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TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky
Wir widmen uns aktuellen verfahrens- und anlagentechnischen sowie politischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Themen, soweit sie die Abfall- und Kreislaufwirtschaft, die Energie- und Rohstoffwirtschaft und den Immissionsschutz betreffen.
Unsere Aufgabe sehen wir in der Kommunikation zwischen Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Technik und Wissenschaft.
Zu wichtigen Themen veranstalten wir Konferenzen und Congresse – dazu geben wir Bücher heraus.
Stets sind wir auf der Suche nach interessanten Referenten, aktuellen Themen und spannenden Projekten um unser Angebot weiterzuentwickeln. Gern lassen wir uns von neuen Ideen inspirieren und diskutieren deren Realisierbarkeit.
Der TK Verlag gibt seit dreißig Jahren Fachbücher zu zahlreichen Themen des technischen Umweltschutzes heraus:
Unsere Konferenzen im Überblick:
• Berliner Abfallwirtschafts- und Energiekonferenz
• Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz
• Berliner Konferenz
Mineralische Nebenprodukte und Abfälle
• IRRC – Waste-to-Energy
• Berliner Klärschlammkonferenz (in Planung)
• Thermische Abfallbehandlung & energetische Verwertung
• Dokumentation von Abfallverbrennungsanlagen
• MBA & Ersatzbrennstoffe
• Recycling & Rohstoffe
• Mineralische Nebenprodukte & Abfälle
• Strategie & Umweltrecht
• Immissionsschutz
• Biologische Abfallbehandlung...
Insgesamt sind bislang bei uns etwa zweitausend Fachbeiträ- ge erschienen, die in ihrer Gesamtheit einen guten Überblick über technische, wirtschaftliche, rechtliche und politische Entwicklungen geben. Seit Kurzem stellen wir Ihnen die Fachbeiträge kostenlos auf unserer Internetseite zur Verfügung.
Band 1 aus
Thomé-Kozmiensky + Goldmann Recycling und Rohstoffe Band 7
Thomé-Kozmiensky und Beckmann Energie aus Abfall 11 Thomé-Kozmiensky und Beckmann Energie aus Abfall 11
Thomé-Kozmiensky + Goldmann Recycling und Rohstoffe Band 5 Karl J. Thomé-Kozmiensky und Andrea Versteyl • Planung und Umweltrecht 6Karl J. Thomé-Kozmiensky und Andrea Versteyl • Planung und UmweltVersteyl • Planung und UmweltVrecht 6
IMMISSIONSSCHUTZ 2
Thomé-Kozmiensky Dombert, V ersteyl, Rotar d, Appel
4K. J. Thomé-Kozmiensky & S. Thiel WASTE MANAGEMENT 4
K. J. Thomé-Kozmiensky & S. Thiel WASTE MANAGEMENT Karl J. Thomé-Kozmiensky Strategie Planung Umweltr echt 8
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Thomé-Kozmiensky + Goldmann Recycling und Rohstoffe Band 4
Brandschutz
Brandschutz in Recycling- und Abfallverwertungsanlagen
Uwe Klinkhardt
1. Schadenereignisse ...486
2. Brandursachen ...487
3. Rechtliche Grundlagen und Richtlinien ...489
4. Brandschutz allgemein ...489
4.1. Baulicher Brandschutz ...492
4.2. Organisatorischer Brandschutz ...492
4.3. Anlagentechnischer Brandschutz ...493
4.3.1. Sprühflutanlagen mit Schaumzumischung ...495
4.3.2. Sprinkleranlagen mit Schaumzumischung ...496
4.3.3. Schwerschaumanlagen ...497
4.3.4. Druckluftschaumanlagen ...498
4.3.5. Monitoranlagen mit Schaumzumischung ...499
4.3.6. Monitoranlagen mit Druckluftschaum ...500
4.3.7. Inside Air Foam (Heißschaum) ...501
5. Brandmeldeanlagen ...502
6. Schlussbemerkung ...504
Deutschland ist Weltmeister im Entsorgen sowie Aufbereiten von Abfall, Rest- und Rohstoffen. Die deutsche Entsorgungswirtschaft hat nach Angaben des Statistisches Bundesamts im Jahr 2007 etwa 20,2 Milliarden Euro und im Jahr 2013 bereits 31,2 Mil- liarden Euro in ungefähr 1.400 Unternehmen der Entsorgungs- und Recyclingbranche umgesetzt. Die Tendenz in diesem Sektor ist stark ansteigend. Der entstandene Wert- stoffkreislauf schont die Umwelt und den Abbau der noch vorhandenen Rohstoffe.
Früher wurden die Abfälle als Abfall bezeichnet und auf entsprechenden Deponien unbehandelt eingelagert ohne Rücksicht auf die evtl. wiederverwertbaren Ressourcen.
Seit 2005 ist die Deponierung von Hausmüll weitestgehend verboten. Es kommen nur noch Deponien für Stoffe zum Einsatz, die nicht anders wiederverwertet werden können. Die meisten Abfälle werden jedoch gesammelt, sortiert und anschließend dem Recyclingkreislauf zugeführt. Bestandteile, die nicht mehr zur Wiederverwendung geeignet sind, gehen in die energetische Behandlung zur Energiegewinnung.
Uwe Klinkhardt
486
Brandschutz
In den vergangenen Jahren stehen Unternehmen der Entsorgungs- und Recyclingwirt- schaft häufiger ungewollt im Fokus der Presse. Es kommt immer wieder zu verheerenden Brandereignissen, die eine hohe Belastung für die Umwelt mit sich bringen. Die hieraus entstehenden Schäden für die betroffenen Unternehmen sind nicht nur finanzieller Natur, sondern auch im Image und Ansehen in der Öffentlichkeit zu finden. Neben den direkten finanziellen Belastungen durch den Brandschaden, dem Betriebsausfall in der Zeit bis zum Wiederaufbau, sowie dem Wegfall von Vertragspartnern, drohen letztendlich auch Versicherungen mit der Kündigung des Versicherungsschutzes.
Die Unternehmen, sowie deren Versicherer, sehen sich dabei mit der Problematik konfrontiert, dass funktionierende Konzepte zum Schutz von Recycling- und Entsor- gungsbetrieben schlichtweg nicht vorhanden sind.
Daher sollten Fachplaner zur Konzepterarbeitung mit einbezogen werden, um einen optimalen Schutz entsprechend den Vorgaben für Einrichtungen zu erreichen. Die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Anlagentypen, mit den unterschiedlichen Löschmedien erfordert für die Auswahl und Planung des geeigneten Systems ein hohes Maß an Fach- und Sachverstand ebenso wie Erfahrung. Die Überprüfung der Eignung eines Systems für den jeweiligen Anwendungsfall und insbesondere die Un- terscheidung werbewirksamer Aussagen von technischen Fakten sollte durch einen Fachplaner erfolgen.
1. Schadenereignisse
Die Berichterstattung in den Medien beschränkt sich auf die großen Brandereignisse, die öffentlichkeitswirksam dargestellt werden können. Kleinere Brände treten in den Unternehmen fast täglich auf.
In Deutschland wird keine einheitliche nationale Brand- und Feuerwehrstatistik geführt. Die Versicherungen geben ebenso keine genauen Zahlen zu Bränden der einzelnen Industriebranchen bekannt, so dass eine Recherche zur Häufigkeit von Bränden nur über das Internet erfolgen kann. Diese Angaben können jedoch nur ein begrenztes Bild darstellen.
Die Internetrecherche ergibt folgende Beispiele:
• Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucher- schutz des Landes NRW von September 2013 Vorlage 16/1124:
Nach Aufzeichnungen des Landesamtes kam es in dem Zeitraum vom 01.01.2011 bis 30.06.2014 alleine in nordrhein-westfälischen Abfallbehandlungsanlagen zu über neunzig Brandereignissen.
• Bündnis 90/die Grünen schreiben auf ihrer Webseite:
Von März 2014 bis Anfang September 2015 hat es 33 Mal in verschiedenen Ab- falldeponien und Recyclinganlagen in Sachsen gebrannt. Das geht aus der Ant- wort von Umweltminister Thomas Schmidt (CDU) aus einer kleinen Anfrage des
Brandschutz
Abgeordneten Volkmar Zschocke, Vorsitzender der Fraktion Bündnis 90/Die Grü- nen im Sächsischen Landtag, hervor.
Das Problem der häufigeren Brände in der Abfallverwertung ist weltweit zu beob- achten. In einer Studie von Bureau Veritas aus dem Jahre 2009 wurden Brände in der Recyclingindustrie in England mit Abstand am häufigsten registriert.
2. Brandursachen
Die Ursachen für Brände in der Abfallverwertungsindustrie können vielseitig sein.
Einige Ursachen treten verstärkt auf, andere sind nur selten als Ursache zu finden.
Mögliche Brandursachen ergeben sich aus:
• Selbstentzündung,
• Biologischen und chemischen Reaktionen (exotherm),
• Heiß gelaufenen Maschinenteile (z.B. Lager, Auspuff, Schneidwerk),
• Elektrischen Einwirkungen (z.B. Kurzschluss),
• Umwelteinflüssen (z.B. Sonne, Blitzeinschlag),
• Brandstiftungen (z.B. Rauchen, Vorsatz).
Abfälle mit hohem Anteil an organischem Material (Mischabfälle aus Haushalten oder Gewerbe) bzw. Brände aus biologischen oder chemischen Reaktionen neigen eher zur Selbstentzündung als reine Kunststoffabfälle. Papier dagegen entzündet sich eher an heiß gelaufenen Maschinenteilen (Sortieranlagen, Förderbänder), als durch Selbstent- zündung, da hier die notwendigen Stoffe zur Selbstentzündung fehlen – vorausgesetzt, es hat bereits eine Sortierung und Trennung von Verunreinigungen stattgefunden.
Selbstentzündungen und Brände aus biologischen und chemischen Reaktionen treten immer dann auf, wenn organische Stoffe zusammen gelagert werden. Die Lagerung muss hierzu nur eine bestimmte Höhe aufweisen, wodurch im Lagergut selbst Druck
Bild 1:
Brand Recyclinghof bei Mölln
Quelle: RTN/Radio Tele Nord
Uwe Klinkhardt
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Brandschutz
aufgebaut wird. Die hieraus resultierenden Reaktionen sind meist exotherm und haben eine starke Erwärmung der Umgebung zur Folge. Wenn zusätzlich zur Erwärmung der umgebenen Bestandteile eine Zufuhr von Sauerstoff (in Form der natürlichen Luft) gegeben ist, steht der Selbstentzündung nichts mehr im Weg.
Ist die Temperatur im Lagergut hoch genug und es ist keine ausreichende Sauerstoffzu- fuhr zur Wärmequelle möglich, kommt es zu einem Schwelbrand, der bei Sauerstoffkon- takt direkt durchzündet. Klassisch passiert dies, wenn das Lagergut mit einem Greifer, Radlader oder Bagger für die Weiterverarbeitung bewegt wird und somit schlagartig Sauerstoff an die Wärmequelle gelangen kann.
Bei der maschinellen Behandlung der Stoffe (Sortierung, Zerkleinerung, usw.) kommt es immer wieder durch mechanischen Einfluss zur Wärmeentwicklung und somit zu Brandereignissen. Zerhäckselte Teile können sich im Verarbeitungsprozess erwärmen und fallen dann in Lagerboxen. Dort kann sich durch weiteren Materialeintrag ein Brand entwickeln. Weiterhin sind häufige Ursachen explodierende Akkumulatoren oder Spraydosen, wenn diese durch Shredder bearbeitet werden.
Weiteren Einfluss auf die Brandentstehung haben die Umweltbedingungen (Raumtem- peratur, Luftfeuchtigkeit, usw.). Diese bilden die Rahmenbedingungen und können die Schwellen zur Selbstentzündung bzw. zur Brandentstehung zum Positiven wie zum Negativen verschieben.
Letztendlich muss auch der Punkt der Brandstiftung betrachtet werden. Hier können jedoch nur Maßnahmen zur Sicherung des Geländes greifen.
Im Zusammenhang mit den Ursachen für Brände muss auch die Brandausbreitungs- geschwindigkeit der verschiedenen Stoffe und Stoffgemische betrachtet werden. Die Intensität von Bränden wird vom Heizwert der einzelnen Stoffe bzw. der Stoffgemische bestimmt.
Als Beispiel können Kunststoffe betrachtet werden. Kunststoffe kommen im Abfall in verschiedensten Formen vor und tragen durch ihren Heizwert (PVC: 18 MJ/kg, PE: 46 MJ/kg) maßgeblich zur Förderung von Bränden bei. Im Vergleich dazu beträgt der Heizwert von Papier 16 MJ/kg und Heizöl 42 MJ/kg.
Der Vergleich zeigt, dass der Heizwert von Kunststoffen den von Heizöl übersteigt und erklärt damit gleichzeitig, warum in den Bereichen, in denen Kunststoffe verarbeitet werden, sehr häufig Brände entstehen die sich rasant ausbreiten.
Bei dieser Betrachtung wurden die Endprodukte wie sortenreine Kunststoffe, Ersatz- brennstoffe (EBS), Fluff o.Ä. nicht betrachtet. Hier kann es durch die deutlich vergrö- ßerte Oberfläche des Lagerguts teilweise zu einer noch schnelleren Brandausbreitung kommen. Die Brandausbreitung wird in Gebäuden in sehr vielen Fällen zusätzlich von hohen Staubbelastungen an Wänden und Absätzen usw. begünstigt.
Die Folge von einem Brandereignis ist in vielen Fällen die Betriebsunterbrechung. Nach Angaben der HDI Global SE haben 65 Prozent der Brände eine Betriebsunterbrechung von zwei Wochen bis zu zwei Monaten zur Folge. In zehn Prozent der Fälle kann die
Brandschutz
Betriebsunterbrechung sogar bis zu 18 Monate betragen. Nicht selten entstehen wirt- schaftliche Schäden in sechs- oder siebenstelliger Höhe, wobei Umweltschäden und deren Folgen nicht mitgerechnet sind.
Die von HDI Global SE am häufigsten beobachteten Brandentstehungsorte sind die folgenden Bereiche:
• Anlieferungsbunker
• Bunker allgemein
• Shredder
• Sperrmüllzerkleinerer
3. Rechtliche Grundlagen und Richtlinien
Grundsätzlich gilt für Bestands- und Neubauten die jeweilige Landesbauordnung.
Auszug aus der Musterbauordnung § 3 Abs.1:
(1) Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und in Stand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden.
Entsprechend dieser Vorgaben müssen in Gebäuden besonderer Art und Nutzung Vorkehrungen getroffen werden, die oben genannte Punkte erfüllen und dazu beitra- gen, dass die aufgestellten Forderungen erreicht werden. Hierzu zählt immer häufiger auch der Einsatz einer Brandmelde- und Löschanlage.
Anforderungen an den baulichen sowie den organisatorischen Brandschutz werden in weiteren Richtlinien und Verordnungen aufgezeigt.
Einen Überblick über den anlagentechnischen Brandschutz in Recycling- und Ab- fallanlagen bieten die Richtlinien VdS 2515 Abfallverbrennungsanlagen und VdS 2517 Sortierung, Aufbereitung und Lagerung von Siedlungsabfällen und brennbaren Sekun- därrohstoffen. Zusätzlich kommen die entsprechenden Landesbauordnungen und weitere Richtlinien (z.B. Industriebaurichtlinie, Löschwasser-Rückhalte-Richtlinie) zum Tragen.
4. Brandschutz allgemein
Für jede/s Anlage/Gebäude ist ein Brandschutzkonzept unabdingbar. Das Brandschutz- konzept beinhaltet alle notwendigen Maßnahmen und Planungen zur Erfüllung der baurechtlichen Vorschriften und zum Erlangen einer Baugenehmigung. Durch die Komplexität der verschiedenen Prozesse, von der Anlieferung über die Zerkleinerung und Sortierung bis zur Lagerung von Produkten, in der Aufbereitungskette ist ein stan- dardisierter baulicher Brandschutz mit z.B. Brandabschnittsbildung mit Brandwänden usw. schwer durchführbar.
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Abfallverbrennungsanlagen
– Deutschland –
ABFALLVERBRENNUNGSANLAGEN – Deutschland – 2014 | 2015 2016 (ISBN: 978-3-944310-26-8)
Herausgeber: Elisabeth Thomé-Kozmiensky Hardcover: 581 Seiten
mit farbigen Abbildungen Preis: 68,00 EUR
ABFALLVERBRENNUNGSANLAGEN – Deutschland –
2014 | 2015 Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Elisabeth Thomé-Kozmiensky
112 1.5. Generalunternehmer
(Planung und Ausführung) Deutsche Babcock Anlagen GmbH
Kesselerneuerung Von Roll Inova, resp. HITACHI Zosen Inova Turbinenerneuerung
1.6. Genehmigungsbehörde Regierung von Oberfranken Ludwigstraße 20 95444 Bayreuth
1.7. Aufsichtsführende Behörde Bayerisches Landesamt für Umweltschutz Bürgermeister Ullrich-Straße 160 86179 Augsburg 1.8. Inbetriebnahme
1978: Linien 1 + 2 und
Klärschlammbehandlung
1981: Linie 3
1982: Erweiterung um Stromerzeugung 1982-1988: Fernwärmeauskopplung und -verteilung 1990: Feuerraumoptimierung, 1. Erweiterung der Abgasreinigungsanlage
1996: 2. Erweiterung der
Abgasreinigungsanlage
Bild 3:
Abwasserbehandlung und Schlammentwässerung
Löschwasserbecken Notstrom- aggregate 3+4
Katalysatoren (SCR)
Gewebefilter tankÖl-
Waage Zentral-lager Grundstücksgrenze
Ausdehnungs- gefäß
Energieteil Abwärmenutzung Heizwerk 1 Abfall- bunker An- lieferung Klärschlamm- Stapelbehälter
Kessel- hausElektro-
filter
Teich Luftkondensator Maschinenhaus für neue Turbine/Generator Wertstoffhof
Stadt Bamberg
Kompostieranlage Kläranlagengelände
AVA Augsburg
103 3. Abfallaufkommen
Abfallarten
Hausmüll: 131.103 t
hausmüllähnlicher Gewerbemüll: 81.835 t
Sperrmüll: 14.204 t
Krankenhausabfälle: 3.363 t
insgesamt: 230.505 t
4. Kapazität, Durchsatz und Geometrie Kapazität (Auslegung) 255.000 t/a davon
• Siedlungsabfälle: 251.500 t/a
• Krankenhausabfälle: 3.500 t/a bei einem Heizwert von 9,2 MJ/kg Durchsatz (Siedlungsabfälle)
Durchsatz 2014: 238.224 t
Durchsatz 2013: 236.693 t
Durchsatz 2012: 233.888 t
Durchsatz (Krankenhausabfälle)
Durchsatz 2014: 3.363 t
Durchsatz 2013: 3.097 t
Durchsatz 2012: 3.257 t
Abmessungen des Baukörpers 235.000 m2
Bauhöhe ohne Kamin: 38 m
5. Anlieferung und Lagerung Abfallanlieferungen mit: LKW
~ 35.000 Anlieferungen/Jahr 5.1. Waage Hersteller:
Bauart: Brückenwaage
Anzahl: 3
5.2. Anlieferungshalle/Entladestation Anzahl der Abkippstellen: 12 5.3. Bunker für feste Abfälle Abfallart: Siedlungsabfälle Maße (l x b x h) 55 m x 13 m x 25 m nutzbares Volumen: 10.000 m3
Nutzmasse: ~ 5.000 t
Anzahl der Abkippstellen: 12 Abfallart: Krankenhausabfälle nutzbares Volumen: 5.000 m3 5.4. Bunker für Schlacken nutzbares Volumen: ~ 500 m3
5.5. Betriebsmittellagerung
Heizöl: ~ 80 m3
Ammoniakwasser: ~ 60 m3
Kalksilo: ~ 50 m3
Natronlauge: ~ 50 m3
Bild 4: Müllfahrzeuge beim Abkippen von Abfall in Müllbunker
Bild 5: Schlackehalle der AVA Augsburg
In diesem Buch werden die Ergebnisse der fortgeschriebenen Untersuchung über thermische Abfallbehandlungs- anlagen in der Bundesrepublik Deutschland vorgelegt. Es werden dargestellt:
53 Anlagen in der Bundesrepublik Deutschland, davon:
• 52 Siedlungsabfallverbrennungsanlagen
• 1 Sonderabfallverbrennungsanlage.
Die Recherche gibt umfassende Angaben zu Technik und Umweltauswirkungen der thermischen Behandlungs- anlagen und ist mit einem ersten Beispiel aus dem Bereich Sonderabfallverbrennung erweitert worden.
Die Qualität der Erhebung ist hinsichtlich der technischen Angaben ebenfalls erweitert worden. Lücken hinsichtlich der Daten wurden teilweise geschlossen, wie ein Vergleich mit der Untersuchung von 1994 zeigt. Dies ist auf die erhebliche Mithilfe zahlreicher Anlagenbetreiber zurückzuführen. Die vorgelegte Veröffentlichung ist als Zwischen- bericht zu verstehen, die Arbeiten werden weitergeführt. Daher werden Anlagenbetreiber und -hersteller um kritische Durchsicht und Korrektur gebeten.
Die weiteren Untersuchungen werden sich auf die fehlenden deutschen Abfallverbrennungsanlagen, aber auch auf weitere Länder erstrecken.
Brandschutz
Daher sollte zusätzlich von einem Fachplaner für anlagentechnischen Brandschutz, der mit der Komplexität der Nutzung und den verschiedenen Prozessen vertraut ist, ein Löschanlagenkonzept erarbeitet werden.
Der bauliche Brandschutz stellt die grundlegende Struktur für den Brandschutz des gesamten Gebäudes dar. Auf dem baulichen Brandschutz baut der organisatorische Brandschutz auf (z.B. Brandschutzordnung Teil A und B). Hier muss festgelegt wer- den, wie in bestimmten Bereichen des Unternehmens besonders auf die Einhaltung der Brandschutzmaßnahmen geachtet werden muss und welche zusätzlichen Anfor- derungen es gibt.
Der anlagentechnische Brandschutz mittels automatischer Brandmeldeanlage und Löschanlage kann niemals den baulichen und/oder organisatorischen Brandschutz ersetzen. Die Anlagentechnik ist immer als zusätzliche Einrichtung zu sehen.
Zusammengefasst sollen die Maßnahmen der drei Säulen des Brandschutzes (baulich, organisatorisch, anlagentechnisch) im Falle eines Brandes dafür sorgen, dass keine Menschen verletzt werden und die Feuerwehr sicher gegen den Brand vorgehen kann.
Dementsprechend soll mit einer automatischen Brandmeldeanlage eine zeitnahe Erkennung von Bränden erreicht werden. Die schnelle Branddetektion ermöglicht ein Eingreifen der Mitarbeiter in der frühen Brandentstehungsphase mit manuellen Löschgeräten. Eine Alarmierung der Feuerwehr muss ebenfalls zeitnah erfolgen. Die Verkürzung der Alarmierungszeiten der Feuerwehr kann entscheidend dazu beitragen, die Höhe des Schadens gering zu halten.
Installierte automatische Löschanlagen sollen zeitnah nach Branderkennung in der Brandentstehungsphase eingreifen und den Brand im besten Fall auch löschen.
Das Ziel des anlagentechnischen Brandschutzes ist, den Brand zu erkennen und zu bekämpfen. Im Brandfall ist die Alarmierung der Feuerwehr immer notwendig.
Ein Brandschutzkonzept sollte nachfolgende Bereiche mit erhöhtem Brandpotential betrachten:
• die Anlieferung von Abfall sowie die Lagerung im Abfallbunker,
• Lagerung von Kunststoffen und Mischabfällen,
• die Sperrmüllanlieferung und Sperrmüllzerkleinerung,
• Hydraulikanlagen,
• Abgasreinigung (E-Filter, Wäscher, Katalysator),
• Anlagen für die Stromerzeugung,
• Kabelkanäle, Kabelschächte,
• Transformatoren.
Die drei Säulen des Brandschutzes werden in den nächsten Kapiteln genauer beschrieben.
Uwe Klinkhardt
492
Brandschutz
4.1. Baulicher Brandschutz
Im Bereich baulicher Brandschutz werden die Anforderungen an das Gebäude und seine Bauteile beschreiben. Dabei werden Grundlagen wie Abstandsflächen, Abstände zu Grundstücksgrenzen und Nachbargebäuden, sowie zulässige Größen von Brandab- schnitten benannt. Es werden die Anforderungen an alle tragenden sowie raumab- schließenden Bauteile benannt, und damit Anforderungen an den Feuerwiderstand und das Brandverhalten der Bauprodukte definiert.
Neben den baulichen Anforderungen bildet die Bemessung der horizontalen Ret- tungswege (z.B. notwendige Flure) und vertikalen Rettungswege (z.B. notwendige Treppen) einen Schwerpunkt. Hier müssen Länge, notwendige Breite, Nutzbarkeit und Bauteilanforderungen bemessen werden.
Eine Bemessung aller brandschutzrelevanten Bauteile und der Anforderungen an die Rettungswege kann sowohl nach Standardwerten (z.B. MBO) oder aber über Ingeni- eurmethoden (z.B. Evakuierungssimulation) erfolgen. Die Darstellung erfolgt entweder in den Plänen der Entwurfsverfasser oder, insbesondere bei Sonderbauten, gemeinsam mit den weiteren Bausteinen in einem schutzzielbezogenen Brandschutzkonzept in- klusive Visualisierung.
4.2. Organisatorischer Brandschutz
Dieser Bereich setzt sich im Wesentlichen aus den folgenden Punkten zusammen:
• Verhütung der Entstehung von Bränden
• Frühzeitige Brandmeldung und Brandbekämpfung
• Rettung von gefährdeten Personen ermöglichen
• Begrenzung des Brandschadens
• Folgeschäden und Betriebsunterbrechung gering halten
• Sicherstellung der Wirksamkeit der brandschutztechnischen Maßnahmen
• Schulung des Personals in brandschutzgerechtem Verhalten
• Turnusmäßige Überprüfung der Brandschutzanlagen
Die Zielgruppe des organisatorischen Brandschutzes eines Unternehmens sind die Mitarbeiter. Diese müssen durch entsprechende Schulungen, Brandschutzordnungen und Arbeitsanweisungen usw. über die jeweiligen Arbeitsplätze informiert und geschult sein, damit potentielle Brandentstehungsorte frühzeitig erkannt werden.
Zusätzlich müssen die Mitarbeiter eines Unternehmens auch dahingehend geschult sein, die installierten brandschutztechnischen Maßnahmen zu benutzen und zu begut- achten um Schäden und Fehlfunktionen rechtzeitig zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
Der organisatorische Brandschutz stellt mit diesen Anforderungen die Mitarbeiter in den Fokus, die sich aktiv am Brandschutz beteiligen müssen.
Brandschutz
4.3. Anlagentechnischer Brandschutz
Der Bereich des anlagentechnischen Brandschutzes umfasst die weiterführenden Möglichkeiten das Niveau des Schutzgrades durch Anlagentechnik zu erhöhen bzw.
zu erweitern, wenn die zur Verfügung stehenden baulichen Möglichkeiten keinen hinreichenden Schutz bieten und/oder dieser erweitert werden muss. Hierunter fallen insbesondere Brandmeldeanlagen sowie Löschanlagen.
Die automatischen (stationären) Löschanlagen werden über ein Branderkennungs- element, im einfachsten Fall ein Sprinklerkopf, ausgelöst. Ebenso kann die Auslösung einer Löschanlage über ein System von Brandmeldern erfolgen, die über eine Brand- meldeanlage angebunden sind. Des Weiteren sind alle notwendigen Bestandteile der Löschanlage (Pumpen, Löschwasser, usw.) vorhanden, so dass die Löschanlage jederzeit ausgelöst werden kann und kein externer Eingriff notwendig ist. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang nur von den wasserbasierenden Löschanlagen ausgegangen.
Es gibt ebenso andere Löschmedien, die in automatischen Löschanlagen zum Einsatz kommen können.
Häufig werden Fragen zu halbstationären Anlagen gestellt. Eine halbstationäre, nicht automatische Löschanlage, benötigt immer ein aktives Eingreifen eines Bedieners, da das Löschmedium nicht vorhanden ist.
Grundsätzlich muss der anlagentechnische Brandschutz in der Lage sein einen Brand automatisch zu detektieren und selbststätig zu bekämpfen. Aus diesem Grund wird klar, dass eine halbstationäre keine geeignete Alternative zu einer automatischen Löschanlage darstellt. Ausnahmen hiervon stellen gegebenenfalls Betriebe mit einer Betriebs- oder Werkfeuerwehr dar, die eine hohe Verfügbarkeit aufweisen.
Weiterhin spricht die zu erwartende Ausbreitungsgeschwindigkeit bei Bränden in den Bereichen der Recycling- und Entsorgungsindustrie gegen den Einsatz von halbsta- tionären Anlagen. Die eintretende zeitliche Verzögerung zwischen Branderkennung und Beginn des Ausbringens von Löschmittel im Löschbereich kann bereits der ent- scheidende Faktor zwischen dem Stadium eines Entstehungsbrandes und dem eines voll entwickelten Brandes sein.
In der Vergangenheit wurden die Anforderungen an den anlagentechnischen Brand- schutz in der Abfallverwertungsindustrie sukzessive erhöht. Zuerst wurden nur La- gerbereiche, Lagerhöhen und Abstände definiert und als ausreichend erklärt. Darauf aufbauend wurden, nachdem eine erhöhte Anzahl von Brandereignissen aufgetreten war, die Forderungen durch die Versicherungen erhöht. Es wurden entsprechende automatische Brandmeldeanlagen gefordert um die Zeit von der Brandentstehung bis zur Alarmierung zu verkürzen. Diese Maßnahme wurde über Jahre hinweg als ausreichend angesehen. Jedoch haben sich in den letzten Jahren die Anzahl der Brän- de, trotz installierten Brandmeldeanlagen, erhöht. Es wurde festgestellt, dass eine Brandmeldeanlage auf Grund der hohen Brandausbreitungsgeschwindigkeit nicht ausreichend ist. Ein weiterer Grund für die Forderung nach automatischen Löschan- lagen ist, dass die Stärke und die Verfügbarkeit der öffentlichen Feuerwehren, gerade
Uwe Klinkhardt
494
Brandschutz
in den großen Flächenbundesländern, nicht mehr ausreichend in einem bestimmten Zeitraum gegeben ist, um die Bekämpfung eines voll entwickelten Brandes in einem solchen Risikoobjekt vorzunehmen.
Die Planung und Auslegung von Brandmelde- und Löschanlagen sollte nach den bekannten Normen und Richtlinien erfolgen.
Der VdS bietet mittlerweile eine Vielzahl von Richtlinien für diverse Anwendungsfälle an. Prüft man diese jedoch auf das Risiko der Abfallverwertungsindustrie findet man verschiedene Ansatzpunkte, die jedoch kein schlüssiges Bild abgeben.
Es ist daher unumgänglich, dass sich Betreiber von Recycling- und Entsorgungsbe- trieben in diesem Zusammenhang an einen Fachplaner für Löschanlagen wenden.
Dieser kann die aktuelle Situation und das Risiko angemessen bewerten und eine Planung für eine geeignete bzw. adäquate Löschanlage sowie deren Auslegung und Dimensionierung durchführen.
Im Bereich der Recycling- und Abfallwirtschaft können verschiedene Löschmittel zum Einsatz kommen. Grundsätzlich ist wasserbasierenden Systeme für diese Anwendungs- fälle der Vorzug zu geben. Andere Löschmittel wie Pulver, Inertgase oder Sauerstoffre- duktionssysteme sind auf Grund der baulichen Gegebenheiten der Betriebe ungeeignet.
Die wasserbasierenden Löschanlagen können mit reinem Löschwasser betrieben werden. Zur Verbesserung der Löschwirkung kann dem Wasser ein Schaummittel beigemischt werden. Hierdurch wird zum einen die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt und zum anderen eine Vergrößerung des Löschmittelvolumens erreicht.
Die größte Varianz ergibt sich bei der Art und Weise der Ausbringung des Löschmittels im Löschbereich. Hier kann zwischen dem klassischen Ansatz, der flächendeckenden Ausbringung, und dem alternativen Ansatz, der punktgenauen Ausbringung, unter- schieden werden.
Der klassische Ansatz folgt der Philosophie, dass jeder Löschbereich flächendeckend mit Düsen abgedeckt wird. Jeder Löschbereich wird im Brandfall komplett ausge- löst. Somit können mehrere Flächen von maximal jeweils 400 m² (nach VdS 2109) gleichzeitig mit Löschmittel beaufschlagt werden. Es ergibt sich der Vorteil, dass eine Brandausbreitung verhindert werden kann.
Der alternative Ansatz unterscheidet sich wesentlich von dem klassischen. Hier wird davon ausgegangen, dass mit moderner Branderkennungstechnik die Brandquelle (Hot Spot) zeitnah entdeckt wird und ein Löschmonitor (Wasserkanone) gezielt das Löschmittel auf diesen Punkt bringt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode ist die benötigte Branderkennungstechnik, die im Vergleich zur klassischen Branderkennung kostenintensiver ist.
Beide Ansätze haben, je nach Betrachtung und Anwendungsfall, Vor- und Nachteile.
Bei jedem Anwendungsfall müssen diese gegeneinander abgewogen werden, um den bestmöglichen Lösungsansatz für das spezielle Risiko zu finden.
In den vorangegangenen Kapiteln sind die verschiedenen Möglichkeiten einer Brand- entstehung beschrieben worden.
Brandschutz
Hot Spots in Schüttungen stellen eine große Herausforderung an die Branderkennung und die Löschtechnik dar. Die Nachfolgende Skizze beschreibt einen Hot Spot, der sich im unteren Bereich einer Schüttgutlagerung entwickelt hat. Warme bzw. heiße Gase treten durch kleinste offene Kanäle an die Oberfläche und erzeugen somit Hot Spots auf der Oberfläche. Diese können durch diverse Branderkennungselemente erkannt werden. Die aktive Brandbekämpfung hingegen gestaltet sich als schwieriger.
Löschwasser läuft zu einem hohen Prozentteil über die Oberfläche der Schüttung ab und dringt nicht in die Tiefe ein. Bei der Nutzung eines Löschmonitors wird das Löschmittel mit hohem Druck auf einen kleineren Punkt ausgebracht. Die kinetische Energie des Strahls ist ausreichend, das Löschmittel tiefer in die Schüttung einzubrin- gen. Ob jedoch die Wärmequelle erreicht wird kann nicht vorhergesagt werden. Bei dieser Methode muss beachtet werden, dass unter Umständen eine Vergrößerung des Brandes erreicht werden kann. Dies geschieht, wenn durch den Löschmittelstrahl das Material der Schüttung oberhalb der Wärmequelle entfernt wird und schlagartig Luftsauerstoff an den unterventilierten Brand geraten kann. Es kann in diesem Fall zur schlagartigen Ausbreitung des Brandes auf das umliegende Material kommen. Diesem Fakt muss bei der Auslegung und Konfiguration der Löschanlage nach alternativem Ansatz besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Bild 2: Darstellung der Wärmeverteilung einer tiefsitzenden Wärmequelle Folgende automatische Brandbekämp-
fungsanlagen stehen zur Verfügung:
1. Sprühflutanlagen mit/ohne Schaum- mittelzumischung
2. Sprinkleranlagen mit/ohne Schaum- mittelzumischung
3. Schwerschaumanlagen 4. Druckluftschaumanlagen
5. Monitoranlagen mit/ohne Schaummittelzumischung 6. Monitoranlagen mit Druckluftschaum
7. Inside Air Foam (Heißschaum)
In den folgenden Unterkapiteln werden die jeweiligen Arten der Löschanlage genauer beschrieben.
4.3.1. Sprühflutanlagen mit Schaumzumischung Sprühflutlöschanlagen unterscheiden sich in einem wesentlichen Punkt von Sprinkler- anlagen. Bei den Sprühflutanlagen wird mit offenen Düsen gearbeitet. Dies bedeutet, dass die Rohrleitungen vom Alarmventil bis in den Löschbereich leer sind und im Alarmierungsfall erst gefüllt werden müssen. Der Vorteil, dass die Rohrleitungen auch durch frostgefährdete Bereiche geführt werden können, ergibt sich aus diesem Umstand.
Uwe Klinkhardt
496
Brandschutz
Basierend auf dem Lagergut, das durch die Löschanlage geschützt wird, kann es notwendig oder von Vorteil sein, eine Zumischung von Schaummittel vorzunehmen.
Dabei entsteht ein Netzmittel, bei dem die Oberflächenspannung des Wassers deut- lich verringert ist und somit eine Penetration von organischen Stoffen erfolgen kann.
Verglichen mit Schaumlöschanlagen entsteht bei der Sprühflutanlage ohne spezielle Schaumdüsen kein richtiger Löschschaum, sondern das beschriebene Netzmittel.
Sprühflutlöschanlagen bedingen ein aktives Brandmeldesystem, das den betreffenden Löschbereich detektiert. Angrenzende Bereiche werden ebenso aktiviert.
Im Recyclingbereich sind gemäß der Richtlinie Aufbringraten von 20 l/min/m² erfor- derlich. Beispielhaft kann davon ausgegangen werden, dass zum Schutz einer Lagerhalle 1.000 m³ Löschwasser und mehr vorgehalten werden müssen. Ebenso ist dafür eine Lösch- wasserrückhaltung vorzusehen, die das Löschwasser nach dem Einsatz aufnehmen kann.
4.3.2. Sprinkleranlagen mit Schaumzumischung
Bild 3: Sprühdüse
Quelle: bvfa – Bundesverband Technischer Brandschutz e.V.
Die Auslegung von Sprühflutanlagen erfolgt anhand der VdS Richtlinie 2109.
In dieser Richtlinie sind die Anwen- dungsfälle und die resultierenden Auf- bringraten pro Minute und Quadratmeter beschrieben.
Weitere Vorteile der Sprühflutlöschanlage ergeben sich aus der Einteilung der zu schützenden Fläche in Sektionen und der gleichzeitigen Brandbekämpfung von mehreren Sektionen. Bei Lagerstoffen mit einer hohen Brandausbreitungsge- schwindigkeit wird dadurch effektiv die Brandausbreitung verhindert.
Sprinkleranlagen arbeiten im Gegensatz zu Sprühflutlöschanlagen mit geschlossenen Düsen (Sprinkler). Sie werden gemäß der VdS CEA 4001 geplant. Entgegen der Ein- teilung in Sektionen werden Sprinkleran- lagen mit einer maximalen Wirkfläche von 300 m2 ausgelegt. Generell ist ein Sprinkler vergleichbar aufgebaut wie eine Sprühflut- düse. Der Unterschied ist ein eingebautes Glasfässchen, das die Öffnung, aus dem das Wasser austreten würde, verschließt. Erst wenn das Glasfässchen platzt, kann Wasser austreten. Der Sprinkler verteilt das Wasser in einem vordefinierten Muster.
Bild 4: Sprinklerkopf
Quelle: bvfa – Bundesverband Technischer Brandschutz e.V.
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Dies bedeutet jedoch, dass eine zeitliche Verzögerung eintritt, bis der Sprinklerkopf auf die Auslösetemperatur erhitzt worden ist, da es einen sehr hohen Temperaturunter- schied zwischen dem Brandherd und den Abgasen unter der Decke gibt. Durch diese zeitliche Verzögerung kann die Sprinkleranlagen unterlaufen werden. Dieser Fakt tritt verstärkt dort auf, wo mit einer hohen Brandausbreitungsgeschwindigkeit, aufgrund der Stoffeigenschaften, zu rechnen ist.
Sprinkleranlagen in der Recyclingindustrie sind Trockenanlagen. Das bedeutet, dass das Rohrleitungssystem mit Druckluft oder Stickstoff gefüllt ist. Wenn ein Sprinkler öffnet, entweicht das Gas und gibt das Alarmventil über den entstandenen Druckabfall frei.
Ähnlich den Sprühflutanlagen wird das gesamte Rohrleitungsnetz erst jetzt mit Wasser gefüllt. Dadurch kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung der Löschwasserabgabe.
Die notwendige Wassermenge für eine Sprinkleranlage kann analog den Mengen bei Sprühflutanlagen angesetzt werden.
Die Installation einer Sprinkleranlage im Bereich der Lagerung und Verarbeitung von Abfällen und deren Endprodukte ist nicht empfehlenswert. Wind und andere klima- tische Einflüsse können ungehindert in das Gebäude eindringen. Dadurch kann es zu einer Kühlung der Sprinkler unter der Decke kommen. Dies würde im Brandfall zu einer starken Verzögerung der Auslösung eines Sprinklers führen. Bei hochkalorischen Lagergütern wie EBS o.Ä. ist die Brandausbreitungsgeschwindigkeit so hoch, dass der Brand stark entwickelt sein wird, bevor der erste Sprinkler öffnet. Ein Totalverlust kann die Folge sein.
An dieser Stelle sei vermerkt, dass Nieder- und Hochdrucknebelanlagen für diesen Einsatzfall, auf Grund der Tropfengröße, gänzlich ungeeignet sind.
4.3.3. Schwerschaumanlagen Im Gegensatz zu dem von Sprühflut-
und Sprinkleranlagen verwendeten Netzmittel, wird bei Schaumlöschan- lagen an den Düsen im Löschbereich Löschschaum erzeugt und auf den Brandherd gegeben.
Die Wirkweise von Löschschaum ist der Abschluss des Brandguts gegen den Umgebungssauerstoff und somit die Erstickung des Brandes. Das im Schaum enthaltene Wasser bewirkt eine zu- sätzliche Kühlung des Brandgutes und erschwert die Gefahr der Wiederent- zündung.
Bild 5: Schwerschaumdüse
Quelle: Minimax GmbH & Co. KG
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Die Qualität und der Aufbau von Löschschaum sind für den Löscherfolg ausschlag- gebend. Löschschäume sind in verschiedenen Ausführungen verfügbar.
• Schwerschaum
• Mittelschaum
• Leichtschaum
Die Schäume unterscheiden sich in der Verschäumungszahl und der Größe der Schaum- blasen. Somit ergeben sich unterschiedliche Anwendungsfälle für die drei Schaumarten.
Die Anwendung auf brennbaren Feststoffen sollte immer mit Schwerschaum erfolgen.
Mittel- und Leichtschaum sind weniger geeignet. Schwerschaum hat im Vergleich zu Mittel- und Leichtschaum eine kleinere Verschäumungszahl (Schwerschaum 1–20;
Mittelschaum 21–200; Leichtschaum > 200) und somit eine höhere Dichte. Dies macht Schwerschaum weniger anfällig gegen die Brandthermik und der Schaum erreicht auf Grund seines Gewichts schneller den Brandherd.
Der Aufbau einer Schaumlöschanlage ist ähnlich einer Sprühflut- oder Sprinkler- löschanlage. Im Löschbereich werden keine Sprinkler oder Sprühflutdüsen eingesetzt, sondern spezielle Schaumdüsen oder Schaumsprinkler.
4.3.4. Druckluftschaumanlagen
Eine weitere Schaumart ist der Druck- luftschaum. Dieser unterscheidet sich in zweierlei Hinsicht von den klassischen Schaumarten:
• Erzeugung
• Ausbringung
Die klassischen Schaumlöschanlagen erzeugen den Löschschaum direkt im Brandraum an der installierten Düse. Dies bedeutet, dass Brandgase zur Erzeugung der Schaumblasen genutzt wird.
Bild 6: Rotor
Quelle: One Seven of Germany GmbH
Druckluftschaum hingegen wird in einer Mischkammer außerhalb des Brandraums erzeugt. Zur Verschäumung des Wasser-Schaummittel-Gemisches wird saubere Luft oder technische Gase genutzt. Die Erzeugung des fertigen Schaums außerhalb des Brandraums bedingt ebenso, dass keine Düsen benötigt werden, die den Schaum erzeugen können. Hier wird im Gegensatz zu den klassischen Schaumdüsen nur eine Auswurfvorrichtung benötigt, die den Druckluftschaum im Raum verteilt und somit eine flächige Abdeckung erreicht.
Die Anlagentechnik unterscheidet sich entsprechend den Vorteilen der dezentralen Schaumerzeugung von denen der klassischen Löschanlagen. Neben einer Pumpe für das Wasser und das Schaummittel werden eine Mischkammer und die Luftversorgung
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benötigt. Letzteres kann dabei in Form von Kompressoren oder Gasflaschen erfolgen.
Die Nutzung von Pumpen und Kompressoren macht die Löschanlage unabhängig von Betriebszeiten.
Druckluftschaum zeichnet sich vor allem durch eine geringe Aufbringrate von etwa 3 l/min/m2 aus. Damit werden siebzig bis achtzig Prozent weniger Wasser, im Vergleich zu anderen Systemen, benötigt. Dies hat insbesondere Auswirkungen auf die Wasserbe- vorratung und Löschwasserrückhaltung. In Brandversuchen, zusammen mit VdS, konnte gezeigt werden, dass ein Oberflächenbrand innerhalb einer Minute unterdrückt werden kann und eine Brandausbreitung gestoppt wurde. Das komplette Ablöschen eines Bran- des in einer Schüttgutlagerung kann durch kein Löschmittel erreicht werden. Durch die schnelle Unterdrückung des Brandes ist es jedoch zeitnah nach Brandausbruch möglich, das Schüttgut sicher abzutragen und manuelle Restlöscharbeiten vorzunehmen. Ein wei- tere Vorteil ist die verbesserte Brandsituation beim Eintreffen der Feuerwehr, die direkt an den Brandherd gelangen kann, da keine große Brandausbreitung stattgefunden hat.
Die speziell für Druckluftschaum entwickelten Auswurfvorrichtungen können Flächen bis zu 50 m² abdecken. Im direkten Vergleich mit Standarddüsen und Sprinklern ist dies eine bis zu sechs Mal größere Schutzfläche pro Auswurfvorrichtung.
4.3.5. Monitoranlagen mit Schaumzumischung Durch die Forderung der Versicherer zur Entwicklung neuer Löschkonzepte entstan- den Lösungen mit Löschmonitoren (Wasserwerfer) und einer von der klassischen Brandmeldetechnik abweichenden Branderkennung.
Diese neuen Systeme unterscheiden sich in wesentlichen Punkten von den klassischen Ausführungen wie Sprinkler- und Sprühflutlöschanlagen.
Bild 7:
Löschmonitor
Quelle: Rosenbauer International AG
Der neue Ansatz zielt auf ein punktgenaues Löschen ab. Die Löschmonitore können das Löschmittel über große Entfernungen werfen und gezielt auf einen Punkt aufbrin- gen. Ebenso können die Löschmonitore mit der Option eines Sprühstrahls ausgerüstet werden, so dass Löschmittel auf einer breiten Fläche ausgebracht werden kann. Dies geht jedoch zu Lasten der Wurfweite.
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Die Realisierung der Branderkennung muss ebenso punktgenau erfolgen. Hierzu werden in dieser Ausführung Infrarot-Kameras eingesetzt. Diese ermitteln die Ober- flächentemperatur und bestimmen die genaue Position des Hot Spots. Vordefinierte Temperaturwerte ermöglichen die automatische Entscheidung, ob die Löschanlage aktiviert wird oder ob ein Voralarm an das anwesende Personal gegeben wird. Anschlie- ßend übernimmt eine Software die Ausrichtung und Steuerung des Löschmonitors. Es wird das Löschmittel für eine definierte Zeit auf den Punkt abgegeben. Danach wird das System wieder in den Ruhezustand versetzt. Die Kamera überprüft den Bereich im nächsten Zyklus erneut. Sollte der Hot Spot immer noch vorhanden sein, wird die Prozedur erneut gestartet.
Übliche Wasservolumenströme am Löschmonitor sind 1.400 l/min bis zu 2.400 l/min.
Die hohen Wurfweiten (bis zu 60 m) werden durch hohe Ausgangsdrücke des Lösch- wassers an dem Löschmonitor erreicht. Drücke von 8 bar bis 10 bar sind üblich. Es kann mit reinem Wasser oder einem Wasser-Schaummittel-Gemisch gearbeitet werden.
Die Idee hinter diesem Lösungsansatz erscheint praktisch und modern, da sie die An- forderungen der Unternehmen erfüllt und zudem weniger Installationsaufwand mit sich bringt. Es gibt auf der anderen Seite jedoch auch Punkte die bei der Auslegung eines solchen Systems beachtet werden müssen. Hierzu zählen unter anderem die korrekte Ermittlung der notwendigen Anzahl an Löschmonitoren und Kameras sowie die Bestimmung der passenden Standorte der Geräte.
Kameras sowie Löschmonitore haben keinen Feuerschutz bzw. Feuerwiderstandsklas- sifizierung. Sie sollten daher in Bereichen installiert werden, wo keine Brandgefahr besteht oder die Brandlast möglichst gering ist.
Für die Infrarot-Thermografie hat der VdS die Richtlinie 3189 veröffentlicht. Hieraus ergeben sich Anforderungen an den Einsatz der Thermografie zur Branderkennung.
Zu beachten ist hier, dass maximal ein Prozent Verschattung auftreten darf bezogen auf die gesamte überwachte Fläche. Daraus folgt, dass jeder Lagerhaufen, jede Trenn- wand und jede Stütze einzeln zu betrachten ist, wenn Installationsorte für die Kameras gewählt werden.
Systeme mit nur einer Kamera zur Überwachung von Hallen sind als unterdimensio- niert anzusehen. Es muss davon ausgegangen werden, dass die Verschattungsflächen durch Lagerhöhen und feste Einbauten in jedem Fall die Grenze von einem Prozent überschreitet.
Es sollten daher immer Systeme in Betracht gezogen werden, die über mindestens zwei Infrarot-Kameras verfügen. Diese sollten so installiert sein, dass der überwachte Bereich von zwei verschiedenen Richtungen betrachtet werden kann.
Die Ausstattung mit Löschmonitoren sollte analog erfolgen.
4.3.6. Monitoranlagen mit Druckluftschaum
Neben den Anlagen mit Löschmonitoren die mit reinem Wasser oder einem Wasser- Schaummittel-Gemisch betrieben werden, gibt es auch die Möglichkeit die Lösch- monitore mit Druckluftschaum zu betreiben.
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Ein wesentlicher Unterschied liegt jedoch in der Ausgangsleistung am Löschmoni- tor. Dort wird mit max. 1,5 bar das Löschmedium ausgebracht. Volumenströme von 500 l/min bis 1.500 l/min, bezogen auf das unverschäumte Wasser-Schaummittel- Gemisch, können genutzt werden. Auf der Verschäumungszahl beruhend können aus diesen Volumenströmen bis zu 10.000 l/min Druckluftschaum (bei 1.500 l/min Wasservolumenstrom) ausgebracht werden. Dabei können Wurfweiten bis zu 50 m erreicht werden.
4.3.7. Inside Air Foam (Heißschaum) Die Auslegung dieser Löschanlage folgt den gleichen Grundlagen wie die der anderen Löschmonitoranlagen. Unter- schiede ergeben sich im Löschmittel.
Druckluftschaum ist in diesem Bereich besser geeignet als reines Wasser bzw.
Wasser-Schaummittel-Gemisch, da der Schaum schneller eine flächendeckende Schicht über dem Brandgut erzeugen kann.
Bild 8: Löschmonitor
Quelle: One Seven of Germany GmbH
Bild 9: Probeflutung King Hangar In letzter Zeit sind sogenannte Inside Air
Foam Systeme oder Heißschaumsyste- me in der Abfallwirtschaft ebenfalls im Gespräch um Lagerhallen zu schützen.
Diese Anlagen fluten einen gesamten Raum mit Leichtschaum, wobei Über- deckungen von mehreren Metern bis zur vollständigen Füllung notwendig werden. Ein wesentlicher Punkt ist, dass der Raum keine Öffnungen haben darf, um das Ausfließen in Nachbarbereiche zu verhindern. Leichtschaum wird nor-
malerweise durch die Ansaugung von Frischluft aus dem Außenbereich erzeugt.
Leichtschaumgeneratoren sitzen deshalb direkt im Dach und haben eine Verbindung nach außen. Über einen Ventilator wird die Frischluft in den Wasser-Schaummittel- Volumenstrom geblasen. Dieser trifft auf ein engmaschiges Sieb in der die Verschäu- mung des Volumenstroms stattfindet.
Beim Heißschaum wird ein anderer Ansatz gewählt. Es wird bewusst das entstehende Abgas genutzt um den Schaum zu erzeugen. Dies bedeutet, dass keine zusätzlichen Öffnungen im Dach notwendig werden, um frische Luft nachzuspeisen. Ebenso wird das Dachtragwerk nicht mit zusätzlichen Schaumgeneratoren belastet und kann
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statisch einfacher ausgeführt werden. Das Abgas wird über die Sogwirkung des Wasser- Schaummittel-Strahls angesaugt und im Schaumerzeuger analog dem Verfahren bei Leichtschaum in Löschschaum umgewandelt.
Es muss ebenso beachtet werden, dass in der Schaumschicht das Atmen unmöglich ist und somit eine Lebensgefahr für anwesendes Personal besteht. Daher muss vor Aktivierung der Schaumerzeugung immer eine Vorwarnzeit eingehalten werden, in der das Personal die Möglichkeit hat, den Brandraum geordnet zu verlassen, bevor Schaum erzeugt wird.
Des Weiteren stellt sich die Frage, wie man an den Brandherd herankommt um die Restablöschung durch die Mitarbeiter oder Feuerwehr durchzuführen. Der Leicht- schaum besteht zum großen Teil aus Luft. Damit kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich der strukturierte Brand unter dem Schaumdecke weiter ausdehnen wird.
Der Einsatz einer Leichtschaumlöschanlage in Bereichen, in denen mit hoher Thermik und Brandkinetik gerechnet werden muss, ist kritisch zu sehen und wird nicht empfohlen.
5. Brandmeldeanlagen
Die Versicherer haben in den letzten Jahren bei den Unternehmen der Abfallwirtschaft Brandmeldeanlagen als Grundschutz gefordert. Es ist davon auszugehen, dass die meisten Betriebe bereits mit diesem Grundschutz ausgerüstet sind.
Die Brandmeldesysteme sind meistens nur darauf ausgelegt worden, einen Brand im Gebäude zu melden und die Alarmkette zu starten. Eine direkte Kombination mit einer Löschanlage zur Ansteuerung verschiedener Löschbereich ist häufig nicht ohne größere Anpassungen möglich.
Generell müssen zur Ansteuerung einer Löschanlage zwei unabhängige Brandmel- designale zur Verfügung stehen. Zweckmäßigerweise nutzt man zwei verschiedene Erkennungssysteme, die unterschiedliche Brandmerkmale erkennen können.
Bild 10:
Skum Hot Foam System
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In den Gebäuden der Recyclingindustrie sind standardisierte Konzepte für Brand- meldeanlagen nur schwer umsetzbar. Die Lager- und Prozessbereiche bzw. Gebäude sind häufig nicht vollständig geschlossen. Weiterhin entstehen bei der Sortierung und Aufbereitung des Abfalls zum Teil hohe Staubbelastungen.
Hieraus ergeben sich Randbedingungen, die bei der Auswahl der zur Verfügung ste- henden Brandmeldetypen berücksichtigt werden müssen.
Es stehen generell folgende Branddetektoren zur Verfügung:
1. Messgröße Rauch:
• Rauchansaugsystem
• Optische Linienmelder
• Rauchmelder 2. Messgröße Flamme:
• Flammenmelder
• Funkenmelder 3. Messgröße Wärme:
• Wärmemelder
• Linienförmige Wärmemelder
Hinzu kommt noch die Infrarot-Thermografie, die nach VdS 3189 nicht zur Ansteue- rung einer Löschanlage zugelassen ist, jedoch häufig eingesetzt wird.
Von den oben genannten Systemen kommen nur wenige im Bereich der Recycling- und Entsorgungsindustrie zum Einsatz. Diese sind:
• Rauchansaugsystem
• Optische Linienmelder (Rauch)
• Flammenmelder
• Funkenmelder (nur in geschlossenen Maschinenteilen)
• Linienförmige Wärmemelder
Zur Überwachung von Lagerboxen oder größeren Hallen sind klassischer Weise nur die Rauchansaugsysteme, optische linienförmige Rauchmelder und Flammenmelder geeig- net. Die erstgenannten Systeme sind eher ungenau in der Lokalisierung einer Brandquelle, können aber große Flächen überwachen. Die Flammenmelder hingegen arbeiten mit einem optischen Sichtfeld und können daher nur einen kleinen Bereich überwachen.
Die Kombination aus einem Rauchansaugsystem und Flammenmeldern ist zu bevor- zugen. Diese Systeme gibt es in entsprechenden Konfigurationen für Anwendungen in belasteten Bereichen. Das Rauchansaugsystem stellt in dieser Konfiguration die allgemeine Erkennung eines aufgetretenen Brandes dar. Der Flammenmelder, als zweite Komponente, detektiert den Brandort in den Löschbereichen.
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Die zwei Signale werden von der Löschsteuerzentrale verarbeitet und die Löschanlage kann den Löschbereich genau ansteuern.
Die Auswahl geeigneter Branderkennungstechnik in Kombination mit einer Lösch- anlage in der Abfallwirtschaft stellt die Planer vor große Herausforderungen. Daher muss jeder Anwendungsfall von einem Fachplaner geprüft werden und zusammen mit dem Auftraggeber, dem Versicherer und dem Fachplaner eine passende Lösung gefunden werden.
6. Schlussbemerkung
Einem funktionierenden Rohstoffkreislauf wird in der heutigen Zeit ein immer höherer Stellenwert zugeschrieben.
Ebenso hat sich die Zusammensetzung des Abfalls in den letzten Jahrzehnten inhaltlich verändert. Heute sind viel mehr Stoffe mit hohem Heizwert zu finden, die vor einigen Jahren kaum vorhanden waren.
Dadurch kann ein Brandereignis einen Betreiber für längere Zeit stilllegen oder sogar ruinieren.
Der Brandschutz bekommt in der Abfallwirtschaft einen immer höheren Stellenwert.
Baulicher und organisatorischer Brandschutz sind heutzutage Standard in den Betrie- ben, nicht zuletzt da sie zum Teil zur Erlangung einer Baugenehmigung erforderlich sind.
Wenn die technischen Grenzen des baulichen Brandschutzes erreicht sind, muss an- lagentechnischer Brandschutz hinzugefügt werden. Dies ist in einigen Fällen nur eine Brandmeldeanlage, in immer mehr Fällen fordern die Versicherungen jedoch zusätzlich automatische Löschanlagen um den gewünschten Versicherungsschutz zu erhalten.
Diese Forderungen beruhen auf vermehrt auftretenden Brandereignissen in der Ab- fallwirtschaft. Als zusätzlicher Faktor kommt hinzu, dass die Leistungsfähigkeit der öffentlichen Feuerwehren in den letzten Jahren nachgelassen hat und in Zukunft weiter schrumpfen wird.
Die Löschanlage soll in der Entstehungsbrandphase eingreifen und größere Schäden verhindern, indem der Brand bekämpft wird oder auf eine bestimmte Fläche begrenzt wird. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, muss aus der Vielzahl an zur Verfügung stehenden Löschanlagentypen die passende Lösung ausgewählt und installiert werden.
Heutige Standards und Richtlinien geben leider keine exakten und universell anwend- baren Lösungsansätze vor. Daher können hier nur Fachplaner für Löschanlagen mit Sachverstand und Erfahrung unterstützen.
Im Zuge der Planung von Löschanlagen sollten alle Instanzen beteiligt werden. Hierzu gehören neben dem Betreiber und dem Versicherer die zuständige Feuerwehr und der Brandschutzplaner. Nur so können alle Teile des Brandschutzes sinnvoll mit einander abgeglichen und verzahnt werden, so dass im Brandfall die getroffenen Maßnahmen ineinander greifen und der Schaden auf ein Minimum gehalten wird.
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar
Karl J. Thomé-Kozmiensky, Daniel Goldmann (Hrsg.):
Recycling und Rohstoffe – Band 10
ISBN 978-3-944310-34-3 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky
Copyright: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Dr.-Ing. Stephanie Thiel Alle Rechte vorbehalten
Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2017
Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc.
Erfassung und Layout: Claudia Naumann-Deppe, Janin Burbott-Seidel, Anne Kuhlo, Sandra Peters, Ginette Teske, Gabi Spiegel, Cordula Müller
Druck: Universal Medien GmbH, München
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