Anlagentechnische Brandschutzanforderungen
Lager mit brennbaren Flüssigkeiten
Die Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten sollte im Brandschutz einen hohen Stellenwert zuzuordnet werden. Mit zunehmender Menge erhöht sich proportional die Brandgefahr.
Ob in Lagertanks bis zu 50.000 m³ Inhalt oder Kleingebinde in Hochregallager, ohne automatische Feuerlöschanlagen ist dieses Brandrisiko kaum noch zu beherrschen.
Jahrzehnte sind dazu konventionelle Sprinkleranlagen oder bei noch höheren Brandlasten, Sprühflutanlagen eingesetzt worden.
Seit ca. 20 Jahren wurden Alternativlöschanlagen (Heißschaumlöschverfahren) entwickelt, welche nur ein Bruchteil an Löschwasser (ca. 15 %) im Vergleich zu konventionellen Wasserlöschanlagen, und somit auch kaum kontaminiertes Löschwasser hat.
Benötigt man zum Beispiel bei einem Lager brennbarer Flüssigkeiten konventionell ca. 800 m³ Löschwasser, so benötigt man mit einem Heißschaumlöschverfahren nur ca. 120 m³. Es werden also ca. 680 m³ kontaminiertes Wasser weniger der Hochverbrennungsanlage zugeführt, welches einen erheblichen versicherungstechnischen Kostenfaktor bedeutet.
Bei der Planung einer konventionellen Sprinkleranlage, sind viele Aspekte zu beachten:
- Einstufung in die Brandgefahrenklasse, wegen Einsatz von Lager- und Verpackungsmaterialien. Gewählt wird dann immer die höchste Kategorie mit HHS 4.
- Regalsprinklerschutz mindestens in 3 Zwischenlagerebenen, WBA ca. 6,0mm/m² min
- Aufwändige horizontale Blechbarrieren über allen Sprinklerzwischenebenen
- Im Bereich der Blocklagerung (Holz- /Kunststoffpaletten) hohe WBA 25,0 mm/m² an der Decke mit Wirkfläche 300 m², ohne Kunststoffpaletten 20,0 mm/min bei 300 m² Deckenwirkfläche
- im Bereich Regallagerung WBA bis 25,0mm/m² min plus Zwischenebenenschutz mit WBA ca. 6,0 mm/min
- Betriebszeiten von 90 min für alle Bereiche
- hohe Löschpumpenleistung
- hoher Löschwasservorrat für 90 min von deutlich > 800 m³
- Starre Lagerbindung an die durch Sprinkler unterschiedlich geschützten Lagerbereiche, eine flexible Lagerhaltung ist schwierig bzw. unmöglich
- Aerosole müssen separat bei Sprinkleranlagen in metallischen Gitterboxpaletten gelagert werden (wegen der Explosionswirkung)
- Zusatzaufwand durch Installation einer Schaumzumischung 1% zur Sprinkleranlage incl. Schaummittelvorrat
- Enorm große Löschwasserrückhaltung. Das anfallende Gemisch aus Wasser, Chemikalien und Schaumanteil ist als Sondermüll zu entsorgen.
- Verzögerte Auslösung der Sprinkleranlage durch die Trägheit der Sprinklerköpfe incl. nachlaufen der Sprinkler hinter dem Feuer.
- Fehlauslösung durch unsachgemäße Beschickung der Regale und damit Zerstörung der Glasfasssprinkler (hoher Wasserschaden)
- Bei Regaländerungen, aufwändiger Sprinklerrohrnetzrückbau und Neuverlegung
Dies alles entfällt weitestgehend durch den Einsatz einer Heißschaumlöschanlage, welche nach DIN EN 13565-2 geplant wird.
Die Installation erfolgt generell nur an der Decke, so dass die Lagerung unten in der Halle vollständig davon unabhängig ist. Ob Regallagerung oder Blocklagerung, alle Varianten sind möglich. Um dies nachvollziehen zu können soll im folgenden, näher auf dieses System eingegangen werden:
Ein in seiner Wirksamkeit und durch seinen vergleichsweise minimalen Aufwand zu favorisierendes System ist das Heißschaum – Löschverfahren.
Lediglich eine oder mehrere Löschwasserpumpen und die Zumischstation mit Schaummittelpumpe, Zumischeinrichtung und Schaummittelvorhaltung, incl. der direkten Zuleitung zu den Heißschaumgeneratoren sind der Aufwand dieses Systems.
Das Heißschaum-System, kann in einem gänzlich abgeschlossenen Raum mit der Restluft, aber hauptsächlich mit dem an der Decke sich sammelnden heißen Rauch (0°C bis 1.200°C), vollständig mit Rauch gefüllte Schaumblasen erzeugen. Diese erreichen dann den doppelten Stickeffekt.
Der im Brandfall aufsteigende Rauch wird, auf Grund der sehr guten viskositären Eigenschaft (sehr gute Oberflächenspannung des Schaummittels) in die Schaumblasen eingeschlossen.
Diese Eigenschaft, sowie der Raum füllende Charakter führen dann umgehend zum Löschen des Brandherdes.
Dadurch werden weitere Lagergutbrandschäden vermieden, die Regale und die Halle bleiben erhalten.
Dies entspricht den Forderungen der DIN EN 13565-2 2009 Pkt. 9.12 „Leichtschaumlöschanlagen dürfen nur von außen eingeleitete Frischluft verwenden, es sei denn, die Schaumerzeuger und das Schaummittel sind speziell für andere Anwendungen unabhängig geprüft worden (siehe 7.2)“. DIN EN 13565-2 2009 Pkt. 7.2 „Verwenden Leichtschaumerzeuger Luft aus dem Innern des zu schützenden Raumes, sind spezielle Schaummittel erforderlich, die für diese Anwendung eine Leistungsprüfung mit den entsprechenden Brennstoffen und den speziell einzusetzenden Schaumerzeugern unterzogen worden sind.“
Aufgrund des Umfanges der Lagerrisiken in allen Lagerbereichen sind analog der Sprinkleranlage folgende Bedingungen zu erfüllen.
- Überwachung der kompletten Löschanlage gem. VdS-CEA4001 Pkt. 19 in allen relevanten Punkten
- Gesicherte Energieversorgung mittels Netzersatzanlage, oder einer zweiten Stromversorgung, in der erforderlichen Grösse
- d.h. für die Stromversorgung der Löschpumpen, der Druckhaltepumpe und der Schaummittelpumpe
Weiterhin ist eine flächendeckende Brandmeldeanlage in 2-Linienabhängigkeit (Rauch/Flamme), nach VdS 2095/DIN VDE 083.
Zu empfehlen ist dafür das Rauchansaugsystem (RAS) in der mehrstufigen Variante, welches die gewünschte frühestmögliche Detektion eines Brandherdes bereits in der Entstehungsphase signalisiert und eine manuelle Brandbekämpfung als erste Maßnahme ermöglicht. Zusätzlich sind Handauslösungen an den jeweiligen Standorten (z.B. Ausgänge/Tore usw.) vorzusehen.
Wand-, Fenster- und Türöffnungen sollen im Brandfalle mit dem Auslösen der Beschäumung und unter Beachtung, der zur Flucht erforderlichen Verzögerungszeit, automatisch geschlossen werden.
Um diese Anforderungen für die hochbrisanten Lager für brennbare Flüssigkeiten zu erfüllen, muss der Planer die für diese Brandlast geeigneten Heißschaumgeneratoren (LSG) durch die Berechnung genau bestimmen.
Diese werden einzeln oder paarweise gleichmäßig an der Decke verteilt montiert und an das symmetrisch verlegte Verteilerrohrnetz angeschlossen.
Das Prinzip des Löschvorganges beruht hierbei auf der Ansaugung rauchgefüllter und hohen Temperaturen ausgesetzter Luft aus dem zu schützenden Raum unter gleichzeitiger Schaumaufgabe (aus Rauch haltiger Luft wird 1:1 Rauch haltiger Schaum, ohne Druckaufbau.
Der Leichtschaumgenerator ist aus Edelstahl gefertigt, er benötigt keine externe Stromversorgung, er weist keine beweglichen Teile auf und erfordert bei einem geringen Montagegewicht von ca. 10 kg keine Wartung.
Durch eine gleichmäßige und evtl. auf spezielle Gefahrenherde konzentrierte Montage der LSG ist eine optimale Beschäumung der Lagerhalle möglich, Beflutungszeit max. 1,5 – 3 Minuten.
Die geforderte Betriebszeit von mind. 15 min, sichert einen ständigen Schaumnachlauf für diese Zeit, um Schaumverluste durch schaumzerstörende Faktoren zu kompensieren.
- In Blockheizkraftwerken (BHKW)
Blockheizkraftwerke mit ihren elektrotechnischen Anlagen, Ölen und Gasen bilden mit dieser Brandlast ein erhebliches Gefahrenpotential für Menschen, Anlagentechnik, Gebäude und Umwelt.
Nach der Bestimmung der Art, der Menge und der Konfiguration dieser Stoffe und Einrichtungen geht es darum, diejenigen Anwendungsstoffe- und Methoden auszuwählen, die in Bezug auf das Ausmaß der zu schützenden Brandgefahren am wirkungsvollsten sind.
Während man sich in der Vergangenheit lediglich mit einen oder mehreren Handfeuerlöschern begnügte, ist bei der neuen Generation von BHKW mit ihren hohen Brandausbreitungsgeschwindigkeiten und den sehr verbauten Block kaum noch möglich, manuell den Entstehungsbrand zu bekämpfen.
Die Gefahreneinschätzung geschieht normalerweise wie folgt:
- zu schützendes Leben
- Kosten für den Kapitalersatz
- Kosten der Betriebsunterbrechung
- Grundwassergefährdung
Um diese BHKW für einen dauerhaften Betrieb nutzen zu können muss es das Ziel sein, verbesserte Brandlöschsysteme für diese Schwerpunktbereiche zur Anwendung zu bringen.
Es können sich im Extremfall Brandsituationen ergeben, welche durch die sehr schnelle Brandausbreitung ein Vordringen der Feuerwehr zum Brandherd schwer oder gar nicht möglich macht.
Das Brandmelde- und Feuerlöschsystem muss in der Lage sein, bereits den Entstehungsbrand zu erkennen, und durch schnelle Löschung einer Brandausbreitung entgegenzuwirken.
Das heißt, hier soll auf eine automatische Brandbekämpfungsmethode orientiert werden, welche den Brandherd abschirmt, erstickt, kühlt und umgehend löscht.
Außer konventionelle Löschanlagen, wie Gas-, Wassersprüh- und Schaumlöschverfahren werden immer verstärkter innovative Löschverfahren, wie Hoch- und Niederdruckwassernebel oder Heißschaumverfahren eingesetzt.
Obwohl die Wassernebel – Feuerlöschanlagen sehr wenig Löschwasser benötigen, ist eine relativ aufwendige Verrohrung des Düsenrohrnetzes erforderlich, um Sprühnebelschatten zu vermeiden.
Dies trifft bei der Heißschaumlöschanlage nicht zu. Es ist lediglich eine Zuleitung mit den Heißschaumgeneratoren an der Decke installiert. Im Brandfall wird im Block das durch Zweimelder abhängige Brandmelder erkannt. Das Wasserschaumgemisch wird durch die Feuerlöschpumpe über die Hauptleitung zu den Generatoren gefördert.
Das aus den Düsen sprühende Gemisch, nimmt den aufsteigenden Rauch vollständig in die Schaumblasen auf (bei 0°C bis 1.200°C). Der Block wird innerhalb von 2 Minuten bis in die letzten Winkel mit diesem Heißtrockenschaum gefüllt und gelöscht.
Fazit:
„Heißschaum“, als das zu diesen beiden spezifischen Anwendungsfällen zu betrachtende favorisierende Verfahren, erfüllte alle wesentlichen Punkte zur Erreichung des gewünschten Schutzziels und ist aus allen o.g. Gründen sicher geeignet.
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