Trinkwasser-Trennstation für Hochhäuser

In der Muster-Hochhaus-Richtlinie und DIN 14462 wird der maximale Fließdruck am Hydranten auf 8 bar begrenzt.

WILO IndustrieSysteme setzt bewusst auf Technologien, die ein Sicherheitsrisiko, wie von Druckminderern ausgehend, ausschließen.
Das Regelwerk 14462 benennt seit 2012 zur Druckregulierung nicht normativ den Einsatz von Druckminderern und Stauscheiben.

Aufgrund folgender Auffassung externer Institutionen bietet WILO IndustrieSysteme Lösungen an, um auf diese Bauteile zu verzichten.
Nach Erläuterung der MHHR durch die Fachkommission Bauaufsicht sind die Komponenten redundant auszuführen.
Auch bei Ausfall von Bauteilen ist die Löschwasserversorgung zu gewährleisten.

Gründe zur Vermeidung von Druckregelarmaturen – Auszug

• Druckminderer in europäischen Sprinkleranlagen nicht zulässig
• Seit 49 Jahren weist DIN 1988 auf Ausfallwahrscheinlichkeit von Druckminderern hin

Vermeidung von Druckminderern empfohlen

• Seit 23 Jahren in Löschanlagen, nach DIN 1988 bis 2011
• DIN EN 806 Teil 2, 2005
• Nach Stellungnahme Fachausschuss TGA der Bauministerkonferenz, 2011
• Landesausschüsse der Berufsfeuerwehren, 2011
• Nach internationalen versicherungstechnischen Richtlinien, FM Global
• Gesetzliches Verbot in ausgewählten Staaten der USA
• Los Angeles-Studie, 75 % und Henderson-Studie bis 80 % der geprüften Druckminderer in Löschwasseranlagen sind nicht einsatzfähig
• Eine Sicherung der Löschwasserversorgung durch redundante Armaturen ist nur bedingt möglich
• Stauscheiben stellen einen statischen Strömungskörper dar, eine Drucküberschreitung ist folglich

Die bisher vertraute und unbestrittene sichere Funktion des Druckminderers in der Trinkwasserinstallation ist stark vom Schmutzeintrag in derartigen Armaturen abhängig. Aus diesem Grund schreiben alle führenden Hersteller für Druckminderer unterschiedlichster Bauart vor, grundsätzlich diese Armatur durch vorgeschaltete Filter zu schützen.

¹ Nach Auffassung des Autors sollten auch für Wandhydranten größere Durchlässigkeiten gewählt werden.

Aufgrund vieler Sanierungen hinsichtlich der Trinkwasserhygiene in Bestandsanlagen wurden in den letzten Jahren eine Vielzahl von Löschwasseranlagen in großen Liegenschaften und Hochhäusern vom Trinkwassernetz abgetrennt. Hierbei stellt sich, bedingt durch die physikalischen Einflussgrößen wie Gebäudehöhe oder Netzgröße, für Fachplaner und Ausführende gleichermaßen die Aufgabe, wie sachgerecht zu sanieren oder neu zu bauen ist.

Es sind Technologien einzusetzen, die einen definierten Mindestversorgungsdruck am hydraulisch ungünstigsten Hydranten sicherstellen und dabei den maximalen Grenzwert von 8 bar nicht überschreiten. In nahezu allen Bundesländern fällt ein Großteil solcher Gebäude und Liegenschaften unter den Geltungsbereich der Prüfverordnungen der Länder. Für diesen schreibt der Gesetzgeber vor, dass Löschwasseranlagen in regelmäßigen Abständen durch bauaufsichtlich anerkannte Sachverständige zu prüfen sind, um die Wirksamkeit der Löschwasseranlage unter Einhaltung der beispielhaft vorstehenden Grenzwerte sicherzustellen.

Die nachfolgenden Informationen sollen einen Überblick über die zurzeit möglichen hydraulischen einsetzbaren Technologien aufzeigen.

Ausrede "Bestandsschutz"

Werden bei der technischen Abnahmeprüfung durch den staatlich anerkannten Sachverständigen Fließdrücke an Hydranten über 8 bar vorgefunden, ist die Auffassung weit verbreitet, dass die zu prüfende Anlage doch noch Bestandsschutz genieße. Eine Interpretation, die von den allgemein Anerkannten Regeln der Technik sowie vom Gesetzgeber nicht getragen wird.

Hinsichtlich des maximalen Versorgungsdrucks sind die entsprechenden Regularien der Hochhausrichtlinie der Länder bzw. Muster-Hochhausrichtlinie und die DIN 14462 von Bedeutung. In der Kommentierung zur Muster-Hochhausrichtlinie ist eigens ein Absatz den Bestandsanlagen gewidmet, indem Aussagen zur Minderung des Mindestvolumenstroms oder des Mindestversorgungsdruckes in Abstimmung mit der zuständigen Brandschutzbehörde getroffen werden. Hinsichtlich des maximalen Versorgungsdruckes, der auch arbeitssicherungstechnisch von Bedeutung ist, ist eine Abweichung vom Grenzwert nicht zu finden. Vielmehr war bereits bei älteren Anlagen über die allgemein Anerkannten Regeln der Technik der maximale Fließdruck auf 7 bar begrenzt.

Erst mit Erscheinen der neuen Verordnung MBO in 2008 wurde der vorstehende Grenzwert auf 8 bar angehoben und in die nachfolgenden Anwendungsnormen der DIN 14462 übernommen.

Ungeeigneter Lösungsansatz / Druckminderer

Um im ersten Blick eine preiswerte Technologie einzusetzen, ist immer wieder in der Praxis vorzufinden, dass Druckminderer in Löschwasserleitungen eingesetzt werden. Vielen Anwendern ist nicht bewusst, dass vom Einsatz dieser Armaturenart in der Löschwasserversorgung ein erhebliches Gefahrenrisiko für den Ausfall der Löschwasseranlage ausgeht. Eine Installationsart, die eine Gefährdung des Personen- und Sachschutzes hervorruft. Nicht umsonst raten die entsprechenden Anwendungsnormen, z. B. die DIN 1988 bzw. 14462, seit Jahrzehnten vom Einsatz der Druckminderer in Löschwasserleitungen ab.

Die zuständige Norm verweist im Besonderen auf den Umstand, dass nur Bauteile in Löschwasseranlagen einzusetzen sind, die speziell für die Löschwasserversorgung geeignet sind. Ein Einsatz derartiger Armaturen im Löschwasserleitungsnetz setzt den Nachweis der Betriebssicherheit als technisches Gutachten einer akkreditierten Prüfstelle oder die Anwendung einer Produktnorm voraus. Filter in der Löschwasserleitung zur Funktionssicherheit der Druckminderer stellen im Einsatzfall ein hohes Hemmnis dar, das zum Ausfall der gesamten Löschwasseranlage führen kann. Folglich sind nur großkörnige Filter, die auch als Steinfänger bezeichnet werden, z. B. für Wandhydranten größer 1 mm¹ oder für Sprinkleranlagen größer 5 mm zulässig.

Ein Verzicht auf den Einbau von Filtern vor Druckminderern, entgegen den Herstellerforderungen, kann zum vollständigen Ausfall der Steuerarmatur bzw. zur vollständigen Wasserunterbrechung führen. Schmutzpartikel in Löschwasserleitungen können ein extremes Ausmaß annehmen, das in der Trinkwasserinstallation in einer solchen Art nicht bekannt ist.

¹ Nach Auffassung des Autors sollten auch für Wandhydranten größere Durchlässigkeiten gewählt werden.

Auswirkung auf die brandschutztechnische Verwendung durch die Einsatzkräfte der Feuerwehr

Nur für festen Abnahmewert
Werden in Löschwasseranlagen Stauscheiben zur Querschnittsreduzierung eingesetzt, werden diese auf die feste Wassermenge von 3 x 200 l/min bei einem Fließdruck zwischen 4,5 bis 8,0 bar dimensioniert. Folglich kann entgegen den geforderten Grenzwerten nach MHHR physikalisch bei einer Löschwasserentnahme am Wandhydranten unter 200 l/min der Fließdruck erheblich auf über 8,0 bar ansteigen und entgegengesetzt bei einer Wasserentnahme (soweit überhaupt noch möglich) über 200 l/min der Fließdruck von 4,5 bar nicht mehr zur Verfügung stehen.

Vermeidung von Überdruck durch Sicherheitsventil
Im Einsatzfall ist das Schließen des Strahlrohres langsam zu realisieren, um Druckstöße über 30 bar und das Platzen des Schlauches zu vermeiden. Der Einsatz von Stauscheiben oder Druckminderern kann einen Druckabbau durch Druckstöße nicht realisieren, lediglich behindern.

Um unzulässige Drücke auszuschließen, sind geeignete Sicherheitsventile nach der Stauscheibe einzusetzen.
Bei Ansprechen des Sicherheitsventils ist durch die Verwendung einer Armatur mit linearem Regelverhalten die Sicherstellung der Löschwassermenge von 3 x 200 l/min zu gewähren. Um Wasserschäden im Gebäude zu vermeiden, ist die Abblasleitung des Sicherheitsventils an eine geeignete Entwässerung anzuschließen. Die Abwasserleitung muss vollständig die anfallenden Wassermengen aufnehmen.

Herausforderung durch Druckdifferenz zwischen Pumpen-Ein- und Ausschaltdruck
Praktisch stellt sich bei der Technologie der Stauscheiben auch die Dimensionierung dieser in Verbindung mit direkt eingeschalteten Pumpen als nahezu unlösbare Herausforderung dar. Durch die Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausschaltdruck der Löschwasserpumpe kann meist kein einheitlicher Wert für die Bohrung in der Stauscheibe festgelegt werden. Dies hat eine Abweichung der Sollwerte zur Folge.

Umstrittene Verwendung von Stauscheiben in Hydranten – Löschwasseranlagen zur Druckminderung
Aufgabe ist es eine sichere Löschwasserversorgung unter den normativen Vorgaben hinsichtlich Druck und Wassermenge sicher zu stellen.
„Der vorgeschriebene Druck muss jederzeit auch bei Ausfall von Komponenten der Druckerhöhung gewährleistet sein (redundante Ausführung).“¹

In Verbindung mit Hochhäusern regelt die MHHR und DIN 14462, dass bei einer gleichzeitigen Nutzung von drei Wandhydranten Typ F an jedem einzelnen Wandhydranten eine Wassermenge von 200 l/min bei einem Fließdruck von 4,5 bis 8,0 bar bereit zu stellen ist.
Diese Technologie der Stau- und Drosselscheiben reduziert nach Auffassung von WILO IndustrieSysteme die Löschwasserversorgung erheblich und sollte vermieden werden.

Alternative Technologien, die bewusst auf Druckminderer und Stauscheiben verzichten, werden seit den 50er Jahren von den verschiedensten Herstellern verwendet und haben sich bewährt:

Fließdruckreduzierung am Schlauchanschlußventil zur Montage an der 2" C-Kupplung
Ist entgegen der Empfehlung keine CR- oder Drehzahlregelung ausdrücklich erwünscht, bietet WILO IndustrieSysteme zur Reduzierung des Fließdruckes bis 0-Forderhöhe 12,00 bar Stauscheiben mit folgenden Durchmesserverengungen an:

4,0 mm / 6,0 mm / 8,5 mm / 11,0 mm / 12,0 mm / 15,5 mm

¹ Quelle: Erläuterung; Fachkommission Bauaufsicht zur MHHR, April 2008

Praktische Lösungen

Praktisch gliedern sich die üblichen Technologien in drei Hauptbereiche:

• Hochhäuser mit einem Betriebspunkt ≤ 8 bar
• Hochhäuser mit einem Betriebspunkt > 8 bar
• Größere Gebäude bzw. Lilegenschaften mit verzweigten Netzen und mehr als 50 Wandhydranten

Zusammenfassung

Nach den allgemein Anerkannten Regeln der Technik und länderspezifisch nach den gesetzlichen Baugrundlagen sind Drücke über 8 bar in Löschwasseranlagen auszuschließen.

Druckminderer gefährden nach Auffassung des Autors die Löschwasserversorgung für Personen- und Sachschutz. Dieser Umstand ist bedingt durch die massive Belastung der Armatur durch Schmutz und Partikelfracht im Löschwasserleitungssystem gegeben. Nach den allgemein Anerkannten Regeln der Technik ist zum jetzigen Zeitpunkt der Einsatz von Druckminderern in Löschwasseranlagen seit Jahrzehnten zu umgehen.

Bekannte Technologien der Pumpen-Drehzahlregelung oder CR-Regelung bieten sichere, kostengünstige und regelkonforme Lösungen für Neubau und Bestandsanlagen.