brandschutz in historischen bauten

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Ingenieure für Brandschutz GmbH

Hauptsitz:

Rotherstraße 19, 10245 Berlin

Dipl.-Ing. Karsten Foth

Prüfingenieur für Brandschutz

Geschäftsführender Gesellschafter hhpberlin

Überblick zum Brandschutz in historischen Bauten

Grundsätze und Maßnahmen vorbeugender und abwehrender Brandschutz

Dipl.-Ing. Karsten Foth Prüfingenieur für BrandschutzGeschäftsführender Gesellschafter hhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH

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Inhalt1. Grundlagen

2. Brandschutz zur Verbesserung des Bestandes

2.1 Verbesserung durch Anlagentechnik

2.2 Verbesserung durch Brandmeldeanlagen

2.3 Verbesserung durch Warnanlagen

2.4 Verbesserung durch Sprinkleranlagen

2.5 Verbesserung durch Sprühwasserlöschanlagen

2.6 Verbesserung durch individuelle Pläne

3. Leistungsorientiertes Brandschutzkonzept – Staatsbibliothek Unter den Linden

3.1 Das Gebäude

3.2 Verhinderung der Brandausbreitung

3.3 Anforderungen an Bauteile

3.4 Gestaltung der Rettungswege

3.5 Anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen

4. Fazit

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§ 3 Abs. 1 MBO: „allgemeine Anforderungen“

Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden.

§ 14 MBO: „Brandschutz“

Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass

• der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und

• bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie• wirksame Löscharbeiten möglich sind.

1. Grundlagen – Schutzziele

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• Schutzziele müssen in jedem Gebäude sichergestellt werden.

• Baudenkmälern erfüllen meist in mehreren Bereichen die Vorschriften

des heutigen Baurechts nicht.

• Es kommt dann darauf an, dass die Einhaltung insbesondere des

Personenschutzes gewährleistet wird.

• Der deskriptive Nachweis (die Einhaltung der genannten materiellen

Einzelanforderungen) ist kaum möglich.

Nachweis mit Ingenieurmethoden schafft Abhilfe

1. Grundlagen – Schutzziele

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Bestehende Gebäude genießen baurechtlich gesicherten

Bestandschutz.

Bestehenden Gebäude müssen die heutigen Vorschriften des

baulichen Brandschutzes nicht erfüllen und auch nicht den heute

geltenden Vorschriften angepasst werden, wenn sie

• rechtmäßig bestehen, was bei den meisten Denkmälern angenommen

werden kann,

• in ihrer Bausubstanz nicht wesentlich geändert wurden und

• ihre Nutzung nicht ändern.

1. Grundlagen – Bestandsschutz

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In Berlin z.B. § 85 BauO Bln – bestehende bauliche Anlagen

•(1) 1Rechtmäßig bestehende bauliche Anlagen sind, soweit sie nicht den Vorschriften dieses Gesetzes oder den auf Grund dieses Gesetzes erlassenen Vorschriften genügen, mindestens in dem Zustand zu erhalten, der den bei ihrer Errichtung geltenden Vorschriften entspricht. […]

Der Bestandsschutz entfällt, - bei Nutzungsänderungen oder

- wenn eine konkrete Gefahr vorliegt.• z.B. nicht vorhandener Treppenraum, fehlender 2. Rettungsweg,

fehlender Ausgang aus dem Treppenraum ins Freie


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In Berlin z.B. § 85 BauO Bln – bestehende bauliche Anlagen

•(2) 1Werden in diesem Gesetz oder in auf Grund dieses Gesetzes erlassenen Vorschriften andere Anforderungen als nach dem bisherigen Recht gestellt, so kann verlangt werden, dass rechtmäßig bestehende oder nach genehmigten Bauvorlagen bereits begonnene bauliche Anlagen angepasst werden, wenn dies zur Vermeidung einer Gefährdung der öffentlichen Sicherheit oder Ordnung, insbesondere von Leben oder Gesundheit, erforderlich ist.

•(3) Sollen rechtmäßig bestehende bauliche Anlagen wesentlich geändert werden, so kann gefordert werden, dass auch die nicht unmittelbar berührten Teile der baulichen Anlage mit diesem Gesetz oder den auf Grund dieses Gesetzes erlassenen Vorschriften in Einklang gebracht werden, wenn die Bauteile, die diesen Vorschriften nicht mehr entsprechen, mit den beabsichtigten Arbeiten in einem konstruktiven Zusammenhang stehen und die Durchführung dieser Vorschriften bei den von den Arbeiten nicht berührten Teilen der baulichen Anlage keine unzumutbaren Mehrkosten verursacht.


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Verbesserung des Bestandes:

-Da die heutigen Standards und Sicherheitsbestimmungen nicht eingehalten

werden und

-die Brandgefährdung bei Sanierung (auch bei nicht wesentlichen

Änderungen) zunimmt:• Installation moderner Haustechnik – Herstellen neuer Wand- und

Deckendurchbrüche

• Neuaufteilungen der Geschossfläche – ggf. Fehlen des 2. Rettungsweges

2. Brandschutz zur Verbesserung des Bestandes

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Wesentliche anlagentechnische Maßnahmen

Def.: Anlagentechnischer Brandschutz dient im Falle eines Brandes der

Schadensbegrenzung im Rahmen des Personen- und Sachschutzes.

• Anlagen werden eingesetzt zur Brandmeldung, Warnung und Information, Selbsthilfe, Orientierung, Rauchfreihaltung und zur Löschung

2.1 Verbesserung durch Anlagentechnik

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Def.: Brandmeldeanlagen dienen der Früherkennung eines Brandes

und der Alarmierung einer hilfeleistenden Stelle, i.d.R. der

Feuerwehr.

• Eine Brandmeldeanlage besteht im Wesentlichen aus:

automatischen Brandmeldern

(Kenngrößen: Rauch, Temperatur, Flammen) und / oder

nichtautomatischen Brandmeldern (Handfeuermelder)

Feuerwehrbedienfeld

Feuerwehr-Anzeige-Tableau

Übertragungseinheit (Standleitung zu einer hilfeleistenden Stelle)


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Wichtige technische Regelwerke:

• DIN 14675 Brandmeldeanlagen Aufbau und Betrieb

• DIN VDE 0833 Gefahrenmeldeanlagen für Brand, Einbruch und

Überfall

Teil 2: Festlegungen für Brandmeldeanlagen (BMA)

• DIN EN 54 Brandmeldeanlagen

Teil 5: Wärmemelder

Teil 7: Rauchmelder

Teil 10: Flammenmelder

Teil 11: Handfeuermelder


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Automatische Brandmelder Nichtautomatische Brandmelder(Handfeuermelder)


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Def.: Alarmierungseinrichtungen dienen dem Herbeirufen von Hilfe oder

zur Warnung von Personen.

• Eine Warnanlage besteht im Wesentlichen aus:

– automatischen Brandmeldern (Kenngrößen: Rauch, Temperatur, Flammen) und/oder

– nichtautomatischen Brandmeldern (Handfeuermelder)

– Lautsprechern

– Signalleuchten

• Mögliche Arten der Alarmierung:

– optisches Signal

– akustisches Signal (Ton)

– Lautsprecherdurchsage (z. B. in Verkaufs- und oder Versammlungsstätten)

2.3 Verbesserung durch Warnanlagen

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Def.: Sprinkleranlagen sollen der Brandausbreitung entgegenwirken und im

Brandfall alarmieren sowie eine ständig besetzte Stelle von dem

Brandgeschehen in Kenntnis setzen.

• wichtigste Regelwerke:

DIN 14 489 Sprinkleranlagen Allgemeine Grundlagen

VdS CEA 4001 „VdS CEA-Richtlinien für Sprinkleranlagen“

2.4 Verbesserung durch Sprinkleranlagen

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2.5 Verbesserung durch Sprühwasserlöschanlagen

• Auslösung über eine Brandmeldeanlage

• Löschung im gesamten Schutzbereich

• Sehr guter Schutz vor Brandausbreitung

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2.6 Verbesserung durch individuelle Pläne

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Leistungsorientiertes Brandschutzkonzept

Brandschutzkonzepte • Feuerwehrpläne • Flucht & RettungspläneBrandsimulation • Statik & Konstruktion

3. Staatsbibliothek Unter den Linden

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Staatsbibliothek Unter den Linden

• bedeutendes Kulturdenkmal in Berlin

• erbaut 1903

• Zerstörung des Lesesaals im 2. Weltkrieg

•Heute:

Abriss von 2 Büchertürmen

Neubau eines Lesesaals

3.1 Das Gebäude

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Beurteilungsgrundlagen bisher

•Gesetze und Verordnungen

•Technische Regeln

•Erfahrungen aus der Praxis

MBO § 3 lässt alternative Nachweise zur Erfüllung der Schutzziele

zu (schutzzielorientiertes BSK)

• Anwendung der EUROCODE

• Anwendung von Computerprogrammen zur Rauchableitung und Evakuierung

Quelle: © hgmerz architekten museumsgestalter

3.1 Das Gebäude

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• Ausgedehnter Gebäudekomplex

• LIPMAN-Regalsystem

• historische Geschossdecken

• Lesesaal mit mehrfach unbestimmter Stahl- und Spannbetonfertigteilkonstruktion

3.1 Das Gebäude

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Altbau = unkonventionelle Lösungen

• Feuerbeständige Wände statt Brandwände mit spezieller Ausbildung im Bereich der Bücherregale

• Eckverglasungen mit feuerhemmendem Glas in denkmalgeschütztem Rahmen

• Änderung der Raumnutzung in Eckbereichen

• Aufrüstung von Bestandstüren


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Neubau = schutzzielorientiertes Konzept

•keine Einschränkung der Raumnutzung

•Feuerbeständige raumabschließende Bauteile

•Bestimmen von Bauteilanforderungen mit Computerprogrammen, z.B. zwischen Lesesaal und Handmagazin


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• Bemessung/ Bewertung der vorhandenen Geschossdecken

(MENZEL-Decken, ACKERMANN-Decken, KLEINSCHE Decken, Holzbalkendecken, scheitrechte Steinkappen-decken und Preußische Kappendecken).

• Berechnung der Stahlträgerdecke über dem 6. Büchermagazin mit „STABA F“

• Bemessung des Tragwerkes des Hauptlesesaales mit „FIRE S-T“


3.3 Anforderungen an die Bauteile

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Treppenräume im Bestand (Baustoffe, Bauart und Treppenbreiten)

• Schutz der Treppen durch Abschottungen

• Verbesserung der Rauchableitung

• Schaffung zusätzlicher notwendiger Treppen


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Treppenräume für den Neubau

•Außenliegende Treppenräume an notwendigen Fluren

•Innenliegende Treppenräume mit Vorräumen und Spüllüftungsanlagen


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Treppenräume für den Neubau

•Bemessung der Auslastung der Treppenräume mit Computerprogrammen

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3.4 Gestaltung der Angriffswege

Altbestand: Außenleitern mit Umgängen und Steigleitung als Holm der Leiter

Neubau: Baulicher Schutz der Treppenräume und Steigleitung trocken

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• Brandmeldeanlagen (Schutzkategorie 1)

• Warnanlagen (Sprachalarm in öffentlichen Bereichen ansonsten Signale)

• Löschanlagen (nur in raumabschließenden

Bereichen wegen Löschwasserschäden)

• Gaslöschanlagen in Magazinbereichen

• Nasse und trockne Steigleitungen

Tresormagazine

3.5 Anlagentechn. Brandschutzmaßnahmen

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Rauchgasausbreitung

•Bemessung der Halle (einfache Geometrie) mit einem Zonenmodell (CFAST)

• niederenergetischer Brand von 2 MW

• Vollbrandszenario 20 MW

•Gegenprüfung der Rechnung

mit einem Feldmodell


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• Ermittlung der optischen Dichte der Rauchgasschicht (Grenzwert 0,1 m-1 bis 0,15 m-1)

• Annahme des Brandgutes (60 % Papier und Holzwerkstoffe, 40 % Kunststoffe)

• Erforderliche Rauchableitungsfläche 60 m² aerodynamisch

0

0,1

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1

0 300 600 900 1200 1500 1800

Zeit in s

2 MW

20 MW

RWA- und Zuluftöffnung jeweils 60 m²

Mitt

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Zeit in Sekunden


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Bemessung der Rauchgasausbreitung im Handmagazin mit einem Feldmodell

•Versagenskriterien:

– max TS > 300 °C und TS > 60 K

•CFD-Simulation:– keine Überschreitung der kritischen Werte

Freihandmagazin B im Grundriss

Lesesaal


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4. Fazit

Die Nutzung

ingenieurmäßiger Methoden

des Brandschutzes gepaart

mit unkonventionellen

Lösungen, gestützt auf

Erfahrungswerten und

die Anwendung konservativer

Brandschutzmaßnahmen

Ganzheitliches Brandschutzkonzept

für ein Denkmal


Kontaktinformationenhhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH

Rotherstraße 1910245 Berlin

Fraunhoferstraße 680469 München

Kurze Mühren 2020095 Hamburg

Wilhelm-Leuschner-Straße 4160329 Frankfurt am Main

Phone: +49 (30) 89 59 55-0 [email protected]: +49 (30) 89 59 55-100 www.hhpberlin.de

Geschäftsführer:Dipl.-Ing. Margot EhrlicherDipl.-Inf. BW (VWA) Stefan TruthänDipl.-Ing. Karsten Foth

Prokurist:Dipl.-Ing. Harald Niemöller

Beirat:Prof. Dr.-Ing. Dietmar HosserDr.-Ing. Karl-Heinz Schubert

AmtsgerichtBerlin CharlottenburgHRB 78 927

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