizierung durch Wirkprinzipprüfung (auch: Vollprobetest)

Wegen der zentralen Bedeutung ist dieser Vorgang vollständig und so detailliert zu dokumentieren, dass auch im Nachhinein nicht nur die definierten Prozesse, sondern auch die jeweils zu Grunde liegenden Fakten, Anforderungen und Annahmen eindeutig nachvollzogen werden können.

5.9.1 Unterlagen für die Brandfallsteuermatrix

Die Erarbeitung einer Brandfallsteuermatrix sollte möglichst parallel zur Ausführungsplanung beginnen. Zunächst sind die bis zu diesem Zeitpunkt verfügbaren relevanten Unterlagen auszuwerten. Dies werden i. A. mindestens die folgenden sein:

Bauantrag mit Baubeschreibung

Gebäudegrundrisse, Schnitte und sonstige Planunterlagen

Brandschutzkonzept

Im weiteren Verlauf werden Zug um Zug weitere Bauunterlagen erstellt, die für die BFSM von Bedeutung sind, hierzu gehören insbesondere:

die Fachplanungen der technischen Gebäudeausstattung (Raumlufttechnik, Transporteinrichtungen, Sondertechniken wie z.B. OP-Bereiche, Labore etc.)

die Alarmorganisation (Punkt 5.8.6)

5.9.2 Funktionsbereiche für die Brandfallsteuermatrix

Funktionsbereiche gliedern ein Gebäude hinsichtlich der Erstellung der Brandfallsteuermatrix in Abschnitte, für die gleiche Prozessabläufe definiert werden können. Einteilungskriterien können u.a. sein:

Brandabschnitte und Geschosse

Gebäudegeometrie und Nutzung der Gebäudeteile

(im Kaufhaus z.B. die Verkaufsflächen, die Lagerräume, die Technikräume, die Tiefgarage etc.; im Krankenhaus z.B. die Patientenstationen, der Untersuchungsbereich, der OP-Bereich etc.)

Melde- und Alarmierungsbereiche der BMA

Alarmorganisation

Schutzbereiche von Löschanlagen

Rettungswege und Entfluchtungsplanung

Bereiche, die durch einzelne sicherheitsrelevante Einrichtungen versorgt werden (z.B. Lüftung).

Erst durch die Festlegung von Funktionsbereichen werden komplexe Bauwerke und deren BFSM beherrschbar. Es sollten daher die Anzahl der Funktionsbereiche soweit sinnvoll begrenzt werden. Im Allgemeinen wird es erforderlich sein, die endgültige Anzahl und Einteilung der Funktionsbereiche nach Erstellung des Entwurfes der Brandfallsteuertabelle – ggf. auch mehrfach – anzupassen.

5.9.3 Brandfallsteuermatrix-Konzept

Das Brandfallsteuermatrix-Konzept (BFSM-Konzept, auch als Funktionale Steuermatrix bezeichnet) sollte auf der Grundlage des Brandschutzkonzeptes in enger Zusammenarbeit zwischen dessen Ersteller und dem Bauherrn, den Planern der technischen Gebäudeausrüstung, der Genehmigungsbehörde (Bauamt und Feuerwehr) sowie ggf. den ausführenden Firmen erarbeitet werden. Es ist im Planungs- und Realisierungsfortschritt des Bauvorhabens laufend weiter zu entwickeln und zu konkretisieren sowie ggf. anzupassen. Das BFSM-Konzept kann grundsätzlich in allgemein beschreibender, jedoch klar strukturierter Form erstellt werden. Es dient als Grundlage für die Ausführungsplanung und soll der Genehmigungsbehörde die brandschutztechnische Beurteilung des Objektes ermöglichen.

Im Allgemeinen liegen zu diesem Zeitpunkt neben dem Brandschutzkonzept mit der Beschreibung der Schutzziele die folgenden Unterlagen vor:

erste Planungen zur Umsetzung der Schutzziele (durch eine BMA, Löschanlagen, Rauchschutzmaßnahmen etc.),

Entwürfe für die Brandmeldeanlage (Meldebereiche, Alarmierungsbereiche, Alarmorganisation etc.),

Entwürfe für die sicherheitsrelevante technische Gebäudeausstattung (Aufgabe, Lage im Objekt, Art der Auslösung, Verknüpfungen etc.)

Diese Fakten sind im Rahmen der Dokumentation der BFSM festzuhalten. Hierdurch soll gewährleistet werden, dass im Verlaufe der Nutzung des Gebäudes erforderliche Änderungen hinsichtlich ihrer sicherheitstechnischen Auswirkungen richtig eingeordnet werden können.

Auf Grundlage der genannten Unterlagen sind insbesondere zu dokumentieren:

die für die einzelnen Funktionsbereiche geltenden Schutzziele

(z.B. für ein Atrium: Rauchfreihaltung der Rettungswege)

relevante Schadensszenarien

(z.B.: Brand/Rauchentwicklung im Atrium)

die anzusteuernden brandschutztechnischen Anlagen und ihre Anordnung im Gebäude;

(z.B.: Entrauchungsklappen im Dach des Atriums)

die anzusteuernden gebäudetechnischen Anlagen und ihre Anordnung im Gebäude

(z.B.: Aufzüge im Atrium)

die Aktion(en) im Brandfall

(z.B.: öffnen der Entrauchungsklappen und der Zuluftöffnungen; Brandfallfahrt der Aufzüge)

die Art der Auslösung

(z.B.: Ansteuerung durch die BMZ nach Branddetektion durch automatische Brandmelder, zusätzlich Taster an den Zu- und Ausgängen)

zugehöriger Meldebereich der BMA

(z.B.: EG, Atrium und offene Rettungsweg am Atrium 1. bis 7. OG)

Alarmierungs- und Evakuierungsabfolgen für die vorgesehenen Alarmierungsbereiche

(z.B.: Durchsage der SAA: Räumung des gesamten Gebäudes)

sonstige Aktionen die durch anwesende Personen erfolgen sollen und die in die Brandschutzordnung aufzunehmen sind

(z.B.: Hilfestellung für Mitarbeiter mit Behinderungen, Verschließen bestimmter Räume)

zum Zeitpunkt der Erstellung noch offene Fragen oder Konsultationserfordernisse und – nach Klärung und Entscheidung – Einarbeitung der Ergebnisse

(z.B.: Welche Aufgaben müssen die Brandschutzhelfer bei diesem Szenario übernehmen?)FunktionsbereichBrandfallsteuermatrixBrandfallsteuermatrixFunktionsbereich

Hinweis:

Die oben dargestellten Abläufe sind lediglich willkürlich gewählte Beispiele und stellen nicht die Gesamtheit der ggf. zu initiierenden Aktionen dar.

Wenn die Brandmeldung örtlich nicht sicher zugeordnet werden kann, dies kann z.B. die Auslösung eines Handfeuermelders sein, der nicht zwingend im betroffenen Funktionsbereich liegen muss, sind u.U. bestimmte Aktionen zu unterlassen bzw. zu sperren. Dies wird dann sinnvoll sein, wenn mit Ablauf der gesamten Aktionen schwerwiegende Eingriffe in Betriebsabläufe verbunden sind oder wenn unvermeidbare Fehlalarme erwartet werden. Einige Beispiele sind in Abbildung 5-36 enthalten.

Des Weiteren sollte das Brandfallsteuermatrix-Konzept eine ausführliche Dokumentation der autark und/oder über Handbetätigung auslösenden Brandschutzeinrichtungen enthalten. Hierzu gehören u. A. Feststellanlagen für Brand- und Rauchschutztüren, die über die zugehörigen Rauchmelder angesteuert werden oder nur manuell auszulösende Löschanlagen z.B. in Küchen oder Laboren.

5.9.4 Qualitative Brandfallsteuermatrix – BrandfallsteuertabelleBrandfallsteuermatrixQualitative ~Qualitative BrandfallsteuermatrixBrandfallsteuertabelle

Sobald das Konzept für die BFSM ausreichend entwickelt ist, ist ein Entwurf der Qualitativen Brandfallsteuertabelle (Q-BFSM, auch als Brandfallsteuertabelle – BFST – bezeichnet) zu erarbeiten. Diese ist in Form einer Matrix zu erstellen. Im Folgenden wird die in VDI 3819 [5.88] beschriebene Form dargestellt, in der

die Signalquellen (Aktivatoren) in den Spalten

die Signalsenken (Aktoren) in den Zeilen

angeordnet werden (VDI 6010-2 [5.87] verfährt genau andersherum, beide Darstellungsweisen sind jedoch grundsätzlich gleichwertig). Ist eine Verknüpfung bestimmter Aktivatoren mit bestimmten Aktoren erforderlich, wird dies im entsprechenden Matrixelement gekennzeichnet (ein einfaches Beispiel zeigt Abbildung 5-36).

Die qualitative Brandfallsteuermatrix

listet Aktivatoren (Meldertypen und -abhängigkeiten) und Aktoren (Anlagenkomponenten) auf

(Es ist i. A. angezeigt, zunächst alle Aktivatoren und alle Aktoren für alle Funktionsbereiche vollständig aufzulisten. Eine Zusammenfassung sollte erst erfolgen, wenn der Entwicklungsstand der BFST dies sinnvoll ermöglicht.)

beschreibt detailliert welche Situation zu welchen Reaktionen (Prozessen) führen soll

(z.B. Rauchdetektion in Raum X in Funktionsbereich Y führt zur Aktivierung der Personenalarmierung im Alarmierungsbereich, Rauchgasventilator läuft an, Zulufteinrichtungen werden geöffnet, dynamische Brandfallsteuerung der Aufzüge wird aktiviert, Feuerwehr wird alarmiert)

muss unter Beteiligung der Fachplaner für Brandschutz, Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Gebäudeautomation (GA) erstellt werden

ist hinsichtlich der Vollständigkeit und Zulässigkeit der einzelnen Abhängigkeiten unter Beachtung der jeweiligen Schutzziele fortlaufend kritisch zu überprüfen

kann, falls erforderlich oder sinnvoll, Untermatrizen enthalten (z.B. für die ereignisabhängige Ansteuerung bestimmter Entrauchungseinrichtungen).

ist ggf. durch Pläne zu erläutern bzw. zu ergänzen (z.B. für Meldebereiche, Alarmierungsbereiche, Aktoren)

ist nach Fertigstellung durch einen unabhängigen Brandschutzfachmann hinsichtlich Vollständigkeit und Widerspruchsfreiheit zu überprüfen

Abbildung 5-36:

Beispiel für eine Qualitative Brandfallsteuermatrix (Brandfallsteuertabelle) – Ausschnitt

5.9.5 Quantitative Brandfallsteuermatrix

Auf der Grundlage der Qualitativen Brandfallsteuermatrix ist danach die Quantitative Steuermatrix) zu erstellen. Mit Hilfe der technischen Werkplanungen der ausführenden Firmen werden die Komponenten-Identifikationsnummern der einzelnen am Prozess beteiligten Anlagenteile benannt, ggf. individuelle Anlagenkomponenten (z.B. einzelne Brandschutzklappen in RLT-Anlagen) und/oder Koppler ebenso ergänzt und diesen jeweils die entsprechenden Steuerbefehle zugewiesen.

Beispiel:

Aktivierter Rauchmelder 12-34 der Meldergruppe 12 im Erdgeschoss führt zu Aktivierung des Kopplers ABC der an die Sprachalarmanlage 1 den Befehl <Durchsage „Betriebsstörung im Erdgeschoss“ abspielen> sendet.

Diese Befehlsätze ergänzen die BFST und dienen als Grundlage für deren Umsetzung in die Programmierung der gesamten brandschutztechnischen Steuerungstechnik (Brandmelderzentrale, ggf. Koppler, sicherheitstechnische Gebäudetechnik) im jeweiligen Quellcode.

Nach Abnahme der einzelnen Komponenten dient die Quantitative Brandfallsteuermatrix als Grundlage für eine ganzheitliche Prüfung aller Interaktionen der sicherheitstechnischen Systeme.

5.9.6 Wirkprinzipprüfung

VollprobetextWirkprinzipprüfungUm sicher zu gehen, dass die geplanten Prozessabläufe in jedem einzelnen Szenario auch wirklich ablaufen und die beteiligten Komponenten bestimmungsgemäß zusammenwirken, sollte vor Inbetriebnahme des Gebäudes eine Wirkprinzipprüfung (auch Vollprobetest genannt) nach § 2 MPrüfVO [5.90] und den dazu vorliegenden Prüfgrundsätzen [5.91] vorgenommen werden. Eine Verpflichtung zur Durchführung besteht zwar nur dann, wenn die Genehmigungsbehörde dies gefordert hat, als Qualitätssicherungsmaßnahme auch für den Architekten und den Bauherrn, die letztlich ggf. für die Sicherheit des Gebäudes haften, ist dies aber bei komplexen Gebäuden in jedem Fall sachgerecht.

Im Rahmen der WirkprinzipprüfungWirkprinzipprüfung sollte daher:

für jeden Funktionsbereich

(und falls vorhanden für jeden Melde- und Alarmierungsbereich innerhalb des Funktionsbereiches)

durch Auslösen mindestens eines Aktivators

(falls mehrere Aktivatortypen vorhanden sind – z.B. Rauchmelder, Druckknopfmelder, Auslösung von Löschanlagen – mindestens eines Aktivators je Typ)

der korrekte Ablauf aller geplanten Maßnahmen geprüft und ausführlich dokumentiert werden.

Weitere Einzelheiten zur Durchführung einer Wirkprinzipprüfung findet man z.B. bei Kraft et al. [5.88].

5.10 Sonderfunktionen

5.10.1 Feuerwehr-Bedienfeld

Feuerwehr-BedienfeldAufgrund der Vielzahl unterschiedlicher BrandmeldeanlagenBrandmeldeanlagenFeuerwehr-Bedienfeld BrandmeldeanlagenSonderfunktionen der heutigen mikroprozessorgesteuerten Generation, ist der Feuerwehr nicht mehr möglich, für alle Typen die erforderlichen Bedienungshandgriffe für die Anzeige Abfrage, Rückstellung und Prüfung zu beherrschen. Bedienungshandbücher zu studieren ist im Einsatzfall nicht möglich. Daher werden in der BRD alle BMA mit einem Feuerwehrbedienfeld nach DIN 14661 [5.56] ausgestattet. BrandmeldeanlagenFBF von ~

Dieses Feuerwehrbedienfeld wird über eine SchnittstelleSchnittstellenvon FBF, die in DIN 14661 Anhang A beschrieben ist, an die BMZ angeschlossen. Es zeigt über Leuchtdioden die in Abbildung 5-37 dargestellten Betriebszustände an. Über die dargestellten Bedienelemente können die betreffenden Steuerimpulse an die BMA gegeben werden. Dadurch wird der Feuerwehr auch ohne Mitwirkung des Betreibers der Anlage eine ergonomische und einheitliche Betätigung im Alarmfall und bei Prüfarbeiten ermöglicht.

Abbildung 5-37:

Feuerwehr-Bedienfeld – FBF – nach DIN 14661

5.10.2 Feuerwehr-Schlüsseldepot

FBFFeuerwehr-BedienfeldFeuerwehr-SchlüsseldepotUm der Feuerwehr jederzeit – d.h. auch ohne Mitwirkung des Betreibers – und ohne gewaltsame Zerstörung von Gebäudeteilen (Türen, Fenstern) den Zugang zu Gebäuden, die durch eine BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenFeuerwehr-Schlüsseldepot überwacht werden zu ermöglichen, müssen die erforderlichen Schlüssel oder sonstigen Schließmittel zur Verfügung stehen. Seit längerem werden diese Schlüssel üblicherweise in Feuerwehr-Schlüsseldepots (FSDFSDFeuerwehr-Schlüsseldepot) nach DIN 14675-1 Anhang A [5.18] bzw. VdS 2105 [5.95] deponiert. Die Schlüssel in diesen FSD sind gegen unbefugten Zugriff geschützt und bei einer Brandmeldung für die Feuerwehr schnell erreichbar. Die Anbringung des FSD hat in unmittelbarer Nähe (Umkreis 5 m) des von der Feuerwehr vorgesehenen Zugangs- bzw. Anfahrpunktes vorzugsweise an wettergeschützter Stelle, zu erfolgen. BrandmeldeanlagenFSD

Die Schlüsseldepots FSD 3, der höchsten Sicherheitsstufe nach DIN 14675-1 und VdS 2105, bestehen aus einer massiven Stahlbox, die nach Art eines Tresors in einer Mauerwerks- oder Stahlbetonwand des Gebäudes befestigt wird. Das Schlüsseldepot verfügt über 2 hintereinander angeordnete Türen. Die erste Tür ist gegen Sabotage gesichert, jeder Versuch des Aufbrechens oder Anbohrens wird durch entsprechende Einrichtungen detektiert und führt zu einer Sabotagemeldung, die über die BMA an die Feuerwehr weitergeleitet wird. Diese Tür ist elektromechanisch verriegelt. Bei Anstehen einer Brandmeldung an der BMA wird diese Tür nach dem Arbeitsstromprinzip entriegelt.

Die zweite Tür ist mit einem hochwertigen Schloss versehen, für das nur die Feuerwehr den Schlüssel besitzt (Feuerwehrschlüssel). Alle FSD im Zuständigkeitsbereich einer Feuerwehr haben in der Regel dieselbe Schließung. Hinter der zweiten Tür befinden sich die Objektschlüssel. Dabei ist einer der Schlüssel in ein Schloss eingeführt und dieses verschossen. Die Entnahme dieses Schlüssels, mit dem die übrigen fest verbunden sind, wird ebenfalls über die BMA überwacht. Die Entnahme ohne vorherige Brandmeldung würde wiederum als Sabotage gemeldet werde.

Anmerkung:

Im Zuständigkeitsbereich der Feuerwehr Braunschweig werden diese Schlüssel bei Dienstübernahme von Person zu Person übergeben.

Abbildung 5-38:

Feuerwehr-Schlüsseldepot entsprechend DIN 14675 Anhang C und VdS 2105

Um auch dann ein Gebäude begehen zu können, wenn zwar ein Alarm bei der Feuerwehr eingelaufen ist, jedoch die BMZ das FSD nicht entriegelt hat, kann ein so genanntes Freischaltelement – FSE – eingebaut werden. Dieses besteht aus einem geeignet angebrachten Schlüsselschalter, der mit der oben beschriebenen Feuerwehrschließung versehen ist. Diese Freischalteinrichtung wird mit dem Feuerwehrschlüssel betätigt, löst einen Brandalarm aus und entriegelt damit die äußere Tür des Schlüsseldepots. Eine Fernauslösung durch die zuständige Feuerwehr-Einsatzleitstelle ist zulässig.Freischaltelement BrandmeldeanlagenFreischaltelement

5.10.3 Feuerwehr-Anzeigetableau

Das Feuerwehr-AnzeigetableauFeuerwehr-Anzeigetableau – FATFATFeuerwehr-Anzeigetableau – einer BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenFeuerwehr-Anzeigetableau BrandmeldeanlagenFAT von ~stellt der Feuerwehr im Alarmfall bestimmte Informationen zur Verfügung, ohne dass der Betreiber der Anlage mitwirken muss. Hierzu werden in einheitlicher Erscheinungsform – d.h. insbesondere herstellerunabhängig – die Betriebszustände Betrieb, Alarm, Störung, Abschaltung und Anzeigeebene angezeigt.

Im alphanumerischen Anzeigeteil erscheinen bei Alarm die Nummer der ausgelösten Meldergruppe, die die Nummer des Melders und ein frei wählbarer Text, z.B. "Feuer; 1. OG". Zusammen mit den Feuerwehr-Laufkarten ist damit für die Feuerwehr der Meldebereich, aus dem der Alarm kommt, erkennbar. Die technischen Anforderungen an Feuerwehr-Anzeigetableaus enthält DIN 14662 [5.29].

Abbildung 5-39:

Feuerwehr-Anzeigetableau – FAT – nach DIN 14662

5.10.4 Feuerwehr-Objektfunkanlagen

Als weitere Sonderfunktion kann eine BrandmeldeanlageBrandmeldeanlagenBedienfeld Gebäudefunk nachdem ein Brand detektiert wurde, eine Objektfunkanlage aktivieren (zu Objektfunkanlagen siehe Punkt 9.2). Diese ermöglicht es der Feuerwehr, durch die Nutzung einer aktiven Gebäudefunkanlage ohne Kommunikationsprobleme in das Objekt vorzugehen und die Einsatzaufgaben unter Wahrung der notwendigen Führungsfähigkeit und bei Beachtung der Sicherheit der Mitarbeiter auszuführen.

5.11 Feuerwehr-Laufkarten

In Gebäuden besonderer Art oder Nutzung und in Gebäuden und Anlagen, die auf der Basis von Sonderbauverordnungen errichtet werden sollen bzw. errichtet worden sind, werden zur Kompensation des erhöhten Risikos Brandmeldeanlagen nach CEN/TS 54, DIN 14675-1 und DIN VDE 0833 installiert. Diese sorgen im Schadensfall u.a. für eine schnelle Alarmierung der Feuerwehr.

Damit sich die Einsatzkräfte auch ohne Unterstützung durch ortskundiges Personal im Gebäude orientieren können, fordert DIN 14675-1, Feuerwehr-Laufkarten nach einem einheitlichen Standard zu erstellen. Feuerwehrpläne nach DIN 14095 werden durch diese Laufkarten nicht ersetzt. Feuerwehr-Laufkarten sind Führungshilfsmittel Feuerwehr-Laufkartenzur schnellen Orientierung in einem Objekt oder einer baulichen Anlage. Sie ermöglichen es der Feuerwehr, auch in unbekannten Objekten ausgelöste Brandmelder aufzufinden und werden zur Beurteilung der Lage herangezogen.

Die Gestaltung dieser Feuerwehr-Laufkarten erfolgt in Anlehnung an die DIN 14095 – Feuerwehrpläne für bauliche Anlagen ([5.94], siehe Punkt 9.3), um der Feuerwehr die Nutzung zu erleichtern. DIN 14675-1 gibt in Punkt 10.2 und Anhang I entsprechende Hinweise zur Gestaltung.

Die Größe (A3) und Ausführung (laminiert) der Feuerwehr-Laufkarten sind entsprechend den Anforderungen der Feuerwehren festgelegt. Je Meldebereich ist eine Feuerwehr-Laufkarte an der BMZ vorzuhalten. Die Karten enthalten auf der Vorderseite (Abbildung 5-40) einen Übersichtsplan des Objektes mit Lage der BMZ und ggf. des FSD (Punkt 4.8.2) sowie die Zufahrten und Zugänge zur BMZ.

Auf der Rückseite sind die jeweiligen Meldebereiche und die Zuwege dorthin, ausgehend von der BMZ, dargestellt (Abbildung 5-40). Weiter sind Art und Anzahl sowie Lage der Brandmelder enthalten.

Heute (2021) werden Feuerwehrlaufkarten in der Regel durch Spezialfirmen elektronisch erstellt und können dann auf einem Laptop des Einsatzleiters dargestellt werden. Zusätzlich muss eine Hardcopy aus Sicherheitsgründen jedoch stets an der Brandmelderzentrale verfügbar sein.

Abbildung 5-40:

Feuerwehr-Laufkarte – Vorderseite (in Anlehnung an DIN 14095)

Abbildung 5-41:

Feuerwehr-Laufkarte – Rückseite (in Anlehnung an DIN 14095)

5.12 Überprüfung und Wartung von BMA

Brandmeldeanlagen sind relativ komplexe sicherheitsrelevante Systeme, deren Funktion sowohl für die Personensicherheit als auch für den Sachschutz innerhalb der damit ausgestatteten baulichen Anlagen unabdingbar ist. Wie alle technischen Systeme müssen sie regelmäßig gewartet und bei Bedarf instandgesetzt werden. Sowohl DIN 14675 als auch DIN VDE 0833-2 verpflichten daher den Betreiber der baulichen Anlage für die Wartung und Instanthaltung zu sorgen.

DIN VDE 0833-1 [5.126] gibt vor, Inspektionen bei Brandmeldeanlagen mit Aufschaltung an eine alarmweiterführende Stelle mindestens viermal jährlich in etwa gleichen Zeitabständen durchzuführen. Wartungen/Instandhaltungen sind mindestens einmal jährlich durchzuführen.

Die vierteljährliche Inspektion kann im Rahmen einer Sichtprüfung durch eine eingewiesene Person durchgeführt werden. Dabei sind mindestens durchzuführen:

die Auslösung mindestens eines Melders je Meldergruppe und Kontrolle des Empfangs der Meldung an der BMZ (Fachfirmen prüfen i.d.R. ein Viertel aller Melder)

die Kontrolle der automatischen Brandmelder auf ausreichenden Abstand zu Einbauten und Freiheit von Obstruktionen und Verschmutzungen

Kontrolle der von der Überwachung ausgenommenen Bereiche hinsichtlich der weiterhin erfüllten Voraussetzungen (Punkt 5.8.3)

Die jährliche Wartung und ggf. Instandsetzung ist durch eine zertifizierte Fachfirma durchzuführen. Die Wartung umfasst im Wesentlichen (ZVEI [5.127]):

Prüfung der Energieversorgung (Netzausfall, Batteriekapazität etc.)

Prüfung des Alarmzählers (Falschalarme, Abweichungen/besondere Ereignisse)

Prüfung der Übertragungswege und aller Melder

Funktionsprüfung der Alarmierungseinrichtungen

Sichtprüfung wie oben

Austausch nicht voll funktionsfähiger Komponenten bzw. solcher mit begrenzter Lebensdauer (soweit erforderlich)

DIN 14675 schreibt für automatische Brandmelder vor:

für Melder mit herstellerseitig vorgeschriebenen Prüfverfahren des Ansprechverhaltens den Austausch sobald die zulässigen Abweichungen vom Sollwert überschritten werden

für punktförmige Brandmelder mit Verschmutzungskompensation oder automatischer Kalibriereinrichtung mit Anzeige einer zu großen Abweichung, den Austausch oder eine Werksprüfung- und Werksinstantsetzung nach 8 Jahren

für punktförmige Brandmelder ohne Verschmutzungskompensation oder automatischer Kalibriereinrichtung den Austausch oder eine Werksprüfung- und Werksinstantsetzung nach 5 Jahren

Dokumentation.

Einige Hersteller führen Teile der Wartung auch bereits während der vierteljährlichen Inspektionen durch.

5.13 Brandwarnanlagen

Brandmeldeanlagen nach DIN 14675 mit automatischen Brandmeldern nach DIN EN 54 sind relativ aufwändige technische Einrichtungen, die in der Bundesrepublik verpflichtend nur in Bauten besonderer Art oder Nutzung (vergl. Punkt 5.2) und bei Vorliegen einer erhöhten Brandentstehungs- oder Brandausbreitungsgefahr oder bei Anwesenheit einer erhöhten Anzahl von Personen eingesetzt werden.BrandwarnanlageBWA

Allerdings sind sich alle Fachleute wie auch viele der jeweils Verantwortlichen darin einig, dass für eine Reihe von Risiken ebenfalls Gefahrenmeldeanlagen sinnvoll sind, die Brände detektieren und mittels Internalarm frühzeitig anwesende Personen und/oder geschulte Evakuierungshelfer alarmieren. Zu diesen Risiken gehören insbesondere folgende kleine Sonderbauten:BWAEinsatzgebieteSchutzzielev. BWA

Kindertagesstätten

Wohnheime

Schulen

gemeinsame Wohnformen für Senioren

gemeinsame Wohnformen für Pflegebedürftige oder Behinderte

Beherbergungsstätten mit nicht mehr als 60 Betten

Hierzu geeignete Systeme zur Branderkennung und örtlichen Warnung sind die in DIN VDE V 0826-2 [5.117] beschriebenen Brandwarnanlagen – BWA –, die wie in Abbildung 5-42 dargestellt aufgebaut sind und in erster Linie dem Personenschutz dienen.

Abbildung 5-42:

Aufbau von Brandwarnanlagen nach DIN EN VDE V 0826-2 (Blockschaltung)

Brandwarnanlagen sind somit ähnlich wie Brandmeldeanlagen aufgebaut (Punkt 5.6). Die Verwendung der gleichen Komponenten der DIN EN 54-Reihe ist auch für BWA obligatorisch, jedoch wird ein Ereignis nicht zwingend an die Feuerwehr oder eine andere ständig besetzte Stelle weitergeleitet (vergl. Abbildung 5-3). Auch sind die Anforderungen an die Übertragungswege weniger hoch. Bei Branddetektion informiert die BWA mittels einer Meldung im Klartext eine oder mehrere hausinterne Stellen – z.B. das Schwestern- oder Pflegerzimmer oder den Pförtner – über Art und Ort des Ereignisses. Die betreffenden Personen leiten dann die in der hausinternen Warnorganisation festgelegten weiteren Maßnahmen ein (analog zur Alarmorganisation bei BMA, Punkt 5.8.6).

BWAAufbauAuch für die Warn- und Signalisierungseinrichtungen sind grundsätzlich die gleichen Komponenten wie bei Brandmeldeanlagen zu verwenden, also Hupen, Hörner oder Sirenen nach DIN EN 54-3 [5.115] bzw. optische Alarmierungsmittel nach DIN EN 54-23 [5.116], die über überwachte Übertragungswege anzusteuern sind. Die internen Warnsignale müssen sich von betrieblichen Signalen deutlich unterscheiden und mindestens 10 dB(A) lauter sein als der allgemeine Geräuschpegel. In Ruhebereichen muss der Schallpegel in Ohrhöhe liegender Personen mindestens 75 dB(A) betragen, um einen wirksamen Weckeffekt zu haben. Es kann erforderlich sein, ergänzend zu den akustischen Signalen auch optische und/oder fühlbare Signale zu verwenden, um z.B. auch schwerhörige Personen und/oder solche mit erheblicher Einschränkung des Sehvermögens sicher warnen zu können.BWAWarnsignale

Eine Brandwarnanlage erlaubt auch, zunächst eine „stille Signalisierung“ an hilfeleistende Personen zu senden. Es wird empfohlen, den Empfang der Meldung quittieren zu lassen (z.B. über Pager oder mobile Haustelefone), jedoch bei Ausbleiben der Quittungen aller für die Räumung eingeplanter Personen spätestens nach 60 Sekunden die Warnsignale durch das hausinterne Personal bzw. automatisch zu aktivieren.

BWAstille AlarmierungAlarmierungstille bei BWA

Eine stille Signalisierung sollte zur Vermeidung unkontrollierbarer Reaktionen dann in Betracht gezogen werden, wenn nicht selbstrettungsfähige Personen Hilfe benötigen. Die still alarmierten Helfer müssen in der Wahrnehmung ihrer Aufgaben ausreichend geschult sein, und gezielte Informationen über den Ort des Ereignisses erhalten. Dies kann über eine Verbindung der Brandwarnzentrale – BWZ – zu einer anderen Kommunikationseinrichtung – z.B. einer Rufanlage oder einem Pager-System – erreicht werden (die damit jedoch nicht Teil der BWA wird). Bei der Konzeption der stillen Signalisierung sind die Organisation der Überwachungs- und Warnbereiche sowie die Tageszeit zu beachten (vergl. Punkt 5.8.6). Die Anzahl der in den geplanten Räumungsablauf eingewiesenen Personen muss ausreichen, die Räumung des gefährdeten Bereiches sicherzustellen.

Die vorzugsweise blauen Handfeuermelder einer BWA sind wie bereits in Punkt 5.7.1 beschrieben im Gebäude anzuordnen (es kann in Heimen und Seniorenwohnbereichen erforderlich sein, diese auch für Rollstuhlfahrer erreichbar anzubringen). Automatische Melder sind in jedem zu überwachenden Raum vorzusehen, dabei sollen Rauchmelder nicht mehr als 60 m² und Wärmemelder nicht mehr als 20 m² überwachen. Im Übrigen gelten im Wesentlichen die unter Punkt 5.8.5 dargestellten Regeln, allerdings müssen Zwischendecken nur bei erhöhter Brandlast punktuell überwacht werden.

Die Energieversorgung der BWA incl. der Warn-/Signalisierungseinrichtung ist wie in Punkt 5.6.2 dargestellt auszuführen, jedoch muss das Batterie-/Akkusystem der Sekundärversorgung nur auf eine Überbrückungszeit von 12 Stunden ausgelegt werden. Am Markt sind auch BWA erhältlich, deren Melder und Warneinrichtungen ausschließlich über Funk mit der BWZ kommunizieren und keine externe Energieversorgung benötigen, d.h. ohne jede Kabelverbindung arbeiten [5.118]. Diese Komponenten müssen dann nach DIN EN 54-25 [5.31] ausgeführt sein. Ihre Energieversorgung durch Batterien muss den normalen Betrieb über mindestens 36 Monate gewährleisten und danach noch für 30 Minuten bestimmungsgemäß arbeiten, insbesondere also den vorgeschriebenen Lautstärkepegel der Warneinrichtung erzeugen.

BWAEnergieversorgung

Das unter Punkt 5.12 zur Überprüfung und Wartung von Brandmeldeanlagen ausgeführte gilt für Brandwarnanlagen sinngemäß ebenso.

5.14 Rauchwarnmelder

Auch in reinen Wohngebäuden kann das Sicherheitsniveau der Bewohner durch Rauchmelder erheblich gesteigert werden, daher empfehlen die Feuerwehren mit Hilfe der Brandversicherungen bereits seit vielen Jahren die Installation von Rauchmeldern mit integrierter Alarmeinrichtung – so genannter RauchwarnmelderRauchwarnmelderAufgaben RWM – auch in Wohnungen [5.97]. RauchwarnmelderSchutzzielSchutzzielev. Rauchwarnmeldern

Schutzziel von Rauchwarnmeldern ist ausschließlich der Personenschutz. Der Einsatz von RWM ermöglicht eine frühzeitige Warnung von anwesenden Personen vor Brandrauch und Bränden und ermöglicht so eine frühzeitige Eigenrettung, Alarmierung der Feuerwehr bzw. Brandbekämpfung von Entstehungsbränden. In Großbritannien ist es gelungen, die Anzahl der Brandtoten nach Installation von smoke-alarms in ca. 75 % der Haushalte um rund 40 % zu senken [5.98]. Für Deutschland prognostizieren Wilk et al. eine mögliche Senkung der Todesrate um mindestens ca. 32 % [5.113], belastbare Daten hierzu liegen 2021 noch nicht vor. Nach längerer politischer Diskussion haben bis Ende 2017 alle Bundesländer eine Ausstattungs- bzw. bis auf Sachsen auch eine Nachrüstungspflicht aller Wohnungen – auch in privaten Bestandsbauten – mit Rauchwarnmeldern in die Landesbauordnung eingefügt (hier zitiert nach § 44 (5) NdsBauO [5.99]):

„In Wohnungen müssen Schlafräume und Kinderzimmer sowie Flure, über die Rettungswege von Aufenthaltsräumen führen, jeweils mindestens einen Rauchwarnmelder haben. Die Rauchwarnmelder müssen so eingebaut oder angebracht und betrieben werden, dass Brandrauch frühzeitig erkannt und gemeldet wird. …

Für die Sicherstellung der Betriebsbereitschaft der Rauchwarnmelder … sind die Mieterinnen und Mieter, Pächterinnen und Pächter, sonstige Nutzungsberechtigte oder andere Personen, die die tatsächliche Gewalt über die Wohnung ausüben, verantwortlich, es sei denn, die Eigentümerin oder der Eigentümer übernimmt diese Verpflichtung selbst. … “RauchwarnmelderGesetzliche Grundlagen

Die Meldung/Alarmierung erfolgt nur innerhalb der mit RWM ausgestatteten Nutzungseinheit bzw. – bei vernetzten RWM – innerhalb des überwachten Objektes. Eine Fernalarmierung der Feuerwehr oder einer anderen Hilfe leistenden Stelle erfolgt nicht.

Rauchwarnmelder dürfen des Weiteren auch bei wohnungsähnlichen Nutzungen eingesetzt werden, wenn keine Abweichungen vom Baurecht vorliegen und eine BMA nach DIN 14675 [5.18] und DIN VDE 0833-2 [5.26] baurechtlich nicht gefordert wird, also z.B. bei:

Einfamilienhäusern und Bungalows

Mehrfamilienhäuser mit mehreren Nutzungseinheiten (Wohnungen)

Beherbergungsstätten (Pensionen) mit nicht mehr als 11 Betten

Gartenhäuser und -lauben

Flure und Gänge mit besonderen Gefahren, wie z.B. Fotokopierer, Kaffeeautomaten etc.

(Wohnmobile, Wohnwagen und Sportboote)

Rauchwarnmelderwohnänliche Nutzungen

Rauchwarnmelder nach DIN EN 14604 sind ausdrücklich nicht für den Sachwerteschutz gedacht, können eine bauaufsichtlich geforderte Brandmeldeanlage nach DIN 14675 und DIN VDE 0833-2 nicht ersetzen und dürfen in solche BMA auch nicht eingebaut werden (vergl. z.B. in Punkt 5.7.2 und in ZVEI [5.100]). Analog sollten Rauchwarnmelder (auch vernetzt, s. w. u.) auch nicht in Bereichen eingesetzt werden, für die eine Brandwarnanlage besser geeignet ist (Punkt 5.13).

Als technische Regel für Rauchwarnmeldertechnische RegelnRauchwarnmelder liegt die Produktnorm DIN EN 14604 vor [5.101]. Diese europäische Norm legt Anforderungen, Prüfverfahren und Leistungskriterien für Rauchwarnmelder, die nach dem Streulicht-, Durchlicht- oder Ionisationsprinzip arbeiten, und für die Anwendung in Haushalten und Wohnbereichen vorgesehen sind, fest. Hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit und des Verhaltens bei externen Störeinflüssen etc. werden Rauchwarnmelder genauso geprüft, wie automatische Brandmelder nach der Normenreihe DIN EN 54 (Testfeuer TF 2 bis TF 5, siehe Tabelle 5-4) und müssen dieselben Ansprechkriterien erfüllen.

Da Rauchwarnmelder auch von nicht sachkundigen Personen montiert, geprüft und gewartet werden können (können sollen), sind gegenüber automatischen Brandmeldern nach DIN EN 54 einige Zusatzanforderungen hinsichtlich des ausreichenden Personenschutzes gegen Elektroschock, gegen hohe Temperaturen sowie Entstehung und Ausbreitung von Bränden in DIN EN 14604 enthalten (vergl. auch in [5.102], sowie in VdS 3131 [5.103] und VdS 3515 [5.104]).

In Rauchwarnmeldern sind alle Bauteile, die zur Feststellung von Rauch und zum Generieren eines Alarmsignales erforderlich sind, vorhanden. Hierzu gehört üblicherweise auch eine Batteriestromversorgung, eine externe Stromversorgung ist zugelassen. Interne Stromversorgungen von Rauchwarnmeldern nach DIN EN 14604 müssen für mindestens einen einjährigen Betrieb inklusive regelmäßiger (wöchentlicher) Prüfungen ausreichen. Die Batterie muss durch den Benutzer ausgewechselt werden können, wenn sie nicht für einen mindestens 10-jährigen Betrieb des Rauchwarnmelders ausreicht. Die Batterie muss rechtzeitig, bevor sie außerstande ist, einen Alarm auszulösen, ein entsprechendes optisches und akustisches Störungssignal aussenden.

Die europäische Norm legt die Art der Signalisierung des Alarmzustandes als Hinweis auf eine Rauchdetektion nicht genau fest. In Deutschland eingebaute Rauchwarnmelder sollten eine akustische Signalisierung mindestens am alarmgebenden Rauchmelder selbst abgeben und müssen in 3 m Entfernung einen Schalldruckpegel von 85 dB erreichen. Weitere, z.B. optische oder haptische Alarmierungsmittel (Hörgeschädigten Modul) sind ggf. sinnvoll. Über eine Prüftaste des Rauchwarnmelders muss probeweise ein Alarm ausgelöst werden können, so dass eine Überprüfung der Warneinrichtung(en) möglich ist.

Für RauchwarnmelderRauchwarnmelderAnbringungsregeln gelten ähnliche Anbringungsregeln, wie für automatische Brandmelder nach DIN EN 54 (vergl. Punkt 5.8.5), diese sind DIN 14676-1 [5.105] (oder auch der informative Broschüre [5.106]) zu entnehmen. RWM sind stets an der Decke, aber in jedem Fall mindestens 50 cm von einer Wand oder einem Unterzug oder von Einrichtungsgegenständen entfernt anzubringen. Sofern Unterzüge eine Höhe von 20 cm überschreiten, werden Rauchwarnmelder je Deckenfeld empfohlen. Als Überwachungsbereiche ist je Raum ein Rauchmelder zu empfehlen, sofern die Fläche des Raumes nicht mehr als 60 m² beträgt.

Abbildung 5-43:

Ausstattung von Wohnungen mit Rauchwarnmeldern

Da die Wahrnehmung von Brandrauch im Schlaf deutlich vermindert ist, müssen insbesondere Schlafbereiche, Kinderzimmer und Flure, die als Rettungswege dienen, durch Rauchwarnmelder überwacht werden (Abbildung 5-43). Bei offenen Verbindungen über mehrere Geschosse – Treppenräume in Ein- und Mehrfamilienhäusern oder Galerien – sollte auf jeder Ebene, mindestens jedoch auf der obersten Ebene je ein Rauchmelder installiert werden. Die horizontalen Maximalabstände zwischen zwei Rauchwarnmeldern sollten 15 m nicht überschreiten, bei Stichfluren sollten die Melder nicht mehr als 7,5 m vom Ende des Stichflures angebracht werden. Da RWM für die Anwendung in Küchen nicht geeignet sind, können hier bei Bedarf auch Wärmewarnmelder eingesetzt werden (DIN 14676-1 [5.105], [5.106]). Für Räume mit Feuerstätten sind ggf. Kohlenmonoxid-Warnmelder sinnvoll.

Abbildung 5-44:

Vernetzung von Rauchwarnmeldern über Funk – Beispiel Feuer im Mehrfamilienhaus, 1 Meldelinie je Wohnung, 1 für den Keller und 1 für den Treppenraum

Die regelmäßige Wartung der RWM ist Bestandteil der Rauchmelderpflicht. Die jährliche Vor-Ort-Prüfung, deren Umfang in DIN 14676-1 beschrieben wird, ist notwendig, um die optimale Funktionalität und Sicherheit zu garantieren. Mindestens sind die Alarmfunktion und eine ggf. vorhandene Verschmutzung der Rauchmesskammer zu überprüfen, des Weiteren Batteriezustand und ggf. die Funktion der Vernetzung (Alarmweiterleitung). Die Überprüfung sollte vorzugsweise durch eine gemäß DIN 14676-1 Anhang B zertifizierte Fachkraft für Rauchmelder erfolgen. Die Produktinformationen der meisten Hersteller enthalten allerdings Vorgaben für die Überprüfung, so dass auch Privatpersonen grundsätzlich die Überprüfung durchführen können.

Viele der am Markt erhältlichen Rauchwarnmelder können vernetzt werden (siehe z. B in [5.107]), das heißt, mehrere RWM werden so miteinander verbunden, dass bei Rauchdetektion durch einen der Melder die Alarmierung an allen angeschlossenen Meldern – und ggf. zusätzlich an einer angeschlossenen Empfangs- und Auswerteeinheit – erfolgt (Abbildung 5-44). Dadurch werden alle anwesenden Personen in der ganzen Nutzungseinheit unverzüglich gewarnt, sobald irgendwo Rauch auftritt. Erwachsene Familienmitglieder werden sofort alarmiert, können ohne Zeitverzug reagieren und z.B. Kinder wecken und bei der Selbstrettung anleiten. Assistenzpersonal hat bei frühzeitiger Alarmierung die Möglichkeit, Menschen mit Unterstützungsbedarf, z.B. Senioren oder Gebehinderte, bei der Selbstrettung zu helfen. Die Vernetzung erfolgt über Kabel oder über Funk [5.108], die einzuhaltenden Randbedingungen enthält DIN 14676-1 in Anhang B.

Eine Vernetzung ist insbesondere dann angebracht, wenn die einzelnen überwachten Bereiche im Normalfall durch geschlossene Türen voneinander getrennt sind. Schon eine geschlossene Tür vermindert den Schalldruckpegel um ca. 20 dB(A). Zwei geschlossene Türen können die Lautstärke soweit herabsetzen, dass der beabsichtigte Weckeffekt schlafender Nutzer – für den i.d.R. mindestens 45 dB(A) erforderlich sind (vergl. mit den Anforderungen von 75 dB(A) für die akustischen Signalgeber von BMA, Punkt 5.6.4) – durch den RWM nicht mehr sichergestellt ist.

RWM mit Funkmodul können über die verpflichtenden Anforderungen der DIN EN 14604 hinaus mit der Option kompletter Ferninspektion bzw. Teil-Ferninspektion ausgestattet werden. Durch Nutzung dieser in DIN 14676-1 Kapitel 6 beschriebenen Option können einige wichtige Parameter der RWM über Funk abgefragt werden, so dass eine Vor-Ort-Prüfung nur noch alle 36 Monate erfolgen muss. Seit einiger Zeit bieten manche RWM-Systeme auch Verknüpfungsmöglichkeiten mit dem Smartphone und/oder Smart-Home-Systemen [5.114]. RauchwarnmelderOptionen

5.15 Literaturverzeichnis zu Kapitel 5

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ARGEBAU: Muster einer Verordnung über den Bau und Betrieb von Garagen (Muster-Garagenverordnung) – MGarVO – i. d. F. 2008-05

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DIN EN 50136-2 VDE 0830-5-2:2014-08Alarmanlagen – Alarmübertragungsanlagen und -einrichtungen – Teil 2: Allgemeine Anforderungen an Alarmübertragungseinrichtungen

[5.40]

ARGEBAU: Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsanlagen (Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie MLAR) Fassung 2016-04

[5.41]

E DIN EN 13501-3:2019-08 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 3: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandsprüfungen an Bauteilen von haustechnischen Anlagen und elektrischen Kabeln

[5.42]

Tigges, A.: Alarmierung an und durch Brandmeldeanlagen und deren Leitungswege, Sonderdruck aus s+s report 3 und 4/2002

[5.43]

Schreyer, K.: The new Standard EN 54-25 defines the requirements for radio interconnection for fire Alarm systems, AUBE 09, 14th International Conference on Automatic Fire Detection, Proceedings Vol. 1. S. 89

[5.44]

Bornewasser, D.: Fernalarm – die Alarmierung der Feuerwehr, Sonderdruck aus Alarm 2/99 Zeitschrift der Siemens Gebäudetechnik

[5.45]

Bornewasser, D.: Verbindung zum Hilfeleister – stehend, bedarfsgesteuert oder beides? Sonderdruck aus Alarm 1/99 Zeitschrift der Siemens Gebäudetechnik

[5.46]

Melzener, C.: Die Übertragung von Gefahrenmeldungen an Polizei und Feuerwehr, Essener Sicherheitstage 2003, Tagungsband

[5.47]

Vollenweider, W.: Fading in Indoor Radio Links, AUBE 09, 14th International Conference on Automatic Fire Detection, Proceedings Vol. 1 S. 73

[5.48]

BMU – AMEV Next-Generation-Network 2017

https://www.amev-online.de/AMEVInhalt/Planen/Fernmelde-undIT-Anlagen/NGN/

[5.49]

Schirmer, C., Yeriomin, Y., Seits, J.: Dienste in herkömmlichen Telefonnetzen, VoIP und NGN, http://midas1.e-technik.tu-ilmenau.de/~webkn/Abschlussarbeiten/Hauptseminararbeiten/hs_schirmer.pdf

[5.50]

Telekom 10 wichtigste Fragen zur Umstellung auf den IP-Anschluss https://telekomhilft.telekom.de/t5/Produkte/Die-10-wichtigsten-Fragen-und-Antworten-zur-Umstellung-auf-den/td-p/1915756

[5.51]

BHE – Praxishandbuch Brandmeldetechnik Kapitel 10

https://www.bhe.de/de/Praxisratgeber-Brand

[5.52]

DIN 33404-3:2016-04 Gefahrensignale für Arbeitsstätten; Akustische Gefahrensignale; Einheitliches Notsignal; Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfung

[5.53]

Kupfer, H.: Interne Alarmierung, Technik und Betriebssicherheit, vfdb-Jahresfachtagung 2007, Tagungsband S. 429

[5.54]

Berger, H.: Prüfung von Sprachalarmanlagen, vfdb-Jahresfachtagung 2007, Tagungsband S. 457

[5.55]

DIN VDE 0833-4:2014-10 Gefahrenmeldeanlagen für Brand, Einbruch und Überfall – Teil 4: Festlegungen für Anlagen zur Sprachalarmierung im Brandfall

[5.56]

DIN 14661:2016-11 Feuerwehrwesen – Feuerwehr-Bedienfeld für Brandmeldeanlagen

[5.57]

DIN CEN/TS 54-32:2016-04 (VDE V 0833-4-32:2016-04) Brandmeldeanlagen – Teil 32: Projektierung, Montage, Inbetriebnahme, Betreib und Instanthaltung von Sprachalarmsystemen

[5.58]

DIN EN 54-16:2008-06 Brandmeldeanlagen – Teil 16: Sprachalarmzentralen

[5.59]

DIN EN 54-24:2008-06 Brandmeldeanlagen – Teil 24: Komponenten für Sprachalarmierungssysteme – Lautsprecher

[5.60]

DIN EN 54-4:2015-11 Brandmeldeanlagen – Teil 4: Energieversorgungseinrichtungen

[5.61]

Schifiliti, R.P. et. al.: Design of Detection Systems, in SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2nd Edition S. 4-1

[5.62]

DIN 54-11:2015-09 Brandmeldeanlagen – Teil 11: Handfeuermelder mit Änderung DIN EN 54-11/A1:2006-03

[5.63]

Diewald, P., Lorenz, D.