Jeder braucht sie – keiner hat sie

Gefährdungsbeurteilung für Gaslöschanlagen

Abb. 1: Auslösung einer offenen CO2-Einrichtungsschutzanlage

In Deutschland kommt es in einem Unternehmen rund alle fünf Minuten zu einem Brandereignis. Typische Brandauslöser sind Defekte in elektrischen Anlagen - Gefahrenquellen, die gerade in IT- und Produktionsräumen häufig zu finden sind. Solche sind betriebsartübergreifend in jedem Unternehmen, sei es als Steuereinheit einer Maschine oder als Datenspeicher eines Rechenzentrums, vorhanden.

Von Felix Flörke, VdS

In der heutigen Zeit, in der sich jedes Unternehmen gegen die Konkurrenz behaupten muss, sind lange Ausfallzeiten zwingend zu vermeiden, um sich vor Kundenabwanderungen und Imageverlusten zu schützen. Die konventionelle Art, solchen Schadenereignissen durch die Revision elektrischer Licht- und Kraftanlagen (Befundscheinprüfung) und vorbeugenden Brandschutzmaßnahmen an Gebäuden und Einrichtungen vorzubeugen, reicht in wichtigen Produktionslinien und Speicherorten schon lange nicht mehr aus. Daher wird hier zusätzlich auf Produkte der Anlagentechnik zurückgegriffen.

Warum Gaslöschtechnik?

Nicht immer kann Wasser als Löschmittel eingesetzt werden, denn neben den guten Löscherfolgen durch Wasser können durch das Löschmittel auch Wasserschäden auftreten. Vor allem bei sensiblen Technologien, brennbaren Flüssigkeiten oder elektronischen Anlagen ist Wasser aufgrund seiner leitenden Fähigkeit zusätzlich als Löschmittel ungeeignet und führt auch noch zu Datenschäden. Aus der Erfahrung der Versicherer handelt es sich bei Bränden in der Elektronik häufig nur um kleine Schwelbrände, die mit Hilfe der richtigen Löschtechnik weit weniger Folgeschäden nach sich ziehen würden. Daher wird in diesen Bereichen auf alternative Löschtechniken zurückgegriffen. Als Lösung bieten sich überwiegend gasförmige Löschmittel an. Diese Löschmittel bekämpfen Brände ohne Löschmittelrückstände. Die Brände sollen in der Entstehungsphase durch das Löschgas, welches so lange in einer löschwirksamen Konzentration im Flutungsbereich gehalten wird, bis keine Rückzündung mehr erfolgen kann, gelöscht werden. Hierbei muss durch bauliche und anlagentechnische Maßnahmen unbedingt vermieden werden, dass das Löschgas vorzeitig entweichen kann.

Zur frühzeitigen Branderkennung und Auslösung der Löschanlage, benötigen Gaslöschanlagen, im Gegensatz zu Sprinkleranlagen, eine risikobezogene Brandmeldeanlage.

Einrichtungsschutz oder Raumschutz?

Die Anwendungsbereiche und Schutzmöglichkeiten der Gaslöschtechnik sind vielseitig und müssen während der Planungsphase entsprechend festgelegt werden. Eine wesentliche Unterscheidung muss zwischen Raum- und Einrichtungsschutz erfolgen, da hieran spezifische Schutzanforderungen gekoppelt sind (Siehe Tabelle 1).

Im Allgemeinen sind je nach Löschgas u.a. folgende Anwendungsgebiete möglich:

  • EDV-Bereiche
  • Elektrische Schalträume
  • Lagerräume
  • Lackieranlagen
  • Kabelböden und Kabelkeller
  • Walzgerüste
  • Generatoren
  • Motorprüfstände
  • Druckwerke und Druckereien
  • Produktionsbereiche
  • etc.

Manche Löschgase eignen sich mehr oder weniger gut für eine bestimmte Anwendung, daher sollte vor der Wahl der Löschtechnik u.a. das Anwendungsgebiet und das Schutzziel festgelegt werden.



Tabelle 1: Übersicht über Anwendungsbereiche und Schutzmöglichkeiten

Gefahren und Gefährdungsklassen

Beim Einsatz von Löschgasen ist eine mögliche Personengefährdung durch diese Technik zu beachten - schon wenige Atemzüge in einer mit Löschgas gefluteten Umgebung können zu schwerwiegenden gesundheitlichen Beeinträchtigungen bis hin zum Tod von Mitarbeitern und Fremdpersonen führen, diese können aus folgenden Gründen entstehen:

  • toxische oder letale Löschgaskonzentration (z. B. bei CO2)
  • Sauerstoffkonzentration sinkt unter physiologisch kritische Grenzwerte
  • toxische Brandgase in der Raumatmosphäre
  • toxische Zersetzungsprodukte in der Raumatmosphäre (chem. Löschgase)

Auf die spezifischen Gefährdungseigenschaften der einzelnen Löschgase muss daher gesondert eingegangen werden.

Die Sicherheit und der Gesundheitsschutz der Personen muss beim Einsatz der Gaslöschtechnik oberste Priorität haben. Die VdS Richtlinie 3518 (Sicherheit und Gesundheitsschutz beim Einsatz von Feuerlöschanlagen mit Löschgasen) regelt die Anforderungen, die beim Einsatz von Löschgasen im Zusammenhang mit einer möglichen Personengefährdung zu beachten sind. In der Gaslöschtechnik wird eine Reihe verschiedener Löschgase für unterschiedliche Einsatzgebiete eingesetzt. Je nach Art des Löschgases erfolgt die Planung und der Einbau der Gaslöschtechnik nach den VdS-Regelwerken 2093; 2380 oder 2381 (siehe Infokasten 1). Anhand dieser Stoffdaten der Löschgase können alle Löschanlagen mit gasförmigen Löschmitteln einer der nachfolgend aufgeführten Gefährdungsklassen zugeordnet werden.

Auszug aus der VdS 3518:

"Abhängig von den zu löschenden Stoffen (Brandlast) und den eingesetzten Löschgasen können sowohl unterschiedliche hohe Löschgas- wie auch Sauerstoffkonzentrationen zur Anwendung kommen. Diese unterschiedlichen Konzentrationen bedingen auch eine unterschiedliche Gefährdung der im Gefahrenbereich befindlichen Personen. Entsprechend dieser Gefährdung lassen sich die Löschanlagen mit gasförmigen Löschmitteln in vier Klassen einteilen:

Klasse I
Löschgaskonzentration bis NOAL (LGK ? NOAEL) und Sauerstoffkonzentraion über 12% (O2 ? 12 Vol.-%)

Klasse II
Löschgaskonzentration zwischen NOAEL und LOAEL (NOAEL < LGK ? LOAEL) und Sauerstoffkonzentration über 10% (O2 ? 10 Vol.-%)

Klasse III
Löschgaskonzentration über LOAEL und unter lebensbedrohlicher Konzentration (LOAEL < LGK < LBK) und Sauerstoffkonzentration über 8% (O2 ? 8 Vol.-%)

Klasse IV
Löschgaskonzentration in und über lebensbedrohlicher Konzentration (LGK ? LBK) und / oder Sauerstoffkonzentration unter 8% (O2 < 8 Vol.-%).

LGK = Löschgaskonzentration;
NOAEL = no observed adverse effect level;
LOAEL = lowest observed adverse effect level;
LBK = lebensbedrohliche Konzentration (halogenierte Kohlenwasserstoffe i.d.R. I oder II; Inertgase überwiegend II oder III; CO2 immer IV)"

Infokasten 1: Löschgase

VdS 2093 - Planung und Einbau von CO2-Feuerlöschanlagen

VdS 2380 - Planung und Einbau von Feuerlöschanlagen mit nicht verflüssigten Inertgasen

VdS 2381 - Planung und Einbau von Feuerlöschanlagen mit halogenierten Kohlenwasserstoffen 

Gefahren erkennen und minimieren – Gefährdungsbeurteilung

Abb. 2: Entweichendes Löschgas im Gefährdungsbereich

Der Betreiber einer Gaslöschanlage hat gemäß §5 Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) für jede Gaslöschanlage eine Gefährdungsbeurteilung für die sich im Gefährdungsbereich befindenden Personen durchzuführen und dies nach §6 Arbeitsschutzgesetz zu dokumentieren. Die Verantwortung für die Umsetzung der Gefährdungsbeurteilung sowie die sich daraus ergebenden Maßnahmen hat der Betreiber zu tragen. Zur Erfüllung seiner Pflichten kann er sich aber fachkundige Personen hinzuziehen, die ihn bei der Erstellung der Gefährdungsbeurteilung unterstützend und beratend (§6 (11) Gefahrstoffverordnung [GefStoffV]) zur Seite stehen. Diese Gefährdungsbeurteilung kann sich gezielt auf die Personengefährdung durch Löschgase sowie auf die daraus folgenden Schutzmaßnahmen erstrecken. Um die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Beschäftigten in den mit Gaslöschanlagen ausgestatteten Bereichen / Räumen zu gewährleisten, sind für die aus einer Gefährdungsanalyse hervorgehenden Risiken entsprechende Schutzkonzepte zu erstellen. Innerhalb des Schutzkonzeptes erfolgt die Einstufung der Gaslöschanlage in eine der aufgeführten Gefährdungsklassen. Durch diese Einstufung werden für den Betrieb und den Schutz der Gaslöschtechnik bereits unterschiedliche Maßnahmen vorgegeben. Solche können beispielsweise für die Wahl der Verzögerungseinrichtung oder Art und Umfang der Alarmierung Auswirkungen haben. Neben diesen spezifischen Anforderungen bestehen die wesentlichen Bestandteile eines Schutzkonzept unter anderem aus einer Alarmorganisation, einem Lüftungskonzept, einem Flutungskonzept und organisatorischen Schutzmaßnahmen.

Basierend auf den gesetzlichen Grundlagen sowie aktuellen Regelwerken müssen in der Gefährdungsbeurteilung die passenden Schutzmaßnahmen zur Sicherheit und dem Gesundheitsschutz für die sich im Gefährdungsbereich befindenden Personen festgehalten werden, um gefährdete Bereiche sofort evakuieren zu können und Personen an dem Betreten des Schutzbereiches nach der Flutung zu hindern sowie Maßnahmen für eine schnelle Rettung eingeschlossener Personen zu gewährleisten. Weiterhin müssen Sicherheitsaspekte, wie die Schulung von (Eigen- / Fremd-)Personal, die Verwendung von Warnschildern, Alarmierungs- und Verzögerungseinrichtungen berücksichtigt / sichergestellt werden. Die Auslösung der Gaslöschtechnik ohne vorangegangene Alarmierung der Gefährdungsbereiche ist nicht zulässig und muss durch geeignete technische Lösungen ausgeschlossen werden. Alle Zugangsbereiche sind mit akustischen und optischen Alarmmittel auszustatten, die über den (bevorstehenden) Löschvorgang informieren. Um den Personen vor der Auslösung der Gaslöschtechnik ein Verlassen des Gefährdungsbereichs ohne unangemessene Hast zu ermöglichen, sind zusätzlich elektrische oder nicht elektrische Verzögerungseinrichtungen (abhängig von der Gefährdungsklasse nach VdS 3518) vorzuhalten. Neben der Ansteuerung der Gaslöschtechnik muss auch die Abschaltung der ggf. vorhandenen Raumluftanlagen, Betriebsmittel und Produktionsströme gewährleistet sein. Zusätzlich müssen alle den Flutungsbereich betreffenden Öffnungen (Türen, Klappen, etc.) über die Dauer der Haltezeit hinaus geschlossen gehalten werden, um ein frühzeitiges Austreten des Löschmittels zu verhindern und den Löscherfolg sicherzustellen. In einigen Anwendungsgebieten kann es sinnvoll sein, dass Löschgas zu odorieren, um eine Wahrnehmung im Umfeld sicherzustellen.

Abb. 3: Entweichendes CO2 über Druckentlastung während der Auslösung einer Löschanlage

Der Umfang der Gefährdungsbeurteilung kann aufgrund der unterschiedlichen Lösch- und Gefährdungseigenschaften je nach Löschgas variieren. Innerhalb der Gefährdungsbeurteilung wird berücksichtigt, dass das Löschgas auch in benachbarte Räume / Bereiche eindringen kann. Daher sind in einer Gefährdungsbeurteilung detaillierte Ausbreitungsbetrachtungen erforderlich. Hierbei kommen in erster Linie Probeflutungen mit Konzentrationsmessungen in der Umgebung / an signifikanten Punkten innerhalb des Gefährdungsbereiches oder rechnerische Abschätzungen in Form von Computersimulationen zum Einsatz. Wichtig bei den Simulationen ist neben der Löschmittelmenge vor allem die Betrachtung der besonderen Rahmenbedingungen vor Ort (z.B. topografische Lage, Bebauung, Umwelteinflüsse). Durch die Ausbreitungsberechnungen und Probeflutungen können potenzielle Gefahren über den Schutzbereich der Gaslöschtechnik hinaus erkannt werden. Diese Informationen sind beispielsweise bei der Festlegung von Sammelplätzen oder Anordnung von Rettungswegen zu berücksichtigen. So kann beispielsweise beim Einsatz größerer Löschgasmengen die Alarmierung von Nachbargebäuden (fremd oder eigen genutzte) erforderlich sein, da durch die Berechnungen in diesen Bereichen erhöhte CO2- oder zu geringe O2-Konzentrationen festgestellt wurden.

Anhand der Ergebnisse aus den Ausbreitungsberechnungen oder Probeflutungen sollen dann spezifische, auf die örtlichen Gegebenheiten angepasste, Schutzmaßnahmen in dem Schutzkonzept festgehalten werden. Zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen müssen bereits dann getroffen werden, wenn eine der folgenden Bedingungen eintreten kann:

  • die O2-Konzentration liegt unter 12 Vol.-%
  • die CO2-Konzentration liegt über 5 Vol.-%
  • LGK > LOAEL

Zum Lüften des Löschbereichs / ggf. des Gefährdungsbereichs muss ein Konzept erstellt werden, indem eine Personengefährdung durch den Lüftungsvorgang ausgeschlossen wird. Hierin sind auch die Zuständigkeiten für das Lüften und die anschließende Freigabe festzuhalten. Durch den Betreiber ist in Absprache mit dem Errichter ein bestimmungsgemäßes Zusammenwirken aller gebäudetechnischen und sicherheitstechnischen Einrichtungen (z.B. Ansteuerung von Türen, Betriebsmitteln) für eine ordnungsgemäße und sichere Funktion der Gaslöschtechnik sicherzustellen, dabei sind auch nicht in Regelwerken festgeschriebene Sonderlösungen zulässig, sofern sie die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Personen in gesicherter Qualität sicherstellen.

Im organisatorischen Bereich sollten wesentliche Punkte festgehalten werden. Hierunter sind vor allem folgende zu verstehen:

  • Kennzeichnung der Fluchtwege / Erstellung entsprechender Flucht- und Rettungspläne
  • Feuerwehr über vorhandene Gaslöschtechnik informieren
  • Abstimmung einer effektiven Alarmorganisation

    • Alarmierung zuständiger Personen / Feuerwehr
    • Einleitung erforderlicher Maßnahmen
    • etc.

  • schriftliche Unterweisung / Schulung aller Personen, die sich im Gefährdungsbereich aufhalten

Infokasten 2: Löschwirkung

Die Löschwirkung der halogenierten Kohlenwasserstoffe basiert aus mehreren Teilbereichen, im Wesentlichen aber auf einer antikatalytischen Wirkung, bei der Radikale gebildet werden, die in die chemische Reaktion der Verbrennung eingreifen.

Bei den nicht verflüssigten Inertgasen und CO2 wird die physikalische Wirkung auf den Brandverlauf genutzt. Hierbei wird die chemische Reaktion der Verbrennung durch die Herabsetzung der Sauerstoffkonzentration unterbunden (Wichtig hierbei ist, dass die löschfähige Konzentration von CO2 toxische Wirkung auf den Menschen hat).

Fazit

Durch die Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung sollen die Gefahren einer Gaslöschanlage ermittelt, bewertet und Schutzmaßnahmen abgeleitet werden. Neben der Verpflichtung durch den Gesetzgeber, eine Gefährdungsbetrachtung durchzuführen und zu dokumentieren, hat der Betreiber die Auswirkungen einer Auslösung seiner Löschanlage betrachtet und ein auf seine Bedürfnisse angepasstes Schutzkonzept erstellt, durch das eine Personengefährdung aufgrund der Gastechnik ausgeschlossen werden soll. Bei großen Erweiterungen der Löschanlage oder signifikanten Änderungen (z.B. größerer Personenbetrieb im Gefährdungsbereich, Änderungen im Betriebsablauf, etc.) muss die Aktualität der Gefährdungsbeurteilung anhand der neuen Gegebenheiten überprüft und ggf. erneuert werden.