Druckbelüftung im ONE FORTY WEST

Rauchfreie Flucht- und Rettungswege im ONE FORTY WEST in Frankfurt/Main 

Das Hybrid-Hochhaus ONE FORTY WEST ist das Highlight im neu entstandenen Senckenberg-Quartier. Wohnen, Hotel und Gastronomie - alles unter einem Dach. Im Erdgeschoss befinden sich Lobbys und ein Restaurant, auf den Etagen 2-23 ein Hotel. Ab einer Höhe von 84 Metern beginnen die Wohnungen auf den Etagen 24-40. Die gestaltprägenden Balkone ziehen sich in einem drei Kilometer langen aufwärtsstrebenden Band um den Turm, der aus der Feder des Architekturbüros cma cyrus moser stammt und 2021 fertiggestellt wurde.

Mit 145 Metern Höhe ist das ONE FORTY WEST in dem neu geschaffenen Quartier mit das höchste Gebäude.

Mit der Gebäudehöhe steigen auch die Anforderungen an den baulichen Brandschutz. Jede Person muss sich darauf verlassen können, dass das von ihr betretene oder genutzte Gebäude im Brandfall nicht zur Gefahr oder tödlichen Falle wird.

Druckbelüftungsanlagen halten die zu schützenden Flucht- und Rettungswege frei

Im Brandfall entsteht ein toxisches Brandrauchgemisch, das in der Regel schon nach zwei bis vier Minuten lebensgefährdende Konzentrationen erreicht. Eine auf die gebäudespezifischen Anforderungen hin geplante Druckbelüftungsanlage (auch Rauchschutz-Druckanlage genannt) bietet Gebäudenutzern und Feuerwehr sichere Flucht- und Rettungswege und minimiert das Haftungsrisiko für Eigentümer sowie Betreiber. Das gilt insbesondere für Büro- und Wohnhochhäuser, in denen tausende Menschen arbeiten und leben.

Eine DBA hält, je nach Gebäudeart und -nutzung, die baurechtlich vorgeschriebenen und zu schützenden Flucht- und Rettungswege – z. B. Treppenräume, Feuerwehraufzugsschächte und Fluchttunnel – inklusive der angebundenen Vorräume durch kontrollierten Überdruck rauchfrei. Dabei durchströmen die DBA-Systeme die Flucht- und Rettungsbereiche mit Frischluft und verhindern so das Eindringen von Rauch und toxischen Brandgasen, dadurch wird die Raumluft komplett ausgetauscht. Bei geschlossenen Türen sorgt die DBA für einen kontinuierlichen Überdruck, sodass beim Öffnen der Tür eine sofortige Durchströmung der Bereiche erfolgt. Der Überdruck im Flucht- und Rettungsbereich wird ständig mit dem atmosphärischen Druck verglichen und nachgeregelt. Dabei ist zu gewährleisten, dass die Fluchttüren ins Treppenhaus jederzeit ohne großen Kraftaufwand per Hand zu öffnen und zu schließen sind. Bei geöffneten Fluchttüren muss die Luft aus dem Treppenhaus mit ausreichender Geschwindigkeit in die Nutzungseinheit der Brandetage strömen, sodass keine Rauchgase ins Treppenhaus gelangen können. Beim Öffnen und Schließen der Türen muss der Überdruck innerhalb weniger Sekunden wiederhergestellt sein.

Diese Anforderungen erfüllen in der Regel nur aktiv geregelte
DBA-Systeme

DBA-Konzepte von Kingspan STG basieren generell auf einer aktiven Regelung – das gilt auch für kleinere Anlagen in Gebäuden mit geringer Höhe. Bei Gebäuden mit mehr als 60 Metern Höhe oder bei niedrigeren mit einer komplexen Geometrie müssen die Umwelteinflüsse mit in die technische Umsetzung der DBA einbezogen werden. Auch Außentemperaturen und Jahreszeiten spielen bei der Regelung eine große Rolle.

Druckbelüftungsanlagen als Lösungskonzept

Die Grundlage des DBA-Konzeptes sind voll aktiv regelnde Systeme. So sind z. B. die an der Druckregelung beteiligten Klappen motorisch in Sekundenschnelle verstellbar und können innerhalb kürzester Zeit auf Druckveränderungen reagieren. Dadurch können auch Volumenströme von bis zu 75.000 m³/h regelungstechnisch perfekt beherrscht werden.

Wie beschrieben müssen Druckbelüftungsanlagen einen definierten Überdruck in den Fluchtwegen gegenüber der Gebäudeumgebung sowie eine Mindestdurchströmung durch geöffnete Türen sicherstellen. Neben den funktionalen Eigenschaften sind zunehmend auch die dynamischen Eigenschaften, also die Verzögerung bis zum Erreichen der Mindestdurchströmung und des Druckabbaus beim Schließen der Türen, zu beachten.

In Anlagen von Kingspan STG werden diese Anforderungen durch eine stetige PID-Regelung mit unterlagerter Druckwertanalyse realisiert.

Durch die PID-Regelung werden Umwelteinflüsse wie Sommer-/Winterbetrieb mit unterschiedlichen Temperaturen, veränderte Leckagen im Gebäude, thermische Einflüsse wie Auf-/Abtrieb, witterungsbedingte Schwankungen im barometrischen Druck usw. bis zu den Regelgrenzen ausgeregelt.

Durch die dynamische Vier-Quadranten-Betrachtung des Druckverlaufs mit mathematischer Analyse von Scheitelpunkten und Steigung werden öffnende oder schließende Türen aufgrund der Druckänderungen erkannt und entsprechende steuerungstechnische Maßnahmen ausgeführt.

Damit erreichen die Anlagen eine gute Dynamik trotz wechselnder Bedingungen im Gebäude.

Sofern die baulichen Gegebenheiten entsprechend den Richtlinien ausgelegt sind, werden aktuelle Vorgaben erreicht bzw. unterschritten.

Druckspitzenabbau und Zuluftaufbau DIN EN 12101-6

Um im ONE FORTY WEST die extrem differierenden thermischen Verhältnisse aufgrund der baulichen Gegebenheiten für den Sommer- und Winterfall regelungstechnisch sicher in den Griff zu bekommen, wurde erstmals die von Kingspan STG neu entwickelte Regelungssoftware „Fast Pressure Adjustment“ verwendet. Sie ermöglicht Regelungszeiten für Druckspitzenabbau und Zuluftaufbau innerhalb der nach DIN EN 12101-6 geforderten Zeiten.

Weiterhin sollten Kabelwege und -querschnitte möglichst geringgehalten werden, daher wurden insgesamt 46 Etagenverteiler eingesetzt. Diese sind über einen selbstüberwachten LON-Ringbus miteinander verbunden und steuern die Entrauchungs- und Überströmklappen sowie die Differenzdrucksensoren an. Diese Ringstruktur sowie die implementierten „Watchdogs“ und die zu 100 % redundant ausgeführten Zuluft- und Abluftventilatoren gewährleisten eine hohe Ausfallsicherheit und runden das DBA-Konzept ab.