Personenstromanalyse als wirtschaftliche Alternative zur Ertüchtigung

Unzureichende Rettungswege bei Versammlungsstätten

Kommt es im Zuge einer Brandverhütungsschau zur Beurteilung „unzureichende Rettungswegsituation“ können computergestützte Personenstromanalysen im Rahmen von leistungsorientierten Nachweisen eine Alternative zu umfangreichen und kostenintensiven Ertüchtigungsmaßnahmen bieten.

Obwohl computergestützte Räumungssimulationen bereits seit mehr als einem Jahrzehnt von Brandschutz­ingenieuren in der Praxis erfolgreich angewandt werden, sind diese Simulationen, und insbesondere deren Nutzen, bei Architekten und Bauherren eher unbekannt. Doch es steckt großes Potential hinter dieser Form der Personenstromanalyse, planerisch wie auch wirtschaftlich. Computergestützte Räumungssimulationen erlauben nicht nur, dass Rettungswege auf ein Nutzungskonzept maßgeschneidert werden können, vielmehr ergibt sich durch die Räumungssimulation (als ingenieurmäßiger Nachweis) die Möglichkeit, Rettungswege abweichend von den präskriptiven Vorgaben des Baurechts auszubilden zu können. Dies wird insbesondere bei abweichenden Rettungswegbreiten in Bestandsgebäuden interessant, da hier Ertüchtigungen oftmals nur mit großem Aufwand umsetzbar sind.

Meist betrifft es bestehende Versammlungsstätten, bei denen durch eine Brandverhütungsschau oder im Rahmen eines Baugesuchs (Umnutzung, Sanierung, etc.) im Bestand abweichende Rettungswegbreiten festgestellt werden und der Betreiber zur Mängelbeseitigung verpflichtet wird. Die Muster-Versammlungsstättenverordnung (MVStättVO) stellt dabei verschiedenste Anforderungen an die Rettungswegbreiten. Dies sind unter anderem:

Mindestbreite für Rettungswege von 1,20 m

mindestens zwei bauliche Rettungswege

Rettungswegbreite von mindestens 1,20 m pro 200 Personen

Während die MVStättVO mittlerweile Zwischenwerte bei Rettungswegbreiten erlaubt, so lässt sich in den Versammlungsstättenverordnungen einzelner Bundesländer (z. B. Baden-Württemberg) noch immer eine weitere Anforderung finden, wonach Rettungswegbreiten nur gestaffelt in Schritten von 0,60 m zulässig sind. Sowohl diese ursprüngliche Formulierung als auch die Anforderung der Mindestbreite von Rettungswegen resultiert aus der Schulterbreite einer Person, die bei Männern i. d. R. im Bereich zwischen 50 und 60 cm liegt.

Letztendlich werden für jede Versammlungsstätte mindestens zwei Rettungswege mit je 1,20 m lichter Breite gefordert (ab 401 Besucher entsprechend mehr Rettungswege oder größere Ausgangsbreiten). Bestehende Türen oder Flure mit geringerer Breite dürfen nicht berücksichtigt werden.

So kann es bei Bestandsgebäuden durchaus sein, dass die Summe der Rettungswegbreiten größer ist als für die Personenzahl erforderlich; aufgrund der Mindestbreite aber einzelne (oder alle) Rettungswege, mit lichter Breite < 1,20 m im Bestand, nicht angesetzt werden dürfen und die Rettungswegsituation zunächst als unzureichend eingestuft werden muss.

In einem solchen Fall kann die computergestützte Personenstromanalyse erfolgreich zum Einsatz kommen und dadurch nachgewiesen werden, dass die bestehende Rettungswegsituation im Hinblick auf die Einhaltung der Schutzziele ausreichend ist.

Praxisbeispiel: Zuschauertribüne im Bestand

Wie ein solcher Nachweis geführt werden kann, soll anhand einer Sporthalle mit Zuschauertribüne aus den 70er Jahren verdeutlicht werden. Hier wurden im Rahmen von Sanierungs- bzw. Umbaumaßnahmen verschiedene Defizite aus brandschutztechnischer Sicht festgestellt. Bei der anschließenden Bestandsaufnahme seitens des Brandschutzfachplaners ergaben sich zudem diverse Abweichungen zur damaligen Baugenehmigung bzw. Landesbauordnung; unter anderem, dass die Ausgänge aus dem Tribünenbereich nicht ausreichend dimensioniert sind. Der Bestandsschutz konnte somit nicht geltend gemacht werden.

Der Zuschauerbereich bietet insgesamt Platz für 600 Personen: 400 Sitzplätze und 200 weitere Stehplätze oberhalb der Tribünen (vgl. Abbildung 1). Aufgrund der Personenzahl ist der Bereich gemäß der Versammlungsstättenverordnung zu bewerten, verfügt allerdings nur über einen Ausgang, der das Mindestmaß von 1,20 m erfüllt. Die beiden anderen Ausgänge direkt ins Freie weisen lediglich eine lichte Breite von 0,95 m auf. Folglich müsste, streng nach Vorschrift, mindestens einer der beiden 0,95 m breiten Ausgänge ertüchtigt oder alternativ ein weiterer Ausgang ausgebildet werden. Beide Alternativen hätten zur Folge, dass die Fassade ausgetauscht bzw. erneuert werden müsste, da eine einfache Verbreiterung der beiden bestehenden Ausgänge nicht möglich ist. Eben diese Forderung zur Sicherstellung ausreichender Rettungswegbreiten – oder eines Nachweises über die Erfüllung der baurechtlichen Schutzziele – wurde bei diesem Projekt auch von Seiten der Behörde gestellt.

Ein solcher, eben erwähnter Nachweis über die Erfüllung der baurechtlichen Schutzziele (gemäß § 67 der Musterbauordnung) stellt die dritte Alternative dar: Mittels eines ingenieurmäßigen Nachweises zu belegen, dass die bestehende Ausgangskonfiguration mindestens gleichwertig ist wie eine Ausgangskonfiguration, die den Anforderungen der VStättVO entspricht. Dieser Ansatz eines Soll-Ist-Vergleichs wird durch die Nachweisstrategie der Räumungssimulation verfolgt.

Die drei möglichen Ausgangskonfigurationen nach VStättVO, die in Abbildung 2 dargestellt sind, wurden im Rahmen der durchgeführten Räumungssimulationen untersucht. Die dabei auftretenden Stauungen sowie die Gesamträumungszeit des untersuchten Bereiches wurden anschließend mit der Bestandssituation mit den bestehenden Ausgangsbreiten verglichen.

Abbildung 3 zeigt einen Auszug aus der Räumungssimulation der Bestandssituation (Reihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten; links oben Personenverteilung zu Beginn der Simulation, rechts unten nach 300 Sekunden). Für jede der vier Ausgangskonfigurationen wurden jeweils 50 Simulationsläufe durchgeführt, um ausreichend Daten für eine Statistik über die variierenden Räumungszeiten zu erhalten (einzelne Simulationsläufe gleicher Randbedingungen unterscheiden sich voneinander, da die Personen getreu der Realität unterschiedlich groß und unterschiedlich schnell sind und zudem unterschiedlich früh auf das Alarmsignal reagieren sowie zufällig platziert werden). Die Ergebnisse sind in Abbildung 4 in einem Balkendiagramm grafisch und in Tabelle 1 tabellarisch dargestellt.

In der Praxis wird als relevante Räumungszeit meist das 95-Perzentil aus dem Kollektiv an Räumungszeiten verwendet. Dieser Wert bedeutet, dass die Räumungszeit zu 95 % der Fälle unterhalb dieses Wertes liegt. In diesem Beispiel liegt das 95-Perzentil der Räumungszeit mit ca. 366 Sekunden für die Bestandssituation unterhalb zweier der untersuchten VStättVO-konformen Situationen. Die Bestandssituation ist demzufolge als mindestens gleichwertig gegenüber den Vorgaben der VStättVO anzusehen. Somit konnte nachgewiesen werden, dass die Rettungswegsituation des Bestandsgebäudes den Anforderungen bzw. den Schutzzielen der VStättVO entspricht und weiterhin akzeptiert werden kann. Eine Ertüchtigung ist nicht erforderlich.

Somit konnte mit Hilfe computergestützter Räumungssimulation die Einhaltung der baurechtlichen Schutzziele [im vorliegenden Fall entsprechend der Landesbauordnung des Landes Baden-Württemberg, § 56 (1) LBO] trotz der abweichenden Situation nachgewiesen und eine wirtschaftliche Lösung für den Bauherrn erzielt werden.

Zusammenfassung und Fazit

Das Praxisbeispiel der Sanierung einer Sporthalle mit Zuschauertribüne zeigt exemplarisch, dass es auf vielen Ebenen lohnend sein kann, Ingenieurmethoden im Brandschutz als modernes und zeitgemäßes Werkzeug (stärker) mit einzubeziehen.

Durch einen Ingenieurmäßigen Nachweis, der Einhaltung der objektspezifischen Schutzziele mittels moderner Ingenieurmethoden wie der computergestützten Personenstromanalyse können beispielsweise

bei Sanierungen von Bestandsgebäuden umfangreiche Ertüchtigungsmaßnahmen oftmals vermieden,

Kosten- und Zeiteinsparung erzielt und

wirtschaftliche Lösungen realisiert werden.

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