Parkgaragen Systembeschreibung

Als Erfinder des kanallosen Parkhausbelüftungssystems mit Schubventilatoren setzte NOVENCO Building & Industry Anfang der 1990er Jahre einen neuen Standard für die Belüftung geschlossener Parkgaragen.

Autos sind zu einem natürlichen Teil des täglichen Lebens geworden. Trotz der weit verbreiteten Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel haben die meisten Menschen heute ein Auto. Parkmöglichkeiten sind daher wichtig, vor allem in Städten und Großstädten. Herkömmliche, offene Parkhäuser nehmen viel zu viel Platz in Anspruch, während die Menschen Parks und Freiflächen in ihrer Stadt bevorzugen. In anderen Situationen, wie z.B. klimatischen Bedingungen oder dem Wunsch, die Zerstörung geparkter Autos zu verhindern, sind geschlossene Parkeinrichtungen notwendig. Aus diesem Grund werden immer mehr Parkhäuser gebaut; sowohl über als auch unter der Erde. Die Autoabgase enthalten jedoch verschiedene gefährliche Gase wie Kohlenmonoxid (CO) und Benzol, diese müssen aus den Parkhäusern abgesaugt werden.

NOVENCO-PARKPLATZBELÜFTUNGSSYSTEME

NOVENCO liefert seit vielen Jahren Ventilatoren für Tunnel. Die Konstruktion und Weiterentwicklung erfolgten oft in enger Zusammenarbeit mit der Regierung. Seit 1994 nutzt NOVENCO diese Erfahrung in der Parkgaragen-Belüftung.

THEORETISCHER HINTERGRUND

NOVENCO Car Park Ventilation System Jet Fan CPVSVentilation ist das Bewegen von Luft. Um Luft zu transportieren, muss eine Masse bewegt werden. Bei 20°C beträgt die Dichte der Luft etwa 1,2 kg/m³. Um 10 m³ Luft zu aufzufrischen, muss eine Masse von 12 kg bewegt werden.
Luft kann auf drei Arten bewegt werden. Die bekannteste Methode ist Luft durch einen Kanal mit Hilfe eines Ventilators anzusaugen oder durch den Kanal auszublasen. Bekannt ist, dass sich die Luft als Reaktion auf thermische Unterschiede vertikal bewegt (der so genannte Schornstein- oder Kamineffekt). Die dritte Methode ist als Schubventilation bekannt und nutzt den Umstand, dass ein sich bewegender Körper seine Geschwindigkeit ändert, wenn er einer „Schubkraft“ ausgesetzt wird. In der Physik wird dieses Phänomen als Schub bezeichnet.

Auf der Grundlage kontinuierlicher Tests wurde der Einsatz der Schub- oder Schubbelüftung von NOVENCO optimiert und in die Sicherheitssysteme von Parkhäusern integriert.

Dieser Artikel informiert über die Möglichkeiten der Belüftung mit Schub.

PARKHAUS-KATEGORIEN

Es gibt belüftungstechnisch zwei Arten von Parkhäusern: offene und geschlossene. Auch oberirdische Parkhäuser können geschlossene Parkhäuser sein, wenn die natürliche Belüftung nicht ausreicht.
Offene Parkgaragen: Zu den offenen Parkgaragen gehören auch oberirdische Parkplätze und andere Garagen, die ausreichend offen sind, um die erforderliche Belüftung zu gewährleisten. Bevor ein Parkhaus als offen eingestuft wird, müssen eine Reihe von Voraussetzungen erfüllt sein. Jedes Land hat seine eigenen Vorschriften, die mehr oder weniger streng sein können. Im Allgemeinen sind die Anforderungen in Ländern mit einer längeren Tradition im Bau von Parkeinrichtungen und damit mehr Erfahrung in deren Gestaltung spezifischer.

Beispielsweise müssen für offene Parkhäuser in den Niederlanden alle unten aufgeführten Anforderungen erfüllt werden (siehe Abbildung 1):

CPVS Open Car Park

  1. Die natürliche Belüftung muss gewährleistet sein.
  2. Mindestens zwei gegenüberliegende Wände müssen permanente Öffnungen aufweisen, die nicht geschlossen oder blockiert werden können.
  3. Die Öffnungen in diesen Außenwänden müssen mindestens ein Drittel der gesamten Wandfläche der betreffenden Parkebene bedecken. Alternativ muss die Fläche der Lüftungsöffnungen mindestens 2,5% der Bodenfläche auf der Parkebene betragen.
  4. Der Abstand zwischen den Wänden darf 54 Meter nicht überschreiten.
  5. Der Abstand von einer Außenwand mit Lüftungsöffnungen zum nächsten Gebäude muss mindestens 5 Meter betragen.
  6. Die unterste Parkebene darf nicht mehr als 1,3 m unter dem Bodenniveau liegen.
  7. Es darf keine Hindernisse geben, die die natürliche Belüftung behindern.

Bitte beachten Sie, dass diese Regeln von Land zu Land unterschiedlich sind!

Wenn nur eine der Anforderungen nicht erfüllt ist, wird die Parkeinrichtung als geschlossenes Parkhaus eingestuft, so dass für eine mechanische Belüftung gesorgt werden muss.

Geschlossene Parkhäuser haben folgende Merkmale:

  1. Außenwände, die mehr als den maximalen Abstand voneinander haben.
  2. Nur eine einzige Außenwand mit Lüftungsöffnungen bzw. Öffnungen, die blockiert werden können.
  3. Alle Lüftungsöffnungen, die nicht den Anforderungen für offene Parkplätze entsprechen (siehe Beschreibung auf dieser Seite).
  4. Tiefgaragen ohne Lüftungsöffnungen.
  5. Ein Abstand von weniger als 5 m zu benachbarten Gebäuden.
  6. Eine Tiefe von mehr als 1,3 m unter dem Bodenniveau.
  7. Hindernisse auf dem Parkplatz, die eine natürliche Belüftung verhindern.

KONVENTIONELLE BELÜFTUNGSMETHODEN

CPVS semi natural ventilation car parks

Derzeit werden in Parkhäusern vier verschiedene Belüftungsmethoden eingesetzt.

NATÜRLICHE BELÜFTUNG
In offenen Parkhäusern wird die natürliche Belüftung durch Wind und thermische Bedingungen genutzt.

SEMI-NATÜRLICHE BELÜFTUNG
In diesem Fall gelangt die Zuluft auf natürlichem Wege in das Parkhaus und die Luft wird mechanisch entfernt. Auch das Gegenteil ist möglich. Die Luft wird mechanisch zugeführt und die Abluft verlässt das Parkhaus mittels Überdruckes. Bei dieser Methode sind in der Regel keine Kanäle erforderlich.

VEREINFACHTE KONVENTIONELLE BELÜFTUNG
Einfache konventionelle Belüftung wird in geschlossenen Parkhäusern eingesetzt. Solche Systeme umfassen auch Ventilatoren für Frischluft und Absaugung, aber es werden keine Kanäle zur Luftverteilung verwendet.

KONVENTIONELLE BELÜFTUNG
Konventionelle Belüftung wird in geschlossenen Parkhäusern eingesetzt. Es besteht sowohl aus Zu- und Abluft in Kombination mit Luftkanälen für den Transport von frischer und verschmutzter Luft.

CPVS conventional mechanical ventilation ducts car park

In der Praxis gibt es mehrere Probleme mit konventionellen Lüftungssystemen.

Zum Beispiel:

  •  Es gibt keinen oder nicht genügend Platz für Ansaug- und/oder Absaugkanäle.
  • Es gibt keine Garantie, dass das System für eine ausreichende Belüftung sorgt.
  • Sogenannte „tote“ Ecken mit wenig oder keiner Belüftung sind wahrscheinlich.
  • Es gibt keinen Platz für Kanäle.
  • Die Rauchkontrolle im Brandfall wird bei der Auslegung des Systems nicht berücksichtigt.
  • Die Möglichkeit, dass „Beatmungsniveau“ als Reaktion auf variable Anforderungen zu steuern, wird nicht in Betracht gezogen.
  • Brandschutzsysteme wie Brandschutztüren und -wände verhindern eine ungehinderte Sicht auf die Parkhausinnenräume.

NOVENCO-Schubbelüftungssysteme können an die Notwendigkeit der (CO-)Belüftung und, unter besonderen Umständen, der Rauchkontrolle im Brandfall angepasst werden.

KANALLOSES BELÜFTUNGSSYSTEM

Bei herkömmlichen Lüftungssystemen wird die gesamte Luft über Ventilatoren und Kanäle angesaugt. Dies gilt sowohl für die Zu- als auch für die Abluft. Um Druckverlust zu vermeiden, wird die Luftgeschwindigkeit so niedrig wie möglich gehalten. Dies bedeutet jedoch, dass die Kanäle relativ breit sein müssen und daher viel Platz benötigen.

CPVS Conventional car park duct ventilation

Die Funktion der Schubventilatoren basiert auf dem Impulsprinzip. Aus einer kleinen Fläche (Ventilatorauslass) wird die Luft mit relativ hoher Geschwindigkeit ausgeblasen. Wenn diese Luft mit der Luft vor dem Ventilator kollidiert, schiebt sie die Luft nach vorne und zieht gleichzeitig die Umgebungsluft mit (Induktionseffekt).

CPVS ductless jet fan ventilation system car parks

Die Umgebungsluft bewegt sich in Richtung des Luftstroms. Infolge dieses Ansaugens wird die Menge der bewegten Luft immer deutlich größer sein als die Menge der Luft, die durch den Ventilator selbst strömt.

CPVS Jet fan induction effect

Diese Antriebskraft wird als Schub- oder Impulskraft der Jet Ventilatoren bezeichnet und in Newton [N] ausgedrückt. Der Schub ist das Produkt aus Massenstrom und Geschwindigkeitsänderung. Die Schubkraft ist die Maßeinheit für Schubventilatoren, im Gegensatz zu konventionellen Ventilatoren, bei denen die Leistung in Volumenstrom [m³/s] und Druck [Pa] gemessen wird.

In der Theorie ist die Annahme, dass die Umgebungsluft keine Anfangsgeschwindigkeit hat, der von einem Schubgebläse erzeugte Schub gleich dem Produkt aus Luftvolumen, Dichte und Austrittsgeschwindigkeit des Schubgebläses.

Der Einfluss der Schubventilatoren auf die Umgebungsluft ist lokal begrenzt. Der effektive Arbeitsbereich der Schubventilatoren hängt von der Art und Funktion des Lüftungssystems ab.

Schubventilatoren werden an strategischen Stellen platziert, um Luftbewegung und -mischung in der gesamten Parkgarage zu gewährleisten. Die Kombination dieses Schubbelüftungsprinzips mit mechanischer Absaugung und (natürlicher und/oder mechanischer) Frischluftzufuhr führt zu einem optimalen Belüftungssystem für geschlossene Parkhäuser.

In Parkhäusern können Schubventilatoren als Ersatz für Kanäle zur Absaugung sowohl von CO als auch von möglicherweise (explosiven) flüssigen Benzindämpfen eingesetzt werden.

Das Vorhandensein von CO in einem Parkhaus deutet darauf hin, dass auch andere gefährliche Dämpfe (z.B. Benzol) vorhanden sind. Infolgedessen haben die deutschen Behörden die Grenzwerte für CO in Parkhäusern je nach Bundesland von 100 ppm auf 50-60 ppm gesenkt.

Abbildung 8 veranschaulicht die mögliche Konstruktion eines geschlossenen Systems, das aus einem Jet-Ventilator und in einem Schacht installierte Zu- und Abluftventilatoren besteht.

Das Absaugsystem besteht in der Regel aus einem Gitter, zwei Absaugventilatoren und, falls erforderlich, Schalldämpfern.

Wenn z.B. der eingestellte Grenzwert für CO überschritten wird, wird ein Signal vom Gaswarnsystem an die Hauptsteuerkonsole gesendet. In der SPS (Programmierbaren Steuerung) wird das entsprechende Lüftungsszenario gestartet, das die korrekte Einstellung der (Wellen-)Ventile steuert, die Abluftventilatoren startet, gefolgt von den Zuluftventilatoren und den Schubventilatoren.

CPVS Jet ventilation system for car parks

Ein Belüftungssystem mit Schubventilatoren bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Kanalbelüftungssystemen für Parkhäuser:

  • Platzersparnis; die Funktion von komplexen Kanälen im Parkhaus, die wertvollen, ohnehin begrenzten Platz beanspruchen, wird durch Schubventilatoren ersetzt.
  • Flexible Installation; die Positionierung der Schubventilatoren ist sehr flexibel und kann mit anderen Systemen innerhalb des Parkhauses koordiniert werden.
  • Optimale Belüftung; da die Schubventilatoren die Abgase effizient mit der Umgebungsluft vermischen, werden hohe lokale Konzentrationen toxischer Gase verhindert.
  • Keine toten Winkel; da die Schubventilatoren in Teilen des Parkhauses mit eingeschränkter Belüftung platziert werden können, wird der Aufbau hoher lokaler Konzentrationen verhindert.
  • Energieeinsparungen; im Vergleich zu Lüftungssystemen mit Kanälen werden hier enorme Energieeinsparungen möglich.
  • Kosteneinsparungen; während der Konstruktion und Einbau ist die (Neu-)Installation der Schubventilatoren sehr flexibel.
  • Rauchabzugsanlagen sind möglich.

In offenen Parkhäusern, in denen keine Belüftung erforderlich ist, kann die natürliche Belüftung durch Schubventilatoren unterstützt werden, wodurch die Entstehung von „toten“ Zonen verhindert wird.

Dasselbe gilt für Parkgaragen, die nicht den Anforderungen offener Parkgaragen entsprechen. Auch hier können die Anforderungen an die natürliche Belüftung oft nur mit Hilfe von Jet Ventilatoren erfüllt werden.
In solchen Fällen ist es oft am besten, 100% reversible NOVENCO-Jetventilatoren zu verwenden. Diese Ventilatoren sind in der Lage, in beiden Richtungen den gleichen Schub zu liefern, so dass die Strömungsrichtung an die Windverhältnisse angepasst werden kann.

RAUCH- UND WÄRMEABZUGSSYSTEM (RWA)

In Europa hat fast jedes Land seine eigenen Normen und Richtlinien für Rauchabzugsanlagen (RWA) in Parkgaragen. In der Europäischen Union gibt es derzeit einen Entwurf für eine europäische Norm für die Gestaltung von Rauchkontrollsystemen.
Ausgehend von der britischen Norm BS 7346 Teil 7 (2006) können Parkhausbelüftungssysteme im Brandfall für eines oder mehrere der drei Ziele ausgelegt werden:

  1. Unterstützung der Feuerwehr bei der Entrauchung einer Parkgarage während und nach einem Brand;
  2. Den Feuerwehrleuten einen rauchfreien Zugang zu einem Punkt in der Nähe des Brandherdes zu ermöglichen;
  3. Sichere Fluchtwege aus der Parkgarage.

Im Hinblick auf Ziel 3 ist anzumerken, dass die Deckenhöhe für einen durchschnittlichen Parkplatz nur 2,5 – 3,0 m beträgt und die Höhe einer möglichen rauchfreien Zone daher sehr begrenzt ist.
Je nach Entwurfsziel sollte das Rauchabzugssystem des Parkhauses auf diese Weise gestaltet werden:

  1. Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) (Ziel 1)
  2. Rauchkontrollsysteme (Ziel 2)

CPVS smoke control and smoke clearance with jet fans

1. RWA-SYSTEME
RWA-Systeme dienen der Belüftung, damit der Rauch nach dem Löschen des Feuers schneller abgeführt werden kann. Lüftung kann auch dazu beitragen, die Rauchdichte und -temperatur während eines Brandes zu reduzieren.

Das Luftvolumen für RWA ist in Normen, Richtlinien oder Bauvorschriften festgelegt. In den meisten europäischen Ländern ist ein Mindest-RWA-Standard pro Brandabschnitt von 10 Luftwechseln pro Stunde erforderlich:

Qv=LWh x Vc (1)

Vc=Ac x hc (2)

Wie auch immer:

Vc : Volumen Parkhaus / Brandabschnitt [m³]
Ac :
Bodenfläche [m²]
hc :
Deckenhöhe [m]
Qv :
erforderlicher RWA-Volumendurchsatz [m³/h]
LWh :
Luftwechsel pro Stunde [h-1]

Diese Systeme sind für Ziel 1 der BS 7346 Teil 7 ausgelegt und sind daher nicht speziell dafür ausgelegt, einen Teil eines Parkhauses rauchfrei zu halten, die Rauchdichte oder die Rauchtemperatur in Grenzen zu halten.

Um die Zirkulation und den Abstieg von Rauch während der Evakuierung zu vermeiden (Ziel 3), kann es notwendig sein, entweder den Betrieb der Schubventilatoren nach der automatischen Aktivierung zu verschieben oder nur eine manuelle Aktivierung über einen von der Feuerwehr bereitgestellten Überbrückungsschalter vorzusehen.

2. RAUCHKONTROLLSYSTEME
CPVS smoke control system for parking facilitiesRauchkontrollsysteme sind speziell dafür ausgelegt, die Feuerwehr bei der Durchführung von Brandbekämpfungseinsätzen zu unterstützen.

Aufgrund der geringen Höhe in Parkgaragen ist eine vertikale Rauchkontrolle mit einer rauchfreien Schicht nicht möglich. Aus diesem Grund erfolgt die Rauchkontrolle in einem Parkhaus eher horizontal als vertikal.

Das System ist so konzipiert, dass es im Falle einer Branderkennung automatisch arbeitet und den Feuerwehrleuten einen rauchfreien Zugang zu einem Punkt in der Nähe des Brandherdes ermöglicht..

Solche Systeme unterstützen in erster Linie die Brandbekämpfung:

  1. Rückverfolgung des Brandherdes bis zu einem bestimmten Ort auf dem Parkplatz;
  2. Verlagerung des Rauchs und der Wärme von diesem Ort zu einem oder mehreren bestimmten Absaugpunkten;
  3. Die Schaffung einer rauchfreien Annäherungszone an das Feuer. Dies ermöglicht es den Feuerwehrleuten, Personal und Ausrüstung unter günstigen Bedingungen zu sammeln und die Löscharbeiten schneller, sicherer und effizienter durchzuführen.

Die Grundlage der Auslegung für ein Rauchkontrollsystems besteht darin, den Rückfluss von Rauch gegen den Luftstrom zu verhindern, indem eine kritische Luftgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.
Diese minimale kritische Geschwindigkeit hängt von einer Reihe von Faktoren ab, so dass Rauchkontrollsysteme immer brandschutztechnische Lösungen sind:

  1. Was ist die maximale Brandgröße?
  2. Gibt es eine Sprinkleranlage, um die Größe des Feuers zu begrenzen?
  3. Was ist, wenn das Feuer auf andere Autos übergreift?
  4. Wo sind die Fluchtwege?
  5. Wie lange wird es dauern, bis das Parkhaus evakuiert ist?
  6. Wie ist die Reaktionszeit der Feuerwehr?
  7. Wo sind die Angriffswege für die Feuerwehr?
  8. Wo können Rauchabzug und Luftzufuhr geplant werden?

In großen oder komplexen Parkhäusern, in denen Schubventilatoren eingesetzt werden, kann es mehrere Absaugstellen geben. Rauchkontrollsysteme können so ausgelegt werden, dass sie vollständig reversibel sind, um den Rauch je nach Brandort in eine von mehreren Richtungen zu bewegen.

Es ist wichtig sicherzustellen, dass es für die Feuerwehr geeignete Angriffswege gibt, um für jedes betrachtete Brandszenario einen rauchfreien Zugang auf den Brandherd zu schaffen.

Um die Fluchtwege vom Parkhaus aus zu schützen, ist es ratsam, dass bei einer Branderkennung nur die RWA-Absaug- und Zuluftventilatoren aktiviert werden. Dadurch wird die Ausbreitung des Rauchs an der Decke nicht gestört, obwohl ein Teil der Rauchgase schnell abgesaugt wird.

Aus diesem Grund müssen die Schubventilatoren während dieser Evakuierungszeit immer abgeschaltet werden, um eine Rauchzirkulation und Abkühlung und damit das Absinken der Rauchschicht in den besetzten Raum zu verhindern. Sobald die Schubventilatoren eingeschaltet werden, kühlt der Rauch ab und breitet sich schnell in den unteren Bereich aus.

Obwohl die Schubventilatoren die Geschwindigkeitsverteilung verändern, haben sie nur einen begrenzten (lokalen) Einfluss auf den Hauptluftstrom durch das Parkhaus. Dieser durchschnittliche Hauptluftstrom wird weitgehend durch die Rauchabzugsgeschwindigkeit der Abluftventilatoren in Kombination mit den Luftzufuhrpunkten bestimmt.

Durch Ansaugen und Mischen reduzieren die Schubgebläse die Rauchtemperaturen erheblich. Durch die Absenkung der Rauchtemperaturen kann der Rückstrom gegen den Ventilationsluftstrom verhindert werden, was der Feuerwehr bessere Bedingungen bei der Brandbekämpfung bietet.

Der erhöhte Luftstrom mit Rauchkontrolle wird das Feuer nicht vergrößern, da es durch den Brennstoff, das Material des brennenden Autos, begrenzt wird. Auf dem Parkplatz steht ausreichend Sauerstoff zur Verfügung, um das Feuer zu schüren.

Im Jahr 1998 bewies NOVENCO die Methode der Rauchkontrolle mit groß angelegten Brandversuchen in einem Parkhaus in Amsterdam. Bei diesen Brandversuchen wurden insgesamt 18 Personenwagen von einer unabhängigen Stelle (TNO – Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung) im Auftrag der Feuerwehr und der niederländischen Ministerien verbrannt.

Schlussfolgerungen dieser Tests:

  • Herkömmliche Kanalbelüftungssysteme sind selbst bei einer Luftwechselrate von 10-mal pro Stunde ungeeignet zur Rauchkontrolle. Der ganze Raum füllt sich schnell mit Rauch, und das Auffinden des Feuers ist sehr schwierig.
  • Rauchkontrolle ist möglich durch technische Lösungen mit hohen Entrauchungsraten auf der Grundlage der kritischen Luftgeschwindigkeit über dem Feuer in Kombination mit aktiver Kühlung des Rauchs mit Schubventilatoren.
  • Während der Evakuierungszeit müssen die Schubventilatoren abgeschaltet werden, um eine Vermischung von Luft und Rauch zu verhindern.
  • Indem die Absaug-, Zufuhr- und Schubventilatoren nach der Evakuierung mit voller Drehzahl laufen, kann die Rauchausbreitung in einem begrenzten Bereich gehalten werden. Auch das Feuer bleibt jederzeit sichtbar.
  • Während des gesamten Löschvorgangs kann die Entwicklung des Brandes beobachtet werden, was die Sicherheit der Feuerwehrleute verbessert und ein schnelleres Löschen des Brandes ermöglicht.
  • Rauchkontrollsysteme können den Rauch wirksam kühlen, indem sie den Rauch mit der umgebenden (kalten) Luft vermischen.
  • Nach dem Löschen des Feuers wird sich die Sicht innerhalb des Parkhauses rasch verbessern, so dass die Einsatzkräfte eine bessere Sicht haben.

Es ist zu beachten, dass Rauchschutzsysteme zwar große Vorteile für die Feuerwehr bieten, die Konstruktion jedoch die Anfangskosten der Installation beeinflussen kann. Der Grund dafür ist, dass Rauchkontrollsysteme höhere Absaugraten erfordern, was unter anderem die Größe der Bauschächte erhöht.

RAUCHKONTROLLE IM BRANDFALL
Die Absaugrate für ein Rauchabzugssystem hängt von der Größe der Parkgarage ab. Ein Rauchkontrollsystem ist dafür ausgelegt ist, den Rauch aus einem bestimmten Brand abzusaugen. Als Ausgangspunkt kann die Brandgröße aus der BS 7346-7 entnommen werden:

  • 4MW für ein Parkhaus mit Sprinklern, oder;
  • 8 MW, wenn keine Sprinkler vorhanden sind.

Bei einem feuerwehrtechnischen Ansatz für die Auslegung eines Rauchkontrollsystems muss der Entwurf auf einer vereinbarten Brandlast basieren. Dieser Ansatz kann auch verwendet werden, um die normalen Anforderungen von nationalen oder lokalen Bauvorschriften zu kompensieren, wie z.B. die Forderung nach einer Sprinkleranlage im Parkhaus.

Von Seiten der Feuerwehr wird häufig vorgeschlagen, die Sprinkleranlage durch ein Rauchkontrollsystem zu ersetzen, dies ist aber nicht der richtige Ansatz. Während eine Sprinkleranlage dazu dient, Eigentum zu schützen, indem sie die Ausbreitung des Feuers verhindert, das Ausmaß des Feuers begrenzt und die Wärmeabgabe begrenzt, sind Rauchkontrollsysteme so ausgelegt, dass die Feuerwehr einen rauchfreien Zugang zu einem Punkt in der Nähe des Brandortes erhält. Es ist diese Kompensation im Verhältnis zu den „normalen“ Regelungen, die andere Anforderungen lockert.

SPRINKLERANLAGEN IN PARKHÄUSERN
Bei Sprinkleranlagen in Parkgaragen ist eine wichtige Unterscheidung zu treffen. Erstens sind automatische Sprinkleranlagen sehr effektiv, um die Temperatur zu kontrollieren und die Ausbreitung des Feuers auf andere Fahrzeuge zu verhindern. Wenn Sprinkler in der Frühphase eines Brandes aktiviert werden, kann das Ausmaß des Brandes kontrolliert und die freigesetzte Wärmemenge begrenzt werden.

Die kühlende Wirkung des Wassers, die hauptsächlich auf die latente Verdampfungswärme zurückzuführen ist, hält die Temperaturen auf einem akzeptablen Niveau und kontrolliert das Ausmaß des Feuers. Brandversuche an Autos in Gebäuden mit Sprinklern haben gezeigt, dass die Ausbreitung des Feuers zwischen den Autos nicht mit einem aktivierten Sprinkler erfolgt.

Bei den meisten Fahrzeugbränden befindet sich der Brandherd jedoch entweder im Auto oder im Motorraum. Daher ist eine Sprinkleranlage als Mittel zum Löschen des Feuers nicht wirksam, da der Sprinkler kein Wasser an den Brandherd abgeben kann, da das Feuer durch die eigentliche Karosserie des Fahrzeugs geschützt ist.
Bei einer Sprinkleranlage besteht eine reelle Chance, brennbare Flüssigkeit zu verbrennen – zum Beispiel durch Zerbrechen des Treibstofftanks – das so genannte Pfützen Feuer. Im ersten Fall ist der Brennstoff eine Flüssigkeit, und die Anwendung eines Wasserstrahls wird ihn verspritzen und das Feuer verbreiten.

Eine weitere Überlegung ist, dass das Wasser die Sauerstoffzufuhr nicht unterbricht, weil der Brennstoff nicht vom Wasser „bedeckt“ ist (der Brennstoff schwimmt auf dem Wasser, weil es weniger dicht ist).

Aufgrund der Materialzusammensetzung moderner Autos, die deutlich mehr Kunststoffe enthalten, tritt die Rauchentwicklung schneller als als die hohe Temperatur. Mit dem Brandherd im Auto oder unter der Motorhaube wird die Temperaturstrahlung begrenzt, aber die Rauchentwicklung wird dramatisch zunehmen.

Falls die Sprinklerdetektion zur Auslösung des Evakuierungsalarms verwendet wird, kann die Branderkennung aufgrund der relativ niedrigen Rauchtemperatur sehr spät erfolgen. In einem solchen Fall wird es in der Parkgarage viel giftigen Rauch geben, der die Evakuierung und Unterdrückung erschwert.

CPVS fire inside carWegen des dichten Rauchs ist es oft nicht möglich, den genauen Brandort schnell zu finden. Dies kann zu einer Verzögerung des Einsatzes der Feuerwehr führen.

Während der Eindämmungsphase, die mehr als eine Stunde dauern kann, kann zu viel Dampf erzeugt werden. Dies schränkt das Eingreifen der Feuerwehr ein, da der Brandort nicht sichtbar ist.

RAUCHABZUG MIT SCHUBVENTILATOREN IN BEREGNETEN PARKGARAGEN
Internationale Vorschriften, wie NFPA, BS und die deutsche GarVo, verlangen Rauchabzug mit Sprinkleranlagen. Die Anforderung gilt jedoch insbesondere für Rauchabzugsanlagen, die nicht für das Ziel 2 des rauchfreien Zugangs der Feuerwehrleute zu einem Punkt in der Nähe des Brandherdes geeignet sind.

Die Kombination von Sprinkleranlagen mit einem Rauchkontrollsystem kann die perfekte Lösung aus beiden Welten sein:

  • Sprinkleranlagen können die Größe des Feuers kontrollieren;
  • Sprinkleranlagen können die Ausbreitung des Feuers auf andere Fahrzeuge verhindern;
  • Sprinkleranlagen können die Rauchtemperatur senken;
  • Bei niedrigeren Brandgrößen und -temperaturen ist die kritische Luftgeschwindigkeit zur Verhinderung des Rückstroms von Rauch niedriger;
  • Rauchkontrollsysteme können bei geringeren Luftströmen ausgelegt werden, da die kritischen Luftgeschwindigkeiten niedriger sind;
  • Rauchkontrollsysteme können den vom Sprinkler erzeugten Rauch und Dampf in vordefinierten Zonen eindämmen, wodurch die Notwendigkeit von baulichen Brandschutzwänden und Brandschutztüren entfallen kann;
  • Rauchkontrollsysteme können den Feuerwehrleuten einen rauchfreien Zugang ermöglichen, was zu einem schnelleren Einsatz führt;
  • Durch den Einsatz elektronischer Brandmeldesysteme kann ein Fahrzeugbrand erkannt und lokalisiert werden, was zu einer effektiven Rauchkontrolle führt und den Feuerwehreinsatz erleichtert . Darüber hinaus kann in der Anfangsphase eines Brandes ein Evakuierungsalarm ausgelöst werden.

Auf diese Weise kann eine Sprinkleranlage als Ergänzung zu einem Rauchabzugssystem mit Schubventilatoren dienen. Es ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, dass beide Systeme so konzipiert und installiert werden, dass sie sich gegenseitig nicht nachteilig beeinflussen.

EINFLUSS VON JETVENTILATOREN AUF SPRINKLERANLAGEN UND UMGEKEHRT
Ein Sprinkler wird durch die Temperatur aktiviert. Rauchabzugssysteme werden (vorzugsweise) durch elektronische Rauchdetektionssysteme aktiviert, um eine frühzeitige Erkennung und den Beginn der Rauchabsaugung zu gewährleisten. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei einem Fahrzeugbrand in einem geschlossenen Parkhaus die Ansprechzeit eines Rauchmeldesystems wesentlich kürzer ist als die eines Sprinklers.

Um einen optimalen Betrieb beider Systeme zu gewährleisten, sollte Folgendes berücksichtigt werden::

  • Einfluss des Schubstroms auf den Sprinkler;
  • Einfluss des Sprinklers auf den Rauch;

Für die tägliche (CO-)Belüftung sollte ein Schubbelüftungssystem eine begrenzte Luftgeschwindigkeit im Parkhaus haben. Dies ist im Hinblick auf die Brandsicherheit sehr wichtig:

  • Niedrigere Luftgeschwindigkeiten begrenzen die Ausbreitung von Rauch in einem frühen Stadium des Brandes, die Evakuierungsbedingungen können optimiert warden;
  • Für eine korrekte Rauchdetektion verhindern niedrige Luftgeschwindigkeiten, dass sich der Rauch vor der Detektion ausbreitet.

Daher sollte der Schub von Schubventilatoren bei niedrigen Drehzahlen auf maximal 20 Newton (bei CO-Belüftung) und bei hoher Drehzahl auf maximal 50N begrenzt werden (RWA-Belüftung und Rauchkontrolle).

Darüber hinaus muss die Position der Schubventilatoren in der Parkgarage mit den Parkdecks und Rauchmeldern koordiniert werden. Durch die Positionierung der Schubventilatoren über den Fahrbahnen und nicht über den Parkplätzen wird das Risiko, dass sich ein Schubventilator in unmittelbarer Nähe des Autofeuers befindet, und damit auch das Risiko einer Beeinflussung der Erkennung und Aktivierung des Sprinklers minimiert.

Ein Hauptmotiv für die Bewegung von Hitze und Rauch im Brandfall sind die Schubkräfte aufgrund der Unterschiede in der Luftdichte, die durch die Temperatur des Rauchs entstehen. Solange die Temperatur des Rauchs höher ist als die der angrenzenden Umgebungsluft, bleibt der Rauch auftriebsstark und dehnt sich somit in alle Richtungen aus.

Diese durch den Brand erzeugten Antriebs- und Stoßkräfte konkurrieren mit dem Ventilationsluftstrom und der Impulskraft der Schubventilatoren. Damit der Schubstrom die Auslösung des Sprinklers beeinflussen kann, muss daher die Kraft des Schubstroms höher sein als die Schubkraft direkt über dem Brandherd.

CFD-Simulationen zeigen, dass selbst bei einem Rauchkontrollsystem mit voll aktivierten Schubventilatoren die Temperaturen direkt über dem Feuer ausreichen, um den Sprinkler innerhalb von 5-10 Minuten nach Brandausbruch zu aktivieren.

Abbildung 13 zeigt die Temperaturen bei einem Fahrzeugbrand nach 10 min. Aufgrund der Aufwärtskräfte des heißen Rauchs dehnt sich der Rauch auch gegen den Schubstrom aus, bis der Rauch ausreichend abgekühlt ist, um unter Kontrolle gehalten zu werden. Daher werden im Brandfall die Schubventilatoren die Aktivierung des Sprinklers über dem Brandherd nicht behindern.

Eine Verzögerung des Starts der Schubfächer von 5-7 Minuten nach der Entdeckung wäre jedoch aus zwei Gründen ratsam:

  • Eine Verzögerung bei der Aktivierung der Schubventilatoren gewährleistet die besten Evakuierungsbedingungen vor und nach dem Brand;

  • Eine Verzögerung der Aktivierung der Jet Ventilatoren kann eine Verzögerung der Aktivierung der Sprinkler in der Nähe des Feuers verhindern.

Wenn sich das Feuer sehr nahe an einem Schubventilator befindet, wird die Kraft, die der Schubventilator auf den Rauch ausübt, aufgrund der geringen Luftdichtheit sehr begrenzt sein, da das Feuer nicht in der Lage ist, den Rauch zu durchdringen:

Tj=Q x vo x ρ (3)

Variablen Definition:

Tj : Gebläseschub [N]
Q : Luftvolumenstrom des Ventilators [m³/s]
vo : Austrittsgeschwindigkeit des Ventilators [m/s]
ρ : Dichte von Luft/Rauch [kg/m³]

Da die Dichte bei höheren Temperaturen abnimmt, nimmt auch der Schub der Jetventilatoren ab, wenn die Auftriebskraft des Rauchs zunimmt. Dies reduziert auch den Einfluss des Strahlstroms auf die Aktivierung des Sprinklers.

Wird die Temperatur zur Auslösung des Sprinklers nicht erreicht, muss der Sprinkler nicht aktiviert werden und Folgeschäden durch (verunreinigtes) Wasser werden verhindert.

Abbildung 14 bestätigt, dass die Sprinkler nur lokal um das Feuer herum ausgelöst würden und dass die Wirkung des Sprinklers auf das Rauchabzugssystem daher vernachlässigt werden kann.

Um das Feuer herum ist mit einer „Auswaschung“ des Rauchs zu rechnen, die die Sicht auf den Brandherd einschränkt. Aufgrund der geringeren Rauchtemperaturen mit einem Sprinkler kann jedoch ein Rauchkontrollsystem mit Schubventilatoren für den rauchfreien Zugang der Feuerwehrleute bei geringeren kritischen Luftgeschwindigkeiten und damit geringeren Entrauchungsgeschwindigkeiten ausgelegt werden, dies führt zu kleineren Entrauchungsschächten und weniger Schubventilatoren.

CPVS Parking Hoog Catharijne Utrecht Netherlands

VORTEILE DES SCHUBBELÜFTUNGSSYSTEMS

NOVENCO hat eine führende Rolle bei der Entwicklung von Parklüftungssystemen gespielt.
Die Vorteile, die sich aus dem Einsatz der Schubbelüftung in Parkhäusern ergeben sind hier kurz zusammengefasst:

RAUMSPAREN
Es gibt keinen Bedarf an platzraubenden Rohren im Parkhaus, so dass die Decke niedriger sein kann. Dies ermöglicht eine bessere Nutzung des begrenzten Raumes in den Tiefgaragen und verbessert das Konzept. Schubventilatoren transportieren und verteilen die Frischluft in einem „Riesenkanal“, nämlich im Parkhaus selbst.

FLEXIBLE INSTALLATION
Mehrere Tests haben gezeigt, dass Jetventilatoren flexibel positioniert werden können. Einzelne Ventilatoren können innerhalb eines Radius von 2 Metern positioniert werden, ohne die Effizienz des Systems zu beeinträchtigen.

VOLLSTÄNDIGE VERMISCHUNG DER LUFT
Beim Einsatz von Schubbelüftung können gerichtete „Schläge“ von bis zu 45 m erreicht werden. Diese ermöglichten eine vollständige Luftmischung und eine effiziente CO-Verdünnung. Darüber hinaus kann die Luft in „tote“ Ecken geleitet werden, wo sonst ein hohes Risiko der CO-Ansammlung besteht.
In konventionellen Lüftungssystemen, bei denen die Luft über Kanäle abgesaugt wird, können solche „Taschen“ mit einer hohen CO-Konzentration leicht entstehen, da die Absaugung nicht gerichtet sein kann.

VERBESSERTE BELÜFTUNG DES PARKPLATZES
Bei einem herkömmlichen kanalbasierten Absaugsystem ist ein umfassendes Netz von Kanälen erforderlich, wenn alle Bereiche des Parkhauses ausreichend belüftet werden sollen. Solche Kanäle können Probleme bei der Gestaltung und Auslegung von Tiefgaragen verursachen. Diese Probleme lassen sich mit Novenco Strahlventilatoren vermeiden.

VERBESSERTE BELÜFTUNG DES PARKPLATZES
Ein konventionelles Rohrabsaugsystem erfordert ein umfangreiches Rohrnetz, um alle Teile des Parkplatzes ausreichend zu belüften. Solche Kanäle können für die Gestaltung und Konzeptionierung von Tiefgaragen problematisch sein. Diese Probleme lassen sich mit Novenco-Jetventilatoren vermeiden.

ENERGIE-EINSPARUNGEN
Schubgebläse können in Gruppen angeordnet werden, die durch entsprechende Gruppen von CO- oder CH4-Sensoren gesteuert werden. Die zu bewegende Luftmenge kann nach Bedarf reguliert werden. Da dies bei relativ niedrigen Luftgeschwindigkeiten erreicht wird, wird Energie gespart. Die Energiekosten können in der Regel durch den Einsatz von Schubventilatoren auf ca. 60% reduziert werden.
In konventionellen Systemen werden relativ hohe Luftgeschwindigkeiten verwendet, um die Kanalgröße zu reduzieren, was zu großen Druckverlusten führt. Wenn eine Belüftung erforderlich ist, wird das gesamte System in Betrieb genommen, und es wird unnötig Energie verschwendet. Dies ist unvermeidlich, da alle Kanäle miteinander verbunden sind.
l ducts are interconnected.
 
CPVS small jet fan large coverage areaKOSTENERSPARUNGEN
Beim Einsatz von Jetventilatoren in Parkhäusern ist es nicht notwendig, Kanäle zu installieren. In geschlossenen Parkhäusern wird nur Zu- und Abluft benötigt. Der Druckabfall ist daher auf den Druckabfall an der Klappe, im Schalldämpfer (falls vorhanden) und in der Welle begrenzt. Dies ermöglicht den Einsatz kleinerer Motoren und Ventilatoren, was den Geräuschpegel reduziert.
Auf der anderen Seite erfordern Schubbelüftungssysteme mehr Verkabelung und größere Schaltschränke. Wenn man diese Kosten mit einbezieht, sind Schubbelüftungssysteme in der Regel trotzdem 30% günstiger in der Anschaffung und Installation als herkömmliche Systeme.

EINFACHE MODIFIKATIONEN
Kanalbelüftungssysteme sind oft mit Gittern ausgestattet, die angepasst werden müssen, um die erforderliche Belüftung zu erreichen.
Bei Schubventilationssystemen ist dies nicht erforderlich, da die Ventilatoren mit einem gerichteten Diffusor ausgestattet sind, der den Luftstrom von Wänden und Decken ablenkt.
Diese Gitter werden im Werk eingestellt und müssen nur selten angepasst werden.

BERECHNUNGSPRINZIPIEN

Im Hinblick auf die praktische Auslegung von Schubbelüftungssystemen sind die folgenden 5 Faktoren von besonderer Bedeutung:
A) CO-Produktion
B) Belüftungsmenge
C) Richtung der Luftbewegung
D) Lärmpegel innerhalb und außerhalb der Parkgarage
E) Lüftungsstrategie im Brandfall

A: CO-PRODUKTION

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Menge an CO, die produziert wird. Moderne Autos stoßen aufgrund der besseren Verbrennung und des Einsatzes von Katalysatoren weniger Schadstoffe aus als ältere Modelle. Kalte Motoren produzieren mehr CO als warme Motoren. Auch die Fahrgeschwindigkeit beeinflusst die CO-Produktion. All diese Faktoren müssen bei der Auslegung von Lüftungsanlagen berücksichtigt werden.

Dies erklärt auch, warum die CO-Produktionswerte von Land zu Land unterschiedlich sind. Einige Länder haben einen relativ hohen Anteil an alten Autos, während in anderen Ländern ein größerer Anteil der Autos neu ist.

CPVS jet fan small installation heightB: MENGE DER BELÜFTUNG
Die Belüftungsrate für Parkgaragenbelüftungssysteme wird normalerweise in internationalen, nationalen oder sogar lokalen Normen und Richtlinien festgelegt.
In Großbritannien ist beispielsweise eine Belüftungsrate von 6 ACH (Air Changes per Hour) erforderlich. In Portugal besteht ein Bedarf von 600 m³/Stunde pro Stellplatz, in Deutschland wird für nicht öffentliche Parkplätze (z.B. ein privater Parkplatz oder ein Bürogebäude) eine Lüftungsrate von 6 m³/Stunde pro m² Stellplatz gefordert.
Für öffentliche Parkhäuser (z.B. ein Einkaufszentrum) ist eine Lüftungsrate von 12 m³/h pro m² Stellfläche erforderlich.
Eine weitere Methode ist die Berechnung der erforderlichen Lüftungsrate.
Für diese Berechnungen stehen eine Reihe von Normen zur Verfügung, wie z.B. die VDI 2053 aus Deutschland, die NEN 2443 aus den Niederlanden oder der SWKI 96-1 aus der Schweiz.
Mit diesen Modellen kann die erforderliche Belüftungsrate u.a. auf der Grundlage der Anzahl der Parkplätze, der zurückgelegten Strecke, der Anzahl der Kalt- und Warmstarts innerhalb des Parkhauses und der Anzahl der pro Stunde ankommenden und abfahrenden Autos berechnet werden.

C: RICHTUNG DER LUFTBEWEGUNG
Für eine optimale (Quer-)Belüftung sollten Zu- und Abluft so weit wie möglich voneinander entfernt platziert werden. In der Regel wird die Ein-/Ausfahrt des Parkhauses oder der Einfahrt für die Frischluftzufuhr genutzt, während die Absaugventilatoren in der gegenüberliegenden Ecke platziert sind.

D: CHALLPEGEL
Es ist wichtig, dass Anforderungen an den Schallpegel innerhalb und außerhalb des Parkplatzes und den am besten geeigneten Standort für die Abgasanlage in einem frühen Stadium der Projektplanung berücksichtigt werden.
In der Regel wird es notwendig sein, Schalldämpfer zu verwenden. Für den Schalldämpfer und einen Schacht muss Platz eingeplant werden.

E: LÜFTUNG IM BRANDFALL

Die erforderliche Lüftungsgeschwindigkeit für den Rauchabzug hängt stark von der Art des Rauchabzugssystems ab:

1. Rauchabzugssystem;

Ein Rauchabzugssystem soll den Feuerwehrleuten helfen, den Rauch während und nach einem Brand aus einem Parkhaus zu entfernen;

2. Rauchkontrollsystem;

Der Zweck besteht hier darin, den Feuerwehrleuten einen rauchfreien Zugang zu einem Punkt in der Nähe des Brandherdes zu ermöglichen;
Wenn keine vollständige Belüftung erforderlich ist, kann das Luftvolumen reguliert werden, indem die Schubventilatoren mit halber Drehzahl oder nur mit einer Gruppe von Ventilatoren gleichzeitig betrieben werden.

ALLGEMEINE VORRAUSSETZUNGEN

Bei der Dimensionierung einer Tiefgarage ist es wichtig, die Lage der Luft-Ein- und -Auslässe zu berücksichtigen. In den meisten Fällen wird es notwendig sein, einen Absaugventilator zu installieren, der die verunreinigte Luft durch einen Lüftungsschacht absaugen kann.


Ungeeignete Schachtpositionen müssen ebenfalls in Betracht gezogen werden. Es ist möglich, den Schacht so zu verkleiden, dass er sich in seine Umgebung einfügt, zum Beispiel als Litfaßsäule in einem Einkaufszentrum.

Bei der Dimensionierung des Absaugventilators muss der Druckabfall im gesamten System, von der Frischluftzufuhr bis zur Abluft, berücksichtigt werden. In der Regel wird die Luft durch das Abluftsystem am besten durch Sog statt durch Druck transportiert, da so verhindert wird, dass die verbrauchte Luft unbeabsichtigt in andere Gebäudeteile transportiert wird.
Schubventilatoren werden eingesetzt, um die Luft innerhalb des Parkhauses zu verteilen und die Bildung "toter" Zonen zu verhindern.

In den meisten Parkhäusern ist der freie Raum auf ca. 2,4-2,5 m begrenzt. Es ist daher wichtig, dass die Ventilatoren dort installiert werden, wo keine Kollisionsgefahr besteht. Alternativ muss bei der Auswahl der Größe und/oder des Standorts der Ventilatoren vom Installateur der benötigte Freiraum berücksichtigt werden.

Es ist wichtig zu beachten, ob das Parkhaus sichtbare Balken hat, da diese die Effizienz der Ventilatoren beeinflussen können.

Zum nächstgelegenen Balken/Wand sollte ein freier Abstand von mindestens 0,5 m auf der Einlassseite und 2,0 m auf der Auslassseite eingehalten werden. Wenn die Strahlhöhe größer als die Montagehöhe des Jetventilator ist, kann es notwendig sein, die Fächer abzusenken.

LÄRM INNERHALB UND AUSSERHALB DES PARKHAUSES

Parkgaragen haben viele Lärmquellen - die wichtigsten davon sind die Autos selbst. Im Durchschnitt liegt der von fahrenden Autos verursachte Schalldruckpegel innerhalb des Parkhauses bei etwa 75 dB(A).


Darüber hinaus kann es auch andere technische Einrichtungen im Parkhaus geben, die zum Gesamtschallpegel beitragen.

Eine Lüftungsanlage ist auch eine Lärmquelle.

Die Schubventilatoren im Parkhaus werden standardmäßig mit zweistufigen Motoren geliefert. Sie sind in der Regel so dimensioniert, dass sie bei niedrigen Geschwindigkeiten laufen, und ihre Geräuschemission wird daher selten ein Problem darstellen.

Je nach Typ und Größe variiert der Geräuschpegel der Schubventilatoren des Parkhauses während der CO-Belüftung (niedrige Drehzahl) zwischen 45-61 dB(A) pro Ventilator.

Daher stellen diese Schubventilatoren im Vergleich zu anderen Quellen innerhalb des Parkhauses keine signifikante Lärmquelle dar.

In Extremsituationen können die Ventilatoren mit voller Drehzahl geschaltet werden. Wenn das System einen Absaugventilator enthält, muss das von diesem Ventilator erzeugte Geräusch den geltenden Bauvorschriften entsprechen.

Je nach Standort (Industriegebiet oder Wohnkomplex) kann es Unterschiede bei den zulässigen Lärmpegeln geben. Die Tageszeit kann auch den zulässigen Lärmpegel in der Nähe von Grundstücksgrenzen oder an den Fenstern von Wohnanlagen beeinflussen.

 

Mit unserem Newsletter erhalten Sie aktuelle Informationen über innovative Ventilatortechnologie

NOVENCO Logo

NOVENCO Building & Industry
Neuffenstraße 56
89168 Niederstotzingen
Germany

Tel. +49 73 25 50 49 747
info-de@novenco-building.com