Ein Gerät, zwei elementare Funktionen
Spezielle Dachventilatoren können zwei Betriebsweisen übernehmen: die Entrauchung und Entlüftung
Große Hallen als öffentlicher Raum oder als Produktionsstätten können ohne Kanalsystem über Dach entlüftet und entraucht werden. Ein besonders wirtschaftliches Konzept ist, beides über das gleiche Ventilationssystem zu realisieren.
Typisches Bild auf ausgedehnten Industriehallen: Dachventilatoren sorgen für die bedarfsgerechte Belüftung. Lichtkuppeln sollen für die natürliche Entrauchung im Brandfall sorgen – die bei Windlasten allerdings nicht sichergestellt werden kann.
Die Installation von Dual-Use Brandgasventilatoren können beides: eine sichere Entrauchung gewährleisten und für den regelmäßigen Luftaustausch in der Halle sorgen.
Die Rettung von Menschenleben und der Schutz von Sachwerten im Brandfall ist kein Experimentierfeld – weder aus ethischer noch aus gesetzlicher Perspektive. Dennoch ist es legitim, bei den dafür notwendigen haustechnischen Installationen nach den wirtschaftlichsten Lösungen zu suchen. Da aufgrund energiesparender Bauweise Gebäudehüllen immer dichter werden, ist neben der maschinellen Entrauchung auch zunehmend eine bedarfsgerechte Entlüftung vorzusehen. Beide Funktionen mit den gleichen Ventilatoren zu erfüllen, kann erhebliche Kosten sparen – sowohl beim Invest als auch im Lebenszyklus des Gebäudes. Wichtig ist dabei aber, dass die Ventilatoren für beide Anwendungsbereiche konstruiert und zugelassen wurden.
Technisch und gesetzlich die niedrigsten Hürden für die Kombination von Entrauchungs- mit Entlüftungsanlagen bestehen bei kanalungebundenen Systemen. Also Ventilatoren, die große Räume wie Industriehallen und öffentliche Gebäude über Dach entlüften. Diese Technik auch für die Entrauchung im Brandfall zu nutzen, reduziert die Menge der zu installierenden Ventilatoren und damit gleichzeitig die Zahl der Dachöffnungen. Das ist vergleichsweise einfach zu realisieren und auf den ersten Blick besonders kostengünstig. Viel größere Einsparungen als bei den Baukosten ergeben sich allerdings bei den Lebenszykluskosten: Die gesetzlich erforderlichen Inspektionen der Brandgasventilatoren und die technisch notwendigen Wartungen der Entlüftungsventilatoren lassen sich beispielsweise zusammenführen.
Aus der Kombination beider Funktionen ergeben sich allerdings spezielle Forderungen, die Planer an die Ventilatortechnologie stellen sollten. Schließlich muss der Ernstfall ebenso abgesichert sein wie die tägliche Anwendung: angenehme Luftverhältnisse für die Gebäudenutzer.
Anforderungen für die Entrauchung
Um die Entlüftung auch für den Wärmeabzug zu nutzen, haben einige das Konzept der „Kaltentrauchung“ in Verbindung mit einer Sprinkleranlage gewählt. Die Idee, dass die Sprinkler den Rauch soweit abkühlen, dass er mit konventionellen Entlüftungsventilatoren abgeführt werden kann, scheint sehr gewagt. Denn es existieren hierfür keine normativen Grundlagen, die eine sichere Auslegung der Ventilatoren ermöglichen.
Eine sichere Alternative ist hingegen, Brandgasventilatoren zu installieren, die auch die Regelbarkeit für eine bedarfsgerechte Entlüftung mitbringen. Das ist mit dem Einsatz leistungsmodulierter EC-Motoren der Fall. Sie reduzieren zudem Energiekosten: EC-Motoren lassen sich ohne Frequenzumformer bedarfsgerecht steuern und nehmen im Vergleich zu AC-Motoren 50 % weniger elektrischen Strom auf.
Generell haben solche Brandgasventilatoren dabei folgende Anforderungen zu erfüllen:
- der Motor muss vom Luftstrom getrennt sein, damit im Brandfall auch hohe Rauchgastemperaturen gefördert werden können,
- neben der Fördermitteltemperatur im Dauerbetrieb muss eine definierte Rauchgastemperatur über 120 Minuten toleriert werden (je nach Anwendung in der Regel 300 °C bis 600 °C),
- der Brandgasventilator muss über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) verfügen.
Brandgasventilatoren mit EC-Motoren lassen sich zudem ideal steuern, um den gewünschten oder geforderten Luftaustausch sicherzustellen.
Anforderungen für die Entlüftung
Die „Technische Regeln für Arbeitsstätten“ (ASR) formuliert Lüftungsstandards für Produktionshallen. Für Aufenthaltsräume im öffentlichen Bereich kann die DIN 1946 Angaben als Grundlage für den erforderlichen Luftaustausch herangezogen werden. Bei der Auslegung der maschinellen Entrauchung bzw. Entlüftung ist jedoch der im Brandschutzkonzept vereinbarte Volumenstrom im Brandfall entscheidend. Die regelbaren EC-Motoren erlauben für die Entlüftung dann geringere Drehzahlen für den passenden Luftwechsel. Ratsam ist, diesen analog der klimatischen Bedingungen des Gebäudestandortes und der Ansprüche der Nutzer an das Raumklima zu regeln. Einflussgrößen auf den Komfort und das Raumklima sind dabei:
- bedarfsgerechter Luftaustausch in Abhängigkeit der Nutzung,
- CO2-abhängiger Luftaustausch,
- Entfeuchtung in warmen Klimazonen,
- konstante Temperaturhaltung,
- keine spürbaren Luftzüge („draft risk“),
- keine Geräuschbelastung durch die Ventilatoren.
Fazit
Wohn- und Zweckgebäude kommen nach heutigem EnEV-Standard in der Regel nicht mehr ohne eine Lüftung aus. Ist die Luft in Arbeitsstätten belastet, fordern die „Technischen Regeln für Arbeitsstätten“ (ASR) zum Schutz der Gesundheit ebenfalls eine kontrollierte Entlüftung. Doch ungeachtet dieser gesetzlichen Vorgaben und ökologischer Überlegungen zwingen die Energiekosten gleichzeitig dazu, effiziente Lösungen für ein angenehmes Raumklima zu realisieren. Die Qualität der Regelungstechnik ist dabei eine der wichtigsten Stellschrauben.
Hersteller Systemair hat einen Dachventilator entwickelt, der zwei Funktionen erfüllt: zur täglichen Bedarfslüftung und im Falle eines Feuers zur Abführung des Brandgases. Nähere Infos zum „DVG EC“ finden sich auf Seite 30 in dieser Ausgabe.
Autor: Harald Rudelgass, Technischer Leiter, Systemair GmbH
Bilder: Systemair
