DE19640537C2 - Sicherheitsanordnung für Hochhäuser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung für Bauten, wie bei­ spielsweise Hochhäuser, Innenfassaden, Atrien, Lichthöfe, Passagen oder ähnliches mit einer Ganzglasfassade.

Für die Feuerwehr ist es ein bekanntes Problem, dass eine Brandbe­ kämpfung nur bis zu einer vorbestimmten Gebäudehöhe möglich ist. Ab einer gewissen Gebäudehöhe ist diese Höhe nicht mehr mit einer Feuer­ wehrleiter erreichbar.

Oberhalb einer Gebäudehöhe von ca. 22 m wird die Brandbekämpfung von einer Leiter aus als nicht mehr möglich angesehen. Gebäude mit einer Höhe der obersten Nutzebene von wenigstens 22 m zählen daher als Hochhäuser. Da im Falle eines Brandes die Brandbekämpfung im Fassa­ denbereich von außen bei Hochhäusern aus den genannten Gründen nicht mehr möglich ist, besteht die Gefahr eines Brandüberschlages im Fassadenbereich von Geschoss zu Geschoss.

Dieses Risiko ist nicht akzeptabel. Die bauaufsichtlichen Vorschriften, ins­ besondere die Hochhausverordnung, fordern daher entsprechende bauli­ che Maßnahmen im Fassadenbereich, um diesem Risiko vorzubeugen. Es ist entweder ein vertikaler Brüstungsbereich von mindestens 1,0 m Höhe in der Qualität W 90 oder eine horizontale Kragplatte mit wenigstens 1,5 m auskragender Länge in der Qualität F 90 nach DIN 4102, Teil 4 gefordert.

Mit Ausnahme von Brandschutzgläsern sind diese baulichen Maßnahmen nur mit nicht-transparenten, d. h. massiven Bauteilen möglich, wie bei­ spielsweise Stahlbeton. Brandschutzgläser sind jedoch extrem teuer.

Daher sind im Hochhausbau entsprechend der Muster-Hochhausrichtlinie und den in allen Bundesländern eingeführten Hochhausrichtlinien Ganz­ glasfassaden, wie sie Bestandteil moderner Architektur sind und die viel­ fältige Vorteile für die Gestaltung, Nutzung und Bauphysik bieten, unzu­ lässig.

Die DE-AS 24 43 813 betrifft Vernetzungen und nichtlineare oder multili­ neare Verleganordnungen mit einer Druckregulierung innerhalb des Sprinklersystems.

Mehrere Versorgungsleitungen zu verwenden ist bekannt und beispiels­ weise in den amerikanischen Sprinklerrichtlinien geregelt. Die DE-AS 24 43 813 bezieht sich auf eine gezielte Drucksteuerung durch Querschnitts veränderungen oder Druckreduziereinrichtungen in einem System, das durch mehre Steigrohre versorgt wird, um durch die besondere Rohr- Auslegung die Rohrleitungsverluste zu minimieren und einen möglichst gleichen Betriebsdruck für alle Löschdüsen zu erhalten.

Aus dem DE-Prospekt "Total Walther Feuerschutz GmbH Köln, Walther­ straße 51, 2.90 "Sprinkler-Anlagen" ist eine Löschmittelversorgung be­ kannt, bei der als Löschmittel Wasser vorgesehen ist.

Aus der DE-Z VFDB 1/86, "Sprinkleranlagen, Überlegungen zu neuen Konzeptionen und deren Anwendung im Anlagenbau", von K. Münch, Seiten 2 bis 10 ist bei Sprinkleranlagen bereits die Verwendung von zu­ sätzlichen Branderkennungsmitteln bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsanordnung für Bauten zur Verfügung zu stellen, welche die brandschutztechnisch sichere Ausbil­ dung von Ganzglas-Fassaden insbesondere im Hochbau erlaubt. Dabei ist es besondere Zielsetzung der Erfindung, durch doppelte Einspeisung je Geschoss oder durch alternierende Geschosseinspeisungen unabhängig vom eventuellen Wartungszustand der Sprinkleranlage entweder jedes Geschoss, zumindest aber niemals 2 aneinandergrenzende Geschosse mit Wasser versorgen können.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Es handelt sich um eine risikoorientierte, spezielle Planung und Kombina­ tion der Löschdüsen im Bezug auf den Abstand untereinander, den Ab­ stand zur Fassade, die Wasserbeaufschlagung und die Auslösecharakte­ ristik. Die Kriterien für die gezielte, risikoabhängige Bemessung orientieren sich dabei am Schutzziel, einen Brandüberschlag im Fassadenbereich zu verhindern, bei Verwendung von an sich bekannten technischen Kompo­ nenten. Ein Kerngedanke ist dabei, die Mittel zur Brandbekämpfung im Fassadenbereich der Ganzglas-Fassade mit einer höheren Dichte anzu­ ordnen. Es ist dabei eine Anordnung geschaffen worden, bei der nicht nur einfache Mittel zur Brandbekämpfung mit einer Löschmittelversorgung vorgesehen sind, sondern es ist eine neuartige Konfiguration mit Kompo­ nenten-Merkmalen geschaffen worden.

Die Erfindung hat den Vorteil einer wesentlichen Steigerung der Schutz­ wirkung und der Sicherheit, so dass die Verwendung von Ganzglasfassa­ den auch im Hochhausbau bei ausreichender Sicherheit möglich ist.

Eine kostengünstige Anordnung erhält man dadurch, dass die Mittel zur Brandbekämpfung Sprinkler sind, insbesondere eine vollflächige Ge­ schosssprinklerung ist. Die Sprinkler weisen dabei in vorteilhafter Weise einen Kennwert von RTI 80 oder weniger auf und die Löschmittelversor­ gung ist vorzugsweise eine Wasserversorgung.

Eine zusätzliche Sicherheit erzielt man dadurch, dass die Löschmittelver­ sorgung wenigstens zwei, insbesondere drei, unabhängige Zuleitungssy­ stem aufweist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei, insbesondere drei aufein­ anderfolgende Stockwerke voneinander unabhängige Zu­ leitungssysteme für die Löschmittelversorgung aufweisen. Die Löschmittelversorgung ist dabei vorzugsweise eine Steigleitung.

Die Sicherheit erhöht sich weiter dadurch, daß die Löschmittelversorgung ein Ringleitungssystem ist, so daß jedes Stockwerk über wenigstens zwei unabhängige Lösch­ mitteleinspeisungen verfügt.

Eine wirksame Schadenseindämmung bei Bränden erzielt man zusätzlich dadurch, daß zusätzlich Branderkennungsmittel vorgesehen sind, welche einen Initialbrand zu einem Zeit­ punkt detektiert, zu dem noch keine ausreichende Wärme­ freisetzung zur Aktivierung der Brandbekämpfungsmittel erfolgt. Diese Branderkennungsmittel sind vorzugsweise Rauchmelder.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Grundrißansicht eines Stockwerkes eines Hochhauses,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt eines Hochhauses mit zwei Steigleitungen,

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Querschnitt eines Hochhauses mit drei Steigleitungen, und

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Querschnitt eines Hochhauses mit einem Ringleitungssystem.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Hochhaus 10 weist eine Ganzglasfassade 12, verschiedene Räume 32 und mindestens ein Treppenhaus 30 auf. Löschmittelein­ speisungen 24, 26 in Form von Steigleitungen versorgen zwei Löschmittelzuführsysteme 20 und 22 mit Löschmittel, wie beispielsweise Wasser. An den Löschmittelzuführ­ systemen 20 und 22 sind in vorbestimmten Abständen Sprinkler 14 angeordnet. Im Fassadenbereich 18 sind die Sprinkler 14 dichter angeordnet als im übrigen Bereich. Zusätzlich sind Rauchmelder 28 vorgesehen. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 hat ein Stock­ werk n zwei voneinander unabhängige Löschmittel- Zuführsysteme 20, 22.

Dieses Sicherheitskonzept erlaubt die brandschutz­ technisch sichere Ausbildung von Ganzglasfassaden im Hochhausbau. Die Schutzqualität von Hochhäusern nach diesem Sicherheitskonzept ist dabei mindestens äquivalent derjenigen von vorstehend beschriebenen, üblichen bau­ lichen Maßnahmen, in der Regel ist die Sicherheit sogar höher.

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem beinhaltet die Komponenten einer risikoangepaßten Sprinklertechnik in Sonderqualität und optional eine Brandfrüherkennung sowie eine Quantifizierung der Evakuierungsqualität. Die beiden letztgenannten Komponenten sind nur in Abhängigkeit von der jeweiligen Risikosituation notwendig und können auch entfallen.

Es ist somit erfindungsgemäß eine Installation zur auto­ matischen Brandbekämpfung beispielsweise unter Verwendung von Wasser vorgesehen. Diesem Wasser können vorzugsweise Zusätze beigemischt werden. Grundsätzlich eignen sich beispielsweise Sprinkleranlagen, Anlagen zur Wasserver­ nebelung u. ä. Installationen. Die Löschanlage wird automatisch, z. B. durch das Überschreiten einer vorbe­ stimmten Grenztemperatur des Auslöselements, aktiviert. In Sonderfällen ist auch eine ergänzende manuelle Aktivierung möglich.

Die Löschanlage 14, 20, 22, 24, 25, 26 wird mit einer dem Risiko entsprechenden Löschqualität und Löschkapazität installiert. Die Qualität der Löschanlage muß insbe­ sondere dem Schutzziel und den Risiken im Fassadenbereich 18 angepaßt werden.

Die Sicherheit der Löschmittelversorgung 20, 22, 24, 25, 26 der Löschanlage muß auch im Falle von Reparaturen, Wartungsarbeiten, Störungen usw. gewährleistet sein. Zur Vermeidung eines Brandüberschlages im Fassadenbereich von Geschoß zu Geschoß wird erfindungsgemäß sichergestellt, daß auch in Extremsituationen niemals zwei aufeinander­ folgende Geschosse ohne Löschmittelversorgung für die Löschanlage sind.

Die Sicherheitsanordnung umfaßt erfindungsgemäß eine vollflächige Geschoßsprinklerung mit Verdichtung im Fassadenbereich 18. Es werden vorzugsweise schnell ansprechende Sprinkler mit einem Kennwert nicht oberhalb RTI 120 eingesetzt. Die Wasserversorgung erfolgt redundant über mindestens zwei getrennt geführte Steig­ leitungen 24, 26 mit alternierender Einspeisung in die Etagen oder durch eine Ringleitung. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Steig­ leitungen als Minimum vorgesehen. Bei einem Ausfall, beispielsweise der Steigleitung 24, sind
ohne Schutz das n - 1, n + 1, n + 3, . . . Geschoß und
mit Schutz das n - 2, n, n + 2, n + 4, . . . Geschoß,
d. h., wenigstens jedes zweite Geschoß verbleibt im Sprinkler-Schutz.

Durch diese hochwertige automatische Brandbekämpfung wird eine sowohl frühe als auch gezielte Bekämpfung von Initialbränden ermöglicht. Ein Initialbrand kann sich dann nicht zu einem kritischen Vollbrand in einem Raum 32 entwickeln, der zu einem Versagen der Glasfassade führt und das Risiko eines Brandüberschlags zum nächsten Ge­ schoß zu Folge hätte. Für den Grenzfall einer inaktiven Sprinklerung wird durch die redundante Löschmittelein­ speisung sichergestellt, daß das über dem Brandbereich liegende Geschoß wieder mit Löschmittel versorgt ist. Dadurch wird selbst bei brandbedingter Zerstörung der Glasfassade eine Brandeinleitung in das darüberliegende Geschoß sicher verhindert. Der Brand bleibt auf das einzelne Geschoß, i. d. R. auf den einzelnen Raum 32 mit inaktiver Sprinkleranlage 20, 22, 14 begrenzt und kann sich nicht über die Fassade in das darüberliegende Geschoß ausbreiten. Eine Brandausbreitung in das über­ nächste Geschoß, welches bei nur doppelter Steigleitung für den angenommenen Störungsfall dann wieder trocken sein könnte, kann bei normaler Geschoßhöhe mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Bei drei unabhängigen Steigleitungen wird dieses Risiko weiter vermindert, da sich zwischen zwei Geschossen mit inaktiver Sprinklerung stets zwei Geschosse mit aktiver Sprinklerung befinden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Steigleitungen 24, 25 und 26 vorgesehen. Bei einem Ausfall, beispielsweise der Steigleitung 24, sind
ohne Schutz das n - 3, n, n + 3, . . . Geschoß und
mit Schutz das n - 2, n - 1, n + 1, n + 2, n + 4, . . . Geschoß,
d. h., immer zwei Geschosse verbleiben im Sprinkler- Schutz zwischen zwei trockenen Geschossen.

Bei einem Ringleitungssystem verfügt jedes Geschoß über zwei unabhängige Löschmitteleinspeisungen 24, 26, wodurch es keine trockenen Geschosse gibt. Insbesondere im Fassadenbereich 18 erhöht die doppelte Anordnung der Sprinkler 14 in zwei unabhängigen Löschmittel-Zuführ­ leitungen 20 und 22 die Sicherheit entsprechend. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Steigleitungen 24 und 26 über die Löschmittelzuführ­ systeme 20, 22 gekoppelt. Bei Ausfall einer Steigleitung verbleibt jeder Sprinkler mit Wasser versorgt.

Zusätzlich ist es möglich, mittels einer risikoangepaßten Anlage zur automatischen Brandfrüherkennung einen Initialbrand bereits in einer Phase zu detektieren, in der noch keine ausreichende Wärmefreisetzung zur Aktivierung der automatischen Brandbekämpfungsanlage 14, 20, 22 erfolgt. In Koppelung mit einer automatischen Alarmierung wird auf diese Initialbrände aufmerksam gemacht und eine wirksame manuelle Bekämpfung rechtzeitig eingeleitet.

Die automatische Aktivierung der Alarmanlage gewähr­ leistet zugleich eine frühzeitige Evakuierung von Personen aus dem gefährdeten Bereich. Die Realisierung der Brandfrüherkennung erfolgt beispielsweise mittels Rauchmelder.

Die Einhaltung vorgeschriebener Rettungsweg-Abmessungen erlaubt für sich alleine noch keine Aussage zu den Evakuierungszeiten. Mittels rechnerischer Simulationsver­ fahren können dieses Evakuierungszeiten für unterschied­ liche Szenarien abgeschätzt werden. Hierbei lassen sich die geometrischen Gebäudesituationen ebenso berück­ sichtigen, wie nutzerspezifische Vorgaben.

Die Realisierung dieser Teilaufgabe erfolgt üblicherweise mittels Computersimulationen unter Verwendung geeigneter Rechenprogramme.

Die wesentliche Komponente der erfindungsgemäßen Sicher­ heitsanordnung ist die besondere Qualität der auto­ matischen Brandbekämpfung. In der Regel handelt es sich hierbei um Sprinkler 14. Erfindungsgemäß werden die Teil­ komponenten Sprinklerverdichtung, schnell ansprechende Sprinkler 14 sowie hohe Sicherheit der Löschmittelver­ sorgung miteinander kombiniert.

In der sinnvollen Verknüpfung dieser drei Komponenten ergibt sich der Effekt einer wesentlichen Steigerung der Schutzwirkung und der Sicherheit. Die einzelnen Komponenten allein würden das angestrebte Schutzziel nicht erbringen. Es handelt sich somit um ein neuartiges Sicherheitskonzept durch neuartige Kombination technischer Elemente mit einer partiellen Verbesserung der Installationsqualität.

Das erfindungsgemäße Sicherheitskonzept ist nicht nur für Hochhäuser und Innenfassaden, sondern z. B. auch für Atrien, Lichthöfe, Passagen u. ä. anwendbar.

Die beiden ergänzenden Komponenten Brandfrüherkennung und Evakuierungsqualität sind optional und erhöhen als flankierende Maßnahmen die Gesamtsicherheit.

BEZUGSZEICHENLISTE

100

Sicherheitsanordnung

10

Hochhaus, Bauten

12

Ganzglasfassade

14

Mittel zur Brandbekämpfung, Sprinkler

16

Löschmittelversorgung

18

Fassadenbereich

20

,

22

Zuleitungssysteme

24

,

25

,

26

Löschmitteleinspeisungen

28

Branderkennungsmittel, Rauchmelder

30

Treppenhaus

32

Zimmer
n Geschoß

Claims (5)

1. Sicherheitsanordnung (100) für Bauten (10), wie beispielsweise Hochhäuser, Innenfassaden, Atrien, Lichthöfe, Passagen oder ähnli­ ches, mit einer Ganzglasfassade (12) dadurch gekennzeichnet, dass

• a) Mittel (14) zur Brandbekämpfung mit einer Löschmittelversorgung (16) vorgesehen sind, wobei die Mittel (14) zur Brandbekämpfung im Fassadenbereich (18) der Ganzglasfassade (12) mit einer höheren Dichte angeordnet sind,
• b) die Mittel zur Brandbekämpfung Sprinkler (14) sind, insbesondere eine vollflächige Geschossspinklerung ist,
• c) die Löschmittelversorgung (16) eine Wasserversorgung ist,
• d) die Löschmittelversorgung (16) wenigstens zwei, insbesondere drei, unabhängige Zuleitungssysteme (20, 22) aufweist,
• e) wenigstens jeweils zwei, insbesondere drei aufeinander folgende Stockwerke voneinander unabhängige Zuleitungssysteme für die Löschmittelversorgung aufweisen,
• f) die Löschmittelversorgung (16) Steigleitungen sind, und
• g) die Löschmittelversorgung (16) ein Ringleitungssystem ist, so dass jedes Stockwerk über wenigstens zwei unabhängige Löschmittelein­ speisungen (24, 26) verfügt.

2. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprinkler (14) schnell ansprechend mit einen Kennwert nicht oberhalb von RTI 120 ausgebildet sind.

3. Sicherheitsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Branderkennungsmittel (28) vorgesehen sind, welche einen Initialbrand zu einem Zeitpunkt detektieren, zu dem noch keine ausreichende Wärmefreisetzung zur Aktivierung der Brandbekämp­ fungsmittel (14) erfolgt.

4. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Branderkennungsmittel Rauchmelder (28) sind.

5. Sicherheitsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Computersimulation optimierte Rettungswege vorgese­ hen sind.