TGA Brandschutz

TGA Ausgabe 08-2018
Referenzprojekt Systemair

Komplexen Brandschutz mit Systemverbund vereinfacht


1 Eine auch architektonisch herausragende Landmarke im Herzen von Basel: Der fast 80 m hohe Grosspeter Tower mit seiner markanten Photovoltaik-Fassade.

1  Eine auch architektonisch herausragende Landmarke im Herzen von Basel: Der fast 80 m hohe Grosspeter Tower mit seiner markanten Photovoltaik-Fassade.

Wie eine Landmarke steht der fast 80 m hohe Grosspeter Tower im Herzen von Basel. Die hoch verdichtete Bebauung ist kein Selbstzweck: In der Schweizer Metropole fehlt es schlicht an Baugrund für dringend benötigte Büro- und Gewerbeflächen. Die mit einem solchen Bau einhergehende Komplexität beim Brand- und Rauchschutz wurde durch die enge Einbindung des Herstellers der Brandschutzklappen und der zentralen Lüftungs- und Rauchschutzdruckanlage schon in der Planungsphase deutlich vereinfacht.

Kompakt informieren

Der Brand- und Rauchschutz für den Grosspeter Tower musste so konzipiert werden, dass er unabhängig von der erst später erfolgenden Raumaufteilung auf den Büroetagen absolut zuverlässig funktioniert.

Das Schutzkonzept wurde gemeinsam von den verantwortlichen Planern und Systemair entwickelt. Das Gebäude und die TGA wurden mit der Methode BIM geplant und optimiert.

Durch die Expertise des breit aufgestellten Lieferanten für die wesentlichen Komponenten des TGA-seitigen Brand- und Rauchschutzkonzepts inklusive der MSR-Technik konnten die Anlagen optimal aufeinander abgestimmt und wirtschaftlich realisiert werden.

Der Grosspeter Tower Abb. 1 ist ein Prototyp für die nachhaltige und intelligente Nutzung von Brach- und Konversionsflächen in innerstädtischer Lage. Zwischen einer Haupteisenbahnlinie und einer mehrspurigen Ausfallstraße konzipierte das Architektenbüro Burckhardt+Partner AG für die PSP Real Estate AG als Bauherr auf dem rund 8000 m2 großen Areal ein 24-geschossiges Hochhaus mit rund 21 000 m2 Brutto-Geschossfläche in gemischter Nutzung. Die 21 Geschosse des eigentlichen Towers sind frei aufteilbare Büro und Gewerbefläche Abb. 2, das Basement beherbergt unter anderem ein Hotel – und alles zusammen ist auf insgesamt vier Tiefgaragenebenen gegründet.

Die gemischte Nutzung stellte insbesondere für den Brand- und Rauchschutz sehr komplexe Anforderungen an die Technische Gebäudeausrüstung. Dipl.-Ing. Frank Ullmann Abb. 4 von der Gruner Gruneko AG, Basel, entwickelte dafür gemeinsam mit dem TGA-Spezialisten Meier-Kopp AG, Reinach, und Systemair, Hersteller abgestimmter Komplettlösungen inklusive der notwendigen Steuerungstechnik, ein umfassendes Lüftungskonzept.

Trennung von Tiefgarage und Tower

Zu dem Konzept gehören auch die Belüftung und qualifizierte Entrauchung der Tiefgaragen-Ebenen sowie Rauchschutzdruckanlagen (RDA) zur Absicherung des vorgeschriebenen Sicherheitstreppenhauses im Brandfall. Das Schutzkonzept geht dabei von einer klaren Trennung zwischen dem Brandbereich Tiefgarage und dem als Büroturm genutzten „Tower“ aus, hier speziell die Geschosse im Mieterausbau sowie das Sicherheitstreppenhaus inklusive Personenliften und Feuerwehrlift (als Schleusen). Das Schutzkonzept im Tower musste also flexibel ausgelegt werden, sodass eine Teilung der Mieterflächen je Etage möglich ist.

Um im Brandfall eine Evakuierung der mit einer Sprinkleranlage ausgestatteten Tiefgarage zu gewährleisten, wurden vier über Brandschutztore zu trennende Brand- bzw. Entrauchungsabschnitte gebildet, die maschinell mit einem 8-fachen Luftwechsel durch Betonschächte und -kanäle über das Dach entraucht werden.

Eine besondere Herausforderung stellte dafür „die Vielzahl an Einflussgrößen und ihren Wechselwirkungen dar, die sich auch mit dem von Gruner Gruneko gewählten integralen Planungsansatz nach BIM kaum belastbar berechnen lassen“, so Reiner Kelch Abb. 4, System- und Applikationsmanager für Rauchdruckanlagen bei Systemair. „In aller Regel werden dann durch Sicherheitszuschläge Größenordnungen erreicht, die technisch oder wirtschaftlich nicht mehr umsetzbar sind. Umso wichtiger ist deshalb die Expertise eines breit aufgestellten Herstellers, der schon in einer frühen Planungsphase seine Praxiserfahrungen in das Projekt einfließen lassen kann.“

Warum der Hersteller das Spektrum der benötigten Anlagentechnik möglichst breit aus einer Hand abdecken sollte, macht ein Blick auf die technischen Details des Konzepts für die Maschinellen Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (MRWA) deutlich. Es umfasst allein in der Tiefgarage neben den notwendigen Ventilatoren (Typ AXC 560 (F) bzw. 1250 (F)), Schalldämpfern und Entrauchungsklappen (Nachströmung und Abluft) auch die entsprechende Steuerung inklusive CO- und NO2-Fühlern sowie die passend aufgeschalteten Warntransparente und annähernd 40 Brandschutz- und Entrauchungsklappen.

Eigene Steuerung integrierbar

Brandschutzklappen (BSK) sind in einem solchen Kontext üblicherweise zwar ein wesentlicher Bestandteil der TGA zur automatisch auslösenden Verhinderung der Ausbreitung von Feuer und Rauch. Durch die technisch vergleichsweise einfache Funktionsweise (hier: über motorisch gesteuerte Klappen) und den im Kontext des Gesamtprojekts in der Regel überschaubaren Kosten gehören sie jedoch eher zu den Low-Interest-Produkten, denen erst dann Aufmerksamkeit gewidmet wird, wenn es im Rahmen der Abnahme zu Problemen kommt …

Systemair-Servicetechniker Jürgen Sutter Abb. 7 kennt das Thema aus seiner täglichen Arbeit: „Vor allem, wenn die Brandschutzklappen in ein vernetztes Gebäudeautomationssystem eingebunden werden sollen respektive müssen, muss von der passenden Reihenverkabelung bis hin zur bedarfsgerechten Ansteuerung im Brandfall jedes Detail im Vorfeld betrachtet werden. Im Grosspeter Tower bedeutet das zum Beispiel neben der Anpassung der Verdrahtung den Einsatz einer speziellen Steuereinheit Abb. 6, die vom Systemair-Schwesterunternehmen Menerga beigestellt und mit entsprechender Programmierung im eigenen Haus dann auf das Gesamtsystem aufgeschaltet werden konnte.“

Wie notwendig das perfekte Zusammenspiel der installierten Komponenten und einer zentralen Steuerung ist, verdeutlicht die Kurzbeschreibung der Abläufe, wenn in einem Untergeschoss der Tiefgarage ein Brand entsteht: Hitzegesteuerte Detektoren aktivieren die MRWA, und im ersten Schritt wird die Entlüftung der gesamten Einstellhalle abgeschaltet und die Brandschutzklappen werden ferngesteuert geschlossen. Gleichzeitig öffnen als zweiter Schritt die Entrauchungsklappen gemäß Schaltmatrix an den Absaugstellen und für die Nachströmung in der Einstellhalle im 2. UG. Als Drittes startet der Brandgas-Axialventilator und entraucht den betreffenden Brandschutzabschnitt.

Das TGA-Ausstattungsdetail Brandschutzklappen profitiert hier also unmittelbar vom Systemverbund des Herstellers, da es ohne die ansonsten typischen Schnittstellenprobleme direkt in die prinzipiell von der „großen“ Anlagentechnik geführten Gebäudeautomation und MRWA-Steuerung eingebunden werden kann. Sutter: „Neben der einfacheren und damit wirtschaftlicheren Installation gibt das zusätzliche Sicherheit für den Betreiber, weil kein sicherheitsrelevantes System parallel geführt werden muss.“ Auch, weil bei eventuellen Anpassungen des Brandschutzkonzeptes und damit der zentralen Steuerungen die Ansteuerung der Brandschutzklappen automatisch in jedes Update mit einbezogen ist.

Betriebskosten frühzeitig im Blick

Einen ähnlichen Nutzeffekt wie die reibungslose Einbindung der Brandschutzklappen in die Gebäudeautomation im Rahmen der Bauausführung hatte die Hersteller-Expertise von Systemair im Fall des Grosspeter Towers schon während der Planungsphase bewiesen: Das Arbeiten mit den digitalen Hersteller-Daten zur gesamten Lüftungs-, Brand- und Rauchschutz-Anlagentechnik für die Planung nach BIM (Building Information Modeling).

Ullmann: „Der Grosspeter Tower wurde von der Gruner Gruneko AG als eines der ersten Gebäude dieser Art integral nach der BIM-Methode geplant. Die Komplexität des Projekts und der hohe Anspruch an die energetische und funktionale Qualität gab diese Planungsmethodik gewissermaßen vor.“ Ein Vorteil: Durch das konsequente Arbeiten am digitalen Modell konnten die während der Bauausführung genauso konsequent nachgeführten Planungsdaten unter anderem für später zwingend notwendige Wartungsaufgaben genutzt werden – und dazu gehören eben auch automatisch auslösende Brandschutzklappen.

Die müssen (in Deutschland nach DIN EN 13 306 und DIN 31 051) so eingebaut sein, dass eine Instandhaltung – also Inspektion, Wartung und Instandsetzung – möglich ist Abb. 5. Zu erfolgen hat die Überprüfung bei automatisch und aus der Ferne auslösenden Brandschutzklappen mindestens jährlich; bei eventuellen Mängeln halbjährlich.

Ullmann: „Diese Beschreibung zeigt bereits den Betriebsaufwand, der mit jeder einzelnen Brandschutzklappe langfristig verbunden ist. Umso wichtiger ist es darum, schon in der Planungsphase neben der Funktionsfähigkeit der BSK innerhalb des Kanalnetzes auch die Zugänglichkeit für notwendige Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten zu berücksichtigen. Dank der Herstellerdaten und der Planungsmethodik BIM war das gewissermaßen schon auf dem Reißbrett bzw. in der CAD-Planung gewährleistet.“ So entfielen auch aufwendige Nachbesserungsarbeiten, beispielsweise durch das Versetzen von nach der Installation (anderer Gewerke) nicht frei zugänglichen Brandschutzklappen.

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Komplexen Brandschutz mit Systemverbund vereinfacht
  2. Teil: Steckbrief / Bautafel
  3. Teil: Dip.-Ing. (FH) Reiner Kelch
  • 2  Die gemischte Nutzung des Towers bei gleichzeitig frei aufteilbaren Büro- und Gewerbeflächen stellte höchste Anforderungen an das Brand- und Rauchschutzkonzept.

  • 3  Das Brandschutzkonzept für die Tiefgaragen sieht über das erste und zweite Untergeschoss hinweg ein exakt abgestimmtes Zusammenspiel aus Alarmmeldeanlage, Auslösung von Brand- und Rauchschutzklappen und Aktivierung der Axialventilatoren vor. Die Abstimmung wurde durch die Lieferung aller Komponenten aus einer Hand und eine zentrale Steuerung von Systemair deutlich einfacher umsetzbar und letztlich auch wirtschaftlicher.

  • 4  Frank Ullmann (links) von der Gruner Gruneko AG und Applikationsmanager Reiner Kelch, Systemair, haben gemeinsam mit den TGA-Spezialisten der Meier-Kopp AG die umfassende Lüftungs-, Brand- und Rauchschutzausstattung des Towers entwickelt und aufeinander abgestimmt.

  • 5  Schon in der Planung wurde die Zugänglichkeit und damit die Wartungsfreundlichkeit der Brandschutzklappen berücksichtigt.

  • 6  Neben den originären Installationseinheiten, wie beispielsweise Brand-schutzklappen, lieferte Systemair auch die zentrale Steuerung und adaptierte sämtliche Einzelkomponenten darauf.

  • 7  Servicetechniker Jürgen Sutter weiß aus der täglichen Praxis um die Bedeutung, die zum Beispiel die einfache Zugänglichkeit von Brandschutzklappen für die vorgeschriebenen Wartungsarbeiten hat.

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