Gaslöschanlagen

1. Grundlagen Gaslöschanlagen

1.1. Brandverlauf

Ein Brand entsteht, wenn brennbarer Stoff, Sauerstoff und Wärme in einem geeigneten Verhältnis zusammentreffen. Der Brandverlauf gliedert sich in vier Phasen: Zündphase, Schwelbrandphase, Erwärmungsphase und Abkühlungsphase. Die Brandtemperatur steigt zunächst langsam, nach dem Flashover stark an und sinkt während der Abkühlungsphase wieder ab.

Die frühzeitige Branderkennung durch eine Brandmeldeanlage ermöglicht die rechtzeitige Auslösung einer Gaslöschanlage, um die Brandausbreitung zu verhindern.

1.2. Warum Gaslöschanlage?

Gaslöschanlagen ermöglichen eine frühzeitige Brandbekämpfung und begrenzen Sachschäden, insbesondere an empfindlichen technischen Anlagen wie Servern und IT-Systemen.

Eine Gaslöschanlage kann aus zwei Gründen erforderlich sein:

• Baurechtliche Anforderung: Die Gaslöschanlage wird im Brandschutzkonzept als notwendige Kompensationsmaßnahme festgelegt.
• Objektschutz: Der Betreiber oder Sachversicherer fordert eine Gaslöschanlage zum Schutz empfindlicher technischer Anlagen und zur Begrenzung von Sachschäden.

Das Erfordernis einer Gaslöschanlage wird im Brandschutzkonzept berücksichtigt.

1.3. Arten von Löschanlagen

• Wasser:
  Sprinkleranlagen
  Wassernebellöschanlagen
  
• Aerosole
• Schaum
• Gasförmige Löschmittel:
  CO₂
  Inertgase
  Stickstoff
  Argon
  Gasgemische:
  Inergen
  Argonite
  
• Chemische Löschmittel:
  FM-200
  Novec 1230
  
• Sauerstoffreduzierungsanlagen
  

1.4. Wesentliche Normierungen für die Planung von Gaslöschanlagen

• Argon/Stickstoff: VdS 2380, 2016-06
• Novec 1230: VdS 2381, 2016-06
• CO₂ (Kohlenstoffdioxid): VdS 2093, 2009-06

1.5. Gegenüberstellung Löschgase

Kategorie	Kohlendioxid	Reine Inertgase	Gasgemische	Chemische Löschgase
Löschgas	CO₂	Stickstoff, Argon	Inergen, Argonite	Halogenierte Kohlenwasserstoffe
Chemische Bezeichnung	CO₂	N₂, Ar	N₂, Ar, CO₂	CF₃CHFCF₃; CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂
Internationale Bezeichnung	CO₂	IG-100, IG-01	IG-541, IG-55	HFC-227ea, FK-5-1-12
Handelsname	Kohlendioxid	Stickstoff, Argon	Inergen, Argonite	FM-200, Novec 1230
Löschwirkung	Sauerstoffverdrängung, Kühlung	Sauerstoffverdrängung	Sauerstoffverdrängung	Wärmeentzug
Vorteile	Hohe Löschwirkung, kompakte Lagerung	Natürliche Gase, geringere Gefährdung als CO₂	Natürliche Gase, geringere Gefährdung als CO₂	Kompakte Lagerung, schnelle Flutung
Nachteile	Lebensgefahr durch CO₂, starke Abkühlung	Hoher Systemdruck, großer Platzbedarf	Hoher Systemdruck, großer Platzbedarf	Aufwendige Planung, mögliche schädliche Zersetzungsprodukte

Flutungszeiten der verschiedenen Löschgase

Löschgas	CO₂	N₂	Ar	Argonite IG-55	Inergen IG-541	FM-200	NOVEC 1230
Auslegungskonzentration (Vol.-%)	40,0	45,2	49,1	45,2	45,7	8,4	5,8
Flutungszeit (Sek.)	30–240***	120**	120**	120**	120**	10	10
Umweltschutz	GWP: 1	GWP: 0	GWP: 0	GWP: 0	GWP: 0	GWP: 3500	GWP: 1

1.6. Gefährdung/Schäden bei Auslösen von Löschanlagen

Löschgase können auf verschiedene Arten gefährlich sein.

Personengefährdung:

• CO₂ ist ein Atemgift, das die Atmung schon lähmt, lange bevor die Sauerstoffkonzentration zu niedrig wird (Schutz durch zusätzliche Gaswarnsensoren).
• Inertgase reduzieren den Sauerstoffgehalt.
• Chemische Löschgase können an offenen Flammen Zerfallsprodukte bilden (Bildung von schädlichen Gasen).

Sachschäden: Vibrationen an den Festplatten, ausgelöst durch:

• Lautstärke und Frequenz des pneumatischen Alarmhorns
• Lautstärke bei Löschmittelflutungen
• Rein mechanische Erschütterungen durch die Löschmittelflutung

Vorschriften: Unterweisung vor Aufnahme der Arbeit gemäß DGUV 205-026 „Sicherheit und Gesundheitsschutz beim Einsatz von Feuerlöschanlagen mit Löschgasen“ und DGUV 205-004 „Sicherheitseinrichtungen beim Einsatz von Feuerlöschanlagen mit Löschgasen“.

2. Bestandteile einer Gaslöschanlage

Eine Gaslöschanlage besteht aus einer Gaslöschzentrale mit Löschmittelbehältern und Steuerung sowie einem Rohrleitungsnetz mit Löschdüsen zur Verteilung des Löschgases in den geschützten Bereichen.

2.1. Zentralentechnik der Gaslöschanlage

Die Zentralentechnik einer Gaslöschanlage umfasst die Löschsteuerzentrale, Löschmittel- und Steuerflaschen, Sammelrohre sowie Mengensteuer- und Bereichsventile

2.2. Lösch- oder Flutungsbereich

Die Gesamtvorratsmenge muss für den Flutungsbereich mit dem größten Löschmittelbedarf berechnet werden.

• Der Schutzbereich einer Gaslöschanlage umfasst alle Flutungsbereiche, die von der Anlage gelöscht werden.
• Flutungsbereiche werden umgangssprachlich auch als Löschbereiche bezeichnet.
• Ein Flutungsbereich kann aus mehreren Berechnungsbereichen bestehen. Berechnungsbereiche können z. B. sein: Raum und Doppelboden, Raum und Kaltgang.
• Ein Schutzbereich kann mehrere Flutungsbereiche enthalten. Ein Flutungsbereich kann jedoch nur einem Schutzbereich zugeordnet werden.

2.3. Löschtechnik Löschbereich/Flutungsbereich

Die Löschtechnik im Flutungsbereich umfasst das Löschrohrnetz mit Löschdüsen, manuelle Auslöseeinrichtungen sowie akustische und optische Warneinrichtungen zur sicheren Löschmittelflutung.

Löschtechnik im Flutungsbereich

2.4. Funktionalität Löschanlage

Beispielhafte Funktionalität einer Löschanlage 1

Beispielhafte Funktionalität einer Löschanlage 2:

2.5. Zusammenfassung Funktionalität Löschvorgang

Bei Rauchentwicklung löst der erste Brandmelder einen Voralarm aus. Nach Aktivierung des zweiten Melders erfolgt der Hauptalarm. Nach Ablauf der Vorwarnzeit wird der Löschbereich automatisch mit Löschgas geflutet.

3. Schnittstellen TGA Gewerke

3.1. Schnittstelle zu Brandmeldeanlage

Die Auslösung einer Gaslöschanlage erfolgt in der Regel über eine Brandmeldeanlage (BMA) mit Brandmeldern nach DIN EN 54.
Wesentliche Normen für die Planung von Brandmeldeanlagen:

• DIN VDE 0833-2:2017-10: Festlegungen für Brandmeldeanlagen im Rahmen von Gefahrenmeldeanlagen.
• DIN 14675-1:2020-01: Anforderungen an Aufbau und Betrieb von Brandmeldeanlagen.
• DIN 14675-2:2020-01: Anforderungen an Fachfirmen für Brandmeldeanlagen. Wichtig: Fachplaner für Brandmeldeanlagen müssen über eine entsprechende Zertifizierung nach DIN 14675 verfügen.

Die Ansteuerung einer Gaslöschanlage kann entweder über eine VdS-Schnittstelle oder über eine Brandmeldezentrale (BMZ) mit integrierter Löschsteuerzentrale erfolgen.

3.1.1. VdS-Schnittstelle

Die VdS-Schnittstelle dient der Kommunikation zwischen der Brandmeldezentrale (BMZ) und der elektrischen Steuer- und Verzögerungseinrichtung der Gaslöschanlage.

• Erforderlichkeit: Die Schnittstelle muss eingeplant und installiert werden, wenn das Brandmeldesystem und das Feuerlöschsystem keine gemeinsame Systemanerkennung besitzen oder der Hersteller des Branderkennungsteils keine Zulassung zur direkten Ansteuerung der Feuerlöschanlage nachweisen kann.
• Bezeichnung: Die Standardschnittstelle Löschen (SST) wird umgangssprachlich auch als VdS-Schnittstelle bezeichnet.
• Normative Grundlage: Die Anforderungen an die Schnittstelle sind in der VdS 2496 definiert.
• Kennzeichnung: Das Verteilergehäuse bzw. die Schnittstelle innerhalb der Zentrale muss entsprechend gekennzeichnet werden.
• Mindestanforderungen an die Signalübertragung:
• Löschbefehl
• Störung (Sammelstörung) der Löschanlage
• Rückmeldung "Löschanlage ausgelöst"
• Weitere Übertragungssignale: Beispielsweise Voralarm und einzelne Störmeldungen.

3.1.2. Brandmeldezentrale mit integrierter Löschsteuerzentrale

• Die Löschsteuerzentrale kann Bestandteil der Brandmeldezentrale (BMZ) sein.
• Die BMZ ist dann nicht nur für die Branddetektion zuständig, sondern übernimmt über die interne Löschsteuerzentrale auch die Ansteuerung der Löschanlage sowie aller im Zusammenhang mit der Löschung stehenden Alarmierungseinrichtungen und Brandfallsteuerungen.
• In diesem Fall müssen Brandmeldesystem und Löschsystem über eine gemeinsame Systemanerkennung verfügen. Die Standardschnittstelle Löschen kann entfallen.

3.2. Schnittstelle zu Druckentlastung

• Bei allen Gaslöschanlagen wird eine Druckentlastungsklappe zum Druckausgleich benötigt.
• Druckentlastungsöffnungen müssen ins Freie führen.
• Umfassungsbauteile müssen dem Druckanstieg bei der Flutung standhalten.
• Druckentlastungseinrichtungen sollten in einem Raum möglichst so angeordnet werden, dass diese nicht unmittelbar von dem einströmenden Löschgas getroffen und nicht von mobilen Einrichtungsgegenständen verdeckt werden.
• Die Anordnung hat in der Regel im oberen Drittel des Raumes zu erfolgen.
• Flexbeschichtung auf Lamellen aufgetragen zur Vermeidung von Kondensbildung.
• Isolation durch zweiten Rahmen, innen/außen thermisch getrennt.

** 3.2.1. Varianten von Druckentlastungsklappen**

Funktionsweise der pneumatischen Druckentlastung: Die Druckentlastungsklappe öffnet sich durch den anstehenden Druck im Rohrnetz der Gaslöschanlage. Funktionsweise der elektrischen Druckentlastung: Die Druckentlastungsklappe wird über die Brandmeldeanlage elektrisch angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt über einen Kopplerkontakt der Brandmeldeanlage zur Brandschutzklappe bzw. über die ISP. Montage: Die Druckentlastungsklappen können sowohl in der Wand als auch auf der Wand montiert werden.

Funktionsweise Druckentlastungklappenöffnung über Raumdruck:

• Gewichtselemente können herstellerseitig zur individuellen Einstellung des Öffnungsdrucks entsprechend bestückt werden.
• Die Lamellen sind in der Ruhestellung geschlossen. Bei einem Anstieg des Drucks über den vorgegebenen Wert öffnen sich die Lamellen und gehen nach einem Abfall des Drucks selbsttätig wieder in ihre Ausgangslage zurück.

3.2.2. Aufbau von Druckentlastungsklappen

Die Druckentlastungsklappe wird an der Wand montiert und ermöglicht bei Auslösung der Gaslöschanlage den kontrollierten Abbau des Überdrucks nach außen oder über einen Druckentlastungskanal.

3.2.3. Druckentlastungskanal

Ist eine direkte Druckentlastung des Löschbereichs ins Freie nicht möglich, muss ein geeigneter Druckentlastungskanal vorgesehen werden, der den bei der Löschmittelflutung entstehenden Überdruck sicher nach außen ableitet. Dabei sind die erforderlichen Brandschutzanforderungen zu berücksichtigen.

3.3. Schnittstelle zu Hochbaugewerken

Raumdichtigkeit bei Gaslöschanlagen Die Raumdichtigkeit ist notwendig, um einen dauerhaft wirksamen und zuverlässigen Brandschutz sicherzustellen. Bei Infrastrukturmaßnahmen können durch nicht mehr verschlossene Öffnungen unbemerkt Leckagen entstehen. Diese Leckagen bleiben häufig unentdeckt und können die Wirksamkeit der Löschanlage beeinträchtigen sowie das Erreichen der erforderlichen Haltezeit im Löschbereich verhindern.

Raumdichtigkeitsprüfungen

• Simulieren eine Probeflutung.
• Ermitteln die Leckagefläche, d. h. die Summe aller Öffnungen in den Umschließungsflächen.
• Ermitteln die Haltezeit bei einer Flutung mit gasförmigen Löschmitteln.
• Lokalisieren vorhandene Undichtigkeiten.