Brandlastsenkende Maßnahmen und vorbeugender Brandschutz bei der technischen Infrastruktur von Bürogebäuden

Inhaltsübersicht

1 Kurzdarstellung

2 Arbeit
2.1 Vorbemerkungen
2.2 Grundlegendes
2.3 Ausgangssituation
2.3.1 Brandrisken von PVC-isolierten Kabeln und Leitungen sowie Rohren
2.3.2 Personengefährdung durch PVC
2.5 Untersuchungen an einem Objekt
2.5.1 Vorbemerkungen
2.5.2 Installation der Räume
2.5.3 Gebäudeangaben
2.5.4 Büroausführung
2.6 Ansatz der Möglichkeiten der Brandlastsenkung
2.7 Untersuchung über die Möglichkeiten der Brandlastreduktion
2.7.1 Brandlast der Leitungen je Büro
2.7.2 Brandlast der Netzwerkverkabelung je Büro
2.7.3 Brandlast des Kabeltragsystems der Büros
2.7.4 Bürogesamtbrandlast-Vergleich „herkömmliche – dezentrale Installation“
2.7.5 Brandlast der Büroanspeisungen, der Etagen- sowie der Netzwerkverkabelung
2.7.6 Versorgung der Etagenverteiler und der Netzwerk-Steigverkabelung
2.7.7 Gesamtbrandlast-Vergleich
2.7.8 Mengenvergleiche
2.7.9 Schlussfolgerung
2.8 Sonstige Brandschutzmaßnahmen
2.8.1 Vorschriftsgemäße Leiterdimensionierung und Sicherungszuordnung
2.8.2 Richtige Typenwahl
2.8.3 Erdung, Blitzschutz, Überspannungsschutz
2.8.3.1 Erdung
2.8.3.2 Blitzschutz
2.8.3.3 Überspannungen
2.8.3.3.1 Die Ursachen
2.8.3.3.2 Galvanische Einkopplung
2.8.3.3.3 Induktive Einkoppelung
2.8.3.3.4 Kapazitive Einkopplung
2.8.3.4 Schutz
2.8.4 Brandschutz durch Fehlerstrom-Schutzschalter
2.8.5 Brandschutz durch Fehlerstrom-Überwachung
2.8.6 Fünfleitersystem
2.8.7 Bussystem und Heizungssteuerung
2.9 Installations- und gerätetechnische Vorschläge, basierend auf den Untersuchungsergebnissen
2.9.1 Fünfleitersystem
2.9.2 Schienenverteiler
2.9.2.1 Allgemeines
2.9.2.2 Anwendungsbereich
2.9.2.3 Normen
2.9.2.4 Planung
2.9.2.5 Aufbau
2.9.2.6 Komponenten
2.9.2.6.1 Schienenkasten
2.9.2.6.2 Abgänge
2.9.2.6.3 Zubehör
2.9.2.7 Montagezeit und –kosten
2.9.2.8 Anpassungsfähigkeit
2.9.2.9 Brandschutz/Brandverhalten
2.9.2.10 Betriebssicherheit – Qualität
2.9.2.11 Wirtschaftlichkeit
2.9.3 Energiebussysteme
2.9.3.1 Allgemeines
2.9.3.2 Reduktion von Kosten, Mengen und Brandlast
2.9.3.3 Etagenverkabelung
2.9.3.3.1 Energiebus System Hager-Tehalit
2.9.3.3.2 Flachkabelsystem (Dätwyler/Woertz)
2.9.4 Brüstungskanal
2.9.4.1 Stahlblech-Installationskanal
2.9.4.2 Kanalsteckdose
2.9.4.3 Zubehör/Brandschutzpolster
2.9.5 Brüstungskanal-Verkabelung
2.9.5.1 Rundkabelsystem mdm
2.9.5.1.1 Komponenten
2.9.5.2 Verkabelungs-System WAGO Winsta / Hager-Tehalit
2.9.5.3 Flachkabelsystem (Dätwyler/Woertz)
2.9.5.3.1 Komponenten
2.9.5.3.2 Verlegung
2.9.5.3.3 Brandverhalten
2.9.5.3.4 Kostenbetrachtung
2.9.5.3.5 Zukunftssicherheit
2.9.6 Allgemeine Bemerkungen zum Brandschutz
2.9.6.1 Fehlen von Brandlastangaben in Katalogen
2.9.6.2 Bewußtseinsbildung

Teil III
3.1 Bilder, Zeichnungen, Beilagen:
3.2 Fußnotenverzeichnis
3.3 Literaturverzeichnis
3.4 Lieferantenverzeichnis

1 Kurzdarstellung

In modernen Bürobauten wird an die technische Infrastruktur ein hoher Anspruch gestellt.

Mehrere Bereiche sind hier für das Wohlbefinden der darin arbeitenden Personen, für das zuverlässige Funktionieren der Geräte, für einen niedrigen Energieverbrauch und für geringe Betriebs- und somit Folgekosten zu beachten.

Ein Aspekt hat aber in letzter Zeit besonders an Bedeutung gewonnen:

Der vorbeugende Brandschutz

Beleuchtet sollen in dieser Arbeit brandlastsenkende Maßnahmen unter folgenden Aspekten werden:

Installation der Räume

Energieversorgung und Verteilung

Datenverkabelung

Sonstige Brandschutzmaßnahmen

Errichtungsvorschläge

Die Vorgangsweise für die Erzielung guter und zeitgemäßer Lösungen, und deren kostenrelevanten Belange welche eine Realisierung nicht scheitern lassen, ist im folgenden Projekt detailliert beschrieben.

Auch sollen Denkanstösse für das Vorbeugen gegen mögliche Fehler gegeben werden.

2 Arbeit

2.1 Vorbemerkungen

Aus der Erfahrung von vielen Ausschreibungen und der Mitarbeit an einer großen Zahl von Gebäudeplanungen kam wurde mir klar, dass ein Systemdenken bei Planungen nicht in dem Maße verbreitet ist, wie es aus technischer und wirtschaftlicher Hinsicht notwendig wäre.

All zu oft werden die in Gebäuden eingebauten System singulär betrachtet und auch in den einzelnen Gewerken ist ein übergreifendes Denken und Planen heute noch nicht alltäglich.

Diese Arbeit soll einen Anstoß dazu geben.

2.2 Grundlegendes

Die heutige Leicht- und Mischbauweise mit einem hohen Anteil an Holz, Kunststoff, Gipskarton, Glas und Stahl stellt an den Brandschutz in Gebäuden ganz besondere Anforderungen.

Durch diese Bauweise sind nur mehr wenige Leitungen unter Putz oder in Beton verlegt.

Bei einem Brand ist sehr schnell die technische Infrastruktur miteinbezogen.

Erschwerend kommt hinzu, dass auch die heute verwendeten Materialien für die Heizungs-, Wasser- und Abwasserinstallation einen hohen (brennbaren) Kunststoffanteil am Rohr- und Isoliermaterial haben.

Im Bereich der Elektroinstallation ist besonders stark der Zuwachs an Daten- und Kommunikationsleitungen zu beobachten, welche mittlerweile einen sehr hohen Anteil an der Brandlast ausmachen.

In den letzten Jahren wurde ganz besonders kritisch der Kunststoff PVC betrachtet, daher auch dazu eine kurze Übersicht.

2.3 Ausgangssituation

2.3.1 Brandrisken von PVC-isolierten Kabeln und Leitungen sowie Rohren

In den vergangenen Jahren haben mehrere große Brände, bei denen Kabel und Leitungen betroffen waren, für Aufsehen und beträchtliche Schäden gesorgt.

Folgende Brände mit PVC-Kabeln und Leitungen sind bekannt:

Telefonvermittlung der Telekom, Düsseldorf, 1988

Kunsthalle Düsseldorf, 1988

U-Bahn Düsseldorf, 1991

Deutscher Dom in Berlin, 1994

Klinikum Aachen, 1995

Flughafen Düsseldorf, 11. April 1996 (17 Tote, 88 Verletzte^[1] )

Ausgehend von diesen spektakulären und großen Schaden anrichtenden Bränden, bei denen auch Personen betroffen waren, konnten Anstrengungen festgestellt werden, solche Vorkommnisse in Zukunft hintan zu halten beziehungsweise deren Auswirkungen zu minimieren.

Die deutsche Musterbauordnung 96 (MBO) erfuhr nach dem Flughafenbrand, in einer Sitzung am 4./5. Dezember 1997 eine Änderung und wurde zur MBO 1997.

Eine der wichtigsten bekannten Aktivitäten ist die neue MLAR (= Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsanlagen) in der Fassung aus dem Dezember 1998 der Bundesrepublik Deutschland welche in der Zwischenzeit aktualisiert wurde und als MLAR März 2000 nach wie vor Gültigkeit hat.

Auch die DIN 4102-12 (= Norm zur Kabelanlage mit Funktionserhalt) wurde überarbeitet und mit Dezember 1998 gültig.

In Österreich hat der Brand in der Standseilbahn von Kaprun am 11. November 2000 mit seinen 155 Toten ein generelles Thematisieren des Brandschutzes nach sich gezogen.

So sind bundesweit wesentlich genauere Kontrollen zu bemerken und bei Neubauten ist das Thema Brandschutz nun mit einem anderen Stellenwert zu erkennen.

In der Elektrotechnikverordnung 2002 (222. Verordnung, ausgegeben am 13. Juni 2002, ETV 2002) sind mit der Thematik „Brandschutz“ folgende österreichischen Vorschriften für bindend erklärt:

ÖVE/ÖNORM E 8007/A1:2001-02-01 (Starkstromanlagen in Krankenhäusern und medizinisch genutzten Räumen außerhalb von Krankenhäusern),

ÖVE/ÖNORM E 8001-4-50:2001-05-01 (Brandgefährdete Räume),

ÖVE/ÖNORM E 8001-4-58:2001-05-01 (Bauliche Konstruktionen aus oder mit brennbaren Baustoffen sowie Hohlwände),

ÖVE-EN 2 Teil 1 bis 6 und Teil 8:1993-02, ÖVE-EN 2 Teil 1a:1994-06 und ÖVE-EN 2 Teil 7: 1994-06 (Starkstromanlagen und Sicherheitsstromversorgung in baulichen Anlagen für Menschenansammlungen)

Aber nicht nur die Gesetzgeber und Normungsgremien sondern auch die Hersteller und deren Dachorganisationen haben erkannt, dass der Brandschutz (und damit der Schutz von Personen) verbessert werden kann und muss.

So hat der „Verband der Kabel- und Leitungsindustrie Österreichs“ im Juli 2001 die Errichter und Betreiber von Anlagen in einem Schreiben^[2] davon informiert, dass „seit mehr als zwanzig Jahren Kabel und Leitungen mit über den Standard hinausgehenden Eigenschaften für den Brandfall“ angeboten werden, doch „diese bisher nur in wenigen, durch Vorschriften erzwungenen Fällen zur Anwendung“ kommen.

In dem Schreiben wird weiters darauf hingewiesen, dass auf europäischer Ebene die Kabelindustrie an diesbezüglichen Vorschriften und Prüfungen arbeite welche für die Aufnahme von „Kabeln und Leitungen mit verbesserten Eigenschaften im Brandfall“ in die „Bauprodukten Richtlinie (CPD)“ vorgesehen sind.

Diese Arbeiten sollten 2001 abgeschlossen sein, die Umsetzung in nationales Recht sei aber nicht vor 2005 möglich.

Es sei „der österreichischen Kabel- und Leitungsindustrie daher ein Anliegen bereits jetzt, bevor ähnliche Unglücksfälle neuerlich Leid und Schaden bringen, Empfehlungen für die Verwendung höherwertiger Kabel und Leitungen auszuarbeiten“.

Es wird auf die Web-Site „www.kabel-vereinigung.at“ verwiesen, wo Empfehlungen zu finden wären.

Dort ist für den gegenständlichen Fall zu finden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Interessant ist die Feststellung, dass „das Brandrisiko hoch sei und die entstehende Säure ... die Funktionalität der Anlagen in kurzem Zeitraum nachhaltig schädigen“ kann.

Es wird mit keinem Wort die Gefährdung der in den Büros anwesenden Personen erwähnt.

Auch der Ansatz „Viele Ihnen bekannte Kabeltypen können durch Einsatz von halogenfreien Werkstoffen entscheidend verbessert werden“ stellt nur einen Lösungsansatz dar.

Der größte österreichische Elektro-Rohrhersteller Dietzel-Univolt bewirbt seine halogenfreien Elektrorohre wie folgt:

„Rauchgasvergiftung. Nein Danke!

Die meisten Verletzungen und Todesfälle werden durch das Einatmen ätzender und toxischer Rauchgase verursacht. Bei herkömmlichen Elektro-Rohren aus Kunststoff kommt es im Brandfall zu Gasbildung, die bei Menschen zu bleibenden Gesundheitsschäden führen können.

HFT-Rohre von Dietzel-Univolt sind die sicherste und einzige sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Rohren. Denn die von Dietzel-Univolt für die Herstellung halogenfreier Installationssysteme eingesetzten Kunststoffe enthalten kein Chlor und keine Schwefelstoffe und bieten daher entscheidende Vorteile. Wie z.B. wesentlich geringere Toxizität und keine ätzenden Rauchgase. Weiters kann bei HFT-Rohren keine Bildung von korrosiven und säurehaltigen Gasen entstehen. ... HFT-Rohre verringern auch die Rauchdichte. ... Der Einsatz von HFT-Rohren ist überall dort zu empfehlen, wo die Sicherheit und der Schutz von Menschen und anlagen im Vordergrund stehen, z.B. bei ... Flughäfen, Krankenhäusern oder Schulen. So macht Dietzel aktiven Brandschutz.“^[3]

Die Aussage „ HFT-Rohre von Dietzel-Univolt seien die sicherste und einzige sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Rohren“ kann so nicht stehen gelassen werden, da sie nur den Materialwechsel als Alternative betrachtet.

Die Brandlast ist bei halogenfreien Rohren von Dietzel-Univolt in etwa gleich groß wie jene der PVC-Rohre, es wird daher auch eine vergleichbare Gasmenge, wenngleich in anderer Zusammensetzung und weniger rußend, zu erwarten sein. Für Menschen ungiftig wird sie nicht sein!

Ein Vergleich^[4]:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Laut VdS Schadensverhütung im Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V.^[5] führen die mit 13% an den Bränden beteiligten Mängel an Elektroanlagen die Statistik vor den Brandstiftungen (10%) an.^[6]

In Deutschland sterben rund 600 Menschen jährlich an Bränden, 95% der Brandtoten an den Folgen der geruchlosen Gase Kohlenmonoxid und Kohlendioxid^[7].

Ziel diese Arbeit ist es, aufzuzeigen, dass mehrere unspektakuläre Maßnahmen den Brandschutz entscheidend verbessern können.

2.3.2 Personengefährdung durch PVC

Im Brandfall (etwa bei Elektrorohren und Leitungen) entstehen aus PVC korrosive Salzsäure, krebserregende Dioxine und eine Reihe weiterer gefährlicher Substanzen.

Beim Großbrand am Düsseldorfer Flughafen am 11. April 1996 hat PVC einen wesentlichen Beitrag zum Entstehen der extrem giftigen Dioxine und Furane während des Brandes geleistet^[8].

PVC macht ein Feuer zum Chemieunfall!^[9]

Greenpeace schreibt:

„Die bei PVC-Bränden freigesetzten Gase verursachen nicht nur oben genannte Langzeitschäden - sie zeigen auch akute Auswirkungen:

Gefährlicher Rauch belastet die Brandopfer:

Kohlenmonoxid (CO) birgt bei Bränden meist die größte unmittelbare Gefahr für die Menschen. Bei PVC-Bränden kommt jedoch als zusätzliches Brandgas Chlorwasserstoff hinzu, der mit Wasser Salzsäure bildet. Aus Untersuchungen der letzten Jahre ist klar ersichtlich, daß Chlorwasserstoff als stark reizendes Gas zu einer deutlichen Erhöhung der Brandgastoxizität beiträgt. Die ätzende Wirkung der Salzsäure auf Augen und Lunge beeinträchtigt darüber hinaus stark die Fluchtfähigkeit der Menschen.

Undurchdringlicher Rauch erschwert die Flucht:

Auch die Dichte des Brandrauchs entscheidet mit darüber, wie schnell Personen aus einem Gebäude flüchten können und wie erfolgreich die Feuerwehr Rettungsmaßnahmen und Brandbekämpfung durchführen kann.

PVC entwickelt einen extrem dichten Rauch aus Ruß und Chlorwasserstoff-Aerosolen, der dem Rauch verbrennender Autoreifen gleichkommt. Dieser ist etwa acht mal dichter als der von halogenfreien Kabeln. So kann schon 1 Kilogramm PVC rund 500 m³ Raumvolumen (z. B. eine Wohnung von 200 m² Fläche) vollständig verqualmen.

Ätzender Rauch führt zu Folgeschäden:

Beim Abbrennen von einem Kilogramm PVC-Kabeln werden ca. 250 Gramm Chlorwasserstoff freigesetzt. Die gebildeten Brandgase und Brandkondensate sind daher ätzend: Sie weisen pH-Werte von 0-3 auf und sind damit bis zu 1.000.000-fach saurer und korrosiver als bei halogenfreien Kabeln (pH-Werte von 4-6).

Da sich PVC bei Temperaturen um 200-300°C unter Abspaltung von Chlorwasserstoff zersetzt, bildet es auch schon bei Schmor- und Schwelvorgängen korrosive Brandgase.

Der Salzsäurenebel wird durch Hitze-Thermik vom Brandherd weggetrieben und kann durch Lüftungsschächte und Treppenhäuser auch in nicht betroffene Gebäudebereiche gelangen.

Die Salzsäure zerstört durch Korrosion vor allem Metalloberflächen, Maschinen sowie elektrische und elektronische Anlagen. Aber auch die Gebäudesubstanz ist betroffen: Salzsäure kann in Stahlbeton eindringen und im schlimmsten Fall die Festigkeit des Betons herabsetzen.

Die Folgeschäden durch Korrosion an elektronischen Anlagen und der Gebäudesubstanz übertreffen oftmals die eigentlichen Brandschäden um ein Vielfaches.“

Die Berliner Zeitschrift „Die Zeit“ berichtete am 2. Mai 1996:

„Flughafenbrand in Düsseldorf: Moderne Sicherheitstechnik hätte Todesopfer verhindert

Von ANATOL JOHANSEN

Bonn - Technische Möglichkeiten, die heute längst vorhanden sind, den Bauherren öffentlicher Gebäude bislang aber noch nicht bindend vorgeschrieben werden, hätten die Todesfälle beim Düsseldorfer Flughafenbrand verhindern können. Dies ergibt sich aus detaillierten Ausführungen, die Professor Wolfram Klingsch, Lehrstuhl für Baustofftechnologie und Brandschutz an der Universität Wuppertal, jetzt vor der Wissenschafts-Pressekonferenz (WPK) in Bonn machte.

. Umdenken müßte man auch im Bereich der Isolierungen von Kabeln, deren Abbrennen in Düsseldorf dazu führte, daß sich erstickender Rauch sowie ätzende Salzsäure und giftiges Dioxin entwickelten. Unter Umständen könne man auf die Isolierungen sogar vollständig verzichten, meinte Klingsch. Statt dessen könne man in den Zwischendecken auch unverkleidete Stromschienen einsetzen. Diese Technik sei bereits zugelassen, von den Prüfbehörden abgenommen und nach seiner Meinung auch sicher.“

Der größte österreichische Elektro-Rohrhersteller Dietzel-Univolt bewirbt seine halogenfreien Elektrorohre wie folgt:

„Rauchgasvergiftung. Nein Danke! Die meisten Verletzungen und Todesfälle werden durch das Einatmen ätzender und toxischer Rauchgase verursacht. Bei herkömmlichen Elektro-Rohren aus Kunststoff kommt es im Brandfall zu Gasbildung, die bei Menschen zu bleibenden Gesundheitsschäden führen können.

HFT-Rohre von Dietzel-Univolt sind die sicherste und einzige sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Rohren. Denn die von Dietzel-Univolt für die Herstellung halogenfreier Installationssysteme eingesetzten Kunststoffe enthalten kein chlor und keine Schwefelstoffe und bieten daher entscheidende Vorteile. Wie z.B. wesentlich geringere Toxizität und keine ätzenden Rauchgase. Weiters kann bei HFT-Rohren keine Bildung von korrosiven und säurehaltigen Gasen entstehen. ... HFT-Rohre verringern auch die Rauchdichte. ... Der Einsatz von HFT-Rohren ist überall dort zu empfehlen, wo die Sicherheit und der Schutz von Menschen und anlagen im Vordergrund stehen, z.B. bei ... Flughäfen, Krankenhäusern oder Schulen. So macht Dietzel aktiven Brandschutz.“^[10]

Die Rauchdichte (nach ASTM E-662) von PVC-Rohren gibt Dietzel mit 650 – 1000 und jene von HFT-Rohren (HFIR grau) mit 400 – 480 an.

Der Sauerstoff-Index von PVC-Rohren wird mit 42% und jener von HFIR grau mit 31% angegeben.^[11]

2.4 Rechtliche Situation

Vorgaben für die Höhe der zulässigen Brandlast in Fluren und Rettungswegen können den Vorschriften ÖVE-EN 2 Teil 1 bis 8:1993-02, A2.2.2.2.2 entnommen werden.

Dort wird eine Brandlast von 7 kWh je m²-Bodenfläche zugelassen, bei Verwendung von halogenfreien und im Brandfall verbesserten Leitungen kann auf den doppelten Wert (14 kWh/m²) gegangen werden.

In der TRVB S 123 (Brandmeldeanlagen)/1996+1998 wird die Ausnahme der Überwachung von Deckenzwischenräumen unter Punkt 3.1.3. zugelassen, wenn die Brandlast kleiner 25 MJ/m² (ca. 7 kWh/m²) ist , so ferne Leitungen für Sicherheitsanlagen wie z.B. Melderkabel, Notbeleuchtung, elektroakustische Anlagen vorhanden sind, muss die Brandlast kleiner 15 MJ/m² (4,17 kWh/m²) sein.

Da diese Ausnahme eine große Kostenersparnis (Wegfall von Meldern, Parallelanzeigen, Revisionsöffnungen) in Errichtung und Betrieb darstellt, ist deren Nutzung anzustreben.

In der Elektrotechnikverordnung 2002 (222. Verordnung, ausgegeben am 13. Juni 2002, ETV 2002) sind mit der Thematik folgende österreichischen Vorschriften für bindend erklärt:

ÖVE/ÖNORM E 8007/A1:2001-02-01 (Starkstromanlagen in Krankenhäusern und medizinisch genutzten Räumen außerhalb von Krankenhäusern),

ÖVE/ÖNORM E 8001-4-50:2001-05-01 (Brandgefährdete Räume),

ÖVE/ÖNORM E 8001-4-58:2001-05-01 (Bauliche Konstruktionen aus oder mit brennbaren Baustoffen sowie Hohlwände),

ÖVE-EN 2 Teil 1 bis 6 und Teil 8:1993-02, ÖVE-EN 2 Teil 1a:1994-06 und ÖVE-EN 2 Teil 7: 1994-06 (Starkstromanlagen und Sicherheits-Stromversorgung in baulichen Anlagen für Menschenansammlungen)

In der Bundesrepublik Deutschland gibt es mit der MLAR März 2000 (Musterleitungsanlagenrichtlinie von der Fachkommission Bauaufsicht der Bundesministerkonferenz) welche in das jeweilige Landesbaurecht mit unterschiedlichem Umfang aufgenommen wurden.

Diese Richtlinie geht über die in Österreich geltenden Vorgaben zum Teil erheblich hinaus. So ist zum Beispiel gefordert, andere als Installationen für die Funktionen in „notwendigen Treppen und Fluren“ nicht zulässig sind (MLAR 3.1.2). Für andere Leitungen sind Installationsschächte und Kanäle gefordert, welche besondere Brandschutzqualifikationen aufweisen müssen (MLAR §3.5.1f).

Auch für Verteiler in „notwendigen Gängen“ werden besondere Qualifikationen und Anforderungen an den Brandschutz gestellt (MLAR §3.2.1f).

Aussagen zum Funktionserhalt und zum Brandschutz in Elektroinstallationen sind in der deutschen Musterbauordnung 12/97 (MBO 12/97) enthalten.

Die DIN 4102-12 (= Norm zur Kabelanlage mit Funktionserhalt) wurde überarbeitet und mit Dezember 1998 gültig und behandelt das Thema Brandschutz.

Eine weitere wichtige Norm ist die DIN 4102-9 (= Norm für Kabelabschottsysteme der Feuerwiderstandsklasse S90 für Wand und Decke).

Auch in den Normen DIN VDE 0107 (Starkstromanlagen in Krankenhäusern) und DIN VDE 0108 (Starkstromanlagen und Sicherheitsstromversorgung in baulichen Anlagen für Menschenansammlungen) werden wichtige Aussagen zur Sicherheit im Brandfalle gemacht, deren österreichische Pendants sind schon erwähnt worden.

2.5 Untersuchungen an einem Objekt

2.5.1 Vorbemerkungen

Die Untersuchung basiert auf einem in ähnlicher Konfiguration vom Verfasser geplanten (und durch einen Bauträger errichteten) Objekt, bei dem die dieser Studie zugrunde liegenden Gedanken weitgehend umgesetzt worden sind.

2.5.2 Installation der Räume

Ab der Anspeisung vom Energie-Versorgungs-Unternehmen sollen in dieser Arbeit untersucht werden:

Versorgung der Etagenverteiler über Leitungen oder Schienenverteiler

Etagenverkabelung als herkömmliche Abgangsverkabelung oder als „Energiebus“ mit dezentralen Raumverteilern

Raumverkabelung

Netzwerkverkabelung

2.5.3 Gebäudeangaben

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem 4-etagigen Bürogebäude mit einheitlichen Bürogrößen.

Außer Acht gelassen wurden in der Betrachtung die Allgemeinräume wie Sekretariat, Konferenzbereich, Vortragsraum, Haustechnikraum und ähnliches (Erdgeschoß).

Die Untersuchung beleuchtet das Gros der Räume, in diesem Fall die Büroräume, und deren Versorgung.

Annahme ist weiterhin, dass im Erdgeschoss Allgemeinräume sind, in den 3 oberen Etagen je 10 gleichartige Büros.

Alle Berechnungen zielen daher auf die 3 oberen Etagen mit den insgesamt 30 Büros und deren Versorgung ab.

2.5.4 Büroausführung

Alle Büros sind einheitlich ausgeführt und ausgestattet.

Die Grundfläche ist 3 x 4 m², die Geschosshöhe 3,5 m, die verbleibende Raumhöhe durch abgehängte Decken 2,8 m.

Gangseitig ist die Eingangstüre, außenseitig ein 2-flügeliges Fenster mit darunter befindlichem Heizkörper.

Das Fenster hat einen Fensterkontakt, welcher die Offenstellung (auch die Kippstellung) überwacht, der Heizkörper hat einen Thermoantrieb am Ventil.

Außen ist eine elektrisch betriebene Jalousie als Sonnenschutz montiert.

Unterhalb des Fensters ist ein Brüstungskanal (aus PVC oder Stahlblech) für die Steckdosen und einzelne Elektrokomponenten vorgesehen.

Im Kanal sind 4 Schukosteckdosen und 4 Netzwerksteckdosen montiert.

An der Eingangsseite sind der Lichtschalter (-taster), der Raumtemperaturregler und die Reinigungssteckdose eingebaut.

Die Beleuchtung erfolgt mit 3 Leuchten, deren Leuchtmittel T5-Leuchtstofflampen sind. Im Eingangsbereich ist eine Leuchte als Deckeneinbauleuchte mit DARK 60-Raster und EVG ausgeführt, oberhalb des Arbeitsplatzes sind 2 abgehängte Direkt-Indirekt-Leuchten montiert. Diese beiden Leuchten haben ein regelbares EVG (EVG Dynamic, Eingang 1-10V), in einer Leuchte sitzt zusätzlich ein Kleinlichtregler welcher das Lichtniveau unter beiden Leuchten auf 500 lx konstant hält.

Die Gebäudesystemtechnik ist mit dem Europäischen Installationsbus EIB projektiert, an dem folgende Geräte angeschlossen sind:

Raumtemperaturregler mit 2 Sollwerten (Komfortwert vom Nutzer verstellbar, Absenktemperatur fix eingestellt)

Präsenzmelder zur Erfassung ob der Raum genutzt wird (Heizungsabsenkung) und zum Abschalten des Lichtes bei Überschreiten einer Helligkeitsschwelle beziehungsweise. beim Verlassen des Raumes

Schaltaktor für Licht

Schaltaktor für Jalousie

Schaltaktor für Heizkörper-Thermoantrieb

Sensor für Fensterkontakt

Sensor für Licht- und Jalousieschalter

Die Ausführung des instabus EIB ist in den 2 untersuchten Varianten leicht unterschiedlich.

Die Vorgangsweise für die Erzielung guter und zeitgemäßer Lösungen und deren Kosten, welche eine Realisierung nicht scheitern lassen, ist im folgenden Projekt detailliert beschrieben.

Dies sind insbesondere

die Möglichkeiten der Brandlastreduktion und Brandrisikominimierung

sowie Installations- und gerätetechnischen Vorkehrungen.

2.6 Ansatz der Möglichkeiten der Brandlastsenkung

Ziele sind:

1 Vermeidung von Kunststoffen
2 Reduzierung von Mengen
3 Verwendung anderer Produkte und Materialien beziehungsweise andere Lösungsansätze
4 Abplankung oder Schottung

Zu 1.)

Die Vermeidung von Kunststoffen ist besonders bei den Kabeltragsystemen möglich. So können relativ leicht Kabelwege statt mit Kunststoffrohren mit unbrennbaren Stahlblech-Kabeltassen oder Gitterrinnen ausgeführt werden.
Auch muss hinterfragt werden, ob wirklich Rohre für Abgänge nötig sind und nicht Sammelträger (aus Stahl oder halogenfreiem Kunststoff) auch ausreichen, beziehungsweise andere Leitungsführungen möglich sind (z.B. Schienenverteiler).
Die Energieversorgung eines modernen Bürogebäudes soll aus meiner Sicht aus Sicherheits- und Kostengründen weitgehend aus fabriks- oder werkstattfertigen Komponenten aufgebaut sein. Kabel und Leitungen sollten wegen der Brennbarkeit und hohen Verlegekosten auf das notwendigste Maß reduziert werden.

Zu 2.)

Die Reduzierung von Mengen ist mit einer geschickten Leitungsführung und Dezentralisierung der Verteilung erreichbar.

Auf keinen Fall darf die Mengenreduzierung zu einer Funktionsreduzierung führen.

Zu 3.)

Bei einem Großteil der Installationsmaterialien ist eine Reduktion der Brandlast ohne allzu hohe, in einigen Fällen auch ohne, Erhöhung der Kosten machbar.

So sind zum Beispiel praktisch alle Datenleitungen mit einer halogenfreien Isolation erhältlich, Niederspannungsleitungen (der Bauart A05VV-U (YM-J) oder gleichartig) sind ebenfalls halogenfrei erhältlich (NHMH, NHXMH).

Das Installationsmaterial ist meist ohne Mehrpreis halogenfrei, man muss nur bei der Wahl des Fabrikates genauer schauen (z.B. Rohrschellen und Sammelhalter von OBO Bettermann^[12] sind aus Stahl oder PP, halogenfreie Abzweigdosen haben Spelsberg^[13] oder Hensel^[14] im Normalprogramm).

Zu 4.)

Zu Abplankung und Schottung kann auch die gesicherte Führung von Leitungen in brandschutzgeprüften Kabelkanälen (z.B. OBO Bettermann^[15], Tehalit^[16] ) genannt werden.

Der Einsatz dieser Leitungsführungen ist aus Kostengründen möglichst gering zu halten, ist aber meist noch immer billiger als Zwischendecken oder Abplankungen in gleicher Güte mittels Gipskarton oder Thermax-Platten^[17] vor Ort zu errichten.

Die Senkung der Brandlast und Erhöhung des Brandschutzes kann mit mehreren Maßnahmen und Schritten erreicht werden.

Die nachstehende Untersuchung zeigt die einzelnen Schritte dazu auf.

2.7 Untersuchung über die Möglichkeiten der Brandlastreduktion

Die in den Berechnungen enthaltenen Aussagen sind nachstehend zusammengeführt und gegenübergestellt.

2.7.1 Brandlast der Leitungen je Büro

Für die herkömmliche Installation mit zentralen Etagenverteilern und einer konventionellen Leitungsführung in Kunststoff-Installationsrohren und Kunststoff-Fensterbankkanälen sind mit Gesamtleitungslängen von 43,4 m zu rechnen.

Diese Leitungen haben bei einer PVC-Isolierung eine Brandlast von 19,36 kWh je Büro.

Stellt man die Installationsart in eine „dezentrale“ um, das heißt raumweise Kleinverteiler, so reduziert sich die Länge der Leitungen im Raum auf 35,9 m (-17,28%) und es ergibt sich eine Brandlast von 15,78 kWh.

Das heißt, es verringert sich die Brandlast um 3,59 kWh oder um 18,53%.

Geht man einen Schritt weiter und verwendet halogenfreie Leitungen statt den PVC-isolierten, kann man auch noch die Brandsicherheit erhöhen, da diese ein verbessertes Brandverhalten aufweisen (Bauart NHXMH).

Es wird bei gleicher Leitungslänge (der dezentralen Installation) die Brandlast auf 10,90 kWh reduziert.

Das heißt, die Reduktion auf die Ausgangsbasis beträgt 8,46 kWh oder 43,70% bei Verwendung halogenfreier Leitungen.

2.7.2 Brandlast der Netzwerkverkabelung je Büro

In den heutigen, durch die Informationstechnologie stark beeinflussten Büros spielt die Netzwerkverkabelung eine hohe Rolle in der Leitungslänge und damit auch in der Brandlast.

Der bisher verwendete Kabeltyp Dörfler Dorcolan 6022^[18], bereits ein halogenfreies Produkt, ergibt bei einer Leitungslänge von 29,2 m je Büro eine Brandlast von 11,68 kWh.

Der Einsatz eines neueren Produktes (Dätwyler Uninet 7702)^[19] reduziert die Brandlast auf 5,26 kWh je Büro, das heißt hier wird die Brandlast um 6,42 kWh vermindert oder um 55%.

2.7.3 Brandlast des Kabeltragsystems der Büros

Einen vielfach unterschätzten Anteil an der Brandlast hat das Kabeltragsystem.

Die „Verrohrung“ wird vielfach nicht als Brandlast, und schon gar nicht in der tatsächlichen Höhe, wahrgenommen.

Das Kabeltragsystem der herkömmlichen Installation, Verrohrung mit PVC-Rohren der Type 205 in den Ständerwänden und an der Deckenuntersicht, beziehungsweise einem PVC-Brüstungskanal 70 x 170 mm² an der Fensterfront, kommt auf eine Brandlast von 46,13 kWh.

Das ist erheblich mehr als die darin geführten Leitungen an Brandlast haben (31,04 kWh zu 46,13 kWh), daraus ergibt sich ein Verhältnis von 40,23% Anteil der Leitungen und 59,77% Anteil durch das Tragsystem.

Man kann also sagen, dass hier das Tragsystem um ca. die Hälfte mehr Brandlast hat als die Leitungen.

Überlegt man sich nun eine dezentrale Installationsform und vermeidet zudem einige Rohre durch Verwendung von metallenen Tragbügeln (hier OBO 2031 M/15) aus Stahlblech und verwendet zudem einen Stahlblech-Brüstungskanal statt des PVC-Pendants, so reduziert sich die Brandlast massiv.

Die Brandlast des Tragsystem beträgt nun nur mehr 6,72 kWh.

Das ist eine Reduktion um 39,41 kWh oder um 85,44%.

Angemerkt muss hier werden, dass der letzte Schritt zur Brandlastreduktion (halogenfreie Rohre und Schläuche) auf Grund der derzeitigen Kostensituation nicht betrachtet wurde.

Hier muss erst die weitere Marktentwicklung abgewartet werden.

Allerdings kann, bedingt durch die starke Massenreduktion der dezentalen Installation, der Mehrpreis für die halogenfreien Rohre möglicherweise im Rahmen der üblichen Kalkulation untergebracht werden.

2.7.4 Bürogesamtbrandlast-Vergleich „herkömmliche – dezentrale Installation“

Mit der herkömmlichen Installationsart muss aus den vorgenannten Daten eine Brandlast von 77,17 kWh summiert werden.

Wird die Installationsart auf „dezentral“ geändert und auch das Tragsystem auf weniger Rohr, auf Tragbügel und Stahlblech-Brüstungskanäle umgestellt, so sind nur mehr 27,75 kWh Brandlast im Raum.

Das ist eine Reduktion um 49,42 kWh oder um 64,04%.

Werden zudem halogenfreie Leitungen verwendet so ist eine weitere Reduktion um 7,31 kWh oder um weitere 26,34 % zu erreichen.

Dies ergibt gegenüber der Ausgangssituation eine Reduktion um 56,74 kWh oder um 73,52%.

2.7.5 Brandlast der Büroanspeisungen, der Etagen- sowie der Netzwerkverkabelung

Für die Sicherheit im Gebäude ist die Brandlast in den Gängen wegen der möglichen Beeinträchtigung der Fluchtwege von besonders hoher Wichtigkeit.

Wird jedes Büro vom zentralen Etagenverteiler aus versorgt, so sind für deren Energieanspeisung Leitungen mit einer Länge von 392 m nötig, welche eine Brandlast von 195,83 kWh haben.

Installiert man nun diese Büros „dezentral“, das heißt mit Kleinverteilern je Büro, so kann mit einer „Energiebus“-Verkabelung gearbeitet werden.

Hier werden die Subverteiler durchgeschliffen versorgt.

Die sich dabei ergebenden 90 m Leitungslänge für Bus- und Energie-Leitung haben eine Brandlast von lediglich 66,15 kWh.

Werden auch hier, wie in den Büros schon betrachtet, halogenfreie Leitungen verwendet, kann die Brandlast nochmals um 87,83 kWh reduziert werden.

Im Vergleich zur Ausgangssituation ergibt sich somit eine Reduktion um 153,98 kWh oder um 78,63%.

Die Versorgung der Büros mit den Leitungen der Informationstechnologie benötigt Längen von 280 m je Etage.

Die bisherige Brandlast war 112 kWh, der neue Kabeltyp bringt eine Brandlast von 50,40 kWh in die Gänge.

Das bedeutet eine Reduktion um 61,60 kWh oder um 55 %.

Die Betrachtung des Kabeltragsystems als Brandlast entfällt hier, da auch derzeit schon üblicherweise in Kabeltassen aus Stahlblech verlegt wird und somit keine Reduktion zu lukrieren ist.

Auffällig ist, dass bei Verwendung halogenfreier Installationsleitungen die Brandlast der IT-Verkabelung höher als jene der Energietechnik ist (50,40 zu 41,85 kWh).

Daraus kann gefolgert werden, je ausgefeilter die Elektroinstallation ist, desto höheres Augenmerk muss auch auf eine brandlastarme Leitungswahl und einen dezentralen IT-Netzaufbau gelegt werden.

2.7.6 Versorgung der Etagenverteiler und der Netzwerk-Steigverkabelung

In der herkömmlichen Installationsart werden alle Verteiler vom Hauptverteiler aus einzeln angespeist.

Hier wird mit Leitungen A05VV-U (YM-J) 5x10 mm² gerechnet.

Die sich ergebenden 76,5 m Leitungslänge bringen eine Brandlast von 94,90 kWh.

Will man nun Leitungslängen reduzieren, so kommt man unweigerlich zu Lösungen mit Schienenverteilern. Diese sind meist metallisch umhüllt, somit weitgehend brandlastfrei und haben in regelmäßigen Abständen die Möglichkeit, Abgänge mit Sicherungskästen anzubringen.

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^[1] Kronenzeitung, 10. November 2001, S. 18

^[2] siehe Beilage VKLÖ

^[3] Zeitschrift i-magazin, 12/2002, Seite 29

^[4] Dietzel-Univolt, Elektrorohre und Kabelschutz, Tiefbau-Produkte, Ausgabe 9.2001, Wien

^[5] http://www.vds.de/

^[6] Zeitschrift „Der Elektropraktiker, 3-2003“, S. 162, D-Berlin

^[7] http://www.rauchmelder-lebensretter.de/fs-warum_risik.html

^[8] Presseaussendung der Landeshauptstadt Düsseldorf vom 19. September 1996

^[9] Es geht auch ohne PVC, Greenpeace Information, Wien, 1999

^[10] Zeitschrift i-magazin, 12/2002, Seite 29

^[11] Dietzel-Univolt, Elektrorohre und Kabelschutz, Tiefbau-Produkte, Ausgabe 9.2001, Wien

^[12] OBO Bettermann Halogenfreie Bauteile, D-Menden, Bestell-Nr. 9130489, 3/97F

^[13] Spelsberg Abox und WK-Serie, Spelsberg Katalog 2000, Siblik, Wien

^[14] Hensel Serie KF, Installationsliste Januar 2000, Hensel, D-Lennestadt

^[15] OBO BSS Brandschutzkanäle, OBO Bettermann, D-Menden, Prospekt Bestell-Nr. 9134891 08/2001

^[16] Tehalit FWK „Flucht- und Rettungswege besser schützen“, Hager-Tehalit, D-Blieskastel, 30318/20/5.99

^[17] http://www.isovolta.com/Brandschutz

^[18] Datenblatt Dörfler, in der Beilage

^[19] Gesamtkatalog Dätwyler Kabel + Systeme GmbH, Wien, Stand d-08/2002, S. U-54