Sprinkleranlage
Sprinkleranlagen (von Englisch to sprinkle „besprengen“ oder „nass machen“) verhindern als automatische Feuerlöschanlagen, dass sich ein ausgebrochenes Feuer zum Großbrand entwickeln kann. Sie werden in Sonderbauten wie Hochhäusern, Geschäftshäusern, Kaufhäusern, Industrieanlagen, Versammlungsstätten und Tiefgaragen eingesetzt. Sie sind Teil der Brandschutzeinrichtungen, die in der Regel von Behörden oder Versicherungen verlangt werden.
Geschichte und Funktionsweise
Die ersten Versuche, Brände in der Entstehungsphase zu bekämpfen, gab es in amerikanischen Webereien. Oberhalb der Webstühle wurden wasserführende Rohre angeordnet, die in Abständen mit Öffnungen versehen waren. Diese Öffnungen wurden mit Deckeln verschlossen und über ein mit einem Baumwollfaden verbundenen Gewicht fixiert. Wenn ein Feuer ausbrach, brannte der Baumwollfaden durch, das Gewicht gab nach, und die Öffnung wurde für den Wasseraustritt freigegeben.
Sprinklerköpfe wurden im Jahre 1874 von dem US-Amerikaner Henry S. Parmalee, einem Hersteller von Klavieren, erfunden. Ursprünglich waren die Wasseraustrittsdüsen mit einem Metallplättchen verschlossen, das durch eine mit Schmelzlot verbundene Vorrichtung an seinem Platz gehalten wurde. Bei entsprechender Temperatureinwirkung schmolz das Lot, die Haltevorrichtung gab das Metallplättchen frei, dieses wurde durch den Wasserdruck herausgedrückt, und nachströmendes Wasser wurde versprüht.
Heutige Sprinklerköpfe sind mit Glasampullen verschlossen, welche mit einer gefärbten Spezialflüssigkeit gefüllt sind, die ihrerseits eine Luftblase enthält. An der Raumdecke oder im oberen Bereich der Seitenwände werden mehrere solche Köpfe angebracht, die mit einem Wasserrohrnetz verbunden sind. Innerhalb des Sprinklersystems herrscht ein konstanter Wasserdruck, der in der Sprinklerzentrale kontrolliert wird.
Bei einem Feuer erwärmt sich die Flüssigkeit in den sich in der Nähe befindlichen Glasampullen, dehnt sich aus, und die Ampullen platzen, wodurch die Düsen geöffnet werden und Wasser aus dem Sprinklerrohrnetz austritt. Bei einem Brand öffnen somit nur die Sprinkler, deren Ampullen die Auslösetemperatur erreicht haben. Also nicht – wie manchmal in Filmen dargestellt – alle Sprinkler eines Raumes gleichzeitig.
Die Auslösetemperatur hängt von der Größe der eingeschlossenen Luftblase ab[1] und wird über die Farbe der Ampullenflüssigkeit gekennzeichnet. Im Durchschnitt liegt die Auslösetemperatur ca. 30 °C über der zu erwartenden Raumtemperatur.
Der Druckabfall im Rohrnetz wird erkannt und führt zum Öffnen spezieller Ventile (Alarmventilstationen) und dem Starten von Pumpen (anlagenspezifisch). Ab diesem Zeitpunkt wird Wasser aus dafür vorgesehenen Tanks oder über einen dafür dimensionierten Wasseranschluss mit hohem Druck in das Sprinklersystem gepumpt. Dieses tritt an allen offenen Wasserdüsen aus und löscht oder minimiert den Brand.
Rohrnetz und Wasserversorgung sind dabei so dimensioniert, dass nur Wasser für eine bestimmte Anzahl der Wasserdüsen zur Verfügung steht (sog. „Wirkfläche“). Öffnen mehr Sprinklerköpfe, als für die ausgelegte Wirkfläche vorgesehen sind, fällt die pro Sprinklerkopf zur Verfügung stehende Wassermenge ab, und die Wirksamkeit der Anlage sinkt.
Sprinkleranlagen sind deshalb überwiegend zur Bekämpfung der Anfangsphase eines Brandes (Entstehungsbrand) und nicht zur Bekämpfung eines Vollbrandes in der Lage. Es muss zwischen Bereichen ohne Sprinkleranlage und Bereichen mit Sprinkleranlage eine feuerbeständige Abtrennung errichtet werden, damit ein in einem ungeschützten Bereich entstandener Vollbrand nicht auf den mit einer Sprinkleranlage geschützten Abschnitt des Gebäudes übergreifen kann.
Alarmventilstation
Eine Alarmventilstation ist zwischen einer Gruppe von Sprinklern und der Wasserversorgung installiert und an eine sogenannte Sprinklerüberwachungszentrale (SUZ) angeschlossen. Platzt ein Sprinklerfässchen, verursacht dies in der Leitung einen Druckabfall, der von der Alarmventilstation registriert wird. Die Ventilstation gibt den Wassernachschub für die Löschung frei, löst hydromechanisch einen Alarm mittels einer Glocke aus und meldet den Alarm über einen Druckschalter an die SUZ weiter. Diese leitet das Signal entweder an eine übergeordnete Brandmeldezentrale oder direkt an die Feuerwehr weiter.
Trockenanlage
Vor allem in Bereichen, in denen Frostgefahr besteht und die Sprinklerleitungen einfrieren könnten, werden sogenannte Trockenanlagen eingesetzt. Bei diesen Anlagen ist das Rohrleitungsnetz zwischen Sprinklerkopf und Alarmventilstation (hier: Trockenalarmventilstation, kurz TAV) mit Druckluft gefüllt. Erst nach dem Auslösen eines Sprinklerkopfes wird die Anlage mit Wasser gefüllt.
Vorgesteuerte Sprinkleranlage
In besonders sensiblen Bereichen können sogenannte vorgesteuerte Sprinkleranlagen (Preactionanlage) installiert werden. Auch hier sind die Leitungen hinter den Sprinklerköpfen bis zur Alarmventilstation mit Druckluft gefüllt, bei (durch Platzen eines Glasfässchens verursachtem) Druckabfall wird jedoch erst Wasser gegeben, wenn in dem betroffenen Bereich gleichzeitig ein automatischer Brandmelder (meist ein Rauchmelder) Alarm auslöst. Wird durch den Melder kein Brand detektiert, bleibt die (vorgesteuerte Trockenalarmventilation) VTAV weiterhin verriegelt. Löst jedoch ein Brandmelder aus, bevor ein Glasfass am Sprinkler platzt, wird das Rohrnetz bereits geflutet. Wasser kann jedoch auch jetzt erst austreten, wenn ein Glasfass am Sprinkler platzt. Fällt aufgrund einer Störung die Brandmeldeanlage (z. B. nach DIN VDE 0833) aus, wird die Vorsteuerung an der VTAV aufgehoben und die VTAV-Station arbeitet als normales TA-Ventil, so dass die Funktion der Löschanlage jederzeit gewährleistet bleibt.
Auslegung
In Deutschland erfolgt die Auslegung von Sprinkleranlagen nach der VdS CEA 4001 (VdS Schadenverhütung, CEA Comité Européen des Assurances) oder der DIN EN 12845. In Österreich erfolgt die Auslegung nach der ÖNORM EN 12845 sowie der ergänzenden TRVB S 127.
Die amerikanischen Standards der NFPA (National Fire Protection Association) – in abgewandelter bzw. weiterentwickelter Form der Richtlinien auch FM-Standards – erfreuen sich allerdings bei internationalen Bauherren zunehmender Beliebtheit und werden in der Regel inzwischen auch von deutschen Genehmigungsbehörden akzeptiert. Die Auslegung erfolgt in Abhängigkeit von der Brandgefahr im zu schützenden Bereich durch Festlegung der Wasserbeaufschlagung des Brandherdes zwischen 2,25 mm/min und 30 mm/min (1 mm/min entspricht 1 l/m²/min), der Wirkzeit zwischen 30 und 90 min und des Abstandes zwischen den Sprinklerköpfen.
Einzelnachweise
- Richardson, K., Historical Evolution of Fire Protection Engineering, History of Fire Protection Engineering, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2003
- Wermiel, Sara. Mill Fire Protection Methods Enter the Mainstream, (in) The Fireproof Building: Technology and Public Safety in the Nineteenth-Century American City. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2000.
