Brandschutzmaßnahmen für Metallregale und Lager

02/11/2017

Der Brandschutz in einem Lager stellt eine große Herausforderung dar, da es sich normalerweise um Gebäude mit einer hohen Brandlast handelt. Außer der Ware selbst enthalten Lager noch andere Elemente, die die Ausbreitung der Flammen begünstigen, u. a. Kunststoffe, Karton oder Holz. Um dieses Risiko zu verringern, müssen Lager über Systeme verfügen, die Brände verhindern, erkennen und löschen können.

Das Lager ist ein Schlüsselfaktor in der Logistikkette einer Firma. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, für seinen ordnungsgemäßen Zustand zu sorgen, Gefahren für Personen zu beseitigen, Schäden an der Ware zu minimieren und Unterbrechungen des Betriebsablaufs zu verhindern.

Betriebsunterbrechungen oder die vollständige oder teilweise Zerstörung eines Lagers können zu enormen materiellen und wirtschaftlichen Verlusten führen und zudem das Image der Firma beschädigen.

Um diese Folgen zu minimieren, ist es üblich, große Lager in Sektoren aufzuteilen. Die einzelnen Bereiche sind durch Mauern oder Brandschutztüren abgetrennt, die die Ausbreitung der Flammen begrenzen.

Die Verhütung, Bekämpfung oder Löschung eines Brandes in einem Gebäude mit einer so hohen Brandlast wie bei einem Lager ist ein technisches Problem, das eine sorgfältige Analyse eines Experten erfordert.

Tragfähigkeit im Brandfall

Dabei handelt es sich um die Fähigkeit eines Bauelements, dem Feuer während einer gewissen Zeit zu widerstehen, ohne seine Standfestigkeit zu verlieren.

Es gibt Programme, die berechnen, wie lange eine Metallstruktur dem Feuer widerstehen kann, ohne zusammenzubrechen. Diese Zeitspanne hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem:

  - Brandlast

  - Art des Feuers

  - Vorhandene Struktur

  - Beschichtung dieser Struktur

  - Standort der Installation (Vorhandensein von Feuchtigkeit, Luftströmungen usw.).

Die Tragfähigkeit einer Metallstruktur im Brandfall lässt sich erhöhen, und zwar durch passive Schutzsysteme (Materialien und Techniken, die zur Verhütung des Entstehens von Bränden und Verhinderung oder Verzögerung ihrer Ausbreitung dienen) und/oder durch aktive Schutzsysteme (durch die Installation von Anlagen und Systemen zur Branderkennung und Verhütung der Ausbreitung).

Die in einem Lager möglichen Brandschutzmaßnahmen sind abhängig von:

  - Einschlägigen Vorschriften

  - Abmessungen des Lagers

  - Brandlast der Ware

  - Standort des Lagers in Bezug auf andere Gebäude

  - Anforderungen der Versicherungsgesellschaften

  - Interesse der Firma selbst, die gelagerte Ware zu schützen.

Passiver Schutz der Metallstrukturen

Für Metallregale gibt es keine Vorschriften bezüglich der Tragfähigkeit im Brandfall.

Der zur Konstruktion ihrer Bestandteile verwendete Stahl wird von der europäischen Norm EN 13501 als Material der Klasse A1 (nicht brennbar) eingestuft. Die üblichen Lackierungen – wie sie Mecalux verwendet – werden gemäß EN 13501 als Bs3d0 eingestuft, d. h., sie sind brennbar, jedoch nicht entflammbar. Die Dicke der Lackierungen beträgt weniger als 100 µ und bei einem Brand verglüht sie ohne Flammenbildung, dadurch trägt sie nicht zur weiteren Ausbreitung des Feuers bei. Sie verleihen dem Element, das sie beschichten, allerdings keine erhöhte Tragfähigkeit im Brandfall, dazu müsste man Brandschutzfarben verwenden.

Brandschutzfarben entwickeln bei Kontakt mit Feuer eine dichte Dämmschicht aus Schaum, die zur Isolierung dient und verhindert, dass die Temperatur des geschützten Elements ansteigt. Bei Metallregalen aus leichten und gelochten Profilen sind sie jedoch aus verschiedenen Gründen nicht anwendbar:

  - Um die Tragfähigkeit im Brandfall der Profile, aus denen die Regale bestehen, sicherzustellen, müsste die Beschichtung eine Dicke von über 1000 µ aufweisen.

  - Die Farbe müsste aufgetragen werden, wenn das Regal bereits montiert ist. In diesem Fall wäre die Anwendung vor Ort aufgrund der Besonderheit der Profile (halb offen und gelocht) sehr schwierig.

  - Die Farben könnten sich durch Reibung ablösen (beispielsweise zwischen den Ladeeinheiten und den Stützelementen).

  - Die Kosten wären sehr hoch.

Außerdem besagt die Norm EN 15629:2009, „Ortsfeste Regalsysteme aus Stahl. Spezifikation von Lagereinrichtungen“ im Abschnitt 10: Für Regale ist der passive Schutz im Allgemeinen nicht praktikabel.“

Dennoch können die Vorschriften in anderen Ländern strenger sein. In Frankreich müssen Hochregallager in Silobauweise so konstruiert sein, dass sie im Brandfall nach innen einstürzen, um angrenzende Gebäude nicht zu beschädigen.

Aktiver Brandschutz in Lagern

Zu den aktiven Schutzvorrichtungen eines Lagers gehören Brandmeldeanlagen (die Flammen, Rauch und Wärme erkennen) und automatische bzw. halbautomatische Löschanlagen.

Bei der Erstellung dieses Artikels wurde Mecalux durch Carlos Garrido unterstützt, Geschäftsentwicklungsmanager bei Cottés, einer der innovativsten Firmen auf dem Gebiet des Brandschutzes. Er erklärte uns, welche der auf dem Markt befindlichen Schutzsysteme am wirksamsten sind.

Es gibt einige Regeln, die normalerweise beim Entwurf aktiver Brandschutzsysteme herangezogen werden:

  - Europäische Normen (EN). Daneben gibt es in jedem Land eigene spezielle Vorschriften, die beachtet werden müssen.

  - Nordamerikanische Normen der NFPA (National Fire Protection Association), die in vielen Teilen der Welt akzeptiert werden.

  - Technische Vorschriften von FM Global (Versicherungsgesellschaft).

  - Technische Vorschriften der VdS (deutsches Unternehmen, das sich auf den Brandschutz für die Industrie spezialisiert hat).

Obwohl all diese Normen und Vorschriften ähnliche Ansätze verfolgen, haben sie jedoch jeweils Besonderheiten, die man kennen und unabhängig voneinander berücksichtigen muss. „Man muss den Synergieeffekt zwischen den verschiedenen Schutzsystemen ausnutzen“, betont Carlos Garrido. Seiner Erfahrung nach sind dies die wichtigsten aktiven Brandschutzsysteme in Lagern:

  - Manuelle Systeme: tragbare Feuerlöscher, Feuerlöschschläuche und Hydranten

  - Automatische Alarm- und Brandmeldesysteme: Rauch-, Wärme- oder Flammenmelder, Handfeuermelder und Alarmsysteme (für Feuer oder Evakuierung)

  - Automatische Brandkontroll- oderlöschsysteme: automatische Sprinkler­anlagen

  - Temperaturkontroll- und Rauchabzugssysteme

Die meisten Vorschriften fordern, dass alle diese Systeme in einem Lager vorhanden sind. Auf einige von ihnen kann allerdings verzichtet werden (falls die Vorschriften des jeweiligen Landes dies erlauben), abhängig von den passiven Brandschutzmaßnahmen, die getroffen wurden.

Manuelle Systeme

Dies sind Elemente für Erstmaßnahmen im Brandfall, die gemäß den Vorschriften für kleine Lager mit geringem Risiko empfohlen werden. In großen Lagern oder solchen mit größerer Brandlast ergänzen sie die automatischen Anlagen.

Diese Systeme werden empfohlen, um einen kleinen Ausbruch eines Brandes zu ersticken, oder, bei einem bereits ausgebreiteten Brand, zur Unterstützung der übrigen Anlagen.

Automatische Alarm- und Brandmeldesysteme

Das Aufspüren eines Brandes in seiner Anfangsphase ist entscheidend für die Schadensminimierung. Es gibt Vorrichtungen, die in der Lage sind, Brände durch einige ihrer Anzeigesysteme zu melden: Vorhandensein von Rauch, Flammen oder Temperaturanstieg.

Wärmedetektoren können in Gebäuden mit einer Höhe von bis zu 6 m eingesetzt werden, und Detektoren für Ultraviolettstrahlung werden nur verwendet, wenn ein Brand in seiner Anfangsphase wahrscheinlich Flammen erzeugt, z. B. beim Brennen entzündlicher Flüssigkeiten.

In Lagern werden meistens Rauchmelder eingesetzt, sowohl optische als auch Ansaugsysteme. In bis zu 12 m hohen Gebäuden werden sie an der Decke angebracht (wo sich die Verbrennungsgase sammeln) und entsprechend den gesetzlichen Vorschriften verteilt.

Bei einem Brand erkennen optische Rauchmelder die durch den Rauch entstehende Veränderung der Lichtdurchlässigkeit der Luft. Daraufhin löst der Sensor einen Alarm am zentralen Bedienfeld aus, das ständig überwacht wird.

Ansaugrauchmelder wiederum bestehen aus einem zentralen einzelnen Sensor (der normalerweise hochempfindlich ist) und einem Rohrsystem mit kalibrierten Ansaugöffnungen, die im Lager verteilt sind (eine Öffnung entspricht einem Sensor). Durch die Öffnungen nimmt das System Luftproben aus dem Raum und analysiert sie.

Automatische Löschsysteme

In Lagergebäuden wird am häufigsten ein System mit automatischen Sprinklern eingesetzt.

Es besteht aus einem Netz von unter Druck stehenden, wasserführenden Rohren und Wasseraustrittsdüsen (Sprinklerköpfen), die auf geeignete Weise im Lager verteilt sind, z. B. im Inneren der Regale. Die Öffnung der Sprinkler wird durch ein temperaturempfindliches Element abgedeckt, das diese unter normalen Bedingungen verschließt.

Es werden nur die Sprinkler aktiviert, die sich in der Nähe des Feuers befinden und deren Temperatur einen bestimmten Wert erreicht hat (üblicherweise zwischen 68 und 74 °C), worauf das Wasser austreten kann.

Nach der Aktivierung trifft das Wasser auf ein Umlenkelement, das dazu dient, das Wasser tropfenförmig nach einem bestimmten Sprühmuster zu verteilen, das den entsprechenden Bereich gleichmäßig benetzt. Auf diese Weise werden mögliche Wasserschäden begrenzt.

Beim Entwurf zur Anordnung der Sprinkler sind viele Faktoren zu beachten, unter anderem:

  - Gelagerte Ware.

  - Abmessungen der Ladung.

  - Verpackungen, Kisten, Kunststofffolien (nicht nur die, die die Ware selbst umhüllen, sondern auch die der Verpackung).

  - Lagerungsmethode: im Freien, in Palettenregalen, in Regalen mit festen Regalböden usw.

  - Höhe der Lagersysteme und des Gebäudes.

Bei Gebäuden mit einer Höhe von bis zu 13,5 m können die Sprinkler an der Decke angebracht werden, bei höheren Gebäuden wird dies jedoch nicht empfohlen. Der Grund dafür ist, dass die warmen Gase verhindern, dass die Wassertropfen das Feuer erreichen, da diese schon vorher verdunsten. Zur Lösung dieses Problems können Sprinkler auf Zwischenebenen der Regalanlagen installiert werden.

Bei automatischen Lagern werden die Sprinkler an der Decke und im Inneren der Regalanlage angebracht (Regalsprinkleranlagen, In-rack-Sprinkler). Es kann erforderlich sein, Sprinkler auf jeder Ebene zu installieren, konkreter gesagt, in den Lücken zwischen den Ladungen, die als Kamine fungieren, durch die die warmen Gase aufsteigen können.

In ihrer Anfangsphase breiten sich Brände senkrecht nach oben aus. Carlos Garrido erläutert: „Wenn es gelingt, das Feuer in dieser Phase unter Kontrolle zu bringen, kann es sich nicht in andere Bereiche des Lagers ausbreiten und zieht nur einige wenige Ladeeinheiten in Mitleidenschaft“.

Rauchabzugssysteme

Systeme zur Temperaturkontrolle und für den Rauchabzug sind genauso wichtig wie automatische Löschanlagen.

Der Rauch und die giftigen Gase eines Brandes steigen bis zur Decke des Gebäudes, wo sie sich sammeln und immer dichter werden, bis sie die Höhe, auf der sich Personen befinden, erreichen (was deren Evakuierung erschwert).

Die hohe Temperatur des im oberen Teil des Gebäudes angesammelten Rauchs beeinträchtigt in erheblichem Maße die Widerstandsfähigkeit der Dachstruktur und des Gebäudes selbst, das zusammenstürzen könnte.

Die Rauchableitung kann auf natürliche Weise erfolgen, durch das Öffnen von Belüftungseinrichtungen im Dach, die zur Ausleitung des Rauchs sowie der heißen, giftigen Gase des Brandes beitragen. Die Kombination der Rauchableitung mit der Auslösung der automatischen Sprinkler trägt dazu bei, die Temperatur der Gase unterhalb des Wertes zu halten, der zu Schäden an der Struktur führen würde.

Weitere Löschsysteme

Bei einigen Lagern gibt es bestimmte Besonderheiten, entweder wegen der dort gelagerten Ware oder aufgrund von baulichen oder Umgebungsbedingungen, die eine kundenspezifische Installation von Brandschutz- und Löschsystemen erforderlich machen.

Um ein Beispiel zu nennen: In Lagern mit brennbaren oder entzündlichen Flüssigkeiten werden üblicherweise Schaumlöschsysteme installiert. Dazu werden Sprühflutdüsen für Schaum-Wasser-Gemisch installiert oder es wird ein Schaumbildner in das Sprinklersystem eingeleitet.

Tiefkühllagern sind wiederum spezielle Überlegungen erforderlich, denn da sie bei Gefriertemperaturen arbeiten, kann kein herkömmliches System mit automatischen Sprinklern installiert werden. Es gibt jedoch drei mögliche Alternativen:

  - Die Installation von Trockensprinkleranlagen mit Druckluft. Sie werden mit Wasser gefüllt und setzen dieses nur im Brandfall frei.

  - Die Installation von automatischen Preaction-Sprinkleranlagen. Sie werden nur dann ausgelöst, wenn die Glasampulle platzt und gleichzeitig ein automatischer Detektor (z. B. Rauchmelder) bestätigt, dass es tatsächlich einen Brand gibt. Dieses System ist äußerst wirksam in Lagern, in denen der ungewollte Austritt von Wasser zu großen Schäden führen könnte.

  - Installation von Systemen zur Sauerstoffverdrängung (insbesondere in Tiefkühllagern, in denen keine Personen arbeiten). Bei diesem System wird Stickstoff kontrolliert in das Lager eingeleitet, wodurch die Sauerstoffkonzentration abnimmt, was die Ausbreitung eines Brandes verhindert.

Ein sicheres Lager

Bei jeder Firma sollte die Priorität darauf liegen, die Mitarbeiter zu schützen und den korrekten Ablauf der Lagervorgänge sicherzustellen.

Brände entstehen, sie stellen kein vollkommen unvermeidliches Phänomen dar und es besteht immer das Risiko, dass sie auftreten. Aus diesem Grund sind der Entwurf und die Vorbeugung ausschlaggebend, um ihre Folgen zu vermindern, die durch die Wirkung des Feuers, des Rauchs, der Hitze und sogar durch das Löschwasser entstehen können.

Aktive und passive Schutzmaßnahmen sind unerlässlich, um die Installationen mit der geeigneten Sicherheitsstufe auszustatten, um Personen und Ware zu schützen, Verluste zu minimieren und die Geschäftskontinuität zu sichern.

Informationen zu Cottés

Cottés ist ein spanisches Unternehmen, das im Brandschutzsektor tätig ist und sich durch sein starkes Engagement für innovative Lösungen auszeichnet. Das Team von Cottés bietet Unterstützung bei Design, Lieferung, Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung von Brandschutzsystemen.

Dieser Artikel wurde von der Abteilung für Bautechnik von Mecalux in Zusammenarbeit mit Carlos Garrido, Geschäftsentwicklungsmanager bei Cottés, verfasst.