Neues Whitepaper Technik zu Lichtkuppeln und RWA-Anlagen

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bauplaner 05/2022
Brandschutz und Sicherheitstechnik
Arbeitshilfen und Bücher
Anlagen und Systeme
Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind wichtige Komponenten von Brandschutzmaßnahmen im Wohnbau wie im Nichtwohnbau. Sie bestehen häufig aus natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräten.

Bei natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräten (NRWG) handelt es sich beispielsweise um Lichtkuppeln oder Öffnungsklappen in Lichtbändern, die mit einer Steuerzentrale, Tastern zur manuellen Auslösung und Zuluftöffnungen kombiniert sind. NRWG werden meist netzunabhängig elektrisch oder pneumatisch angetrieben. Der Rauchabzug selbst erfolgt ohne Ventilatoren durch thermischen Auftrieb. 

Schutzziele von RWA-Anlagen
Das Baurecht geht zunächst davon aus, dass die Schutzziele Personenschutz, Umweltschutz und Nachbarschaftsschutz auch ohne Rauchabzugsanlagen gewährleistet werden können. Für Standardgebäude, die nur der jeweiligen Bauordnung und keiner Sondervorschrift (für Industriebauten, Versammlungsstätten, Verkaufsstätten u. ä.) unterliegen, müssen häufig keine spezifischen Maßnahmen zum Rauch- und Wärmeabzug getroffen werden. Bei weitergehenden Schutzzielen und ab gewissen Gebäudegrößen sowie nutzungsabhängig werden jedoch Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) gefordert. 

Anforderungen an RWA
Eine RWA weist folgende Komponenten auf: Rauch- und Wärmeabzugselement, Öffnungsaggregat, Branderkennung, Steuer-, Auslöse- und Bedienelemente, Energieversorgung. Dazu kommt gegebenenfalls eine Zuluftversorgung. Eine Rauch- und Wärmeabzugsanlage gewährleistet eine raucharme Schicht in Bodennähe oder hält das Gebäude während eines Brandes weitgehend rauchfrei. Dazu führt sie Wärme ab und schützt so die Gebäudekonstruktion. Die Leistungsanforderungen an eine RWA-Anlage sind  

  • Flucht- und Rettungswege raucharm halten – zur Selbst- und Fremdrettung von Personen, zur Brandbekämpfung beitragen
  • Feuerüberschlag verhindern
  • das Innere des Gebäudes vor Rauchbeaufschlagung schützen
  • Brandschäden durch Brandrauch an Bauteilen und Anlagen verringern
  • die Wärmebeanspruchung von Bauteilen und Anlagen reduzieren (Standfestigkeit, Gebäudeerhalt)

Systeme zur Rauch- oder Wärmefreihaltung
Natürliche Rauchabzugsanlagen (NRA) sind Elemente in der Gebäudehülle, die sich öffnen lassen. Das sind beispielsweise Lichtkuppeln, Klappen, Fenster oder Türen. Bei diesen handelt es sich in der Regel um Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (NRWG). NRA zeichnen sich durch Einfachheit und einen Volumenstrom aus, der durch den thermischen Auftrieb mit der Branddauer zunimmt. NRA sind jedoch nur für eingeschossige Gebäude bzw. für Treppenhäuser geeignet. 

Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA) wiederum benötigen einen motorischen Antrieb (z. B. Ventilatoren). Die Entrauchung kann direkt oder mittels Entrauchungsleitungen erfolgen. Die Ventilatoren führen die Brandgase mit einem konstanten Volumenstrom nach draußen ab. Eine entsprechende Luftzufuhr muss sichergestellt werden. MRA kommen zum Einsatz, wenn eine natürliche Entrauchung nicht möglich ist. Das kann bei innen liegenden Räumen der Fall sein (z. B. Kino) oder in mehrstöckigen Industriegebäuden. 

Rauchschutzdruckanlagen (RDA)
schützen Räume im Brandfall mit einem kontrollierten Überdruck gegen Raucheintritt. Durch RDA zu schützende Räume sind: Flucht- und Rettungswege in Hochhäusern, Sicherheitstreppenräume, Schleusen, Korridore, Flure, Sonderaufzüge. Angewendet werden RDA beispielsweise in Ausstellungs- und Messegebäuden, Veranstaltungs- und Verwaltungsgebäuden, Bahnhofsgebäuden, Flughäfen, Hotels, Freizeit-zentren, Einkaufs- und Erlebniszentren oder Großbauten mit multifunktionaler Nutzung. Wärmeabzüge (WA) meinen Wand- oder Dachflächen, die entweder offen sind oder im Brandfall durch Abschmelzen oder Zerstörung Öffnungen freigeben und dadurch zu Wärmeabzugsflächen werden. Sie werden erst im Brandverlauf als Rauchabzugsflächen aktiv. Meist werden vorhandene Fenster oder Dachoberlichter zusätzlich als Wärmeabzugsflächen eingesetzt. 

Projektierung von RWA-Anlagen
Die Bemessung von RWA-Anlagen wird für NRA in DIN 18232, Teil 2 geregelt. Für MRA wird sie in Teil 5 dieser Norm behandelt. Sondervorschriften kommen je nach Anwendungsfall zum Tragen. Weitere Regelungen können von der Bauaufsichtsbehörde vorgegeben werden. Bei der Bemessung muss zunächst das Schutzziel definiert werden, worauf die allgemeinen Auslegungs- und Projektierungsparameter zu klären sind. Für NRA müssen die nötigen aerodynamisch wirksamen Lüftungsflächen und für MRA die notwendigen Volumenströme in m³/h ermittelt werden. Überdies sind zu beachten: bauliche Gegebenheiten, Raumgeometrien, Nutzung des Objektes bzw. der jeweiligen Abschnitte (Brandlasten), rauchgasarme Zonen oder Bereiche sowie maximal zulässige Rauchschichttemperaturen.

RWA-Anlagen im Treppenhaus
Für RWA-Anlagen im Treppenhaus gelten die Landesbauordnungen. Diese schreiben vor, dass Treppenhäuser mit einem Rauchabzug, einer Rauchabzugsvorrichtung oder einer Öffnung zur Rauchableitung ausgerüstet sein müssen. Innen liegende Treppenräume, die nicht unmittelbar an einer Außenwand liegen (allseitig von Wohnungen oder Büroräumen umgeben), müssen mit einer Rauchabzugsvorrichtung ausgestattet werden. Außen liegende Treppenräume, die mit mindestens einer Seite an eine Außenwand angrenzen, in der zu öffnende Fenster eingesetzt sind, müssen ab einer bestimmten Gebäudehöhe/Geschossanzahl mit einer Rauchabzugsvorrichtung ausgestattet werden.

Lichtkuppeln und Lichtbänder
Als Bauelement besteht eine Lichtkuppel aus dem Kuppelkunststoff und einem Aufsatzkranz aus Metall oder Kunststoff. Lichtkuppeln können lüftbar oder starr (nicht zu öffnen) sein. Sie werden bevorzugt als NRWG in ein RWA-Konzept einbezogen. Als Sonderform der Lichtkuppel können Glaspyramiden gelten, die ebenso zu öffnen sein können. Lichtkuppeln bestehen entweder aus Polymethylmethacrylat/Acrylglas (PMMA), Plexiglas, Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PETG) oder Polyesterharz (GF-UP/GfK).

Normung und Vorschriften
Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind unerlässliche Komponenten von Brandschutzkonzepten. Die Regelungen für Rauch- und Wärmeabzugsanlagen via Vorschriften (MVV TB, MBO, LBO), Sondervorschriften (z. B. Muster-Industriebaurichtlinie, Versammlungs- und Verkaufsstättenverordnung) sowie europäischer Produkt- und nationaler Anwendungsnormen sind unübersichtlich. In der MVV TB sind die in Deutschland einzuhaltenden Mindestwerte für alle wesentlichen Merkmale von Natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräten aufgeführt. Die MVV-TB stellt in Konsonanz mit europäischem Recht nicht mehr Anforderungen an die verwendeten Produkte, sondern an Bauwerke und Bauarten, in denen die Produkte eingebaut werden. Diese Regelungen werden in den Landesbauordnungen und den Sonderbauvorschriften konkretisiert, ebenso wie die Anwendungs- und Bemessungsnormen der Reihe DIN 18232 die europäischen Normen für Deutschland konkretisieren.

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