Sicher mit geprüften Komponenten

Druckbelüftungsanlagen (DBA) sorgen im Brandfall für die Rauchfreihaltung wichtiger Sicherheitsbereiche (Treppenhäuser) zur Evakuierung von Personen. Dabei wird im zu schützenden Bereich durch lüftungstechnische Systeme ein kontrollierter Überdruck gegenüber den angrenzenden Räumen, in denen es zu einem Brand gekommen ist, erzeugt. Ein Prüfverfahren, mit dem sich ein Hersteller die Leistungsbeständigkeit und sichere Funktion einer DBA vor dem Inverkehrbringen bestätigen lassen konnte, fehlte bislang. Was sagt dazu die DIN EN 12101 Teil 6?

Wohnhochhäuser haben in den vergangenen Jahren nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden Urbanisierung an Attraktivität gewonnen. Dabei ist eine Verdichtung des Wohnraums nach oben oft die einzige Möglichkeit für mehr Wohnraum.

Mit zunehmender Gebäudehöhe steigen aber auch die Anforderungen an zuverlässige Sicherheitssysteme und den Brandschutz – schließlich unterliegen Hochhausbrände einer eigenen Dynamik. Eine wesentliche Rolle spielen dabei Druckbelüftungsanlagen (DBA). Die Mindestanforderungen an eine DBA werden im Kapitel 6.2 der Musterhochhausrichtlinie und im Anhang 14, Kapitel 8, der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVVTB) definiert.

Brände in Hochhäusern entstehen zwar nicht häufiger als in anderen Gebäuden, sie breiten sich aber, auch aufgrund der besonderen Bauweise in die Höhe, wesentlich schneller aus. Dabei ist es immer der gefährliche Brandrauch, der sich rasch über mehrere Etagen verteilt und somit den Bewohnern zum Verhängnis werden kann. Dieser Rauch kann schlimmstenfalls zum Tod führen. Auf jeden Fall erschwert er aber den effektiven Angriff der Feuerwehr. Für Rettungskräfte ist es so fast nicht mehr möglich, Personen aus dem Gebäude zu evakuieren. Eine sichere Flucht sowie die Möglichkeit, Menschen zuverlässig retten zu können, sind aber unabdingbar und müssen durch technische Maßnahmen gewährleistet werden.

Druckbelüftungsanlagen (DBA)

Druckbelüftungsanlagen als Differenzdrucksystem halten den Treppenraum als sicheren Rettungsweg rauchfrei, sodass Menschen evakuiert und gerettet werden können. Druckbelüftungsanlagen bestehen in der Regel aus drei Grundkomponenten:

• Zuluft und Druckentlastung im Treppenraum (Ventilator, Drucksensoren, Dachkuppel),
• Differenzdruckregelung zwischen geschütztem und ungeschütztem Raum,
• Abluftweg für Druckfreihaltung und Druckentlastung bei geöffneter(n) Tür(en).

Dies scheint zunächst ein nachvollziehbarer und unkomplizierter Aufbau zu sein, dennoch stecken darin einige Fallstricke: Gewerkeübergreifende Zusammenstellungen wie MSR-Regelung der DBA-Komponenten durch den Anlagenerrichter waren bisher nämlich ebenso zulässig wie ungeprüfte und mehr oder weniger „willkürlich“ zusammengestellte Komplettlösungen von Systemanbietern.

Die Wirksamkeit und Betriebssicherheit einer Anlage musste letztlich (nur) durch einen Prüfsachverständigen bestätigt werden – wobei in der Vergangenheit lediglich pauschale Anforderungen an die Anlage, beispielsweise durch die MVVTB oder ein individuelles Brandschutzkonzept, formuliert waren. Ein Prüfverfahren, mit dem sich ein Hersteller die Leistungsbeständigkeit und sichere Funktion einer DBA vor dem Inverkehrbringen bestätigen lassen konnte, fehlte bislang.

Abhilfe sollte hier die DIN EN 12101 „Rauch- und Wärmefreihaltung – Teil 6: Festlegungen für Differenzdrucksysteme – Bausätze“ schaffen. In einer ersten Ausgabe aus dem Jahr 2005 wurden Grundlagen für die Prüfung von Druckbelüftungsanlagen bereitgestellt, um deren Funktion im Einsatz im Gebäude zu gewährleisten.

Bei der DIN EN 12101 Teil 6 handelte es sich um eine mandatierte, harmonisierte europäische Norm, die in den Mitgliedsländern den Status einer nationalen Norm erhalten musste. Außerdem befasste sich die Norm umfassend mit der Planung und Definition von Schutzzielen im realen Gebäude, nicht aber mit der Regelung einer Bausatzprüfung. Dieses Manko wurde 2020 nach einigen Jahren und umfangreichen Überarbeitungen mit einer neuen Ausgabe der EN-Norm korrigiert. Im November 2022 wurde diese Ausgabe als DIN EN 12101 Teil 6 in Deutschland eingeführt. Die ursprünglichen Inhalte zum Thema Planung und Schutzziele sind im November 2022 in einem neuen Teil 13 der Normenreihe DIN EN 12101 „Rauch- und Wärmefreihaltung – Teil 13: Differenzdrucksysteme – Rauchschutz-Druckanlagen (RDA) – Planung, Bemessung, Einbau, Abnahmeprüfung, regelmäßige Funktionsprüfung und Instandhaltung“ übertragen worden. Somit widmet sich jetzt der Teil 6 der Norm ausschließlich der Prüfung der Systeme und besonderer Bauteile. Dadurch gibt es erstmals die Möglichkeit, die gemeinsame Funktion der relevanten Bauteile einer Druckbelüftungsanlage auf die schnelle Reaktion der Druckregelung unter normierten Bedingungen im Prüfstand zu prüfen.

Vor- und Nachteile geprüfter Systeme und Komponenten

Wie zuvor erwähnt, bietet die aktuelle DIN EN 12101 Teil 6 erstmals die Möglichkeit, die gemeinsame Funktion der relevanten Bauteile einer Druckbelüftungsanlage auf die schnelle Reaktion der Druckregelug unter normierten Bedingungen auf einem Prüfstand zu prüfen. Allerdings ist eine Übertragung der Ergebnisse auf reale Gebäude nur eingeschränkt möglich. Parameter wie Thermik, Türgrößen, Druckverluste und natürlich auch die korrekte Umsetzung der Anlage können im Prüfstand nicht simuliert werden, so dass der Abnahmetest auf der Baustelle unverzichtbar ist und bleibt.

Test nach Anhang A

Anhang A befasst sich mit Bausätzen von Druckbelüftungsanlagen. Unter dem Begriff „Bausatz“ (oder „Kit“) werden verschiedene Bauteile zusammengefasst, die gemeinsam Funktionen von Druckbelüftungsanlagen übernehmen können. Die Funktionen in den Bausätzen 1 bis 3 (Bausatz 1: Federkraftklappe, Bausatz 2: elektrisch betätigte Klappe, Bausatz 3: Zuluftventilator) beschränken sich auf das „Überdrucksystem“ im Druckraum (Treppenraum).

Die weitergehende Funktion der Luftabführung nach der Türdurchströmung wird nicht beschrieben. Die notwendigen Funktionen für ein umfassendes Differenzdrucksystem mit Zuluft- und Abluftweg muss unter Bausatz X definiert werden.

In den Bausätzen, die bei der Prüfung eingesetzt werden, sind unterschiedliche Bauteile enthalten. Bauteile, die einen variablen Einfluss auf den Lufttransport haben und somit an der Druckregelung beteiligt sind, müssen im späteren Einsatz identisch zur Prüfung verwendet werden. Hierzu gehören im Wesentlichen:

• Ventilatoren,
• Frequenzumrichter,
• Druckregelklappen,
• Drucksensoren inklusive Anbindung an die Steuerung,
• Auswertung der Drucksensoren,
• Ansteuerung der Druckregelorgane (Frequenzumformer, Druckregelklappen).

Statische Bauteile, die nicht aktiv an der Druckregelung beteiligt sind, sind gegebenenfalls im Prüfaufbau enthalten, gehören aber nicht zum Umfang eines geprüften Bausatzes. Hierzu zählen zum Beispiel die Entrauchungsklappe im Abluftweg oder eine Dachkuppel der Druckentlastung.

Test nach Anhang B

Anhang B beschreibt den Test einer Regelklappe, die unter Temperatureinfluss den Abluftvolumenstrom regelt. Diese Heißgasregelklappe kann an unterschiedlichen Stellen im Abluftsystem eingesetzt werden. Sie kann als Ersatz für die Drehzahlregelung des Abluftventilators oder in Ergänzung dazu eingesetzt werden.

Im Rahmen der Prüfung wird die Reaktionsschnelligkeit der Klappen bei den gewählten Temperaturen geprüft. Hierbei muss nachgewiesen werden, dass die Klappe innerhalb von drei Sekunden reagiert. Nach dem Schließen der Tür wird die Druckdifferenz gemessen, die für maximal drei Sekunden überschritten werden darf.

Um den Brandgasventilator während der Prüfung nicht regeln zu müssen, werden zwei Heißgasregelklappen parallel angeschlossen und wechselweise aufoder zugefahren.

Test nach Anhang C

Der Anhang C sieht die Prüfung eines Brandgasventilators als schnell regelnde Einrichtung vor. Der Brandgasventilator ist inklusive Frequenzumrichter nach DIN EN 12101 „Rauch- und Wärmefreihaltung – Teil 3: Bestimmungen für maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsgeräte“ mit fester Drehzahl geprüft. Im Rahmen der Prüfung wird unter identischer Temperaturbelastung im Brandofen die Drehzahl des Ventilators in einem festgelegten Zyklus verändert. So soll der Betrieb des Brandgasventilators an einem Abluftschacht einer Druckbelüftungsanlage simuliert werden.

Vor- und Nachteile geprüfter Systeme und Komponenten

Die aktuelle DIN EN 12101 Teil 6 bietet erstmals die Möglichkeit, die gemeinsame Funktion der relevanten Bauteile einer Druckbelüftungsanlage auf die schnelle Reaktion der Druckregelug unter normierten Bedingungen im Prüfstand zu prüfen. Allerdings ist eine Übertragung der Ergebnisse auf reale Gebäude nur eingeschränkt möglich. Parameter wie Thermik, Türgrößen, Druckverluste und auch die korrekte Umsetzung der Anlage können im Prüfstand nicht simuliert werden, so dass der Abnahmetest auf der Baustelle unverzichtbar ist und bleibt. Andererseits haben Fachplaner nun die Möglichkeit, auf geprüfte Komponenten und Systeme zurückzugreifen.

Das erleichtert die Auswahl eines Anbieters von DBA auf dem etwas unübersichtlichen Markt ganz erheblich – wenngleich beachtet werden muss, dass nur die geprüften Bauteile (bis hin zum Schaltschrank mit den darin enthaltenen Komponenten) auch zum Einsatz kommen.

DIN EN 12101 Teil 6 – ein Gamechanger?

Ein Beispiel aus dem Produktsortiment von TROX X-FANS GmbH: Die Leistungsdaten, die in der aktuellen Norm als Grundlage für Prüfungen beschrieben werden, werden schon lange in DBA eingesetzt und entsprechen so dem Stand der Technik. Mit anderen Worten: Wenn ein Hersteller die Technik, die bereits in den letzten Jahren eingesetzt wurde, auch für die Prüfung verwendet, unterscheiden sich geprüfte und nicht geprüfte DBA im Grundsatz nicht.

Bei X-FANS hat die Beschreibung einer Heißgasregelklappe am Brandgasventilator nach Anhang B zur Fertigstellung und erfolgreichen Prüfung dieser Komponenten geführt – zuvor war eine solche Klappe nicht vorgeschrieben. Ventilator und Frequenzumrichter nach Anhang C wurden nicht verändert. Auch die Prüfung des Systems nach Anhang A hat keine Änderung im DBA System erforderlich gemacht.

Insgesamt bleibt abzuwarten, wie viele Hersteller ihre Systeme und Komponenten für die Erreichung der Prüfziele nach DIN EN 12101 Teil 6 anpassen werden. Letztlich wird der Markt zeigen, welche Hersteller mit geprüften Systemen und Komponenten weiterhin auf dem Markt agieren.

Für die Zukunft ist wichtig, dass insbesondere geprüfte Systeme und Komponenten zum Einsatz kommen. Leider ist aufgrund der langen Bearbeitungszeit das Mandat abgelaufen, sodass es sich bei der DIN EN 12101 nicht mehr um eine mandatierte, harmonisierte europäische Norm handelt – eine CE-Kennzeichnung ist daher momentan nicht möglich.

Autor: Oliver Holstein, Leitung Vertrieb bei TROX X-FANS GmbH