Eine Rauchabzugsanlage (NRA oder MRA) ist ein Bestandteil eines Gebäudes, das dafür sorgt, dass Rauch und Hitze im Falle eines Brandes schnell und effektiv aus dem Gebäude abgeführt werden. Sie besteht in der Regel aus einem Netzwerk von Rauchabzugsöffnungen und -kanälen, die an strategischen Stellen im Gebäude angebracht sind, sowie von Ventilatoren oder anderen Mechanismen, die dafür sorgen, dass der Rauch abgeführt wird.
Der Hauptnutzen einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage besteht darin, dass sie dazu beitragen kann, dass im Falle eines Brandes das Risiko von Verletzungen oder sogar Todesfällen verringert wird. Sie hilft dabei, die Sicht und die Atemluft im Gebäude zu verbessern und ermöglicht es den Menschen, sich schneller und sicherer in Sicherheit zu bringen.
Bei der NRA sowie MRA handelt es sich um Maßnahmen des vorbeugenden Brandschutzes.
Das Schutzziel der Entrauchungsanlage ist die Bildung einer raucharmen Schicht. Diese soll mindestens 2,5m Höhe aufweisen. Die raucharme Schicht ist der Abstand zwischen der jeweils anzusetzenden Oberfläche des Fußbodens eines Raumes bis zur Rauchschichtunterseite.
Eine Rauchabzugsanlage kann auch dazu beitragen, den Schaden, der durch einen Brand verursacht wird, zu minimieren. Sie hilft dabei, den Rauch und die Hitze schneller abzuführen, wodurch weniger Zeit bleibt, um das Feuer zu verbreiten und größeren Schaden anzurichten.
Insgesamt trägt eine Rauchabzugsanlage also dazu bei, das Risiko von Verletzungen und Schäden im Falle eines Brandes zu verringern und somit die Sicherheit im Gebäude zu erhöhen.
Grundsätzlich unterscheidet man bei den Rauchabzugsanlagen zwischen natürlicher und maschineller Rauchabzugsanlage.
Natürliche Rauchabzugssanlage (NRA)
Eine natürliche Rauchabzugsanlage nutzt natürliche Konvektionseffekte, um Rauch und heiße Gase, die bei einem Brand entstehen, aus einem Gebäude zu leiten. Dabei werden meist Dachluken oder Fassadenöffnungen als Rauchabzug genutzt. Die Bauteile, die die Dachfläche für den Rauchabzug öffnen, nennt man natürliche Rauch- und Wärmeabzugs-Geräte – NRWG. Die DIN EN 12101-2 ist die Produktnorm für die NRWG. Die DIN 18232-2 ist dagegen die Auslegungs-/Planungsnorm für diese Bauteile.
Natürliche Rauchabzugsanlagen sind in der Regel passiv und benötigen keine Energieversorgung. Stattdessen nutzen sie den Temperaturunterschied zwischen der heißeren Luft in der Nähe der Decke und der kühleren Luft in Bodennähe, um Rauch und Gase abzuleiten. Die Auslösung der NRWG erfolgt mechanisch. Hier gibt es verschiedene Varianten, oft wird dies über CO2 als Treibmittel realisiert.
Auslegung einer NRA
Das Baurecht, wie Bauordnung und VVTB (Verwaltungs-Vorschrift Technische Baubestimmungen), gibt die Mindest-Anforderungen an die Entrauchungsanlage vor. Die DIN 18232 dagegen hat wesentlich strengere Anforderungen an die Anlage. Als Beispiel sei hier die Auslegung der natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (NRWG) genannt.
Nach Baurecht (SonderBauVO) ist je 400m² Grundfläche ein NRWG vorgesehen. Dieses soll mindestens je 1,5m² wirksame Öffnungsfläche aufweisen.
Die DIN 18232 Teil 2 dagegen verlangt je 200m² Grundfläche ein NRWG (Wirksame Öffnugnsfläche mindestens 1m²).
Es muss bei der Rauchableitung über Dachöffnungen mindestens ein NRWG je 200 m2 Bodenfläche vorhanden sein.
DIN 18232 – Teil 2 – 7.7.2
Platzierung & Größe der Nachströmungsöffnungen
Sehr wichtig ist weiterhin die korrekte Größe der Nachström-Öffnungen (Zuluft-Öffnungen). Sollte die Zuluft-Öffnung zu klein sein, erhöht sich bei der Entrauchung der Volumenstrom der nachströmenden Luft. Als Folge entstehen Verwirbelungen im Gebäude, die die Entrauchung einschränken oder verhindern. Sollen die Zuluft-Öffnungen falsch platziert sein – zum Beispiel zu hoch an der Außenwand – so kann Rauch aus diesen austreten, falls die Rauchgasschicht bereits auf Höhe der Öffnungen anfängt.
Einflüsse auf die Wirksamkeit einer NRA
Trotz normgerechter Auslegung einer NRA kann diese im Brandfall versagen. Inverse Wetterlagen, Stürme oder gar Orkane können negativ Einfluss auf das Abzugsverhalten einer NRA haben. Windeinflüsse wie Fallwinde oder Sogwirkungen vermeiden das korrekte funktionieren einer natürlichen Rauchabzugsanlage.
Eine weitere Herausforderungen sind Hallen, in denen dauerhaft sehr tiefe Temperaturen herrschen (z.B. in der Lebensmittelproduktion). Falls dann noch eine hohe Außentemperatur herrscht, kann im Brandfall die gewünschte Funktionsweise der NRA nur teilweise oder gar nicht auftreten. Durch die „falschen“ Druckverhältnisse wird ein natürliches Entweichen des Rauchs aus dem Gebäude verhindert.
Zusätzlich haben die Art und der Zeitpunkt der Auslösung sowie der Energiegehalt des Rauchs einen Einfluss auf die WIrksamkeit der NRA.
Aerodynamisch wirksame Öffnungsfläche (NRA)
Die aerodynamisch wirksame Öffnungsfläche bei einer natürlichen Rauchabzugsanlage (NRA-Gerät) ist die berechnete „virtuelle“ Fläche der Öffnung, durch die Luft aus dem Gebäude strömen kann, um Rauch und Wärme bei einem Brand abzuführen. Die Größe der aerodynamischen Öffnungsfläche ergibt sich aus dem Produkt der geometrischen Öffnungsfläche sowie dem Druckverlustbeiwert. Sie ist ein wichtiger Faktor bei der Dimensionierung und Auslegung der Öffnungen, da sie bestimmt, wie viel Luft durch sie im Brandfall strömen kann.
Die aerodynamische Öffnungsfläche wird in der Regel in Quadratmetern angegeben und kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie z.B. die Art Öffnungen, die Bauteile der Öffnungen (z.B. Gestänge und Antriebe) sowie die verwendeten Materialien.
Windleitbleche können den Druckverlustbeiwert erheblich verbessern. Dadurch kann die wirksame aerodynamische Öffnungsfläche bei gleicher geometrischen Öffnungsfläche vergrößert werden. Somit durch das Anbringen von Windleitblechen die Anzahl der benötigten Öffnungen bzw. die Größe der Durchbrüche verringert werden.
Die Größe der wirksamen aerodynamischen Öffnungsfläche eines Bauteils (z.B. Kuppel) wird durch spezifische Berechnungen und Simulationen vom Hersteller ermittelt.
Maschinelle Rauchabzugsanlage (MRA)
Eine maschinelle Rauchabzugsanlage hingegen nutzt mechanische Mittel wie Ventilatoren, um Rauch und andere heiße Gase aus einem Gebäude abzuführen. Diese Systeme werden aktiv betrieben und erfordern eine Stromversorgung. Maschinelle Rauchabzugsanlagen können je nach Bedarf automatisch oder manuell betrieben werden.
Die Wahl zwischen einer natürlichen und einer maschinellen Rauchabzugsanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe des Gebäudes, der Art der Nutzung, den Brandschutzvorschriften und den Kosten. In vielen Fällen können auch kombinierte Systeme eingesetzt werden, die natürliche und maschinelle Komponenten nutzen.