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Alternative Regalsprinklersysteme

Die kleinen Helfer der Lagerhallen
Alternative Regalsprinklersysteme

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Sie sind effek­tiv, umwelt­fre­undlich und schneller als die Feuer­wehr: Die automa­tis­chen Sprin­kler­an­la­gen. Fach­män­nisch ange­bracht kön­nen sie in Lager­hallen im Ern­st­fall ver­heerende wirtschaftliche Fol­gen für das Unternehmen ver­hin­dern. Inner­halb sein­er langjähri­gen Risiko­forschung hat der Indus­triesachver­sicher­er FM Glob­al alter­na­tive Regal­sprin­kler­sys­teme für mehr Schutz entwick­elt. Diese sind im Daten­blatt 8–9 „Stor­age of Class 1, 2, 3, 4 and Plas­tic Com­modi­ties“ veröf­fentlicht wor­den und online einsehbar.

Frank Drols­bach

Als die Feuer­wehr beim Bran­dort ein­traf, stand die Lager­halle des Unternehmens bere­its in Flam­men. Bis auf die Grund­mauern bran­nte die Halle nieder. Die Folge: Für die Pro­duk­tion benötigte Mate­ri­alien waren zer­stört, die Pro­duk­tion­san­la­gen mussten notge­drun­gen still­ste­hen. Eben­falls wurde ver­sand­fer­tige Ware beschädigt. Für Kun­den bedeutete dies eine monate­lange Liefer­verzögerung. Ein Domi­no-Effekt set­zte ein: Viele Kun­den wech­sel­ten daraufhin Pro­dukt und Her­steller. Der Weg­gang der Kun­den führte zu einem Ver­lust der Mark­t­po­si­tion und aus Angst vor ein­er möglichen Fir­men­schließung wech­sel­ten wertvolle Fachkräfte den Arbeit­ge­ber. Der Ruin des Unternehmens ließ sich nicht mehr aufhalten.
Dieser fik­tive Fall zeigt, zu welchen ver­heeren­den wirtschaftlichen Folgeschä­den ein Feuer führen kann – selb­st wenn nach der direk­ten Erken­nung des Bran­des sofort die Feuer­wehr alarmiert wird. Denn auch bei einem gut funk­tion­ieren­den Alarm­sys­tem muss Fol­gen­des berück­sichtigt wer­den: Brände haben sich meist nach sechs bis acht Minuten schon sehr weit aus­ge­bre­it­et, eine Feuer­wehr benötigt nach dem ersten Alarm durch­schnit­tlich sechs Minuten bis zum Ein­sat­zort. Dann verge­hen weit­ere Minuten, denn die Feuer­wehr muss sich erst zum Brandgeschehen vorkämpfen und ihre Aus­rüs­tung in Posi­tion brin­gen. Herrscht am Ein­sat­zort eine starke Rauchen­twick­lung, kann dies einen geziel­ten Löschein­satz ver­hin­dern – weit­ere Minuten ver­strei-chen. Auch muss bei einem Großbrand davon aus­ge­gan­gen wer­den, dass die Feuer­wehr die Brand­bekämp­fung in der Lager­halle nicht riskiert, wenn alle Per­so­n­en bere­its den Gefahren­bere­ich ver­lassen haben. Aus diesem Grund empfehlen sich aktive Schutzmaßnahmen.
Sprin­kler reduzieren Schadenskosten
Seit ihrer Erfind­ung vor über 100 Jahren haben sich Sprin­kler in zahlre­ichen Fällen als äußerst zweck­mäßiges und zuver­läs-siges Mit­tel zur Brand­bekämp­fung in Gebäu­den erwiesen. Sie kon­trol­lieren den Brand­herd und däm­men ihn frühzeit­ig ein – ein Großbrand kann so ver­hin­dert wer­den. Der Feuer­wehr ver­schaf­fen automa­tis­che Sprin­kler­an­la­gen entschei­dende Minuten. Fern­er min­imieren Sprin­kler neben dem eigentlichen Brand­scha-den auch eine ein­herge­hende Rauchen­twick­lung. Wasser­schä­den außer­halb des eigentlichen Brand­bere­ichs kön­nen dadurch eben­falls ver­hin­dert wer­den. Im Ern­st­fall arbeit­en nur die Sprin­kler, die sich ober­halb des Feuers befind­en. Die Investi­tion, um Brände bere­its im Früh­sta­di­um zu bekämpfen, lohnt sich.
Forschungsergeb­nisse von FM Glob­al und Stu­di­en der amerikanis­chen Nation­al Fire Pro­tec­tion Asso­ci­a­tion bele­gen, dass das Schaden­saus-maß in unge­sprin­klerten Betrieben vier- bis fünf­mal höher aus­fällt als in Betrieben, die eine automa­tis­che Sprin­kler­an­lage instal­liert haben.
„Zu teuer und zu kom­pliziert in der Anbringung“ ist ein weitver­bre­it­etes Vorurteil gegenüber automa­tis­chen Sprin­kler­an­la­gen. Richtig ist, dass Sprin­kler­an­la­gen für jedes einzel-ne Gebäude maßgeschnei­dert ent­wor­fen, in regelmäßi­gen Abstän­den über­prüft und bei verän­derten Gegeben­heit­en vor Ort an diese angepasst wer­den müssen. Fern­er müssen vor der Instal­la­tion weit­ere Para­me­ter berück­sichtigt und bes­timmt wer­den: die Aus­lösetem­per­atur des Sprin­klers, der Sprin­kler­durch­fluss (K‑Faktor und Druck), der die Reak­tion­szeit bes­tim­mende RTI-Wert und die Aus­rich­tung des Sprinklers.
Mod­erne Sprin­kler­an­la­gen kön­nen für ein Prozent der Gesamt­baukosten instal-liert wer­den. Hier­bei durchzieht ein Netz aus Wasser­rohren alle zu schützen­den Gebäude­bere­iche. Dem Bran­drisiko entsprechend sind in Abstän­den die Sprin­kler ange­ord­net und mit dem Rohr­netz ver­bun­den. Die Sprin­klerköpfe sind mit einem Aus­löseele­ment verse­hen, in der Regel mit ein­er Glasam­pulle. Ab etwa 68 Grad Cel­sius erwärmt sich die in der Glasam­pulle enthal­tene Flüs­sigkeit, dehnt sich aus und bringt das Glas zum Platzen. Das Löschwass­er strömt aus der Rohrleitung in den Sprin­kler und wird durch die nun geöffnete Sprin­klerdüse gle­ich­mäßig verteilt. Der Druck­ab­fall im Rohr­netz wird durch zusät­zlich­es Wass­er über Pumpen aus Tanks oder über einen direk­ten Wasser­an­schluss aus­geglichen, so dass aus allen geöffneten Sprin­klern kon­stant Wass­er aus­tritt. Ein weit­er­er Vorteil der automa­tis­chen Sprin­kler­an­lage ist die Verbindung zum Feuer­alarm. Denn sobald ein Sprin­kler aus­gelöst wurde, wird dies über die Alar­mven­til­sta­tion direkt an die Brand­meldean­lage weitergeleitet.
Mit Sprin­klern soll­ten sämtliche Bere­iche aus­ges­tat­tet wer­den, in denen sich Mate­ri­alien befind­en oder Prozesse ablaufen, die zur Entste­hung oder Aus­bre­itung eines Bran­des beitra­gen kön­nen. Beson­ders im Lager gibt es zahlre­iche oft unter­schätzte Gefahrquellen wie Staub, Fette, brennbare Flüs­sigkeit­en, Gase oder Dämpfe. Ein erhöht­es Bran­drisiko herrscht im Hochre­gal­lager. Feuer entwick­elt sich so schnell von unten nach oben, dass in kürzester Zeit ein Voll­brand bis unter die Hal­len­decke entste­hen kann. Deshalb ist es zu empfehlen bei Deck­en­höhen über 13,5 Meter Sprin­kler nicht nur an der Decke, son­dern zusät­zlich auch in einzel­nen Ebe­nen der Regale zu instal­lieren. Hier­bei ist zu beacht­en, dass Leitun­gen und Sprin­kler so ange­bracht wer­den, dass sie durch gelagerte Ware nicht beschädigt oder in ihrer Funk­tion behin­dert wer­den. Zu berück­sichti­gen ist fern­er, dass die Regalkon­struk­tion im Ern­st­fall die zusät­zliche Wasser­last aushält. Sind all diese Fak­toren vor der Instal­la­tion gek­lärt, kann bei kor­rek­ter Mon­tage der entste­hende Brand­herd punk­t­ge­nau gelöscht und eine Aus­brei-tung des Feuer­schadens auf höher oder tiefer gele­gene Regalebe­nen ver­hin­dert werden.
Forschung für verbesserten Sprinklerschutz
Um einen opti­malen Brand­schutz durch automa­tis­che Sprin­kler­an­la­gen zu erre­ichen, forschen Inge­nieure kon­tinuier­lich an ein­er Weit­er­en­twick­lung der beste-hen­den Sys­teme. Die wichtig­sten zu berück­sichti­gen­den Fak­toren sind dabei: eine aus­re­ichende, unge­hin­dert freige­set­zte Wasser­menge im Brand­bere­ich zu gewährleis­ten sowie das Ansprechver­hal­ten und die Posi­tion­ierung der einzel­nen Sprin­kler. Auf dem Research Cam­pus in Rhode Island (USA), dem Forschungszen­trum von FM Glob­al, befind­et sich die größte Brand­halle der Welt. Zur Ver­fü­gung ste­ht hier das mit mod­ern­ster Tech­nik aus­ges­tat­tete Fire Tech­nol­o­gy Lab­o­ra­to­ry: eine Fläche von 10.000 Quadrat­metern, auf der sowohl Brand­szenar­ien com­put­ergestützt mod­el­liert als auch 1:1‑Großbrand- und Wasser­durch­flussver­suche mit Fokus auf Regal­sprin­kler­an­la­gen durchge­führt wer­den – bis hin zu ein­er Wärme­freiset­zung von max­i­mal 1093 Grad Cel­sius. Bei diesen Exper­i­menten entwick­eln die Risikoin­ge­nieure Meth­o­d­en, um Explo­sions- und vor allem Brand­schä­den zu ver­mei­den oder zumin-dest so ger­ing wie möglich zu halten.
Schadenssta­tis­tiken des Indus­triesachver­sicher­ers bele­gen, dass bei knapp 25 Prozent aller Schadens­fälle die Aus­lö­sung eines einzel­nen Sprin­klers einen Brand kon­trol­liert, wenn die Sprin­kler­an­lage richtig aus­gelegt und instal­liert ist. Rund 50 Prozent aller Bran­dereignisse wer­den bei Aus­lö­sung von max­i­mal drei Sprin­klern und unge­fähr 75 Prozent bei Aus­lö­sung von bis zu neun Sprin­klern kontrolliert.
Inner­halb der ver­gan­genen drei Jahre entwick­elte FM Glob­al zu seinen beste­hen-den und weit­er­hin gel­tenden Regal­sprin­kler­sys­te­men in Lager­hallen alter­na­tive Sys­teme für Nasssprin­kler­an­la­gen (FM Glob­al Daten­blatt 8–9). Diese reduzieren die benötigte Wasser­menge und bieten fern­er einen umwelt­fre­undlicheren Schutz. Denn je schneller das Feuer gelöscht ist, desto weniger giftige Dämpfe kön­nen sich bilden. Nach Schätzun­gen wür­den sich eben­falls die Kosten bei der Instal­la­tion eines alter­na­tiv­en Sys­tems mit Sprin­klern, Pumpen und Wasser­tanks in einem Lager­haus mit ein­er Grund­fläche von 46.000 Quadrat­metern und ein­er Deck­en­höhe von 24 Metern von unge­fähr 3,7 Mil­lio­nen auf knapp 2,3 Mil­lio­nen Euro reduzieren.
Seit eini­gen Jahrzehn­ten sind Regal­sprin­kler­a­nord­nun­gen bekan­nt, die effek­tiv eine Brand­bekämp­fung in den Ver­ti-kalschächt­en (Längs- und Quer­schächt­en) in einem Regal erlauben. Hierzu wer­den Sprin­kler entwed­er in jedem oder in jedem zweit­en Quer­schacht posi­tion­iert. Der ver­tikale Abstand beträgt für die übliche Brand­last von kar­ton­ver­pack­ten, ungeschäumten Kun­st­stof­fen je nach gewählter Anord­nung 3 bis 4,5 Meter. Um die Aus­bre­itung eines Bran­des über die Gang­seit­en des Regals zu unterbinden, wer­den bei eini­gen Anord­nun­gen auch Gang­sprin­kler (zusät­zliche Sprin­kler­rei-hen an den Gang­seit­en der Regale) zum Ein­satz gebracht. Die Auswahl der zu wäh­len­den Sprin­kler­a­nord­nung ist in erhe­blichem Maße von der vorhan­de­nen Brand­last und Lager­a­nord­nung (z.B. Einzel‑, Dop­pel- oder Mehrfachre­gale) abhängig. Auf­grund des Löschkonzeptes wird bei der hydraulis­chen Ausle­gung der Regal­sprin­kler­an­lage eine Gle­ichzeit­igkeit der Aus­lö­sung für die Deck­en­sprin­kler und die Regal­sprin­kler angenom­men. Somit sind entsprechend hohe Wasser­men­gen erforderlich.
Basierend auf den neuesten Forschungsergeb­nis­sen wur­den im August 2015 nun zusät­zliche Vari­anten der Ausle­gung der Regal­sprin­kler vorgestellt. Hier­bei kom­men im Regal Sprin­klerköpfe mit großen Aus­lassöff­nun­gen (= hohen K‑Werten) und entsprechend hohen Wasser­men­gen pro Sprin­klerkopf zum Ein­satz. Der Vorteil ist, dass diese Sprin­klerköpfe in der Lage sind, größere Feuer­säulen zu unter­drück­en, was wiederum eine Instal­la­tion von Regal­sprin­klerebe­nen in größeren ver­tikalen Abstän­den ermöglicht.
So reicht für die oben dargestellte Brand­last von kar­tonierten ungeschäumten Kun­st­stof­fen ein ver­tikaler Abstand von max­i­mal 12 Metern zwis­chen den Regal­sprin­klerebe­nen aus. In den einzel­nen Ebe­nen wird eine Kom­bi­na­tion von Gang­sprin­klern und Längss­chacht­sprin­klern einge­set­zt. Hydraulisch wird nun keine gle­ichzeit­ige Aus­lö­sung von Deck­en- und Regal­sprin­klern mehr ange­set­zt. Somit sind auch kleinere Wasser­men­gen erforder­lich. Dadurch ergibt sich eine Reduk­tion der Kosten für die Löschan­la-ge. Weit­ere tech­nis­che Details und Ein­satz­gren­zen dieser alter­na­tiv­en Regal­sprin­kler­a­nord­nung sind in der neuesten Ver­sion des FM Glob­al Daten­blattes 8–9 zu finden.
Weit­ere kosten­lose Daten­blät­ter zum The­ma Sprin­kler­sys­teme find­en Inter­essierte unter
fmglobaldatasheets.com
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