Löschanlagen in elektrischen Betriebsräumen von Bestandsbauten

Viele Unternehmen haben schon mal einen Bran­dalarm miter­lebt. Nicht sel­ten wird dieser durch einen Stör­licht­bo­gen in einem elek­trischen Betrieb­sraum aus­gelöst. Lei­der bedeutet ein Feuer in einem elek­trischen Betrieb­sraum häu­fig einen wochen­lan­gen Still­stand, bis alle Reparatur- und Reini­gungsar­beit­en abgeschlossen sind. Einige Unternehmen kön­nen durch ihre Pro­duk­tion­snet­zw­erke weit­er­hin ihre Kun­den über andere Werke beliefern, trotz­dem stellt ein Aus­fall in solchen Dimen­sio­nen eine wirtschaftlich kri­tis­che Sit­u­a­tion für jedes Unternehmen dar.

Eine beson­dere Her­aus­forderung sind hier­bei Bestands­baut­en, welche keine oder eine ver­al­tete Brand­schutztech­nik aufweisen. In neu erbaut­en Elek­troräu­men kann hinge­gen oft auf eine Löschan­lage verzichtet wer­den, wenn geeignete Brand­ver­mei­dungs- und Brand­früherken­nungssys­teme einge­set­zt wer­den. Hierzu zählen beispiel­weise Rauchansaugsys­teme. Auch die Ver­wen­dung von flammhem­menden Kabeln oder die Ver­mei­dung von Brand­las­ten sind geeignete Kom­pen­sa­tion­s­maß­nah­men. Weit­er­hin kann durch die kon­se­quente Nutzungstren­nung und feuerbeständi­ge Bauteile ein möglich­er Schaden min­imiert wer­den. Im Zuge der drin­gend anger­ate­nen Risiko­analyse stellt sich früher oder später die Frage nach ein­er Löschan­lage und bei der Entschei­dung dafür auch nach deren Art und Ausführung.

Doch wie lässt sich ein beste­hen­der Elek­tro­raum am besten gegen einen Brand­schaden schützen? Was ist zu tun, wenn die Brand­schutztech­nik ver­al­tet ist oder den Anforderun­gen der Ver­sicherung nicht mehr genügt?

Die beson­dere Her­aus­forderung liegt hier in der bere­its beste­hen­den Infra­struk­tur. Ein Aus­tausch von Stan­dard­k­a­beln hin zur flammhem­menden Aus­führung würde beispiel­sweise nicht nur enorme Kosten, son­dern vor allem lange Still­stände mit sich brin­gen, die ein Unternehmen auf jeden Fall ver­mei­den möchte. Bei immer weit­er aus­ge­baut­en Nutzung­sein­heit­en mit Ver­größerung der Brand­last beste­ht ohne Anpas­sung der Löschan­lage die Gefahr des Unter­laufens durch das Schadfeuer.

Prob­lema­tisch wäre auch eine ver­al­tete Brand­schutztech­nik. Als Beispiel ist hier eine kor­rodierte Sprin­kler­an­lage zu nen­nen. Der Ein­satz von Sprin­kler­an­la­gen weist ohne­hin schon Nachteile auf, wie zum Beispiel die Tat­sache, dass Wass­er strom­lei­t­end ist und damit Ein­satzkräfte und Mitar­beit­er gefährdet sowie elek­trische Ein­rich­tun­gen durch den Kon­takt mit Wass­er großen Schaden erlei­den kön­nen. Ist die Sprin­kler­an­lage zusät­zlich durch Kor­ro­sion beschädigt, kann neben der Möglichkeit eines Wasser­schadens durch ein Leck auch die voll­ständi­ge Funk­tion der Löschan­lage im Schadens­fall nicht mehr gewährleis­tet sein, da abgelöster Rost die Rohre und Sprin­kler ver­stopfen könnte.

Da bei dem Unternehmen Cargill die Sicher­heit an erster Stelle ste­ht, wurde sich am Stan­dort in Bar­by in Sach­sen-Anhalt bere­its dieser The­matik angenom­men, sodass hier eine Erneuerung der Löschan­la­gen geplant wird, bevor alterungs­be­d­ingte Schä­den auftreten. Um die geset­zlichen, ver­sicherungsrechtlichen und unternehmerischen Vor­gaben in Ein­klang zu brin­gen und die am besten geeignete Löschan­lage für Elek­troräume sys­tem­a­tisch aus­find­ig zu machen, wurde eine Stu­di­en­ab­schlus­sar­beit zu diesem The­ma aus­geschrieben. Den hierin aufgezeigten Weg zur Herange­hensweise an diese Fragestel­lun­gen wird der Artikel im Fol­gen­den aufzeigen.

Die Notwendigkeit der Löschanlage

Über den indi­vidu­ellen Vor­gaben des Unternehmens und des Ver­sicher­ers ste­hen geset­zliche Vor­gaben. Grund­sät­zlich sind Löschan­la­gen laut Geset­zge­ber keine Pflicht in elek­trischen Betrieb­sräu­men. Bei Bestands­baut­en muss immer auch das Bau­recht betra­chtet wer­den. Ist die beste­hende Löschan­lage ein Teil des Brand­schutzkonzeptes, so ist sie in aller Regel auch Teil der Bau­genehmi­gung. Das hat zur Folge, dass jede gravierende Änderung an der Löschan­lage angezeigt und erneut genehmigt wer­den muss. [2] Der Rück­bau ein­er beste­hen­den Löschan­lage stellt also keine Option dar, wenn keine geeigneten Kom­pen­sa­tion­s­maß­nah­men getrof­fen wer­den. Darüber hin­aus gibt es in Werken ohne eigene Feuer­wehr keine Möglichkeit, eine lück­en­lose und schnelle Brand­bekämp­fung (ohne Löschan­lage) sicherzustellen.

Durch Regelun­gen in der DGUV Vorschrift 3 „Elek­trische Anla­gen und Betrieb­smit­tel“ dür­fen nur Elek­tro­fachkräfte oder durch Elek­tro­fachkräfte beauf­sichtigte Per­so­n­en elek­trische Anla­gen den elek­trotech­nis­chen Regeln entsprechend erricht­en, ändern und instand­hal­ten. [3] Weit­er­hin dür­fen auch nur unter­wiesene Per­so­n­en die Elek­troräume über­haupt betreten (DIN VDE 105–100 bzw. DIN VDE 1000-10). Da elek­trotech­nisch unter­wiesene Per­so­n­en nur wenige vor­ab bes­timmte Arbeit­en in Schal­träu­men in der Nieder­span­nung aus­führen dür­fen, kön­nen diese Per­so­n­en keine Räume span­nungs­frei schal­ten. Die Räume müssen aus Per­so­n­en­schutz­grün­den für einen Löschangriff jedoch zwin­gend span­nungs­frei sein. Daher ist die Anwe­sen­heit ein­er Elek­tro­fachkraft auch am Woch­enende und in den Nacht­stun­den in die Not­fallpla­nung einzubeziehen. Eine Anfahrt aus der Bere­itschaft kann schnell zu Verzögerun­gen von 30 bis 60 Minuten führen. Das bedeutet, dass in eini­gen möglichen Brand­szenar­ien der vom Brand betrof­fene Raum erst nach dem Ein­tr­e­f­fen der Elek­tro­fachkraft betreten wer­den kann, was zu ein­er län­geren Bran­dein­wirkung und damit ver­bun­den­er Schaden­sausweitung führen kann.

Auch die pro­fes­sionellen Brand­bekämp­fungskräfte aus Frei­williger Feuer­wehr oder Berufs­feuer­wehr wer­den einen bren­nen­den elek­trischen Betrieb­sraum erst betreten, wenn dieser vom Betreiber schriftlich als span­nungs­frei bestätigt wurde. Weit­er­hin beste­ht das Prob­lem, dass elek­trotech­nisch unter­wiesene Per­so­n­en bei einem Alarm durch die Brand­meldean­lage (BMA) nur in Nieder­span­nungsräu­men über­prüfen kön­nen, wie groß das Schaden­saus­maß ist und fol­glich, ob externe Hil­f­skräfte ange­fordert wer­den müssen oder ob das Feuer durch Hand­feuer­lösch­er bzw. die Löschan­la­gen gelöscht wer­den kann.

Ins­ge­samt stellt der Verzicht auf eine Löschan­lage also ein hohes Risiko dar, wenn auf­grund eines Bestands­baus keine entsprechen­den Kom­pen­sa­tion­s­maß­nah­men ins­beson­dere hin­sichtlich der Begren­zung der Bran­daus­bre­itung durch geringe Brand­last und Kapselung von Bauteilen getrof­fen wer­den kön­nen. Durch Stör­licht­bö­gen, Wärmes­tau oder Sab­o­tage kann sich ein Feuer unge­hin­dert aus­bre­it­en. Die Wiederbeschaf­fungs- und Reini­gungszeit­en für elek­trische Bauteile kön­nen jedoch uner­wartet lang sein. Möglicher­weise erholt sich ein Unternehmen wirtschaftlich nicht mehr von einem solchen Betrieb­saus­fall, sodass die Investi­tion in eine Löschan­lage die einzige sin­nvolle Möglichkeit ist, um mögliche Brand­schä­den auf ein akzept­a­bles Niveau zu reduzieren.

Die richtige Löschanlage

Welche Löschan­lage am besten für die Nutzung in einem elek­trischen Betrieb­sraum ist hängt nicht nur von den Eigen­schaften der Löschan­lage ab, son­dern auch von werksin­ter­nen Bedin­gun­gen. Beispiel­sweise kann der Platzbe­darf vor Ort eine entschei­dende Rolle bei der Wahl des Löschmit­tels ein­nehmen. Um die beste Vari­ante ein­er Löschan­lage in einem elek­trischen Schal­traum (exkl. Trans­for­ma­tor­räume) auszu­machen, kann beispiel­sweise die soge­nan­nte gewichtete Punk­t­be­w­er­tung nach San­dro Wartza­ck angewen­det wer­den. Diese wurde entwick­elt, um eine Ver­gle­ich­barkeit von Lösungsalter­na­tiv­en zu entwick­eln. [4] Im Zuge der Bach­e­lo­rar­beit wurde diese auf die The­matik der tech­nis­chen Brand­schut­zlö­sun­gen für Elek­troräume angewen­det und mit passenden Fak­toren untermauert.

Die Vorge­hensweise bei der gewichteten Punk­t­be­w­er­tun­gen lässt sich in sechs Schritte unterteilen:

1. Im ersten Schritt wer­den die Kri­te­rien zur Bew­er­tung bes­timmt. Diese wer­den aus den Anforderun­gen an die Löschan­lage zugeschnitten.
2. Im zweit­en Schritt wird die Gewich­tung der Bew­er­tungskri­te­rien fest­gelegt. Diese liegt bei jedem Kri­teri­um zwis­chen null und eins. Die Summe der Gewich­tun­gen muss dabei eins ergeben.
3. Im drit­ten Schritt wer­den die Eigen­schaften der Vari­anten bezüglich der Kri­te­rien beschrieben.
4. Anschließend wer­den die Vari­anten im vierten Schritt nach ein­er Punk­teskala bew­ertet. Fünf Punk­te stellen ein beson­ders gutes Ergeb­nis dar, ein Punkt ist ein schlecht­es Ergebnis.
5. Beim fün­ften Schritt wer­den die vergebe­nen Punk­te mit den jew­eili­gen Gewich­tun­gen multipliziert.
6. Der sech­ste Schritt beste­ht aus der Addi­tion der im fün­ften Schritt errech­neten Punk­tzahlen für jede Vari­ante. Die Vari­ante mit der höch­sten Punk­tzahl ist die beste Lösungsmöglichkeit für das vor­liegende Problem.

Das Schlüs­se­lele­ment der gewichteten Punk­t­be­w­er­tung sind die Bew­er­tungskri­te­rien, welche für alle Vari­anten von Löschan­la­gen unter den vor­liegen­den Werks­be­din­gun­gen bepunk­tet werden.

Um eine geeignete Löschan­lage für die Anwen­dung im Elek­tro­raum auszu­machen, stellte sich her­aus, dass die fol­gen­den Kri­te­rien betra­chtet wer­den müssen.

Leben­szyk­luskosten: Löschan­la­gen brin­gen einem Unternehmen primär keinen Umsatz ein, sodass auch Investi­tio­nen in diesem Bere­ich möglichst kosten­ef­fizient aus­fall­en sollen. Falls mit einem großen Ver­lust im Schadens­fall gerech­net wird, kön­nen jedoch Investi­tio­nen im Bere­ich des tech­nis­chen Brand­schutzes ein Unternehmen vor schlim­men wirtschaftlichen Ein­bußen und dem Ver­lust der Rep­u­ta­tion bei Pro­duk­tion­saus­fällen bewahren. Um die ökonomis­chste Vari­ante zu find­en, müssen zwin­gend die gesamten Leben­szyk­luskosten betra­chtet wer­den. Dazu gehören fol­gende Kosten: Anschaf­fung, Instal­la­tion, Inbe­trieb­nahme, Wartung/Service, Reparatur/Ersatz, Energie, Bedi­enung (Personal/Training), Auss­chuss, Aus­fall­risiko, Umweltkosten und Entsorgung [5]. Auch Aus­gaben für Kor­ro­sionsvor­beu­gung und Frostschutz müssen kalkuliert wer­den, um großen Schä­den vorzubeu­gen. Im Falle ein­er (Fehl-)Auslösung soll die Löschan­lage schnell wieder ver­füg­bar sein, sodass eventuell eine Löschmit­tel­re­serve oder eine schnelle Beliefer­ung durch den Löschmit­tel­her­steller gegeben sein muss. Zusät­zlich kön­nen die konkreten Kosten auch stark vom gewählten Anbi­eter abhän­gen. Außer­dem ist beispiel­sweise die Her­stel­lung der Raumdichtheit oder die benötigten Druck­ent­las­tungs­flächen bei Gaslöschan­la­gen ein Kosten­fak­tor, der ohne spezielle Unter­suchun­gen und Berech­nun­gen nicht bes­timmt wer­den kann.

Per­so­n­en­schutz: Bezüglich des Per­so­n­en­schutzes wer­den die Leit­fähigkeit des Löschmit­tels und die gesund­heitlichen Auswirkun­gen auf den Men­schen betra­chtet. Durch die Leit­fähigkeit lassen sich Rückschlüsse auf die Gefährdung durch einen Strom­schlag ziehen. Dabei ist ein wichtiges Kri­teri­um bei Gaslöschan­la­gen der NOAEL (no observed adverse effect lev­el). Das ist die höch­ste Löschgaskonzen­tra­tion in Vol.-%, bei der noch keine gesund­heitlichen Beein­träch­ti­gun­gen fest­gestellt wer­den. [6]

Platzbe­darf: Je nach Stan­dort kann der ver­füg­bare Raum für eine Löschan­lage durch Bestands­baut­en stark begren­zt oder sehr teuer sein, wie zum Beispiel in einem attrak­tiv­en Indus­triege­bi­et. Je nach Eigen­schaften des Löschmit­tels unter­schei­det sich auch der Platzbe­darf. Fak­toren wie Aggre­gatzu­s­tand bei der Lagerung oder das benötigte Vol­u­men an Löschmit­tel, damit es seine voll­ständi­ge Löschwirkung erre­icht, spie­len dabei eine große Rolle.

Sekundärschaden: Der Sekundärschaden beschreibt die Kosten, die benötigte Zeit und die einge­set­zten Mit­tel, bis ein elek­trisch­er Betrieb­sraum nach der Aus­lö­sung der Löschan­lage wieder in Betrieb genom­men wer­den kann. Alle brandbe­d­ingten Schä­den wer­den dabei außenvorgelassen.

Nach­haltigkeit: Dieses Kri­teri­um bew­ertet die Nach­haltigkeit ein­er Löschmeth­ode. Betra­chtet wird das Glob­al Warm­ing Poten­tial (GWP), welch­es das Treib­haus­gaspoten­zial eines Stoffes in Bezug auf CO₂ angibt. Aber auch die Tox­iz­ität der Löschmit­tel sowie die Zusam­menset­zung und Menge der entste­hen­den Brandgase wer­den berücksichtigt.

Löschzeit: Mit diesem Kri­teri­um wird die Löschzeit der Löschmit­tel bew­ertet. Betra­chtet wird die Zeit ab der Brand­de­tek­tion. Die Löschzeit umfasst je nach Löschmit­tel die Vor­warnzeit, die Flu­tungszeit und die Dauer, bis das Feuer erlis­cht. Dieses Kri­teri­um ist wichtig, da mit zunehmender Brand­dauer auch die Schwere des Bran­dereigniss­es zunimmt. Auch die Brandtem­per­a­turen wer­den immer höher und fol­glich liegen mehr tox­is­che Zer­fall­spro­duk­te vor.

Das Ergeb­nis der gewichteten Punk­t­meth­ode wird, wie in Abbil­dung 1 exem­plar­isch abge­bildet, als schnell erfass­bare Über­sicht der Vor- und Nachteile präsen­tiert. Die Gewich­tun­gen hän­gen von den indi­vidu­ellen Bedin­gun­gen des jew­eili­gen Werkes/Unternehmens ab. Die anschließende Bew­er­tung richtet sich dabei nach keinen fes­ten Ori­en­tierungswerten, stattdessen wer­den die einzel­nen Löschan­la­gen im Ver­hält­nis zueinan­der bew­ertet. Bei der gewichteten Punk­t­meth­ode für die Elek­troräume des Cargill Werkes in Bar­by zeigt das Ergeb­nis, dass die Novec1230-Löschan­lage derzeit die beste am Markt ver­füg­bare Löschan­lage für diese Anwen­dung ist.

Nach­dem die Entschei­dung für eine Löschan­lage mit Hil­fe der gewichteten Punk­t­meth­ode getrof­fen wurde, sind die fol­gen­den drei Schritte in der weit­eren Pla­nung unbe­d­ingt zu bedenken:

• Ange­bote für die am besten bepunk­teten Löschan­la­gen einholen
• Fach­plan­er und die Ver­sicherung bei der Pla­nung miteinbeziehen
• Rück­bau bzw. Stil­l­le­gung der aktuellen Brand­schutztech­nik pla­nen und bere­its vorhan­dene Infra­struk­tur verwenden

Abschließend lässt sich zusam­men­fassen, dass Löschan­la­gen eine sehr sin­nvolle tech­nis­che Brand­schutz­maß­nahme in elek­trischen Betrieb­sräu­men darstellen. Während in Neubaut­en auch durch andere Maß­nah­men ein hohes Sicher­heit­sniveau erzeugt wer­den kann, ist dies in Bestands­baut­en sel­ten der Fall. Es ist stets zu bedenken, dass elek­trische Betrieb­sräume einen wichti­gen Teil der Infra­struk­tur darstellen, ohne den das Unternehmen stillsteht.

Darüber hin­aus soll­ten organ­isatorische Abläufe und Zuständigkeit­en geprüft und geübt wer­den, damit das Per­son­al im Ern­st­fall mit den Gefahren Feuer und Rauch, aber auch mit Elek­triz­ität umge­hen kann und entsprechende Maß­nah­men früh­est­möglich ein­geleit­et wer­den. Eine Not­fallpla­nung unter Ein­beziehung intern­er und extern­er Ret­tungskräfte im Vor­feld ist empfehlenswert.

Lit­er­atur

• E+S Rück­ver­sicherung AG, Brand­schutz in Elektroräumen.
• C.-W. Otto, „Bauord­nungsrecht“ in Hand­buch für Bauin­ge­nieure, Hand­buch für Bauin­ge­nieure, K. Zilch et al., Hg., Wies­baden: Springer Fachme­di­en Wies­baden, 2019, S. 1–25.
• DGUV Vorschrift 3: Elek­trische Anla­gen und Betrieb­smit­tel, Deutsche Geset­zliche Unfal­lver­sicherung (DGUV), 1997.
• B. Ben­der und K. Ger­icke, Hg., Pahl/Beitz Kon­struk­tion­slehre: Meth­o­d­en und Anwen­dung erfol­gre­ich­er Pro­duk­ten­twick­lung, 9. Aufl. Berlin, Hei­del­berg: Springer Berlin Hei­del­berg, 2021.
• G. O. Kop­peter, „Leben­szyk­luskosten von Brand­meldean­la­gen in Eisen­bah­n­tun­nel am Beispiel des Koralm­tun­nels“. Diplo­mar­beit, Hochschule Mit­twei­da, Mit­twei­da, 2016.
• Deutsche Geset­zliche Unfal­lver­sicherung, Hg., „DGUV Infor­ma­tion 205–026: Sicher­heit und Gesund­heitss­chutz beim Ein­satz von Feuer­löschan­la­gen mit Löschgasen“, 2018. [Online]. Ver­füg­bar unter: https://publikationen.dguv.de/widgets/pdf/download/article/3248. Zugriff am: 3. Feb­ru­ar 2021.
• S.-L. Pries, „Bew­er­tung der Notwendigkeit von Löschan­la­gen in elek­trischen Ver­sorgungs- und Schal­träu­men eines Pro­duk­tions­be­triebes. Empfehlung und Gegenüber­stel­lung von geeigneten Brand­schutz­maß­nah­men durch tech­nis­che Ein­rich­tun­gen und Anla­gen.“. Bach­e­lo­rar­beit, Otto-von-Guer­icke-Uni­ver­sität, Magde­burg, 2021.

Foto: privat

Autorin: Sophie-Louise Pries
(B.Sc. in Sicher­heit und Gefahrenabwehr)

Werksstu­dentin bei der Cargill Deutsch­land GmbH am Stan­dort Bar­by (Elbe) im Bere­ich Envi­ron­ment, Health & Safety

E‑Mail: Sophie_Louise_Pries@cargill.com