11. Mai 2022

Sicherheitskonzept der Rauchschutz-Druckanlage im „myhive“-Tower in Düsseldorf

Mit 15 Stockwerken Höhe und seiner Bauform bietet der „myhive“-Tower sowohl architektonisch als auch funktional einige Besonderheiten. So verfolgt das Gebäude mit seinen Nutzungsmöglichkeiten das sogenannte New Work-Konzept. Und technisch sorgen im Brandfall zwei Rauchschutz-Druckanlagen (RDA) mit 35 000 m³/h und 30 000 m³/h Zuluft für rauchfreie Flucht- und Rettungswege.

Der „myhive“-Tower im Düsseldorfer Medienhafen bietet eine Gesamtmietfläche von rund 21 180 m² auf 16 Geschossen. Durch eine variable Aufteilung lassen sich alle Arbeitsräume flexibel nach Bedarf nutzen: Pro Etage können so rund 1300 m2 angemietet oder individuell in 540 m² und 730 m² Nutzfläche aufgeteilt werden.

Diese Situation stellte den Brandschutz in der Konzeptionsphase vor die Herausforderung, RDA-Systeme über 16 Geschosse auf noch nicht näher spezifizierte Raumzuschnitte und -belegungen abbilden zu müssen. Als Spezialist für Lüftungs- und Klimatechnik hat das Unternehmen Systemair hier die Planung unterstützt und ein Rauchschutzkonzept entwickelt. Die RDA-Systeme zeichnen sich dabei durch redundant aufgesetzter Betriebssicherheit und sehr kurzen Reaktionszeiten aus.

RDA-Konzept im Detail
Bei der Rauchdruckanlage für das Sicherheitstreppenhaus des 16-geschossigen Bauwerks handelt es sich um eine Zuluftanlage mit einem Gesamtvolumenstrom von 35 000 m3/h. Bei einer vergleichbar aufgebauten RDA für zwei Feuerwehraufzüge liegt ein Volumenstrom von 30 000 m3/h zugrunde.

Bereitgestellt werden die Zuluftmengen über insgesamt vier Axialventilatoren von Systemair, Baureihe „AXC“, damit redundant. Die Druckbelüftungsanlage für die Feuerwehraufzüge ist in einem separaten, brandgeschützten Technikraum untergebracht. Die Luftführung erfolgt, von einem separaten Zuluftturm vor dem Gebäude kommend, über ein L 90-Kanalsystem in die beiden Aufzugsschächte. Geräuschbelastungen, die unter Volllast durch die Axialventilatoren entstehen könnten, werden über entsprechend dimensionierte Kulissenschalldämpfer direkt im Anschluss an die Lüfter abgefangen. Auch bei geöffneter Tür zum Aufzugsschacht liegt der Schalldruckpegel so bei nur noch 60 dB(A) – ein wesentlicher Beitrag, um die Kommunikationsfähigkeit der Feuerwehrleute im Einsatz sicherzustellen.

Die Abführung der eingebrachten Zuluft aus den Feuerwehraufzugsschächten und dem Sicherheitstreppenhaus erfolgt über Dach. Dazu wurden zwei Brandgas-Axialventilatoren der Baureihe „AXC(F)“ desselben Herstellers mit einem Gesamtvolumenstrom von 25 000 m³/h eingesetzt. Die drehzahlgeregelten Axialventilatoren sind alle für eine Fördermitteltemperatur bis 55 °C im Dauerbetrieb ausgelegt, die Dachventilatoren zusätzlich auf eine einmalige Belastung bis 400 °C, bei einer Dauer von mindestens 120 Minuten.

Gesteuert werden die Ventilatoren sowie die zugehörigen Druckdosen als Impulsgeber und die notwendigen Überströmklappen im Vorraum der Feuerwehraufzüge über einen zentralen F 90-Schaltschrank im Untergeschoss, nahe der Zuluftanlage für die Feuerwehraufzüge. Von hier aus kann das gesamte RDA-System zentral programmiert oder auch ausgelesen werden. Ein zweiter Schaltschrank befindet sich in wetterfester Ausführung auf dem Dach des Hochhauses. Hier sind die beiden Abluftventilatoren als ein in sich geschlossener Teil des Gesamtpaketes RDA-Anlage sowie Drucksensoren gesondert „verdrahtet“ und an die Zentralsteuerung angebunden.

Im Fall des „myhive“-Towers ist die gesamte Steuerung zusätzlich auf die Gebäudeleittechnik aufgeschaltet, sodass eventuelle Stör- oder Fehlermeldungen sowohl beim Betreiber als auch bei Systemair als Hersteller und Wartungsdienstleister parallel auflaufen können.

Herausforderung „Zeit“
Um angesichts der Höhe des Gebäudes und der bis zu 2000 möglichen Personen im Gebäude, die im Ernstfall evakuiert werden müssen, eine deutlich über den normativen Anforderungen liegende Reaktionsgeschwindigkeit der RDA-Anlagen zu erzielen, hat Systemair die eingesetzten Axialradiatoren projektbezogen modifiziert. So gelang es durch gezielte Optimierung, z. B. der Ventilatorlaufräder wie auch der installierten Drehstrom-Brandgasmotoren, die Reaktionszeit bis zum Erreichen von 90 % des Betriebspunktes von zulässigen 3 Sekunden auf weniger als die Hälfte zu verringern.

Herausforderung „Druckverhältnisse“
Die für diese schnelle Reaktion notwendigen Impulse kommen u.a. über die mehr als 130 Drucksensoren, die Systemair – ebenfalls immer redundant – sowohl in den Vorräumen der Feuerwehraufzüge als auch auf den einzelnen Ebenen im Sicherheitstreppenhaus sowie zusätzlich noch in den beiden Schächten der Feuerwehraufzüge installiert hat. Letztere sind das Back-up, damit bei einem eventuellen Ausfall der Drucksensoren in einem Vorraum über die automatische Begrenzung der Zuluftleistung noch die Türen zu den Büroetagen geöffnet werden können.

Das ausführende Fachunternehmen Zilisch GmbH & Co. KG hat alle Drucksensoren, wie auch die Zu- und Abluftklappen, über eine aufwändig durch die Feuerwehrschächte geführte Verkabelung an den Steuerschrank im zweiten Untergeschoss angebunden. Dieser unterstützt zusätzlich die Betriebssicherheit des RDA-Systems, wie Projektleiter Dipl.-Ing. Ludwig Legowik erläutert: „Wir reduzieren damit nicht nur potenzielle Falschalarme durch Signalstörungen, sondern auch den Arbeitsaufwand beispielsweise bei der Funktionsprüfung der Gesamtanlage, denn mögliche Fehlerquellen oder Schadensorte lassen sich so deutlich schneller und einfacher identifizieren.“

Bilder: Systemair
www.systemair.de

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Nachgefragt
IKZ-KLIMA: Wie wichtig ist eine exakte Ermittlung der Druckverhältnisse durch die Druckmessung?
Reiner Kelch: Nur über eine konsequente Messung der Druckverhältnisse auf den jeweiligen Etagen des Gebäudes und in den verschiedenen Räumen kann das optimale Zusammenspiel aus Leistung der Zulüfter und geforderter Druckhaltung im zu entrauchenden Raum gewährleistet werden. Denn dort geht es ja nicht allein um den zur Entrauchung notwendigen Überdruck, sondern gleichzeitig muss z. B. auch der Druckschlag berücksichtigt werden, den die automatisch schließenden T 90-Türanlagen (zu den Bürobereichen bzw. zum Eintritt in das Sicherheitstreppenhaus) erzeugen.

IKZ-KLIMA: Wie stellt sich dieses Zusammenspiel im ,myhive‘-Tower dar?
Reiner Kelch: Bei den Druckverhältnissen in den Vorräumen der Feuerwehraufzüge geht es oft um wenige Pascal Unterschied. Die Druckschläge von zu schnell schließenden Brandschutztüren, weil vielleicht der Türschließer nicht korrekt eingestellt ist, können da während der Betriebsphase der RDA schon entscheidend sein. Durch das Zusammenspiel aus präziser Druckmessung, flinkem Regelverhalten der Zu- und Ablüfter sowie der entsprechenden Ansteuerung zweier Lichtkuppeln haben wir im ,myhive‘-Tower auch diesen Spagat erfolgreich gelöst.

IKZ-KLIMA: Wie werten Sie damit die Ausfallsicherheit des Systems?
Reiner Kelch: Wie hoch die Sicherheitsanforderungen unter Brandschutz-Gesichtspunkten des Towers im Düsseldorfer Medienhafen sind, zeigt auch hier ein näherer Blick aufs Detail: Obwohl die Feuerwehraufzüge aufgrund ihrer Funktion schon einen in sich geschotteten Brandschutzabschnitt darstellen, der im Ernstfall von einer eigens abgesicherten RDA rauchfrei gehalten wird, sind die hier installierten Signalkabel der Druckdosen in E90 ausgeführt, kabelbruchüberwacht und mit je einem Brandriegel je Etage geschottet. Wie wichtig unter anderem Brandriegel sind, zeigen die Diskussionen bei der Fassadendämmung von Gebäuden.

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Das RDA-Konzept im Überblick
Um im Brandfall die Evakuierung der Nutzer des „myhive“-Towers sowie einen Löscheinsatz der Feuerwehr abzusichern, enthält das Lüftungskonzept der ZWP-Ingenieur AG (Köln) u. a.:

• die Einrichtung eines zentralen RDA-Sicherheitstreppenhauses,
• zwei Feuerwehraufzüge (von insgesamt sechs im Gebäudekern angeordneten Personenaufzügen) mit eigener RDA, sowie
• zwei Abluftanlagen für die gesicherte Abströmung aus dem Gebäude.