Maßgeschneiderte Lösungen für Sonderbauten

Zu den Speziallöschsystemen für Sonderbauten zählen CO₂-, „Inergen-“ sowie Wassernebel-Löschanlagen. CO₂ wirkt als Löschmittel durch die Verdrängung von Sauerstoff, wobei reine CO₂-Löschanlagen nur für Arbeitsbereiche geeignet sind, in denen sich Menschen nicht ständig aufhalten – aufgrund der Auswirkungen als Atemgift. Für Orte mit personeller Besetzung bieten Hersteller wie zum Beispiel Johnson Controls mit ihren „Inergen“-Löschanlagen eine Lösung an, die beides ermöglicht: eine effiziente und schnelle Brandbekämpfung mit einem Inertgas bei gleichzeitiger Erhaltung der Atemluft. „Inergen“ ist eine patentierte Mischung aus Stickstoff, Argon und CO₂. Weiterhin gehört das Unternehmen zu den wenigen Anbietern konzeptionell unterschiedlicher Arten von Wassernebel-Löschanlagen, sowohl als Nieder- wie auch als Hochdruckanlagen.

„Wir raten dazu, Brand- oder Gefahrenquellen bereits bei der Planung zu identifizieren. Denn nur wenn man die Besonderheiten eines Gebäudes und dessen Nutzung kennt, kann auch eine wirksame Löschanlage angeboten werden,“ sagt Arne Lauterbach, Sales Manager Fire & Security & Building Management Systems bei Johnson Controls. „Nur das Zusammenspiel von konzeptionellem Know-how, modernster Branddetektion sowie für den individuellen Einzelfall geeigneten stationären Löschanlagen sorgt dafür, dass Entstehungsbrände und somit häufig Brand-Totalschäden vermieden werden können.“

Wasser ist Löschmittel Nummer eins

Als preiswertes, jederzeit verfügbares und überdies sehr wirksames Löschmedium ist Wasser häufig die erste Wahl bei der Brandbekämpfung. Es entzieht den Reaktionspartnern der Verbrennung ihre Energie: Allein für den Phasenübergang von flüssig nach gasförmig werden etwa 2,2 MJ pro Liter absorbiert. Hinzu kommt die Energie für die Erwärmung bis zum Siedepunkt, die ebenfalls nicht zu vernachlässigen ist – wegen der hohen spezifischen Wärmekapazität von Wasser (etwa 4 kJ pro kg und K). Als Löschmittel eignet sich Wasser für Brände der Klasse A, also feste Stoffe wie Holz, Papier, Kohle, Textilien oder Autoreifen.

Mitentscheidend für seine Wirksamkeit, aber auch für das Ausmaß der möglichen Sekundärschäden, ist dabei die Tropfengröße bei der Ausbringung. Gewöhnliche Sprinkleranlagen arbeiten mit geringem Druck und einem einfachen Prallteller. Mit den so entstehenden großen Tropfen wird ein Entstehungsbrand in der Regel zuverlässig eingedämmt. Hierfür sind jedoch große Wassermengen erforderlich, da nur ein geringer Teil des eingesetzten Löschmittels tatsächlich zur Wirkung kommt. Der Großteil hingegen perlt wirkungslos auf dem Dampfpolster ab, das sich beim Kontakt mit der heißen Oberfläche bildet – das ist der bekannte Leidenfrost-
Effekt.

Effektives Löschen mit Wassernebel

Um Wasserschäden an schützenswerten Gebäuden sowie an deren Inhalten im Brandfall zu vermeiden, können Wassernebel-Löschanlagen eingesetzt werden. Dort verteilen Niederdruckanlagen das Löschmittel mit einem Betriebsdruck von 7 bis 16 bar – und im Falle von Hochdruckwassernebel mit 60 bis 100 bar. In Verbindung mit speziellen Düsen entsteht ein sehr feiner Löschnebel, der eine größere reaktive Oberfläche aufweist als die Tropfen von Sprinkleranlagen. Dadurch wird deutlich weniger Wasser benötigt, sodass Wassernebel-Löschanlagen nicht nur effektiver sind, sondern zugleich eine umweltschonende und wirtschaftliche Alternative darstellen.

Bei der Gestaltung und Zusammen-
setzung des Wassernebelstroms müssen verschiedene Faktoren, wie Brandgut oder Brandumgebung, berücksichtigt werden. Zu große Tröpfchen setzen das Löschmedium nicht optimal ein, zu kleine werden im Konvektionsstrom der heißen Brandgase zu stark verwirbelt. Es gibt jedoch auch Brandlasten, etwa in Hochregallagern, bei denen Sprinkler mit hoher Wasserbeaufschlagung unumgänglich sind. Die Entscheidung zwischen Sprinkler und Wassernebel-Löschanlage muss aus dem Grund immer fall­spezifisch getroffen werden.

Die Technologie der Wassernebelanlagen von Johnson Controls kann den Wasserbedarf gegenüber herkömmlichen Wasserlöschanlagen um 40 bis 60 % reduzieren. Dadurch fällt die Bevorratung des Löschwassers bei diesem Verfahren deutlich kleiner und auch günstiger aus.

Wassernebel eignet sich beispielsweise zur Sicherung von Transformatoren, für Serverräume in Datencentern und unter bestimmten Voraussetzungen auch zum Objektschutz – für Werkzeugmaschinen oder Industriefritteusen. Aber auch in Museen, im Fernsehturm Berlin, im Nationaltheater in Mannheim oder im Landtag in Stuttgart wird Wassernebel eingesetzt. In Theatern, Museen und vielen öffentlichen Gebäuden liegt der Schwerpunkt auf der Freihaltung von Rettungswegen und dem Schutz vor Sachschäden ohne Personengefährdung bei geringstmöglichen Löschwasserschäden.

Systemgrenzen

Allerdings sind auch den Wassernebel-Löschanlagen Grenzen gesetzt. So fordert die VdS im Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft einen Wirksamkeitsnachweis in Form von Rauchversuchen, wenn Wassernebel-Löschanlagen und maschinelle Rauchabzugsanlagen miteinander kombiniert werden. Um sicherzustellen, dass sich die feinen Nebeltröpfchen nicht ähnlich wie ein Gas verhalten und durch die Rauchabzüge abgelenkt und fortgetragen werden.

Neue Herausforderung: Batteriebrände

Neue Technologien erfordern auch neue Lösungen für den Ernstfall. So wächst derzeit die Energiespeicherbranche aufgrund globaler Emissionsreduktionsziele – vor allem im Bereich Solar- und Windkraft – sehr schnell. Die gewonnene Energie wird dabei häufig in Lithium-Ionen-Batterien gespeichert. Diese Batteriezellen sind in hoher Anzahl in Racks eingebaut, welche wiederrum in oftmals großen Containern untergebracht sind.

„Geraten diese Zellen bei einem sogenannten Thermal Runaway in Brand, sind sie mit herkömmlichen stationären Löschmitteln in der Regel nicht löschbar,“ erklärt Arne Lauterbach. „Prophylaktisch kann nur frühzeitig detektiert werden, ob sich Batteriefehler in Lithium-Ionen-Energiespeichersystemen durch Austreten von sogenanntem Off-Gas ankündigen.“

Das Lithium-Ionen-Risikopräventionssystem von Johnson Controls verfügt für solche Fälle über Überwachungs- und Referenzsensoren, die Batterie-Racks kontinuierlich auf das Vorhandensein von Off-Gasen prüfen. Wird ein Austreten erkannt, kommunizieren die Sensoren sofort und automatisch mit dem Batteriemanagementsystem, um die betroffenen Racks frühzeitig kontrolliert abzuschalten, Maßnahmen für den Personenschutz zu ergreifen und einen Thermal Runaway im besten Fall noch zu verhindern. Der Zeitgewinn kann bei bis zu 12 min liegen.