Digitalisierung von Brand- und Rauchmeldern

Rauchmelder sind Bausache und damit Ländersache. 2020 folgten mit Berlin und Brandenburg die letzten Bundesländer, die den Einbau in gewerblich vermieteten Wohngebäuden zur Pflicht machten. Alle anderen Länder hatten schon zuvor entsprechende Regelungen erlassen, Pionier Mecklenburg-Vorpommern bereits 2010. Dabei gibt es einige Ausnahmen und Besonderheiten (siehe auch Tabelle Ausnahmen zu Rauchwarnmeldern in den einzelnen Bundesländern).

Bild: HUSS MEDIEN GmbH

Diese Pflicht war auch dringend notwendig. Fast jeden Tag verliert in Deutschland ein Mensch sein Leben durch Brandunglücke. Das Gros kommt dabei nicht durch das Feuer an sich, sondern durch die Rauchentwicklung ums Leben.

Rauchwarnmelder als grundlegende Komponente

Deswegen liegt im Brandschutz auch ein besonderer Schwerpunkt auf den Rauchmeldern. Sie erkennen rechtzeitig die Gefahr und warnen die Bewohner:innen bzw. Nutzer:innen, und zwar nicht nur in den Wohnungen, sondern auch im Treppenhaus. Rauchwarnmelder können akustischen oder optischen Alarm geben. Beide Varianten spielen in Wohnungen von Senioren oder Menschen mit Handicap eine Rolle, wenn deren Sensorik eingeschränkt ist. Zu beachten ist bei Brandmeldeanlagen die DIN 14675.

Rauchmelder können nach drei technischen Prinzipien arbeiten:

Fotooptischer Effekt: Rauch wird optisch „gesehen“. Eine Diode sendet kontinuierlich ein Infrarotsignal aus. Wird das Signal reflektiert, etwa von Staubpartikeln bei der Rauchentwicklung, löst das einen Alarm aus. Vorrangiger Einsatz: Privates Wohnen.

Temperaturunterschiede: Hier erkennt ein Sensor plötzlich auftretende Temperaturunterschiede, die auf einen Brand hinweisen können. Ein Alarm wird ausgelöst. Vorrangiger Einsatz: Privates und gewerbliches Wohnen.

Radioaktive Strahlung: Dabei werden durch radioaktive Strahlung Ionen in der Raumluft erkannt, die Hinweis auf eine Rauchentwicklung sein können. Vorrangiger Einsatz: Gewerbe und Industrie, nicht jedoch in Deutschland, da die Zulassung zu kompliziert ist.

Rauchwarnmelder sind die grundlegende Komponente in einer Brandschutzanlage. Deswegen sind sie auch in allen Bundesländern im gewerblichen Wohnungsbau inzwischen Pflicht.

Löschanlagen als sinnvolle Komponente

Ein zweites, wesentliches Element sind Löschanlagen. Diese sind nicht in jedem Gebäude zwingend vorgeschrieben, aber ratsam. Eine automatisierte Verbindung zwischen Rauchmelder und Löschanlage ist ein erstes Element eines automatisierten Brandschutzes. Im Vorteil sind hier optische Rauchmelder, die auch erkennen können, ob es tatsächlich einen Brand und eine Rauchentwicklung gibt. Denn das vermeidet Fehlalarme und Schäden durch Löschwasser, das irrtümlich aktiviert wurde. Löschanlagen arbeiten als Sprinkler. Verbreitet sind aber auch Geräte, die mit Pulver arbeiten.

In der DDR geborene Menschen kennen zum Teil noch einen alten Witz zur Feuerlöschmarke Minimax, die es auch heute noch gibt:

„Hast du Minimax im Haus, bricht bei dir kein Feuer aus. Minimax ist großer Mist, wenn du nicht zu Hause bist!“

Moderne Sprinkleranlagen sind hingegen meist automatisiert mit den Rauchmeldern gekoppelt und leiten Wasser auf die entstehenden Brandherde. Bei selbständigen Anlagen wird eine Ampulle im Sprinkler gesprengt, wodurch sich die Ventile fürs Löschwasser öffnen. Für die Funktionssicherheit werden Sprinkleranlagen mit eigenen Druckwasserleitungen und teils eigenen Tanks brandsicher ausgerüstet. Neben den wassernutzenden Varianten gibt es auch Sprinkleranlagen, die Sprühnebel erzeugen oder Pulver respektive Schaume einsetzen. Generell werden sie immer so gesteuert, dass sie nur in der Nähe des Brandherdes aktiv werden und nicht im gesamten Gebäude. Grundlage für die Planung ist die DIN EN 12845: Ortsfeste Brandbekämpfungsanlagen – Automatische Sprinkleranlagen – Planung, Installation und Instandhaltung, sowie der DIN 14489: Sprinkleranlagen; Allgemeine Grundlagen. Zu beachten ist auch die VdS CEA 4001 – Sprinkleranlagen, Planung und Einbau.

Sprinkleranlagen müssen überall dort eingebaut werden, wo hoher Publikumsverkehr oder auf-grund der Arbeitsumgebung erhöhte Brandgefahr herrscht. Zuständig sind ebenfalls die Länder über die Landesbauordnungen (LBO) und die Sonderbauordnungen (SBO).

Abführung von Rauch und Wärme lebenswichtig

Wesentlich sind auch Anlagen, die schnell den Rauch und die entstehende Wärme im Falle eines Brandes aus dem Gebäude leiten. Die erste Methode, die hier zum Einsatz kommt, ist der altbekannte Kamineffekt. Dabei werden Öffnungen in Dächern und Wänden genutzt, um einen Sog zu erzeugen, der Rauch und Wärme schnell nach außen befördert. Hier spricht man von Rauchabzugsvorrichtungen und -öffnungen (RA-Anlagen).

Automatisierte Dachfensteröffnungen helfen bei der Entrauchung. Bild: Frank Urbansky

Die mechanische Lösung hingegen setzt auf Ventilatoren, die den Rauch und die Wärme absaugen. Diese nennt man auch Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA). Beide Systeme können ebenfalls digital mit Rauchmeldern und Löschanlagen verbunden werden. Zu beachten ist bei der Installation, dass beide Geräte auch immer für genügend Frischluftzufuhr sorgen müssen. Ansonsten könnte im Gebäude auch nach gelöschtem Brand ein Sauerstoffmangel und damit eine bedrohliche Situation für die Bewohner eintreten.

Entraucht werden müssen immer Treppenhäuser, Keller ohne Fenster und Fahrschächte für Aufzüge. Für Treppenhäuser wird meist eine Öffnung im Dach angebracht, die entweder manuell oder auch automatisiert im Brandfall bedient wird.

Die Grundlagen hierfür finden sich ebenso in den Musterbauordnungen (MBO) der Länder sowie in den LBO. Es gelten die DIN 18232 sowie DIN EN 12101.

Automatisierung der Brandschutzkomponenten sinnvoll

Die Einbindung der Brandschutzkomponenten in die Haustechnik ist natürlich sinnvoll. Brandwarn- und Rauchwarnmelder arbeiten meist mit Lithiumbatterien, die eine Lebens- und Leistungsdauer von gut zehn Jahren haben. Deswegen können Funkstandards zur Verbindung genutzt werden. Als steuerndes Element bietet sich ein Gateway an, das entweder schon existiert oder noch installiert werden muss.

Verteiler von Brandschutzanlagen können digital eingebunden werden, müssen aber auch besonders gegen Zerstörung geschützt sein. Bild: Frank Urbansky

Im Zuge des Smart-Meter-Rollouts wäre es hier sinnvoll, solche Gateways zu verbauen, die diese Komponenten auch einbinden können. Durch die letztlich vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) erlaubte CLS-Schnittstelle in den Gateways ist dies theoretisch möglich, der Zugriff aber zunächst externen Marktteilnehmern, etwa Ladesäulenbetreibern, vorbehalten.

Nutzt man vorhandene Haustechnik, können die Brandschutzkomponenten auch mit Bus-, MBus- oder KNX-Systemen kommunizieren.

Die Vorteile einer vollautomatisierten Lösung liegen zum einen in der schnellen Reaktion auf einen entstehenden Brandherd, vor dem sofort gewarnt werden kann und der mittels Sprinkleranlagen erstickt sowie der entstehende Rauch abgeführt werden kann. Zum anderen lassen sich die Brandschutzkomponenten mit digitalisierten Kameras verbinden, die in der Lage sind, einen Fehlalarm zu erkennen. Denn die sind bei den Rauchwarnmeldern gar nicht so selten, auch wenn die meisten Melder Schutzmechanismen wie Insektengitter oder Einstellungen haben, die etwa auf den Dampf von E-Zigaretten geeicht sind. So können Wasserschäden vermieden werden, die durch fälschliches Auslösen einer Sprinkleranlage entstehen würden.

Zu den digital einzubindenden Brandschutzkomponenten gehören auch Dachöffnungen, Fenster, Wandluken oder mechanisch mittels Ventilatoren arbeitende Entrauchungsschächte. Diese werden über Aktoren vom Gateway in einem Alarmfall angesteuert und öffnen sich selbstständig beziehungsweise fangen im Falle der Ventilatoren an zu rotieren. Ein Fehlalarm hätte hier allerdings weniger gravierende Folgen als bei den Sprinklern.