Baulicher und technischer Brandschutz





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Baulicher und technischer Brandschutz in Speditions- und Lagerbetrieben

Vortrag von Herrn Dieter Georgi, VdS Schadenverhütung GmbH

Inhaltsverzeichnis
	Einleitung
	Brandschutzkonzept
	Baulicher Brandschutz
	Technischer Brandschutz
		Feuerlöschanlagen
	Zusammenfassung

Einleitung

Die Brandgefahr stellt eine ernste Bedrohung in Speditions- und Lagerbereichen dar. Eine Feuer- und Feuer-Betriebsunterbrechungs-Versicherung vermag zwar den materiellen Schaden eines Brandes auszugleichen, schwerer wiegen jedoch die nicht ersetzbaren Verluste, wie zum Beispiel die Einbuße an der Marktbeteiligung oder die Abwanderung bewährter Mitarbeiter. Der Brandgefahr in diesen Risiken kann durch vorbeugende Brandschutzmaßnahmen wirksam begegnet werden.

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Brandschutzkonzept

Bei der Erstellung eines Leitfadens für den Brandschutz kann eine Untergliederung wie folgt vorgenommen werden:

	Verantwortung für den Brandschutz
	Schutzziele des Brandschutzes
	Baulicher Brandschutz
	Technischer Brandschutz
	Betrieblicher Brandschutz
	Organisatorischer Brandschutz
	Beschäftigung von Fremdfirmen
	Verhalten im Brandfall
	Maßnahmen nach einem Brand.

Hilfsmittel für die Erarbeitung eines Leitfadens für den Brandschutz in Speditions- und Lagerbetrieben können z. B. die VdS-Regelwerke sein. Angesichts der Verschiedenheit der Betriebe und ihrer unterschiedlichen Größe ist es nicht möglich, ein allgemein gültiges Muster für die jeweils erforderliche Brandschutzmaßnahme aufzustellen.

Wichtig dabei ist, dass das Brandrisiko mit seinen Komponenten Häufigkeit und Schadensausmaß durch optimierte Maßnahmenkombinationen auf das für übliche Bauwerke tolerierte Restrisiko begrenzt wird.

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Baulicher Brandschutz

Da eine ausreichende Anzahl an VdS-Regelwerken und Richtlinien zu diesem Thema zur Verfügung stehen, wird auf eine nähere Ausführung verzichtet.

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Technischer Brandschutz

Der technische Brandschutz untergliedert sich im wesentlichen in

	Maßnahmen zur Branderkennung und Brandmeldung
	Feuerlöschanlagen
	Brandbekämpfungseinrichtungen
	Rauch- und Wärmeabzugseinrichtungen
	Schlüsseldepots.

Feuerlöschanlagen

Da Feuerlöschanlagen innerhalb des technischen Brandschutzes aus behördlicher und versicherungstechnischer Sicht der höchsten Stellenwert einnehmen, sollen die nachstehenden Ausführungen Anregungen und Anleitungen für den wirksamen technischen Brandschutz durch Feuerlöschanlagen nach neuesten Erkenntnissen geben.

Bei der Auswahl einer Feuerlöschanlage müssen Schutzziele, Wirksamkeit, Zuverlässigkeit und ökonomische Gesichtspunkte festgelegt werden. Bei der Definition des Schutzzieles bei Speditions- und Lagerbetrieben muss im Regelfall vom Schutz des gesamten Gebäudes ausgegangen werden. Parallel dazu muss geprüft werden, ob Einrichtungen (z. B. EDVA) vorhanden sind, die aufgrund ihrer Bedeutung für den Betrieb zusätzlich zur Raumschutzanlage geschützt werden müssen, um Betriebsunterbrechungen zu minimieren. Im Hinblick auf die Wirksamkeit von Feuerlöschanlagen ist bei der Planung zu ermitteln, ob die Feuerlöschanlage für das vorhandene Lagergut unter Berücksichtigung der Betriebs- und Umgebungsbedingungen geeignet ist.

Die Zuverlässigkeit einer Löschanlage wird bestimmt durch Lebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit. Bei der Umsetzung von Brandschutzmaßnahmen dürfen ökonomische Gesichtspunkte nicht vernachlässigt werden, denn die Umsetzung in mehreren Schritten ist oftmals sinnvoller, als nach der Devise "Alles oder Nichts" zu handeln.

Da die überwiegende Anzahl von Speditions- und Lagerbetrieben durch Sprinkleranlagen geschützt sind, wird diese technische Brandschutzmaßnahme im Folgenden ausführlich behandelt. Es werden außerdem die Probleme aufgezeigt, die sich durch neue Lagertechniken und Materialien ergeben.

Sprinkleranlagen

Die nähere Untersuchung von Brandschäden in gesprinklerten Risiken machte deutlich, dass für das Versagen der Sprinkleranlagen neue Lagertechniken und neue Materialien mitverantwortlich waren, deren besondere Gefährlichkeit hinsichtlich Brandausbreitungsgeschwindigkeit und deren Löschbarkeit sowohl von den betroffenen Betrieben als auch von Brandschutzfachleuten unterschätzt wurde. Dabei werden nachfolgend nicht nur die brandschutztechnischen Probleme angesprochen, die beim Einsatz von Kunststoffen in gesprinklerten Risiken der Industrie und des Großgewerbes auftreten, sondern auch Lösungen aufgezeigt.

Zum besseren Verständnis sollen eingangs die wichtigsten Kriterien hinsichtlich des Brandverhaltens und der Brandbekämpfung bei den Kunststoffen Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) aufgezeigt werden.

	Die Kunststoffe schmelzen unter Wärmeeinwirkung und tropfen brennend ab.
	Die Kunststoffe verhalten sich im Brandfall wie eine brennbare Flüssigkeit, d. h., es entsteht eine nahezu rauchfreie, hochenergetische Verbrennung.
	Bei der Lagerung dieser Kunststoffe erfolgt im Brandfall eine rasante Brandausbreitung nach oben durch Wärmeauftrieb und nach unten durch abfließenden, brennenden Kunststoff.
	Die Kunststoffe nehmen keine Flüssigkeit auf und brennen deshalb auch unter Wasserkontakt weiter.
	Die Isolierung der Kunststoffe ist so gut, dass z. B. ein mit Wasser gefüllter zweischaliger Behälter in dem Hohlraum ungehindert weiterbrennt.
	Auch die Entsorgung nach einem Brand ist problematisch, da diese Kunststoffe nach dem Erstarren eine feste Einheit mit anderen Materialien bilden, wodurch die Entsorgung auf eine Sondermülldeponie erforderlich wird.
	Geschmolzene Kunststoffe können in vorhandene Abwassersysteme eindringen und diese beim Erstarren verstopfen.

Nach diesen grundsätzliche Bemerkungen ein kurzer Abriss über die gemeinsamen Aktivitäten von VdS und Industrie in Sachen Kunststoffe.

Brandversuche mit Kunststoff-Lagerbehältern

Aufgrund der Notwendigkeit für eine flexiblere Just-in-time-Fertigung wurde 1988 vom Verband der deutschen Automobilindustrie (VDA) die VDA-Empfehlung 4500 "Kleinladungsträger-System -Transportkette mit Behältern für Kleinteile" ohne Berücksichtigung des Brandschutzes herausgegeben.

Erste, negativ verlaufende Brandversuche in der Automobilindustrie an einem neuen doppelwandigen Kunststoffbehälter aus Polypropylen (PP), dem sogenannten Kleinladungsträger, ließen erheblichen Zweifel aufkommen, ob die in den Sprinklerrichtlinien VdS 2092 aufgeführte Einstufung von ungeschäumten Kunststoffen in die Brandgefahren 4.2 bzw. 4.3 noch den Erfordernissen entsprach.

Im Frühjahr 1991 wurde deshalb eine Arbeitsgruppe - bestehend aus Vertretern von VDA und VdS - eingesetzt, um Versuchsbedingungen festzulegen und für die Durchführung der Brandversuche Sorge zu tragen.

Kleinladungsträger (KLT)-Versuche

Die durchgeführten Brand- und Löschversuche haben zu folgenden Anforderungen an Sprinkleranlagen zum Schutz von Lagerrisiken mit KLT geführt:

Blocklager:

	Wasserbeaufschlagung entsprechend BG 4.4,
	maximale Lagerhöhe 3 m,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 - 80,
	Verwendung geschlossener Paletten aus nichtbrennbaren Materialien /Stahl-paletten) und einer Stapelhöhe pro Palette von 1 m,
	Abdeckplatten auf der obersten Lage der KLT,
	Zumischung von filmbildenden Schaummitteln (3 %).

Die Versuche haben gezeigt, dass ohne die geschlossenen Stahlpaletten, die die vertikale Brandübertragung zwischen den einzelnen Stapeln verhindern und ohne die Abschlussdeckel, die dafür Sorge tragen, dass das Wasser-Schaummittel-gemisch nicht erst die Behälter füllt, kein Löscherfolg durch die Sprinkleranlage möglich ist.

Regallager:

	Wasserbeaufschlagung entsprechend BG 4.4,
	Reduzierung des horizontalen Sprinklerabstandes im Regal auf 1,5 m,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 - 80 für den Deckenschutz und bis 80 für den Regalschutz.

Mit der Übergangsregelung S 1/93 wurden diese Anforderungen in VdS-Richt-linien für Sprinkleranlagen aufgenommen.

Zur Abklärung der Frage, ob sich Lagerbehälter aus Polypropylen und Polyethylen im Brandfall günstiger verhalten als KLT-Behälter, hat VdS im Mai 1993 weitergehende Untersuchungen mit einer neuen Klassifizierungsmethode durchgeführt.

Neue Klassifizierungstestmethode

Der Fire Products Collector Test (FPC) erlaubt eine systematische Untersuchung und Einstufung verschiedener Materialien durch Abbrand- und Löschversuche.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass man das Brandverhalten und die Löschbarkeit der so getesteten Materialien oder Produkte nach Auswertung mit anderen bereits getesteten und klassifizierten Produkten vergleichen kann.

Klassifizierungstests mit Lagerbehältern aus Polypropylen und Polyethylen

Das Versuchsprogramm umfasste folgende vier verschiedenen Arten von leeren Kunststoff-Lagerkästen unter Verwendung von Standard-Holzpaletten:

	leere, oben offene, einwandige Kunststoff-Lagerkästen aus Polypropylen (PP),
	leere, oben offene, einwandige Kunststoff-Lagerkästen aus Polyethylen,
	leere, oben offene, einwandige Kunststoff-Lagerkästen aus Polypropylen mit einem Graphit-Zusatz, wodurch der Kunststoff leitfähig wird,
	leere, oben offene, doppelwandige Kunststoff-Lagerkästen aus Polypropylen, die sogenannten KLT-Kästen (Kleinladungsträger).

Die Versuchsergebnisse der unterschiedlichen Kunststoffbehälter bestätigen die Empfehlung der VdS-Übergangsregelung S 1/93, die Anforderungen, die für Sprinklerschutz von KLT aufgestellt wurden, auch auf andere Lagerhilfen aus PP und PE zu übertragen.

Brand- und Löschversuche mit einwandigen Behältern aus PP

Nach diesen Klassifizierungstests führte VdS gemeinsam mit einem Unternehmen der Elektroindustrie Brandversuche an einwandigen Behältern aus Polypropylen mit im Boden gleichmäßig angeordneten Löchern (Æ 5 mm) durch.

Ziel der Brandversuche war es zu überprüfen, ob die in den Regallägern des Betreibers vorhandenen Sprinkleranlagen (Einstufung nach BG 4.3) einen Brand bei Verwendung von diesen speziellen Behältern aus PP noch sicher kontrollieren können.

Der positive Verlauf der Versuche ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass durch die Löcher (Æ 5 mm) im Boden des Behälters das Wasser abläuft und dadurch die horizontale und vertikale Bandausbreitung in erheblichem Umfange reduziert wird.

Brand- und Löschversuche mit Faltboxen aus PP

Die im Herbst 1994 für einen Warenhauskonzern durchgeführten Brand- und Löschversuche haben zu folgenden Anforderungen an Sprinkleranlagen zum Schutz von Regallagern mit Faltboxen aus PP geführt:

	Einstufung nach BG 4.3,
	horizontaler Sprinklerabstand auf 1,5 m reduziert,
	Sprinkler 3/8", Auslösetemperatur 68 oC, RTI < 50,
	Zumischung von filmbildenden Schaummitteln (3 %),
	geschlossene Blechbarriere oberhalb jeder Sprinklerebene.

Klassifizierungstest an Faltboxen

Auch diese Faltboxen aus PP wurden im März 1995 dem beschriebenen Klassifizierungstests unterzogen.

Ziel der Versuche war

	der Vergleich des Brandverhaltens und der Löschbarkeit der Faltboxen mit den bereits getesteten und klassifizierten Behältern aus PP und PE und
	die Beeinflussung der Löschwirkung durch den Zusatz von filmbildenden Schaummitteln zum Löschwasser.

Bei den getesteten Faltboxen handelte es sich um leere, oben offene, einwandige Kunststoff-Kästen aus Polypropylen (PP).

Die Klassifizierungstests bestätigen die Ergebnisse der durchgeführten Brand- und Löschversuche.

Brand- und Löschversuche mit Behältern aus PP und PE

Da die Industrie an weitergehenden Versuchen für Regalläger sehr interessiert war, wurden nach Abstimmung mit dem Bundesverband der deutschen Industrie im Jahre 1996 ergänzende Versuche durchgeführt.

Die Versuche haben zu folgenden Anforderungen an Sprinkleranlagen zum Schutz von Regallägern mit Kleinladungsträgern und Lagerbehältern aus PP und PE geführt:

	Einstufung nach BG 4.3,
	horizontalen Sprinklerabstand auf 1,5 m reduziert,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 - 80 für den Deckenschutz und bis 80 für den Regalschutz,
	geschlossene Blechbarrieren oberhalb jeder Sprinklerebene.

Nach den durchgeführten Versuchsreihen standen somit für Regalläger mit Kleinladungsträgern aus PP und Lagerbehältern aus PP und PE die Schutzkonzepte (siehe Abbildung 1) zur Verfügung, die in der Übergangsregelung S 1/97 zu VdS-Richtlinien veröffentlicht worden sind.

Abbildung 1: Regallagerung

Neue hydraulische Bemessungswerte der Sprinkleranlage für Regalläger

Aufgrund der umfangreichen Brand- und Löschversuche an Kunststoffbehältern aus PP und PE konnten u. a. folgende Versuchserkenntnisse ausgewertet werden.

Reduzierung des horizontalen Sprinklerabstandes in den Zwischenebenen

Ein geringer horizontaler Sprinklerabstand hat zur Folge, dass auch bei einer schnellen vertikalen Ausbreitung des Brandes eine frühere Aktivierung der Löschanlage erfolgt.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass

	sich die Brandstelle nahe bei einem Sprinkler befindet und sich der Sprinkler dadurch früher öffnet,
	sich mehr Sprinkler in der heißen Rauchgasschicht befinden und damit eine frühe Brandbekämpfung mit mehr Sprinklern möglich ist.

Durch die vertikale Brandausbreitung in Form eines umgekehrten Kegels ist davon auszugehen, dass sich bereits nahe der Brandstelle ein Sprinkler im Bereich dieser kegelförmigen Brandausbreitung befindet.

Installation von Blechbarrieren

Die Blechbarrieren bewirken, dass

	die vertikale Ausbreitung des Feuers und die Ableitung heißer Brandgase verhindert wird,
	die Sprinkler in der Nähe der Brandstelle durch die Stauwirkung der heißen Brandgase früher öffnen,
	abtropfende oder herabfallende brennende Stoffe weitestgehend aufgefangen werden.

Unter Wertung der vorgenannten Erkenntnisse wurden reduzierte Anforderungen für Sprinkleranlagen in Regalanlagen eingeführt, ausgenommen bei der Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten und Spraydosen.

Folgende Konzeptionen wurden in die Übergangsregelung S 1/98 zu den VdS-Richtlinien übernommen:

Anzahl der zu berücksichtigenden Sprinkler-Zwischenebenen

Für Regalanlagen mit mehr als 4 Zwischenebenen, in denen der horizontale Sprinklerabstand kleiner als 2,5 m ist, darf die Anzahl der bei der hydraulischen Berechnung zu berücksichtigenden Zwischenebenen gemäß vorgenannter Übergangsregelung reduziert werden.

Beträgt der horizontale Sprinklerabstand weniger als 2,5 m und werden zusätzlich über allen Sprinklerebenen im Regal horizontale Blechbarrieren installiert, brauchen bei der hydraulischen Berechnung neben der Deckenwirkfläche nur die Wirkflächen der zwei hydraulisch ungünstigsten Zwischenebenen im Regal berücksichtigt zu werden. Bei der Dimensionierung der Versorgungsleitungen für den Regalschutz ist davon auszugehen, dass die Sprinkler in den vier ungünstigen Sprinkler-Zwischenebenen öffnen.

Reduzierung der Deckenwirkfläche

Wird über dem obersten Lagergut noch eine Sprinklerebene und eine horizontale Blechbarriere eingebaut (vgl. Abbildung 2), so darf die Deckenwirkfläche auf 150 m² reduziert werden. Oberhalb der Blechbarriere ist keine Lagerung zulässig.

Abbildung 2: Blechbarriere und Sprinklerebene über dem obersten Lagergut

Reduzierung der Betriebszeit

Die Betriebszeit der Sprinkleranlage kann von 90 Minuten auf 60 Minuten reduziert werden, wenn der horizontale Sprinklerabstand im Regal weniger als 2,5 m beträgt.

Mit diesen neuen Anforderungen an den Sprinklerschutz von Regallägern liegt ein
exemplarisches Beispiel dafür vor, wie aus Versuchen und gesammelten Erfahrungen kostengünstigere Schutzkonzepte erarbeitet werden können.

Materialien aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polystyrol (PS)

Im Frühjahr des Jahres 1998 brach in einer Spielwarenfabrik ein Großfeuer aus, bei dem die Produktionshalle total zerstört wurde. Die Sprinkleranlage in der Halle wurde 1969 errichtet und 1975 gemäß der Richtlinien erweitert. Die Einstufung erfolgte aufgrund der Lagerung von ungeschäumten Kunststoffen (PE) in die Brandgefahr BG 4.2 mit einer Wasserbeaufschlagung von 12 mm/min. Die Sprinkleranlage hat bis zum Einsturz der Hallendecke ordnungsgemäß funktioniert. Die Wasserbeaufschlagung der Sprinkleranlage reichte jedoch für die Brandbekämpfung nicht aus.

Unabhängig von der unzureichenden Wasserbeaufschlagung ist eine Vorbenetzung der Bereiche in der Nähe des Brandes, und damit wirksame Eindämmung der Brandausbreitung bei glatten Kunststoffoberflächen ausschließlich mit Wasser (ohne Netzmittel) nicht möglich.

Dieser Brandfall zeigte eindeutig auf, dass die Anforderungen an Sprinkleranlagen, die für Kunststoffbehälter gelten, auch auf Materialien aus PP, PE und PS – wie von VdS schon im Jahre 93 empfohlen – übertragen werden müssen. Aus diesem Grund wurde die Übergangsregelung S 1/99 in Abstimmung mit den Industrievertretern im Ständigen Technischen Kontaktausschuss beim BDI entsprechend ergänzt.

Derzeit gibt es für Lager mit PP-, PE- und PS-Materialien Schutzkonzepte für Regallager, Lager mit mobilen Lagerhilfen und Kompaktlager.

Regallager:

	Wasserbeaufschlagung entsprechend BG 4.4,
	Reduzierung des horizontalen Sprinklerabstandes im Regal auf 1,5 m,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 - 80 für den Deckenschutz und bis 80 für den Regalschutz,

oder

	Einstufung nach BG 4.3,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 – 80 für den Deckenschutz und bis 80 für den Regalschutz,
	geschlossene Blechbarrieren oberhalb jeder Sprinklerebene.

Lager mit mobilen Lagerhilfen und Kompaktlager:

	Wasserbeaufschlagung entsprechend BG 4.4,
	maximale Lagerhöhe 3 m,
	Verwendung von Sprinklern mit einem RTI-Wert von 50 - 80,
	Verwendung geschlossener Paletten aus nichtbrennbaren Materialien /Stahl-paletten) und einer Stapelhöhe pro Palette von 1 m,
	Abdeckplatten auf der obersten Lage der KLT,
	Zumischung von filmbildenden Schaummitteln (3 %).

Außerdem mussten Änderungen in der Darstellung A 2/01 Zuordnung von Lagermaterial nach Brandgefahren für die Kunststoffe PP, PE und PS vorgenommen werden, die in den Richtlinien für Sprinkleranlagen, Planung und Einbau, VdS 2092 : 1999-08 (7) aufgeführt sind.

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Zusammenfassung

Die Anforderungen für Sprinkleranlagen zum Schutz von Lagerrisiken mit Kunststoff-Lagerbehältern wurden vom VdS gemeinsam mit der Industrie erarbeitet.

Dabei wurden Schutzkonzepte für spezielle Kunststoff-Lagerbehälter in Großbrandversuchen ermittelt. Mit Hilfe von Klassifizierungstests konnten die gefundenen Schutzkonzepte dann auf andere Lagerbehälter übertragen werden, erneute Großbrandversuche waren nicht erforderlich.

Die ermittelten Schutzkonzepte und reduzierten Anforderungen an Sprinkleranlagen in Regallägern wurden in den Richtlinien VdS 2092 eingearbeitet und veröffentlicht.

Kritisch muss an dieser Stelle angemerkt werden, dass für Lager mit mobilen Lagerhilfen und Kompaktlager mit PE/PP/PS-Materialien und Lagerbehältern aus PP und PE nur ein Schutzkonzept zur Verfügung steht, welches in der Praxis nur schwer umgesetzt werden kann.

Aus diesem Grund kann den Betreibern von Sprinkleranlagen derzeit nur empfohlen werden, die vorgenannten Materialien bzw. Lagerbehälter in gesprinklerten Regalen zu lagern.

Die deutsche Versicherungswirtschaft hat Geldmittel bereitgestellt, um gemeinsam mit FM Global, die ihrerseits auch die Versuche unterstützen, weitergehende Brand- und Löschversuche durchzuführen. Mit den Versuchen soll für die Blocklagerung ein adäquates Schutzkonzept ermittelt werden. Mit der Industrie wurden auch schon Gespräche über eine mögliche Beteiligung geführt, wobei einige Behälterhersteller schon finanzielle Zusagen gemacht haben.

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