EP3853425B1

EP3853425B1 - Mehrgeschossiges gebäude mit sicheren zugangs- und fluchtwegen im brandfall

Info

Publication number: EP3853425B1
Application number: EP19783196.9A
Authority: EP
Inventors: Regli Bernhard
Original assignee: Individual
Current assignee: Bernhard Regli
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2023-10-25
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: EP3626899A1; WO2020056533A1; EP3626899B1; CH715361A1; EP3853425A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrgeschossiges Gebäude mit sicheren Zugangs- und Fluchtwegen im Brandfall gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mehrgeschossige Gebäude ab einer Höhe, die nicht mehr mit der Leiter eines Feuerwehrfahrzeugs erreicht werden kann, stellen im Brandfall besondere Herausforderungen. Einerseits muss verhindert werden, dass ein Brand im unteren Teil des Gebäudes sich frei nach oben ausdehnen kann. Andererseits müssen Personen auch von oberhalb des Brandes am Brand vorbei evakuiert werden können und schliesslich sollen Feuerwehrleute auch den Brand bekämpfen können, was von ausserhalb des Gebäudes ab einer bestimmten Höhe nicht mehr oder nur mit Flugzeugen oder Helikoptern oder anderen Fluggeräten möglich ist.
Im Stand der Technik werden diese Probleme durch Kombinationen von baulichen und technischen Massnahmen gelöst. Um Brände einzugrenzen, werden in vertikaler Richtung Brandschutzsegmente gebildet, die derart abgeschottet werden können, dass der Brand möglichst nicht von einem Segment auf ein nächstes übergreifen kann. Um sichere Fluchtwege zu gewährleisten, werden Rauchschutz-Druckanlagen (RDA) eingebaut, welche die Treppenhäuser rauchfrei halten, damit die zu evakuierenden Personen mit minimalem Risiko vertikal an den Brandzonen vorbei evakuiert werden können. Schliesslich werden speziell konstruierte Feuerwehraufzüge eingebaut, welche der Feuerwehr ermöglichen, sich im Gebäude mit geringer Gefahr und grosser Geschwindigkeit in die Nähe des Brandes zu begeben.
Diese Massnahmen sind aufwändig und kostenintensiv und werden oft erst in einem späten Planungsstadium eingeführt, was jeweils erhebliche Mehrkosten und Verzögerungen verursacht. Oft werden sogar erst bei der Brandschutzabnahme durch die Behörden Probleme entdeckt, die bedingen, dass durch nachträgliche bauliche Massnahmen die gesetzlichen Forderungen erfüllt werden können.
Die CH 704824 A2 offenbart eine Rauchschutz-Druckanlage. Im Brandfall wird über Kanäle Frischluft in die zu schützenden Bereiche eines Gebäudes eingeblasen. Um die Frischluft abzuführen, wird im Brandgeschoss eine Klappe zu einem Abströmschacht geöffnet. Um die Abströmung der Frischluft aus dem Gebäude zu unterstützen, werden der Kamineffekt sowie zusätzlich der Winddruck auf der Luvseite und die Sogwirkung auf der Leeseite des Gebäudes ausgenützt. 1
Die DE102017202543A1 offenbart ein mehrgeschossiges Gebäude mit Kernzonen, wobei eine Brandschutztür zwischen einem Treppenhaus und den Nutzungsflächen vorgesehen ist, wobei im Brandfall eine Tür zwischen der Liftlobby und den Nutzungsflächen über eine Brandfallsteuerung verriegelt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, ein mehrgeschossiges Gebäude mit sicheren Zugangs- und Fluchtwegen im Brandfall zu konzipieren, welches bereits am Anfang der Planungsphase sicherstellt, dass die gesetzlichen Anforderungen vollumfänglich erfüllt werden können, so dass aufwändige nachträgliche Umplanungen und Ergänzungen entfallen.
Diese Aufgabe löst ein mehrgeschossiges Gebäude mit sicheren Zugangs- und Fluchtwegen im Brandfall mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
In den Figuren zeigt:

Fig. 1a: Grundstruktur des Gebäudes, Draufsicht im Schnitt
Fig. 1b: Grundstruktur des Gebäudes, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 2a: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen Brandriegeln, Draufsicht im Schnitt
Fig. 2b: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen Brandriegeln, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 3a: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen und vertikalen Brandriegeln, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 3b: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen und vertikalen Brandriegeln, vereinfachte Seitenansicht im Schnitt
Fig. 4: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen und vertikalen Brandriegeln und RDA-Systeme, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 5: Mündungsbremse, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 6: Detail eines Gebäudes mit Doppelfassade, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 7a: Brandschutztür, Draufsicht im Schnitt
Fig. 7a: Detail der Brandschutztür, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 8: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen Brandriegeln und Schleuse, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 9: Grundstruktur des Gebäudes mit horizontalen Brandriegeln, Schleuse und Wartezone, Seitenansicht im Schnitt
Fig. 10: Grundstruktur des Gebäudes mit Druckausgleichkanälen und Luftkanälen, Seitenansicht im Schnitt

Die Figuren stellen mögliche Ausführungsbeispiele dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden.
Mehrgeschossige Gebäude, insbesondere solche mit einer grossen Anzahl Stockwerke bzw. einer grossen Höhe, weisen sogenannte Kernzonen 1 auf, in welchen Treppenhäuser 11 und/oder Liftschächte 12 für Fahrstühle F untergebracht werden, um den Transport von Personen oder Gütern in vertikaler Richtung zu ermöglichen. Die seitlichen Bereiche der Stockwerke ausserhalb der Kernzone 1 stehen als Nutzungsflächen 2 zur Verfügung und können je nach der gewünschten Nutzung des Gebäudes unterschiedlich eingeteilt und eingerichtet werden (Fig. 1a-b).
Um die Ausdehnung von Bränden in horizontaler Richtung zu begrenzen, werden die Nutzungsflächen 2 von der Kernzone 1 jeweils mit horizontalen Brandriegeln 31 wie z.B. Brandschutzwänden 311 und Brandschutztüren 312a, 312b abgetrennt, die im Brandfall die Ausbreitung des Feuers verhindern (Fig. 2a-b). Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass diese horizontalen Brandriegel 31 neben dem Feuerschutz auch als Abschottung gegen Wasser oder andere Löschmittel dienen, um sicherzustellen, dass die Kernzone 1 jeweils nicht überflutet wird.
Damit auch allenfalls vorhandene giftige Gase und der Rauch des Brandes nicht in die Kernzone 1 eindringen, ist zudem vorgesehen, dass eine Rauchschutz-Druckanlage (RDA) 4 in der Kernzone 1 einen Überdruck erzeugt, damit beim öffnen der Brandschutztüren 312a, 312b keine Gase oder Rauch in die Kernzone 1 eindringen können. Im Stand der Technik werden solche RDA eingesetzt, um Sicherheitstreppenhäuser (Treppenhäuser mit vorgelagerten Schleusen) rauchfrei zu halten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass aufgrund der Zusammenführung von Sicherheitstreppenhaus 11 mit Liftschacht 12 und Liftlobby 13 in einer Kernzone 1, die RDA 4 zusätzlich auch für die Liftanlagen eingesetzt werden kann, so dass die normalen Fahrstühle F auch im Brandfall sicher benutzt werden können. Dies ist nur möglich, wenn der Liftschacht 12 auch gegen Wasser abgeschottet ist. Der grosse Vorteil liegt darin, dass nicht zusätzlich zu den normalen Aufzugsanlagen noch Feuerwehr- und Evakuationsaufzüge notwendig sind, die mit grossen Kosten und Aufwand separat geplant und eingebaut werden müssen und mit zusätzlichen Massnahmen gegen das Eindringen von Wasser, Rauch und Gasen abgeschottet sind oder mit anderen Sicherheitsmassnahmen derart eingerichtet sind, dass insbesondere auch ein Eindringen von Wasser den Betrieb nicht beeinträchtigt oder verunmöglicht.
Um die Ausdehnung von Bränden in vertikaler Richtung zu begrenzen, sind neben den horizontalen feuer- und wasserfesten Brandriegeln 31 auch vertikale feuer- und wasserfeste Brandriegel 32 vorgesehen. Diese können als in horizontaler Richtung eingebaute Geschossdecken 32 gestaltet werden, welche jeweils nach einer bestimmten Anzahl Stockwerke im Bereich der Nutzungsflächen 2 angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass die in horizontaler Richtung angeordneten vertikalen Brandriegel 32 als Zwischengeschosse 32a eingerichtet sind, wobei diese Zwischengeschosse 32a gegenüber den Nutzungsflächen 2 ober- und unterhalb Brandsicher und Wasserdicht abgeschottet sind (Fig. 3a).
Durch die Kombination der horizontalen und vertikalen Brandriegel 31, 32 wird das erfindungsgemässe Gebäude in Segmente aufgeteilt, die vom restlichen Gebäude im Brandfall komplett brandsicher abgeschottet werden: In vertikaler Richtung sind die Nutzungsflächen 2 in mehrere Brandschutzsegmente 2' aufgeteilt, und die Kernzone 1 in mehrere Kernsegmente 1' (Fig. 3b). In einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung weisen die Kernsegmente 1' und Brandschutzsegmente 2' eine Höhe von ca. 70 bis 80 Metern auf. Die Kernzone 1 wirkt als Schacht, welcher die Brandschutzsegmente 2' und Zwischengeschosse 32a in vertikaler Richtung erschliesst.
Jedes Kernsegment 1' ist mit mindestens dem Zwischengeschoss 32a ober- oder unterhalb derart verbunden, dass die RDA 4 für dieses Kernsegment 1' neben dem Treppenhaus 11, dem Liftschacht 12 und einer allfälligen Liftlobby 13 auch noch dieses Zwischengeschoss 32a rauchfrei halten kann. Damit die RDA 4 gut funktioniert und deren Wirkung auch in extremen Wetter- und Windverhältnissen mit unterschiedlichem Luftdruck an verschiedenen Seiten und in verschiedenen Höhen ausserhalb des Gebäudes sichergestellt werden kann, ist empfehlenswert, pro Gebäude mehrere RDA 4 einzusetzen, vorzugsweise eine RDA 4 pro Brandschutzsegment 2'. Bei mehreren Kernsegmenten 1' in einem Gebäude sollten pro Kernsegment 1' auch jeweils separate RDA 4 eingesetzt werden. Damit wird ermöglicht, dass jeweils ein Kernsegment 1' und das dazugehörige Zwischengeschoss 32a, welches ober- oder unterhalb liegt, zumindest teilweise mit einer einzelnen RDA 4 im Brandfall rauchfrei gehalten werden kann.
Die vorgesehene Anordnung hat zudem den Vorteil, dass die RDA 4, sowie die für die RDA 4 benötigten Zu- und Abgänge 41 für die Luft von ausserhalb des Gebäudes in diesen Zwischengeschossen 32a eingebaut werden können. Damit wird erreicht, dass die Nutzungsflächen 2 vollkommen unabhängig von den Brandschutzmassnahmen sind und vom Architekten frei und ohne Einschränkungen geplant werden können.
Die Zwischengeschosse 32a werden bevorzugt als Technikgeschosse 32a gestaltet, die neben der Funktion als vertikale Brandriegel 32 und als Standort für die RDA 4 und für weitere zusätzliche Funktionen genutzt werden können. Für ein optimales Funktionieren der RDA 4 eines Brandschutzsegments 2' oder Kernsegments 1' ist von Vorteil, wenn diese sowohl am oberen als auch am unteren Ende des Brandschutzsegments 2' bzw. Kernsegments 1' auf mindestens zwei Seiten des Gebäudes von dem Rest des Gebäudes abgetrennte Kanäle 41 aufweist, welche je nach Wetter- und Windverhältnissen ausserhalb des Gebäudes entweder als Abström- oder als Nachströmkanäle 41 eingesetzt werden (Fig. 4). Da die Technikgeschosse 32a über die gesamte Gebäudefläche ausgedehnt sind, können problemlos auf jeder Seite des Gebäudes ein Kanal 41 oder mehrere solcher Kanäle 41 angeordnet sein. In oder am Rand jedes Kernsegments 1' sind die Abström- und Nachströmkanäle 41 in vertikaler Richtung mit einem durchgehenden Luftschacht verbunden, wobei auch mehrere solcher Luftschächte um die Kernzone 1 herum angeordnet sein können. In der bevorzugten Ausführungsvariante sind also in jedem Technikgeschoss 32a mehrere Abström- bzw. Nachtrömkanäle 41 auf verschiedenen Seiten angeordnet, wobei diese jeweils einmal für das darüberliegende Kernsegment 1' und einmal für das darunterliegende Kernsegment 1' vorhanden sind.
Wie oben beschrieben ist vorgesehen, dass auf verschiedenen Seiten des Gebäudes Abström- und Nachströmkanäle 41 vorhanden sind. Dadurch, dass diese in verschiedene Richtungen zeigen, kann der Abströmweg je nach Windverhältnissen variieren. Besteht z.B. auf der Westfassade ein hoher Winddruck, kann trotzdem auf der Ost- oder Südseite die Abströmung nach aussen erfolgen. In grossen Höhen, wo die Windbelastung naturgemäss höher ist, oder auch bei extremen Windverhältnissen, kann der Winddruck auf einer Seite so stark sein, dass er auf die Abströmung einen negativen Einfluss hat. Dieser Einfluss kann z.B. durch Turbulenzen oder unerwünschte Druckverhältnisse in den Abströmkanälen 41 verursacht werden. Um solche Einflüsse zu vermeiden, können die Abström- und Nachströmkanäle 41 optional mit einer Mündungsbremse 5 ausgerüstet werden. Eine mögliche Ausführungsform der Mündungsbremse 5 ist in Fig. 5 gezeigt, wobei eine Art zickzack-förmiges Labyrinth mittels fest eingebauter Bauteile in der Nähe der Mündung des Kanals 41 angeordnet ist. Da diese Bauteile keine beweglichen Teile enthalten, sind sie wartungsfrei. Das eingebaute, einseitig wirkende Labyrinth baut die Energie der Windlasten nach innen ab, ermöglicht jedoch immer noch die Funktion als Nachströmöffnung. Die spezielle Formgebung des Labyrinths ermöglicht die laminare Strömung aus dem Abströmkanal 41 ins Freie, ohne die Gefahr, dass durch extreme Windverhältnisse unerwünschte Druckverhältnisse in den Abströmkanälen entstehen können.
Die Gestaltung des Labyrinths kann, wie in Fig. 4 gezeigt, durch eine Kombination von eingebauten Bauteilen mit der äusseren Dimension des Kanals 41 erfolgen, oder auch nur durch eingebaute Bauteile, die unterschiedliche Formen und Dimensionen aufweisen können. Wesentlich ist dabei nur, dass bei entsprechend starkem Winddruck von aussen die Strömung nach innen durch das Labyrinth abgebremst wird, so dass ein Einfluss auf die Druckverhältnisse im Abströmkanal 41 nach Möglichkeit vollständig vermieden wird.
Unabhängig von diesen Abström- und Nachströmkanälen 41 hat jede RDA 4 mindestens einen Zuluftkanal 42 für die Luftzufuhr von aussen, welcher ebenfalls im Technikgeschoss angeordnet ist. Zusätzlich ist innerhalb oder neben der Kernzone 1 ein Zuluftschacht 43 (separat vom Luftschacht für die Abströmung) angeordnet, welcher die Zuluft von der RDA 4 in die darüber- oder darunterliegenden Stockwerke befördert. Das Sicherheitstreppenhaus 11 ist mit Luftaustritten 44 mit dem Zuluftschacht 43 verbunden, um den RDA-Überdruck im Treppenhaus zu erzeugen. Zusätzlich können noch Luftaustritte 44 vom Zuluftschacht 43 in jeden Aufzugsschacht 12 geführt werden. Diese Luftaustritte 44 können entweder in den Technikgeschossen 32a oder in den darüber und darunterliegenden Stockwerken liegen und sind vom Aufzugsschacht 12 mit Klappen abgetrennt. Neben der Spülung des Sicherheitstreppenhauses 11 wird so ermöglicht, dass auch jeder Aufzugsschacht 12 im Bedarfsfall parallel zum RDA-Betrieb des Sicherheitstreppenhauses 11 gespült werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung können die Klappen einzeln oder in Gruppen angesteuert werden, so dass verschiedene Lüftungs- und Spülszenarien durchgeführt werden können. Eine solche Steuerung erlaubt die Aktivierung der Spülung der Aufzugsschächte 12 über die Bedienoberflächen der Aufzugsanlagen, oder über eine zentrale Steuerung, die sich im Technikgeschoss 32a befinden kann. Mit zusätzlichen Druckmessfühlern, welche oben und unten in den Aufzugsschächten 12 installiert sind, kann ermittelt werden, ob Auftrieb (Winterfall) oder Abtrieb (Sommerfall / Föhndruck) herrscht, so dass über die Bedienoberfläche die Klappe entweder am unteren Ende des Aufzugschachtes 12 (Winterfall) oder am oberen Ende (Sommerfall) geöffnet wird. Gleichzeitig wird die RDA 4 gestartet, falls diese nicht bereits in Betrieb ist, damit der Aufzugsschacht 12 mit Frischluft durchgespült wird. Mit dieser Spülfunktion wird zudem ermöglicht, dass das RDA-Gesamtsystem inkl. der im Brandfall zu Evakutaions- und Feuerwehraufzügen umfunktionierten Aufzugsanlagen, einfach per Knopfdruck getestet und im Bedarfsfall gewartet werden können. In dieser Weise können ohne grossen Aufwand die wichtigsten Komponenten der RDA 4 und der Aufzugsanlagen bewegt werden, und damit auch deren Wechselwirkungen geprüft werden.
Allgemeine technische Einrichtungen für ein Gebäude im Normalbetrieb können natürlich ebenfalls in den Technikgeschossen 32a untergebracht werden, wie z.B. die Stromversorgung mit Sicherungskästen etc. Dies hat im Brandfall den Vorteil, dass von den Zwischengeschossen 32a aus, nicht benötigte oder gefährliche Einrichtungen ausgeschaltet werden können. Auch spezielle Einrichtungen für den Brandfall, wie z.B. die Wasserversorgung von Sprinkleranlagen oder allgemein die Steuerung der Wasserversorgung werden idealerweise in diesen Technikgeschossen 32a angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind Bereiche der Technikgeschosse 32a als Brandbereitschaftsräume und Feuerwehrstützpunkte für die Feuerwehr vorgesehen. Andere Bereiche können als Evakuationsräume für Personen aus den darunter- oder darüberliegenden Stockwerken genutzt werden, damit diese geordnet über die Sicherheitstreppenhäuser 11 oder die ebenfalls brandsicheren Liftanlagen aus dem Gebäude evakuiert werden können.
Durch die Möglichkeit, sämtliche Einrichtungen für den Brandschutz in den Kernsegmenten 1', sowie in den Zwischengeschossen 32a anzuordnen, bestehen für den Architekten und Bauherren keinerlei Einschränkungen bezüglich der Gestaltung innerhalb der Nutzungsflächen. Zudem ist es ein grosser Vorteil, dass die Anforderungen des Brandschutzes durch die Gestaltung des Gebäudes gemäss der vorliegenden Erfindung, bereits in einer frühen Planungsphase zumindest von der Anordnung und dem Platzbedarf her vollständig abgedeckt sind und zu einem späteren Zeitpunkt keine aufwändigen und teuren baulichen Änderungen aufgrund gesetzlicher Vorschriften gemacht werden müssen, wie dies Heute leider oft der Fall ist.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur in Gebäudekonzepten mit einfacher Fassadenhaut umgesetzt werden, sondern auch in Gebäuden mit einer Vorhängefassade bzw. Doppelfassade 6. In modernen Gebäuden mit Doppelfassaden 6 können diese mehrere Funktionen erfüllen. Neben dem Aspekt der ästhetischen Gestaltung kann die Vorhängefassade 6 auch für die Energieoptimierung, als Windabweiser, Schallschutz oder zur Beschattung nützlich sein. Die Doppelfassade 6 begünstigt zudem die Funktionsweise der RDA 4 gemäss der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 zeigt, wie die Ab- bzw. Nachströmung über die Fugen 61 der Vorhängefassade 6 erfolgt. Die Abströmung erfolgt also aus der Pufferzone 62 im Zwischenraum der Doppelfassade ganz ohne Steuerung ins Freie; im Winterfall nach oben, im Sommerfall nach unten.
Als zusätzlicher Vorteil wirkt die äussere Fassadenhaut 6 auch als Windabweiser. Die Windkräfte, die vor allem bei hohen Gebäuden sehr stark sein können, werden von der äusseren Fassadenhülle 6 aufgenommen, so dass unerwünschte Turbulenzen und ungünstige Druckverhältnisse in den Abströmkanälen vermieden werden und weitere Massnahmen, wie zum Beispiel die Mündungsbremse 5 nicht nötig sind.
Wie auf der Fig. 6 dargestellt, kann die Segmentierung im Bereich der Pufferzone der Doppelfassade mit Schwertern 63 entweder ohne Feuerwiderstand (RF1) oder mit Feuerwiderstand ergänzt werden. Derartige Schwerter 63 können entweder im Bereich der Technikgeschosse 32a oder auch bei jedem einzelnen Stockwerk eingebaut werden. Die Ausführung und Materialisierung der Schwerter 63 richtet sich nach dem Basis-Brandschutzkonzept des Gebäudes. Die konstruktive Ausgestaltung der Schwerter 63 ist von grosser Bedeutung. Durch z.B. feuerwiderstandsfähig ausgeführte Schwerter 63, die über die äussere Gebäudehülle 6 auskragen, kann die Wirkungsweise der vertikalen Brandriegel 32 und damit die Brandsicherheit des ganzen Gebäudes signifikant erhöht werden. In Kombination mit der Verwendung von feuerfesten Materialen bei der Vorhängefassade 6 kann so eine vertikale Ausdehnung eines Brandes auf darüberliegende Stockwerke weitgehend verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung hat gegenüber konventionellen Anlagen im Zusammenhang mit einer RDA und Brandschutzmassnahmen aufgrund der Einfachheit und Flexibilität zudem den Vorteil, dass weniger Mess- und Regeltechnik benötigt wird, um die Funktionen sicherzustellen. Insbesondere bezüglich der Abström- und Nachströmsysteme werden natürliche physikalische Phänomene wie Auf- oder Abtrieb ausgenützt oder Probleme aufgrund dieser Phänomene, wie z.B. Winddruck, vermieden. Das vermeidet Kosten, sowohl beim Bau also auch später im Unterhalt.
Erfindungsgemäss ist zudem vorgesehen, dass die Kernsegmente 1', welche im Normalbetrieb die verschiedenen Stockwerke und vertikalen Gebäudesegmente miteinander verbinden, im Brandfall vollständig zur Brandbekämpfung und/oder zur Evakuation sicher genutzt werden. Sie dienen also sowohl im Normalbetrieb als auch im Brandfall als vertikale Erschliessungsachse, welche alle Brandschutzsegmente 2' und Technikgeschosse 32a miteinander verbindet. Dies wird erreicht, indem die Kernzone 1 und die Zwischengeschosse 32a von den Nutzungsflächen 2 mit Brandschutzwänden 311, -türen 312a, 312b und Schleusen oder anderen Massnahmen Wasser- und Feuerresistent abgeschottet sind bzw. im Brandfall über die Brandfallsteuerung automatisch abgeschottet werden.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, dass jede Gebäudeeinheit bestehend aus einem Brandschutzsegment 2', dem in horizontaler Richtung benachbarten Kernsegment 1' und das damit verbundene obere oder untere Zwischengeschoss 32a autark, d.h. unabhängig von den anderen Gebäudeeinheiten funktioniert. Sinnvollerweise sind die vorgesehenen RDA 4 und die äussere Hülle der Doppelfassade 6 nicht einheitsübergreifend. Nur die Liftschächte 12 und das Sicherheitstreppenhaus 11 sind durchgehend und einheitsübergreifend, wobei das Sicherheitstreppenhaus 11 in jedem Zwischengeschoss 32a mit einer Wand mit eingebauten Türen und zwei barometrische Klappen unterteilt ist, damit die RDA 4 jeweils wunschgemäss funktioniert.
Ein weiteres zentrales Merkmal der Erfindung ist die konsequente Trennung der Kernzone 1 von den Nutzungsflächen 2 im Brandfall durch die Brandschutzwände 311 und die Brandschutztüren 312a, 312b. Ziel ist es, die Kernzone 1 gegen Hitze, Rauch und (Lösch-) Wasser absolut dicht abzuschliessen, damit nicht nur die Nutzer der Aufzüge im Brandfall, sondern auch alle sensitiven Komponenten der Aufzugsanlagen wirksam geschützt werden. Die Fig. 7a-b zeigen eine mögliche Türkonstruktion für die Brandschutztüren 312a, 312b, welche in der Kombination einer Flügeltür 71 mit einer Schiebetür 72 höchste Sicherheit erzielen lässt. Mit einem Türenschwert 73, der in einer mit Abfluss 74 ausgestatteten Rinne 75 geführt ist, ist die vollständige, wasserdichte Trennung der Kernzone 1 gegen die umgebenden Nutzungsflächen 2 realisierbar.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Brandschutztüren 312a zwischen der Liftlobby 13 und den Nutzungsflächen 2 steuerbar sind und im Brandfall verriegelt werden, so dass die Liftschächte 12 und die Liftlobby 13 im Brandfall ausschliesslich über das überdruckbelüftete Sicherheitstreppenhaus 11 und dessen vorgelagerte Brandschutztür 312b betreten werden können. Zusammen mit dem Sicherheitstreppenhaus 11 werden die Liftschächte 12 und die Liftlobby 13 in der Kernzone 1 somit als "Schacht mit Aussenklima" baulich gegen die Nutzungsflächen 2 abgetrennt. Als abgeschlossener Schacht wirkt die Kernzone 1 jedoch nur im Brandfall. Im normalen Alltag kann die Liftlobby 13 von den Nutzungsflächen 2 z.B. direkt über offen stehende, Brandschutztüren 312a betreten werden. Je nach Brandschutzkonzept können verschiedene Sicherheitsstufen realisiert werden. Mit einem Niveauunterschied zwischen der Liftlobby 13 und dem Sicherheitstreppenhaus 11 kann verhindert werden, dass Löschwasser über das Sicherheitstreppenhaus 11 in die Liftlobby 13 und damit in die Liftschächte 12 gelangen kann. Allenfalls ins Sicherheitstreppenhaus 11 eindringendes Löschwasser läuft über die Treppenläufe nach unten, bevor es den Niveauunterschied in die Liftlobby 13 überwinden könnte. Im unteren Bereich des Sicherheitstreppenhauses 11 kann durch wasserdichte Anschlüsse eines Treppenlaufes sowie des entsprechenden Podests an die Treppenhauswände, das Wasser über eine Leitung aus der Kernzone 1 weggeleitet werden.
Nach der in Bearbeitung befindlichen EN-Norm über RDA's müssen die Anlagen in der Druckhaltephase eine vertikal von unten nach oben gerichtete Frischluft-Strömung mit einer Leistung von 7'500 m³/h erzeugen. Ein Schwachpunkt ist immer die Möglichkeit, dass durch die Bewegung flüchtender Personen kurzzeitig mehrere Türen gleichzeitig geöffnet sein können und die geforderte Frischluft-Strömung dadurch verloren geht. Ein weiterer Schwachpunkt ist, dass Flüchtende im Brandgeschoss Rauch aus den brennenden Nutzungsflächen 2 über geöffnete Türen nicht nur ins Sicherheitstreppenhaus 11, aber auch bis in die Liftlobby 13 und in die Liftschächte 12 mitnehmen können.
Eine erste Lösung zu diesem Problem ist sicherzustellen, dass die Tür zwischen dem Sicherheitstreppenhaus 11 und der Liftlobby 13 im Brandgeschoss verriegelt wird, so dass im Brandgeschoss nur ein Teil der Kernzone 1 zugänglich ist. Dafür werden die Flüchtenden mit Piktogrammen durch das Sicherheitstreppenhaus 11 um ein Stockwerk nach unten geleitet. Dort können die Flüchtenden die Tür zur Liftlobby 13 öffnen, ohne die Gefahr, dass Rauch in die Liftlobby 13 und in die Liftschächte 12 eindringt. Diese Massnahme wird zusätzlich durch die erwähnte, nach oben steigende Durchströmung des Sicherheitstreppenhauses 11 mit Frischluft unterstützt: Da die Flüchtenden sich aus dem Brandgeschoss nach unten bewegen, der Frischluft entgegen, kann kein Rauch in die Liftlobby 13 und in die Liftschächte 12 mitgenommen werden. Bei Bedarf könnte diese Tür zwischen dem Sicherheitstreppenhaus 11 und der Liftlobby 13 zusätzlich auch noch in einem oder mehreren Geschossen oberhalb des Brandgeschosses verriegelt werden.
Eine insbesondere für Spitalbauten oder spitalähnliche Nutzungen wichtige alternative oder zusätzliche Lösung gegen das Eindringen von Rauch aus den Nutzungsflächen 2 in die Kernzone 1 ist die besondere Schliessvorrichtung der Türen aller sich vor den Zugängen zum Sicherheitstreppenhaus 11 oder zur Liftlobby 13 befindlichen Räume. In einer Ausführungsvariante der Erfindung weist die Kernzone 1 eine Schleuse 14 zwischen dem Sicherheitstreppenhaus 11 und den Nutzungsflächen 2 oder zwischen der Liftlobby 13 und den Nutzungsflächen 2 (Figur 8). Diese Schleuse 14 weist zumindest eine Tür zu den Benutzungsflächen 2, und zumindest eine Tür zum Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. zur Liftlobby 13 auf, die nicht gleichzeitig geöffnet werden können und nicht gleichzeitig offen stehen. Sobald eine dieser beiden Türen geöffnet wird, wird die andere Tür verriegelt, so dass sie nicht geöffnet werden kann. Erst die Schliessung der geöffneten Tür bewirkt die sofortige Freigabe der anderen Tür, sei es mechanisch oder durch eine elektrische Überwachung. Mit dieser Lösung, die auch nur im Brandfall aktiv ist, wird eine Rauchübertragung von den Nutzungsflächen 2 in die Kernzone 1 durch eine durchgehend offene Verbindung der Nutzungsflächen 2 mit der Kernzone 1 vermieden. Bei Bedarf kann das Sicherheitspersonal des Spitals diese gegenseitige Blockierung der Türen mit einem Spezialschlüssel überbrücken. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Schleuse 14 zumindest eine Entrauchungsklappe vorgesehen ist, durch welche der Rauch, der bei der Öffnung der Tür zu den Nutzungsflächen 2 in die Schleuse 14 eindringt, aus der Schleuse 14 entweichen kann. Aufgrund des im Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. in der Liftlobby 13 herrschenden Überdrucks wird der sich in der Schleuse 14 befindende Rauch durch die Entlüftungsklappe weggeblasen, sobald die Tür zum Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. zur Liftlobby 13 geöffnet wird, und ohne in den Raum einzudringen.
In einer besonderen Ausführungsvariante ist die Erfindung zur Evakuation von Flüchtenden mit Mobilitätseinschränkungen optimiert. Zum Beispiel können bettlägerige Patienten eines Krankenhauses und Rollstuhlfahrer eines Altersheims nicht über das Sicherheitstreppenhaus 11 flüchten, sondern nur über die Fahrstühle F. In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist in den Nutzungsflächen 2 neben der Kernzone 1 also eine Wartezone 7 vorgesehen, in welcher bettlägerige Patienten und Rollstuhlfahrer in einem ersten Schritt gesammelt werden können und sich vor dem Brand schützen können, bevor sie in einem zweiten Schritt mit den Fahrstühlen F evakuiert werden (Figur 9). Die Wartezone 7 kann beispielsweise aus einem oder mehreren Bettenzimmern bestehen, die sich neben der Kernzone 1 befinden, und die wie die Kernzone 1 mit Brandschutzwänden 311 und Brandschutztüren 312b abgeschottet werden können. Im betrieblichen Alltag behalten diese Bettenzimmer ihre angestammte Nutzung, und nehmen ihre Funktion als Wartezone 7 erst im Brandfall an. Die Wartezone 7 kann mit dem Sicherheitstreppenhaus 11 und/oder mit der Liftlobby 13 und/oder mit einer Schleuse 14 direkt verbunden sein. Wichtig ist, dass die Wartezone 7 auch mit dem im Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. in der Liftlobby 13 herrschenden Überdruck gegen das Eindringen von Rauch geschützt werden kann. Von Vorteil ist es, wenn in der Wartezone 7 auch eine Schleusenwirkung vorgesehen ist, d.h., dass die Tür der Wartezone 7 zu den Nutzungsflächen 2 nicht gleichzeitig geöffnet werden kann und nicht gleichzeitig offen steht zur Tür der Wartezone 7 zum Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. zur Liftlobby 13 bzw. zur Schleuse 14. Von Vorteil ist es ausserdem, wenn auch in der Wartezone 7 eine Entlüftungsklappe vorgesehen ist, durch welche der Rauch, der bei der Öffnung der Tür zu den Nutzungsflächen 2 in die Wartezone 7 eindringt, aus der Wartezone 7 entweichen kann. Aufgrund des im Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. in der Liftlobby 13 bzw. in der Schleuse 14 herrschenden Überdrucks wird der sich in der Wartezone 7 befindende Rauch durch die Entlüftungsklappe weggeblasen, sobald die Tür zum Sicherheitstreppenhaus 11 bzw. zur Liftlobby 13 bzw. zur Schleuse 14 geöffnet wird, und ohne in die Kernzone 1 einzudringen.
Ein grosser Vorteil der Erfindung ist die Nutzung der Treppenhäuser und Liftanlagen sowohl im Normalbetrieb als auch im Brandfall, damit die Flüchtende auch im Brandfall die Wege benutzen können, welche Sie gewohnt sind. Die Erfahrung zeigt, dass es in einer Stresssituation schwieriger ist, sich richtig zu verhalten, so dass es trotz entsprechender Instruktion, Ausbildung und Markierung für die betroffenen Personen nicht immer einfach ist, die Fluchtwege zu finden. Sind diese Fluchtwege die selben, welche täglich benutzt werden, ist dies wesentlich einfacher und die entsprechende Instruktion und Ausbildung für den Brandfall wird vereinfacht. Insbesondere in der Spitalnutzung zeigt sich das ganze Potential der Erfindung. Mit einer einzelnen RDA 4 werden zugleich das Sicherheitstreppenhaus 11, die Liftschächte 12, die Liftlobby 13, die Schleusen 14, die Wartezonen 7 wirksam gegen Verrauchung geschützt.
Fahrende Aufzüge bewirken einen Kolbeneffekt, der die Druckverhältnisse in den Liftschächten 12 verändert: In Fahrtrichtung baut der Fahrstuhl F vor sich einen Überdruck auf. Hinter sich baut der fahrende Fahrstuhl F einen Unterdruck bzw. eine Saugwirkung auf. Bei modernen Aufzugsanlagen in sehr hohen Gebäuden werden Fahrstühle F mit Geschwindigkeiten von bis über 70 km/h bewegt und in den Liftschächten 12 daher erhebliche Druckunterschiede erzeugt. Die Liftschächte sind also in jedem Zwischengeschoss 32 über einen ersten und einen zweiten Druckausgleichkanal 51, 52 mit dem Freien verbunden, damit diese im permanenten Druckausgleich mit dem Aussenklima stehen. Der erste Druckausgleichkanal 51 dient zur Entlastung des Überdrucks der Kolbenwirkung des Fahrstuhls F ins Freie. Der zweite Druckausgleichkanal 52 dient der Nachströmluft aus dem Freien zum Ausgleich des Unterdrucks der Kolbenwirkung des Fahrstuhls F. Falls im Brandfall aber über ein geborstenes Fenster eine Rauchsäule entlang der Fassade hochsteigt, besteht die Gefahr, dass Rauch über die Druckausgleichkanäle 51, 52 in die Liftschächte 12 gelangt, was für die Insassen der Fahrstühle F gefährlich oder sogar tödlich sein kann. Um dies zu vermeiden, weist der erste Druckausgleichkanal 51 ein Rückschlagventil auf, welches nur die Entlastung eines Überdrucks ins Freie zulässt. Die zweiten Druckausgleichkanäle 52 weisen jeweils ein steuerbares Ventil auf, welches durch die Brandfallsteuerung geöffnet und geschlossen werden kann. Um zu vermeiden, dass Rauch über den zweiten Druckausgleichkanal 52 in die Liftschächte 12 nachgezogen wird, wird das Ventil des zweiten Druckausgleichkanals 52 aller Zwischengeschosse 32, welche sich über dem Brandgeschoss befinden, durch die Brandfallsteuerung geschlossen. Damit Nachströmluft aus dem Freien zum Ausgleich des Unterdrucks der Kolbenwirkung des Fahrstuhls F doch in den Liftschächte 12 gelangen kann, wenn der Fahrstuhl F sich oberhalb des Brandgeschosses bewegt, sind zwischen den Zwischengeschossen 32 vertikale, oben und unten offene Luftkanäle 53 installiert. Der Druckausgleich erfolgt von unten durch diese Luftkanäle 53 und durch die zweiten Druckausgleichkanäle 52, die sich unterhalb des Brandgeschosses befinden und dessen Rückschlagventil daher nicht geschlossen ist.
Auch für kleinere Hochhäuser, deren Fahrstühle F mit weniger hohen Geschwindigkeiten fahren, ist dieser Abbau der Druckunterschiede infolge deren Kolbenwirkungen sehr wichtig. Durch den Umstand, dass erfindungsgemäss alle Fahrstühle F als Fluchtweg im Brandfall weiter betrieben werden, ist ein deutlich höheres Sicherheitsniveau erforderlich, als es üblicherweise erzielt wird. In der Kernzone 1 sind alle Druckunterschiede sicherheitsrelevant. Deshalb ist es nicht zulässig, wenn die fahrenden Fahrstühle F ihre Kolbenwirkungen über Leckagen wie Schachttüren oder andere Gebäudeundichtigeiten ausgleichen. Erst durch den gezielten, gesteuerten Ausgleich der Druckunterschiede wie in der vorliegenden Erfindung können die Fahrstühle F auch im Brandfall so sicher betrieben werden, dass sie auch einem Spitalbetrieb gerecht werden.

Claims

Mehrgeschossiges Gebäude mit sicheren Zugangs- und Fluchtwegen im Brandfall, mit:
- einer Kernzone (1), in welcher mindestens ein Sicherheitstreppenhaus (11) und mindestens ein Liftschacht (12) für einen Fahrstuhl (F) und eine Liftlobby (13) untergebracht sind;

- horizontalen feuer- und wasserfesten Brandriegeln (31), die die Kernzone (1) in horizontaler Richtung von umliegenden Nutzungsflächen (2) gegen Feuer und Wasser abschotten; und

- vertikalen feuer- und wasserfesten Brandriegeln (32), die die Kernzone (1) in vertikaler Richtung in Kernsegmente (1') abtrennen und die Nutzungsflächen (2) in vertikaler Richtung in Brandschutzsegmente (2') gegen Feuer und Wasser abschotten,
wobei:
- die vertikalen Brandriegel (32) als Zwischengeschosse (32a) ausgebildet sind;

- jedes Kernsegment (1') mit einer Rauchschutz-Druckanlage (4) geschützt ist und mit mindestens dem Zwischengeschoss (32a) ober- oder unterhalb derart verbunden ist, dass die Rauchschutz-Druckanlage (4) neben diesem Kernsegment (1') im Brandfall auch noch dieses oben oder unten anschliessendes Zwischengeschoss (32a) rauchfrei hält;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Liftschächte (12) in jedem Zwischengeschoss (32a) über einen ersten und einen zweiten Druckausgleichkanal (51, 52) mit dem Freien verbunden sind, wobei der erste Druckausgleichkanal (51) ein Rückschlagventil aufweist,

welches nur die Entlastung eines Überdrucks ins Freie zulässt,

wobei der zweite Druckausgleichkanal (52) ein steuerbares Ventil aufweist, welches geöffnet und geschlossen werden kann,

und wobei die Ventile der zweiten Druckausgleichkanäle (52) aller Zwischengeschosse (32a), welche sich über dem Brandgeschoss befinden, automatisch schliessbar sind.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kernzone (1) zwischen dem Sicherheitstreppenhaus (11) und den Nutzungsflächen (2) oder zwischen der Liftlobby (13) und den Nutzungsflächen (2) eine Schleuse (14) umfasst, die zumindest eine Tür zu den Nutzungsflächen (2) und zumindest eine Tür zum Sicherheitstreppenhaus (11) bzw. zur Liftlobby (13) aufweist, die nicht gleichzeitig offen stehen können.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
neben der Kernzone (1) eine Wartezone (7) innerhalb der Nutzungsflächen (2) angeordnet ist, in welcher sich Flüchtende vor den Brand sammeln und schützen können, bevor sie über die Fahrstühle (F) oder über das Sicherheitstreppenhaus (11) flüchten.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Zwischengeschossen (32a) vertikale, oben und unten offene Luftkanäle (53) installiert sind.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich sämtliche Einrichtungen für den Brandfall eines Brandschutzsegmentes (2') im horizontal benachbarten Kernsegment (1') und/oder im damit verbundenen Zwischengeschoss (32a) befinden, und keine Einschränkungen auf die Gestaltung innerhalb des Brandschutzsegmentes (2') ergeben.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rauchschutz-Druckanlage (4), die ein Kernsegment (1') schützt, in dem damit verbundenen Zwischengeschoss (32a) angeordnet ist, und diese sowohl am oberen als auch am unteren Ende des Kernsegments (1') auf mindestens zwei Seiten des Gebäudes von dem Rest des Gebäudes abgetrennte Kanäle (41) aufweist, welche als Abström- oder als Nachströmkanäle (41) dienen.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Nähe der Mündung der Kanäle (41) eine Art zickzack-förmiges Labyrinth mittels fest eingebauter Bauteile angeordnet ist, welches die Energie der Windlasten nach innen abbaut.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rauchschutz-Druckanlage (4), die ein Kernsegment (1') schützt, in dem damit verbundenen Zwischengeschoss (32a) angeordnet ist, und mindestens einen Zuluftkanal (42) für die Luftzufuhr von aussen aufweist, welcher ebenfalls im diesem Zwischengeschoss (32a) angeordnet ist.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb oder neben dem Kernsegment (1') ein Zuluftschacht (43) angeordnet ist, welcher die Zuluft von der Rauchschutz-Druckanlage (4) in das Sicherheitstreppenhaus (11) der darüberliegenden Stockwerke befördert.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gebäude eine Doppelfassade (6) aufweist, mit einer Pufferzone (62) im Zwischenraum der Doppelfassade, wobei die vertikalen Brandriegel (32) im Bereich der Pufferzone (62) mit Schwertern (63) ergänzt sind.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die horizontalen feuer- und wasserfesten Brandriegel (31) Brandschutztüren (312a, 312b) umfassen, die eine Flügeltür (71) mit einer Schiebetür (72) kombinieren, und mit einem Türenschwert (73), der in einer mit Abfluss (74) ausgestatteten Rinne (75) geführt ist.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die horizontalen feuer- und wasserfesten Brandriegel (31) eine Brandschutztür (312a) zwischen der Liftlobby (13) und den Nutzungsflächen (2) und eine Brandschutztüre (312b) zwischen Sicherheitstreppenhaus (11) und den Nutzungsflächen (2) umfassen, wobei die Brandschutztür (312a) zwischen der Liftlobby (13) und den Nutzungsflächen (2) steuerbar ist und im Brandfall verriegelbar ist, so dass die Liftschächte (12) und die Liftlobby (13) im Brandfall ausschliesslich über das Sicherheitstreppenhaus (11) und dessen vorgelagerte Brandschutztür (312b) zu den Nutzungsflächen (2) betreten werden können.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Tür zwischen der Liftlobby (13) und dem Sicherheitstreppenhaus (11) im Brandgeschoss steuerbar und im Brandfall verriegelbar ist, so dass im Brandfall die Liftlobby (13) und die Liftschächte (12) im Brandgeschoss nicht zugänglich sind.
Mehrgeschossiges Gebäude gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Niveauunterschied zwischen der Liftlobby (13) und dem Sicherheitstreppenhaus (11) vorgesehen ist, so dass kein Löschwasser über das Sicherheitstreppenhaus (11) in die Liftlobby (13) und in die Liftschächte (12) gelangen kann.