1. berblick zum Brandschutzin historischen BautenGrundstze und Manahmenvorbeugender und abwehrender Brandschutz Dipl.-Ing. Karsten FothPrfingenieur fr Brandschutz Geschftsfhrender Gesellschafterhhpberlin Ingenieure fr Brandschutz GmbH

2. Inhalt

1.Grundlagen

2.Brandschutz zur Verbesserung des Bestandes

2.1 Verbesserung durch Anlagentechnik

2.2 Verbesserung durch Brandmeldeanlagen

2.3Verbesserung durch Warnanlagen

2.4 Verbesserung durch Sprinkleranlagen

2.5Verbesserung durch Sprhwasserlschanlagen

2.6Verbesserung durch individuelle Plne

3.Leistungsorientiertes Brandschutzkonzept Staatsbibliothek Unter den Linden

3.1 Das Gebude

3.2 Verhinderung der Brandausbreitung

3.3Anforderungen an Bauteile

3.4 Gestaltung der Rettungswege

3.5Anlagentechnische Brandschutzmanahmen

4.Fazit

3.

• 3 Abs. 1 MBO: allgemeine Anforderungen

• Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ndern und instand zu halten, dass die ffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natrlichen Lebensgrundlagen, nicht gefhrdet werden.

• 14 MBO: Brandschutz

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

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

• • bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie

• • wirksame Lscharbeiten mglich sind.

1. Grundlagen Schutzziele 4.

Schutzziele mssen in jedem Gebude sichergestellt werden.

Baudenkmlern erfllen meist in mehreren Bereichen die Vorschriften des heutigen Baurechts nicht.

Es kommt dann darauf an, dass die Einhaltung insbesondere des Personenschutzes gewhrleistet wird.

Der deskriptive Nachweis (die Einhaltung der genannten materiellen Einzelanforderungen) ist kaum mglich.

Nachweis mit Ingenieurmethoden schafft Abhilfe

1. Grundlagen Schutzziele 5.

Bestehende Gebudegenieenbaurechtlich gesicherten Bestandschutz .

Bestehenden Gebude mssen dieheutigen Vorschriften des baulichen Brandschutzes nicht erfllenund auch nicht den heute geltenden Vorschriften angepasst werden, wenn sie

• rechtmig bestehen, was bei den meisten Denkmlern angenommen werden kann,

• in ihrer Bausubstanz nicht wesentlich gendert wurden und

• ihre Nutzung nicht ndern.

1. Grundlagen Bestandsschutz 6.

In Berlinz.B. 85 BauO Bln bestehende bauliche Anlagen

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

Der Bestandsschutz entfllt,

• bei Nutzungsnderungen oder

• wenn eine konkrete Gefahr vorliegt.

• • z.B. nicht vorhandener Treppenraum, fehlender 2. Rettungsweg,fehlender Ausgang aus dem Treppenraum ins Freie

1. Grundlagen Bestandsschutz 7.

In Berlinz.B. 85 BauO Bln bestehende bauliche Anlagen

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

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

1. Grundlagen Bestandsschutz 8.

Verbesserung des Bestandes:

Da die heutigen Standards und Sicherheitsbestimmungen nicht eingehalten werden und

die Brandgefhrdung bei Sanierung (auch bei nicht wesentlichen nderungen) zunimmt:

• • Installation moderner Haustechnik Herstellen neuer Wand- und Deckendurchbrche

• • Neuaufteilungen der Geschossflche ggf. Fehlen des 2. Rettungsweges

2. Brandschutz zur Verbesserungdes Bestandes 9.

Wesentliche anlagentechnische Manahmen

Def.: Anlagentechnischer Brandschutz dient im Falle eines Brandes derSchadensbegrenzung im Rahmen des Personen- und Sachschutzes.

Anlagen werden eingesetzt zur

• • Brandmeldung ,

• • Warnung und Information ,

• • Selbsthilfe,

• • Orientierung,

• • Rauchfreihaltung und

• • zur Lschung

2.1 Verbesserung durch Anlagentechnik 10.

Def.: Brandmeldeanlagen dienen der Frherkennung eines Brandes

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

Eine Brandmeldeanlage besteht im Wesentlichen aus:

• • automatischen Brandmeldern(Kenngren: Rauch, Temperatur, Flammen)und / oder

• • nichtautomatischen Brandmeldern (Handfeuermelder)

• • Feuerwehrbedienfeld

• • Feuerwehr-Anzeige-Tableau

• • bertragungseinheit (Standleitung zu einer hilfeleistenden Stelle)

2.2 Verbesserung durchBrandmeldeanlagen 11.

Wichtigetechnische Regelwerke :

• • • DIN 14675Brandmeldeanlagen Aufbau und Betrieb

• • • DIN VDE 0833Gefahrenmeldeanlagen fr Brand, Einbruch undberfall

Teil 2:Festlegungen fr Brandmeldeanlagen (BMA)

• • • DIN EN 54Brandmeldeanlagen

Teil 5:Wrmemelder

Teil 7:Rauchmelder

Teil 10:Flammenmelder

Teil 11:Handfeuermelder

2.2 Verbesserung durchBrandmeldeanlagen 12. 2.2 Verbesserung durchBrandmeldeanlagen Automatische Brandmelder Nichtautomatische Brandmelder (Handfeuermelder) 13.

Def.: Alarmierungseinrichtungen dienen dem Herbeirufen von Hilfe oder zurWarnung von Personen.

Eine Warnanlage besteht im Wesentlichen aus:

• • • automatischen Brandmeldern(Kenngren: Rauch, Temperatur, Flammen)und/oder

• • • nichtautomatischen Brandmeldern (Handfeuermelder)

• • • Lautsprechern

• • • Signalleuchten

Mgliche Arten der Alarmierung:

• • • optisches Signal

• • • akustisches Signal (Ton)

• • • Lautsprecherdurchsage(z. B. in Verkaufs- und oder Versammlungssttten)

2.3 Verbesserung durchWarnanlagen 14.

Def.: Sprinkleranlagen sollen der Brandausbreitung entgegenwirken und imBrandfall alarmieren sowie eine stndig besetzte Stelle von demBrandgeschehen in Kenntnis setzen.

wichtigste Regelwerke:

• • DIN 14 489Sprinkleranlagen Allgemeine Grundlagen

• • VdS CEA 4001 VdS CEA-Richtlinien fr Sprinkleranlagen

2.4 Verbesserung durchSprinkleranlagen 15. 2.5 Verbesserung durchSprhwasserlschanlagen

Auslsung ber eine Brandmeldeanlage

Lschung im gesamten Schutzbereich

Sehr guter Schutz vor Brandausbreitung

16. 2.6 Verbesserung durch individuelle Plne 17. Leistungsorientiertes Brandschutzkonzept Brandschutzkonzepte Feuerwehrplne Flucht & Rettungsplne Brandsimulation Statik & Konstruktion 3.Staatsbibliothek Unter den Linden 18.

Staatsbibliothek Unter den Linden

bedeutendes Kulturdenkmal in Berlin

erbaut 1903

Zerstrung des Lesesaals im 2. Weltkrieg

Heute:

• Abriss von 2 Bchertrmen

• Neubau eines Lesesaals

3.1 Das Gebude 19.

Beurteilungsgrundlagen bisher

Gesetze und Verordnungen

Technische Regeln

Erfahrungen aus der Praxis

• MBO 3 lsst alternative Nachweise zur Erfllung der Schutzziele zu (schutzzielorientiertes BSK)

Anwendung der EUROCODE

Anwendung von Computerprogrammen zur Rauchableitung und Evakuierung

3.1 Das Gebude Quelle: hgmerz architekten museumsgestalter 20.

Ausgedehnter Gebudekomplex

LIPMAN-Regalsystem

historische Geschossdecken

Lesesaal mit mehrfach unbestimmterStahl- und Spannbetonfertigteilkonstruktion

3.1 Das Gebude 21.

• Altbau = unkonventionelleLsungen

• Feuerbestndige Wnde statt Brandwnde mit spezieller Ausbildung im Bereich der Bcherregale

• Eckverglasungen mitfeuerhemmendem Glasin denkmalgeschtztem Rahmen

• nderung der Raumnutzungin Eckbereichen

• Aufrstung von Bestandstren

3.2 Verhinderung der Brandausbreitung 22.

Neubau = schutzzielorientiertes Konzept

keine Einschrnkung der Raumnutzung

Feuerbestndige raumabschlieendeBauteile

Bestimmen von Bauteilanforderungenmit Computerprogrammen,z.B. zwischen Lesesaalund Handmagazin

3.2 Verhinderung der Brandausbreitung 23.

Bemessung/ Bewertung der vorhandenenGeschossdecken

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

Berechnung derStahltrgerdeckeber dem 6. Bchermagazin mit STABA F

Bemessung desTragwerkesdes Hauptlesesaales mit FIRE S-T

3.3 Anforderungen an die Bauteile Quelle: hgmerz architekten museumsgestalter 24.

Treppenrume im Bestand(Baustoffe, Bauart und Treppenbreiten)

Schutz der Treppen durch Abschottungen

Verbesserung der Rauchableitung

Schaffung zustzlicher notwendiger Treppen

3.4 Gestaltung der Rettungswege 25.

Treppenrume fr den Neubau

Auenliegende Treppenrumean notwendigen Fluren

Innenliegende Treppenrumemit Vorrumen und Spllftungsanlagen

3.4 Gestaltung der Rettungswege 26. 3.4 Gestaltung der Rettungswege

Treppenrume fr den Neubau

Bemessung der Auslastung der Treppenrume mit Computerprogrammen

27. 3.4 Gestaltung der Angriffswege Altbestand:Auenleitern mit Umgngen und Steigleitung als Holm der Leiter Neubau: Baulicher Schutz der Treppenrume und Steigleitung trocken 28.

Brandmeldeanlagen (Schutzkategorie 1)

Warnanlagen (Sprachalarm in ffentlichen Bereichen ansonsten Signale)

Lschanlagen (nur in raumabschlieendenBereichen wegen Lschwasserschden)

Gaslschanlagen in Magazinbereichen

Nasse und trockne Steigleitungen

3.5 Anlagentechn. Brandschutzmanahmen Tresormagazine 29.

Rauchgasausbreitung

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

• • • niederenergetischer Brand von 2 MW

• • • Vollbrandszenario 20 MW

Gegenprfung der Rechnungmit einem Feldmodell

3.5 Anlagentechn. Brandschutzmanahmen 30.

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

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

Erforderliche Rauchableitungsflche 60 m aerodynamisch

3.5 Anlagentechn. Brandschutzmanahmen 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 0 300 600 900 1200 1500 1800 Zeit in s 2 MW 20 MW RWA- und Zuluftffnung jeweils 60 m Mittlere optische Dichte in der Rauchgasschicht in m -1 Zeit in Sekunden 31.

Bemessung der Rauchgasausbreitung im Handmagazin mit einem Feldmodell

Versagenskriterien:

• max T S> 300 Cund T S> 60 K

CFD-Simulation:

• keine berschreitung der kritischen Werte

3.5 Anlagentechn. Brandschutzmanahmen Freihandmagazin B im Grundriss Lesesaal 32. 4. Fazit Die Nutzungingenieurmiger Methodendes Brandschutzes gepaartmitunkonventionellen Lsungen , gesttzt aufErfahrungswertenunddieAnwendung konservativer Brandschutzmanahmen Ganzheitliches Brandschutzkonzept fr ein Denkmal Quelle: hgmerz architekten museumsgestalter 33. Kontaktinformationen hhpberlinIngenieure fr Brandschutz GmbH Rotherstrae 19 10245 Berlin Fraunhoferstrae 6 80469 Mnchen Kurze Mhren 20 20095 Hamburg Wilhelm-Leuschner-Strae 41 60329 Frankfurt am Main Phone: +49 (30) 89 59 55-0 [email_address] Fax: +49 (30) 89 59 55-100 www.hhpberlin.de Geschftsfhrer: Dipl.-Ing. Margot Ehrlicher Dipl.-Inf. BW (VWA) Stefan Truthn Dipl.-Ing. Karsten Foth Prokurist: Dipl.-Ing. Harald Niemller Beirat: Prof. Dr.-Ing. Dietmar Hosser Dr.-Ing. Karl-Heinz Schubert Amtsgericht Berlin Charlottenburg HRB 78 927 Deutsche Bank P+G AG BLZ 100 700 24 Konto-Nr. 1419100 IBAN-Nr.DE52100700240141910000 Swift-Code: DEUTDEDBBER Ust-IdNr. DE217656065