Brandschutz in Hochhäusern

BOK Dipl. Ing. Frank Peter

In Wien sind in den letzten Jahren mehrere Hochhäuser in den Himmel gewachsen. Im April dieses Jahres wurde der “Millennium-Tower” in Wien, Österreichs höchstes und Europas dritthöchstes Gebäude, offiziell eröffnet. Der Turm weist eine Höhe von 202 m und eine Bürofläche von 38.000 m² auf 50 Stockwerken auf. Im Vergleich zu anderen Bürobauten, wie z.B. dem derzeit höchsten Gebäude der Welt, den 452 m hohen Zwillingstürmen des Petronas Towers in Kuala Lumpur, ist der “Millenniums-Tower” verschwindend klein. Der Millenniums Tower in Tokio soll sogar eine Höhe von 840 m erreichen.
Hochhäuser sind gemäß Bauordnung für Wien Gebäude mit einer Gebäudehöhe von mehr als 26 m. Die meisten Hochhäuser weisen hinsichtlich der Nutzung ähnliche Strukturen auf. Im unterirdischen Bereich befinden sich Tiefgaragen (siehe hierzu auch den Artikel “Pa”) und Technikräume. Im Sockelbereich der unteren Ebene befinden sich ein- oder mehrgeschoßige Shopping-Malls. Daran schließen Büroetagen und/oder Wohnanlagen an.
Um die Schutzziele in einem Hochhaus zu erreichen, sind unter Berücksichtigung gebäudespezifischer Risikomerkmale spezielle brandschutztechnische Maßnahmen und Einrichtungen erforderlich. Die Schutzziele umfassen den Personenschutz (Warnung und Alarmierung, Begrenzung der vom Brand betroffenen Personen, Flucht bzw. Rettung von Personen), den Umgebungsschutz (Brandübertragung, Gefährdung der Nachbarschaft durch Brandübertragung und Einsturz des Gebäudes), den Sachgüterschutz (Verlust von Inventar und Wissen, Verlust des Gebäudes, Betriebsausfall) und den Schutz der Einsatzkräfte (Verhinderung der Entstehung eines unbeherrschbaren Großbrandes).
Die Berufsfeuerwehr Wien ist mit modernsten Fahrzeugen und Geräten ausgestattet. Rund um die Uhr stehen 460 motivierte, hervorragend ausgebildete und trainierte Feuerwehrmänner in Bereitschaft, um in kürzester Zeit Unheil abzuwehren (siehe hierzu auch den Artikel auf Seite ....). Trotzdem bedürfen Gebäude mit dieser Ausdehnung auf Grund der hohen Personenbelegung, der Wertkonzentration und der begrenzten Einsatzmöglichkeiten der Feuerwehren spezieller brandschutztechnischer Betrachtungen.
Die an Hochhäuser gestellten Anforderungen können in die Bereiche “Baulicher Brandschutz”, “Sicherheitstechnische Einrichtungen” und “Betrieblicher Brandschutz” unterteilt werden. In diesem Artikel sollen nicht nur die wichtigsten einzelnen Brandschutzmaßnahmen aufgezählt, sondern deren Erfordernis und Hintergründe erklärt werden.

Baulicher Brandschutz

Brandabschnitte und Rauchabschnitte stellen eine bewährte, störungsunanfällige Brandschutzmaßnahme dar. Durch eine maximale zulässige Brandabschnittsfläche von 700 m² bleibt die Gefährdung durch Feuer und Rauch auf die sich in diesem Brandabschnitt befindlichen Personen beschränkt. Die Rauch und Brandausbreitung wird durch Brandmauern, Brandschutztüren, Brandschutzklappen in Lüftungsleitungen und Brandabschottungssystemen von diversen Leitungen verhindert. Außerdem besteht auch bei Ausfall von brandschutztechnischen Einrichtungen die Chance, Brand- und Personenschäden bei einer frühzeitigen Alarmierung und schnellem Eingreifen der Feuerwehr in Grenzen zu halten. Ungeachtet dessen muß jede Wohn- oder Büroeinheit, Stiegenhäuser sowie Räume besonderer Verwendung, wie z.B. Müllräume, einen eigenen Brandabschnitt bilden.
Flucht- und Rettungswege Der Personenschutz und somit die Möglichkeit zur Flucht bzw. Rettung der durch Feuer und Rauch gefährdeten Personen stellt aus Sicht der Feuerwehr das wichtigste Schutzziel dar. Die Rettung von Personen mit Geräten der Feuerwehr, wie z.B. Schiebleiter oder Drehleiter ist i. a. bei Hochhäusern nicht möglich. Die Evakuierung einer Vielzahl von gefährdeten Personen unter Verwendung von Fluchtfiltermasken stellt jede Feuerwehr vor ein nicht beherrschbares Ereignis. Diesen Umständen wird durch zwei unabhängige Fluchtrichtungen, kurze Fluchtwege und der Rauchfreihaltung der Fluchtwege Rechnung getragen.
Jeder Brandabschnitt muß an zwei Sicherheitsstiegen, bei Gebäuden bis zu einer Höhe von 36 m mindestens an eine Sicherheitsstiege und an eine Normalstiege, angebunden sein.
Kein Teil eines Aufenthaltsraumes darf mehr als 30 m von einer Stiege entfernt sein. Die Fluchtweglänge zur zweiten Stiege oder zu einem gesicherten Brandabschnitt ist mit 40 m begrenzt. Die Rauchfreihaltung der Fluchtwege wird durch die Unterteilung von Gängen in Rauchabschnitte von 20 m, durch den Stiegenhäusern vorgelagerte, belüftete Schleusen und der Ausbildung des Stiegenhauses als eigener Brandabschnitt mit einer entsprechenden Lüftung erreicht.
Außenliegende Stiegenhäuser müssen über eine natürliche Dauerlüftung verfügen. Die Schleusen können mit einer natürlichen Dauerlüftung oder einer Druckbelüftung ausgestattet sein.
Bei innenliegenden Stiegenhäusern darf ein Rauchabschnitt maximal 6 Geschosse umfassen Die Schleuse und das Stiegenhaus müssen über eine Druckbelüftung verfügen. Die Druckbelüftung verhindert auch bei offenen Schleusentüren den Eintritt von Rauch in das Stiegenhaus. In absehbarer Zeit wird eine europäische Norm über die Ausführung und die erforderlichen Druck- und Strömungsverhältnisse von Druckbelüftungsanlagen erscheinen.

Sicherheitstechnische Einrichtungen

Brandmeldeanlage Grundsätzlich sollte jede Wohnung mit Brandmeldern, wie z. B. mit sogenannten “Homemeldern” überwacht werden. Immer wieder werden Menschen - besonders während des Schlafens - von Bränden überrascht und kommen zu Tode.
In Hochhäusern mit einer Höhe von mehr als 36 m oder 12 Geschossen sind automatische Brandmeldeanlagen gemäß den Bedingungen der TRVB S 123 in Vollschutzausführung mit Alarmweiterleitung an die Auswertezentrale der Feuerwehr der Stadt Wien erforderlich. Automatische Brandmeldeanlagen übernehmen mehrere wichtige Aufgaben.
Durch die Brandfrüherkennung erfolgt die Warnung der vom Brand betroffenen Personen und gleichzeitig die Alarmierung der Feuerwehr. Die Anzeige an der Brandmeldezentrale gibt Auskunft über die Lage des Brandortes. Weiters löst sie durch Brandfallsteuerungen gemäß TRVB S 151 wichtige brandschutztechnische Einrichtungen aus: Rauch- und Wärmeabzugs-Anlagen, Druckbelüftungsanlagen werden aktiviert, Brandschutzklappen und durch Feststellvorrichtungen offen gehaltene Türen werden geschlossen, Aufzüge fahren automatisch in das Ausgangsgeschoß und bleiben mit offenen Türen stehen, ...
Naßsteigleitungen und Wandhydranten Naßsteigleitungen mit Wandhydranten dienen der Ersten und Erweiterten Löschhilfe. Die anwesenden Personen können, falls noch keine starke Verrauchung eingetreten ist, erste Löschmaßnahmen durchführen und den Brand unter Umständen im Entstehungsstadium löschen. Die Verwendung von Wandhydranten fällt sehr leicht, da er Ähnlichkeit mit einem jedermann bekannten und vertrauten Gerät - dem Gartenschlauch auf einer Haspel - besitzt.
Drucksteigerungsanlagen sorgen für einen Durchfluß von mindestens 600 Litern bei 3 bar Druck, so daß gleichzeitig drei Wandhydranten mit je 200 l/min betrieben werden können. Die Feuerwehr nützt zur Brandbekämpfung ebenfalls die Wandhydranten zum Anschließen der feuerwehreigenen Schläuche.
Sprinkleranlage Bei Hochhäusern mit einer Gebäudehöhe von mehr als 36 m oder mehr als 12 Geschoßen sind Sprinkleranlagen gemäß TRVB S 127 notwendig. Trotz bestens ausgerüsteter und trainierter Feuerwehren, zu welchen sicherlich auch die Berufsfeuerwehr der Stadt Wien zählt, konnten Brände in höher gelegenen Geschossen nicht unter Kontrolle gebracht werden. Die Berufsfeuerwehr Wien bekämpft, Brände im umfassenden, d.h. im Innen- und Außenangriff. Bei Gebäudehöhen über 36 m ist ein Außenangriff auch unter Verwendung der Drehleiter (30 m) oder des Wasserwerfers der neuen Großtanklöschfahrzeuge (Wurfweite horizontal 60 bis 70 m) und damit die Verhinderung eines Brandausbreitung über die Fassade bzw. Fenster nicht möglich. Bei Hochhäusern mit breiten Sockelbauten oder ohne Zufahrbarkeit für Drehleitern können Sprinkleranlagen bei Gebäuden mit einer geringeren Höhe als 36 m erforderlich sein. Als Beispiel für die angeführte Sachlage und die Effizienz von Sprinkleranlagen möge der Brand des Meridian Plaza Hochauses in Philadelphia dienen.
Das 38 Geschosse umfassende Bürohaus ist mit einer Brandmeldeanlage und ab dem 30. OG mit einer Sprinkleranlage ausgestattet. Am 23.02.1991 brach im 22. OG ein Brand aus. Die Versuche eines Großaufgebotes der Feuerwehr, den Brand im Innenangriff zu löschen und durch einen Außenangriff von benachbarten Häusern aus einen Brandüberschlag in die oberen Geschosse zu verhindern blieben erfolglos. Der Brand breitete sich über die Fenster der Fassade vom 22. OG bis zum 30. OG aus. 19 Stunden nach Brandausbruch wurde das Feuer im 30. OG von 10 ausgelösten Sprinklern unter Kontrolle gebracht. 8 Stockwerke brannten vollständig aus. Dieser Brand ging mit einer Schadenshöhe von 2 Billionen $ als einer der “teuersten Brände” in die Weltgeschichte ein.
Feuerwehraufzüge Feuerwehraufzüge verkürzen die Angriffswege der Feuerwehr und ermöglichen eine rasche Brandbekämpfung. Außerdem dienen sie zur Rettung von gehbehinderten Personen sowie für den Nachschub an Ausrüstung. Die Feuerwehraufzüge müssen gemäß der TRVB A 150 ausgeführt werden. Die Situierung erfolgt in Verbindung mit einer Sicherheitsstiege, der Zugang muß über Schleusen erfolgen.
Objektfunkanlage Um im Einsatzfall die Kommunikation unter den Einsatzkräften sicherzustellen, ist eine Objektfunkanlage zu errichten.
Funktionserhalt der sicherheitstechnischen Einrichtungen Um die Funktion der brandschutztechnischen Einrichtungen zu erhalten, müssen diese an eine Notstromversorgung angeschlossen sein. An die Steuer- und Kraftleitung werden je nach Erfordernis Anforderungen an die Brandwiderstandsdauer gestellt. Sicherheitstechnische Einrichtungen, die zur Durchführung des Feuerwehreinsatzes notwendig sind oder welche Flucht und Rettungsmöglichkeiten gewährleisten müssen i. a für einen Funktionserhalt von 90 min ausgelegt werden.

Betrieblicher Brandschutz

Sicherheitstechnische Einrichtungen müssen einer Abnahmeprüfung und periodischen Revisionen durch eine staatlich akkreditierte Überwachungsstelle unterzogen werden. Die regelmäßige Kontrolle und Wartung obliegt dem Betreiber. Hiefür wird eine Brandschutzorganisation gemäß TRVB O119 eingerichtet. Die Brandschutzbeauftragten und Brandschutzwarte erarbeiten eine Brandschutzordnung, führen die Kontrollen durch und veranlassen Wartungsarbeiten. Sie führen über ihre Tätigkeit ein sogenanntes “Brandschutzbuch”, welches bei Revisionen oder gewerbebehördlichen Überprüfungen vorgelegt werden muß. Brandschutzpläne in Ausführung gemäß der TRVB O 121 müssen an einer ständig besetzten Stelle oder der Brandmeldezentrale aufliegen. Sie dienen besonders in Verbindung mit einer Brandmeldeanlage dem raschen Auffinden der Brandstelle und erleichtern die Orientierung bei komplexen Gebäudestrukturen.

Resume

Trotz aufwendigster Sicheheitstechnik ist es nicht möglich, ein größeres Schadensereignis auszuschließen. Durch die beschriebenen Brandschutzmaßnahmen wird unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit das Brandrisiko auf ein vertretbares Maß reduziert. Risikoanalysen und moderne Methoden des Brandschutzingenieurwesens erlauben eine differenzierte Auswahl von Brandschutzmaßnahmen, wodurch die Investitionskosten für Brandschutzeinrichtungen unter Beibehaltung eines geringen Risikos verringert werden können. Es ist jedoch jedes Gebäude gesondert zu betrachten, generelle Aussagen sind i. a nicht möglich.