Die Gefahr des Rauchs
Seit den 1980er-Jahren ist erwiesen, dass 80 % der durch einen Brand verursachten Todesfälle auf das Einatmen toxischer Rauchgase zurückzuführen sind. Man unterscheidet drei große Gefahren: die Opazität, die Toxizität und die Temperatur.
Gefahren für die Personen
Opazität
- Sicht auf unter 4 m reduziert
- Verlust der Orientierung
- Notausgänge nicht auffindbar
Toxizität
- ≈ 140 gefährliche Verbindungen freigesetzt
- Erstickende Gase (CO, Cyanide)
- Reizende Gase (Chlor und Derivate)
Temperatur
- Tödlich für die Lungenbläschen > 120 °C
- Schichtung der heißen Rauchgase
- Zum Überleben dem Boden nähern
Opazität. Wenn die Sicht unter 4 Meter fällt, wird es nahezu unmöglich, sich zu orientieren und die Notausgänge zu finden. In Panik verliert der Anwesende seine Orientierungspunkte und handelt, als wäre er in einem engen Raum gefangen, wobei er jeden Orientierungssinn verliert; wird die Person nicht schnell gerettet, kann die Situation tödlich werden.
Toxizität. Ein Brand setzt etwa 140 gefährliche Verbindungen frei, mitunter tödlich selbst nach kurzer Exposition — die Opfer müssen innerhalb von 30 Minuten gerettet werden. Die toxischen Gase teilen sich in erstickende Gase (Cyanide, Kohlenstoffoxide), die das zentrale Nervensystem dämpfen, und reizende Gase (Chlor und Derivate), die die Atemschleimhäute schädigen — zu den gefährlichsten zählen Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide. Bei einem Brand sinkt die Sauerstoffmenge: Unter 6 % tritt eine Synkope, ja sogar der Tod ein. Die Abnahme des Sauerstoffs beeinträchtigt die motorische Koordination und die Fähigkeit, sich zu bewegen.
Temperatur. Die Temperatur kann sehr schnell ansteigen und oberhalb von 120 °C für die Lungenbläschen tödliche Niveaus erreichen. Die Rauchgase, von geringer Dichte, steigen zur Decke auf und sammeln sich in Schichten abnehmender Temperatur — die Schichtung. Angesichts der Konvektionsphänomene wird empfohlen, sich dem Boden zu nähern, wo die Temperaturen niedriger, die toxischen Verbindungen weniger konzentriert und der Sauerstoff stärker präsent ist.
Gefahren für die Sachwerte
Die Rauchgase spielen eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung des Brandes. Hohen Temperaturen in einer sauerstoffarmen Umgebung ausgesetzt, zersetzen sich die brennbaren Materialien und erzeugen brennbare Gase, die die Flammen nähren: die Pyrolyse. Die Rauchgase sind im Übrigen korrosiv — sie enthalten insbesondere Salzsäure, gefährlich für die Strukturen des Gebäudes und die in der Schadenszone befindlichen Sachwerte.
Die Rollen und Ziele der Entrauchung
Entrauchen, um Leben zu retten
Die größte Bedrohung für eine in einem Brand gefangene Person ist die Rauchvergiftung. Es ist daher entscheidend, die Rauchgase aus dem betroffenen Gebäude abzuführen: Das ist die Rolle der Entrauchung. Während eines Brandes bleiben Rauch und Hitze im Inneren des Gebäudes eingeschlossen und hindern die Anwesenden daran, sicher hinauszugelangen. Die Entrauchung zielt darauf ab, einen Teil der Rauchgase abzuführen, um eine freie Luftzone unter der Rauchschicht zu schaffen.
Die Vorteile sind vielfältig: Sie erleichtert die Evakuierung der Anwesenden, indem sie Sicht und Frischluft erhält; sie begrenzt die Ausbreitung des Brandes durch Abführen heißer Gase und Partikel; sie ermöglicht den Feuerwehrleuten den Zugang zum Brandherd; und sie verringert das Einsturzrisiko des Gebäudes durch Begrenzung des Temperaturanstiegs.
Die Zwänge der Entrauchung
Die Volumen begrenzen und die Schichtung beherrschen
Um diese Ziele zu erreichen, müssen mehrere Zwänge eingehalten werden. Der erste besteht darin, die zu entrauchenden Volumen durch die Kompartimentierung — Brandschutzwände und -türen — zu begrenzen, um die Ausbreitung zu verringern. Die großen, nicht kompartimentierbaren Verkaufsflächen werden durch Rauchschürzen behandelt, die die Rauchgase zu den Abführsystemen leiten.
Anschließend muss die Schichtung respektiert werden, indem Turbulenzen vermieden werden, die die heißen Rauchgase zum Boden zurückwerfen würden: Die Zuluftgeschwindigkeiten dürfen niemals 5 m/s überschreiten. Für eine wirksame Spülung befinden sich die Frischluftansaugungen im unteren Bereich und die Rauchabführungen im oberen Bereich, wobei jede tote Zone vermieden wird, in der ein Rauchpfropfen stagnieren könnte. Schließlich ist es wichtig, die thermischen Vorschriften einzuhalten, um den Komfort ohne ständige Öffnungen nach außen zu gewährleisten.
Die Prinzipien der Entrauchung
Es gibt zwei große Prinzipien:
- Die Spülung: Frischluft im unteren Bereich des zu entrauchenden Volumens zirkulieren lassen und die Rauchgase im oberen Bereich absaugen — natürlich oder mechanisch je nach Abführungsart;
- Die Druckhierarchie: einen niedrigeren Druck im betroffenen Volumen als in den angrenzenden Räumen herstellen, was ein Gleichgewicht schafft, das die Ausbreitung der Rauchgase verhindert. Diese Methode, oft in Hochhäusern verwendet, erfordert eine mechanische Entrauchung.
Die verschiedenen Entrauchungsarten
Natürliche Entrauchung
Es ist die häufigste Art: Sie nutzt Rauchabzüge oder ferngesteuerte Öffnungen in der Fassade, um den Rauch abzuführen, sowie Türen oder Öffnungen, um die Luft zuzuführen. Die Steuerungen müssen gleichzeitig auf die Abführungen und die Luftzuführungen wirken.
Mechanische / natürliche Entrauchung
Weniger häufige Konfiguration, die auf einen Ventilator für die Luftzuführung zurückgreift, wenn das zu entrauchende Volumen halb unterirdisch oder schwer zugänglich ist. Die Luftzuführungsöffnungen halten eine Geschwindigkeit unter 5 m/s ein, und die Rauchabführungen erfolgen über auf dem Dach montierte Rauchabzüge.
Natürliche / mechanische Entrauchung
Hier wird die Absaugung durch einen oder mehrere Ventilatoren gewährleistet, während die Luftzuführungen durch Türen oder ferngesteuerte Öffnungen realisiert werden. Die Abmessungen der Luftzuführungen werden ausgehend vom Gesamtabsaugvolumenstrom berechnet.
Mechanische / mechanische Entrauchung
Diese Art erfordert sowohl Zuluft- als auch Absaugventilatoren. Die Geschwindigkeit an den Zuluftöffnungen darf 5 m/s nicht überschreiten, um die Entschichtung der Rauchgase zu vermeiden, und der Zuluftvolumenstrom bleibt unter dem Absaugvolumenstrom — im Allgemeinen in der Größenordnung von 0,6 mal dem abgesaugten Volumenstrom —, um die Druckhierarchie einzuhalten.
Der Begriff der Entrauchungstechnik
Der Erlass vom 22. März 2004 hat die Entrauchungstechnik eingeführt, verwendet, wenn die strikte Anwendung der Vorschriften nicht möglich ist — zum Beispiel in als historische Denkmäler klassifizierten Gebäuden, in denen bestimmte Änderungen unmöglich sind. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Entwicklung der Rauchgase bei einem Brand und ihre Kontrolle durch natürliche und/oder mechanische Entrauchungssysteme zu simulieren.
Diese Studien müssen von vom Innenministerium als kompetent anerkannten Organismen durchgeführt werden. Sie umfassen eine erschöpfende Darstellung der zugrunde gelegten Hypothesen, Simulationen, die eine zufriedenstellende Kontrolle der Rauchgase nachweisen, sowie eine Darstellung der Ergebnisse und der Schlussfolgerungen zur Wirksamkeit der empfohlenen Systeme.
2017 wurde der Leitfaden bewährter Praktiken für die Studien der Entrauchungstechnik vom Zentrallabor der Präfektur Paris veröffentlicht. Er klärt die Rollen und Verantwortlichkeiten der Akteure, harmonisiert die Definitionen, formalisiert den Prozess, definiert vorgegebene Brandszenarien, harmonisiert die Akzeptanzkriterien und legt die Methoden der Vor-Ort-Entrauchungsversuche fest.