Arten von Sprinkleranlagen und Auswirkungen auf Gebäudebrände

Von Matthew Hartsell

Es ist 3:30 Uhr morgens und Sie wurden zu einem Bericht über einen Brand in einem Mehrfamilienhaus im Notfallgebiet Ihres Motorenherstellers entsandt. Die Leitstelle meldet, dass im vierten Stock des Wohnhauses ein Feuer ausgebrochen ist. Du denkst bei dir, dass du schon einmal an diesem Ort warst. Es handelt sich um einen Neubau eines vierstöckigen Mehrfamilienhauses, das vollständig durch eine Sprinkleranlage geschützt ist. Sie denken bei sich, dass dies ein schneller Vorfall sein wird, dass es wahrscheinlich nur eine einzelne 1¾-Zoll-Angriffsleine oder sogar ein Wasserdrucklöscher ist, um die Hotspots zu treffen, die Sprinkleranlage abzuschalten, zu lüften, und das war’s.

Als Ihr Techniker in den Apartmentkomplex einbiegt, sehen Sie einen gut ausgebreiteten Brand im vierten Stock und Feuer, das durch das Dach hindurchscheint. Das schnelle Niederschlagsfeuer verwandelt sich in ein Zwei-Alarm-Feuer, bei dem mehrere Antennen einen Außenverteidigungsangriff ausführen. Was ist passiert? Wie konnte sich dieser Brand in einem modernen Gebäude, das vollständig durch eine Sprinkleranlage geschützt war, so schnell entwickeln? Oder war es?

Als Firmenoffiziere ist es wichtig, dass wir uns die Zeit nehmen, unsere Teams loszuschicken, um Brandschutzpläne für bestehende Strukturen durchzuführen und uns anzusehen, was in unserem Einsatzgebiet gebaut wird. Im Szenario am Anfang dieses Artikels glaubte der Unternehmensleiter, mit dieser besonderen Struktur vertraut zu sein. Er war bereits zuvor dort gewesen und hatte mit eigenen Augen gesehen, dass das Gebäude mit einer Sprinkleranlage ausgestattet war und dass die Sprinkleranlage genau so funktionierte, wie sie vorgesehen war. Das Problem lag im Design und dem beabsichtigten Zweck des Systems. Es handelte sich um eine Sprinkleranlage, die den Anforderungen der National Fire Protection Association (NFPA) 13R, Standard für die Installation von Sprinklersystemen in Flachbau-Wohngebäuden, entsprach. Dieses Gebäude verfügte über eine Sprinkleranlage, die zum Schutz von Leben, aber nicht zum Schutz von Eigentum gedacht war.

Als Unternehmensleiter sollten wir uns über weitaus mehr im Klaren sein als nur darüber, ob in einem Gebäude Sprinkler vorhanden sind oder nicht. Wir müssen wissen, wofür dieser Sprinkler konzipiert wurde, aber noch wichtiger: Welche Einschränkungen er hat, wie wir das System identifizieren und welche Maßnahmen wir ergreifen können, um diese Mängel zu beheben. Sehen wir uns die von der NFPA identifizierten Sprinkleranlagentypen an.

Dies ist der wichtigste und älteste Standard für Sprinkler in den Vereinigten Staaten. Dieses System fördert die Lebenssicherheit, den Eigentumsschutz und den Schutz des Gebäudeinhalts (NFPA 13 1.2.1 2022). Dies bedeutet, dass sich die Sprinklerabdeckung auf alle Bereiche des Gebäudes erstreckt, einschließlich der unbewohnten Bereiche wie Dachböden, Schränke und Hohlräume. NFPA 13-Systeme bieten den Brandschutz, an den wir normalerweise denken, wenn wir sehen, dass eine Struktur vollständig durch eine Sprinkleranlage geschützt ist. Typischerweise findet man diese Art von Systemen in vielen Gewerbegebäuden, Wohnhochhäusern, großen Hotels, Gesundheits- oder Bildungseinrichtungen und vielen anderen älteren Gebäuden.

NFPA 13-Systeme sind außerdem so konzipiert, dass sie das benötigte Wasser für die größte in der Struktur vorhandene Gefahr aus mehreren Köpfen gleichzeitig fließen lassen, ohne den Gallonen-pro-Minute-Durchfluss (gpm) dieser Köpfe zu beeinträchtigen. Es liefert Wasser auf eine Weise, die eine weitere Ausbreitung des Feuers verhindert, egal wo oder was brennt. In vielen Fällen verwenden diese Systeme große, leistungsstarke Wasserversorgungssteigleitungen und Feuerlöschpumpen, um diese Anforderungen in Gallonen pro Minute zu erfüllen.

Nach Angaben der NFPA sind Sprinkleranlagen so konzipiert, dass sie die größten Gefahren für das Bauwerk und seinen Inhalt bekämpfen und eine weitere Brandausbreitung verhindern. Diese werden basierend auf den Inhalten oder Prozessen des Bauwerks in fünf Gefahrenklassifizierungen unterteilt. Diese Gefahrenklassen werden für die Auslegung und hydraulischen Berechnungen der Sprinkleranlage verwendet, damit die Ausbreitung eines Brandes gestoppt werden kann.

Diese Art von System wurde mit dem Hauptaugenmerk auf die Lebenssicherheit entwickelt, indem den Bewohnern die nötige Zeit zum Verlassen der Struktur gegeben wird, indem ein Flashover verhindert wird (NFPA 13R 1.2.2 2022). Es ist nicht dazu gedacht, zu verhindern, dass das Gebäude oder sein Inhalt in einen Brand verwickelt wird. NFPA 13R-Systeme erfordern normalerweise keine Sprinklerabdeckung in Bereichen der Struktur, die unbewohnt sind, wie z. B. Schränke, Dachbodenbereiche, Hohlräume zwischen Etagen, kleine Badezimmer und Markisen. Diese Systeme verfügen nur über begrenzte Feuerlöschfähigkeiten und sind in bestimmten Bereichen des Gebäudes möglicherweise überhaupt nicht leistungsfähig. Sie finden diese Art von Sprinkler in Wohngebäuden, darunter Mehrfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, Eigentumswohnungen und kleine Hotels mit maximal vier Stockwerken.

Die Konstruktionsanforderungen dieses Systemtyps basieren typischerweise auf dem Durchfluss von bis zu vier Köpfen in einem einzigen belegten Fach der Struktur und weisen im Allgemeinen eine weitaus geringere GPM-Kapazität auf als eine Struktur ähnlicher Größe, die mit einem NFPA 13-System ausgestattet ist. Außerdem werden diese Systeme in der Regel förderfähigen Bauwerken als Kostenreduzierung im Vergleich zum NFPA 13-System angeboten, da die geringeren Abdeckungsbereiche und geringeren gpm weniger Material und Ausrüstung erfordern, um zu funktionieren, aber dennoch eine Verbesserung der Lebenssicherheit der Struktur erreicht werden kann.

Auch bei der Entwicklung dieser Art von System stand die Lebenssicherheit im Vordergrund und nicht der Schutz des Inhalts oder der Struktur. Das System erreicht dies, indem es das Auftreten eines Funkenüberschlags verhindert, das Feuer jedoch nicht unbedingt löscht (NFPA 13D 1.2.2 2022). Außerdem deckt es, ähnlich wie das 13R-System, nicht die gesamte Struktur ab, sondern nur die bewohnten Gebiete. NFPA 13D wird typischerweise in Ein- und Zweifamilienhäusern installiert. Die Durchflussanforderungen in Gallonen pro Minute sind sogar niedriger als bei den 13R-Systemen, wobei die Berechnungen auf einem Durchfluss von bis zu zwei Köpfen pro Kammer basieren.

Das Besondere am NFPA 13D-System ist, dass es zum Brandschutz in den meisten Fällen nicht über eine eigene Wasserversorgung der Struktur verfügt. Die Versorgung erfolgt über die Hauswasserversorgung, die zur Versorgung anderer Einrichtungen im Haus verwendet wird, wie Waschbecken, Toiletten und Duschen, die typischerweise in Wohnhäusern zu finden sind. Dies liegt an den geringen Anforderungen in Gallonen pro Minute und erfordert insgesamt weniger Wartung, da dem System ständig Wasser zur Versorgung dieser Armaturen zugeführt wird und es nicht zu einer Stagnation in den Sprinklerleitungen kommt. Ähnlich wie das NFPA 13R-System wurde das 13D so konzipiert, dass es im Vergleich zu den beiden anderen Systemen kostengünstiger installiert werden kann. Die geringeren Kosten des Systems machen es für Hausbesitzer während der Bauphase attraktiv, was gut ist, da diese Systeme auch die Lebenssicherheit des Hauses verbessern.

Wir wissen sowohl aus der Ausbildung als auch aus der Praxis, dass alle Arten von Sprinkleranlagen Leben retten. Es gibt zahlreiche Studien darüber, wie wirksam Sprinkleranlagen Leben und Sachwerte retten. Auch bei Neubauten und Renovierungen älterer Bauwerke treten sie immer häufiger auf, doch alle Systeme können nur so funktionieren, wie sie geplant sind. Es ist wichtig zu wissen und zu verstehen, wozu das System entwickelt wurde und wo seine Grenzen liegen.

Das Erkennen der unterschiedlichen NFPA-Bewertungen von Sprinkleranlagen kann so einfach sein wie das Lesen des neuesten Inspektionsetiketts auf der Steigleitung der Sprinkleranlage. In vielen Fällen geben die Unternehmen, die die Inspektion durchführen, an, um welche Art von System es sich handelt und welche Anforderungen es erfüllt. In anderen Fällen befindet sich möglicherweise ein Schild am System, das seine Konstruktionselemente angibt, z. B. die Anzahl der Köpfe, den Nenndurchfluss und die Dauer in Gallonen pro Minute sowie den NFPA-Code, für den es entwickelt wurde.

Anhand der Außenkonstruktion lässt sich ermitteln, welche Gebäude wahrscheinlich über eine 13R-Sprinkleranlage verfügen würden. Wenn es sich um einen Neubau handelt, der vier Stockwerke oder weniger hat und als Wohngebäude genutzt wird, ist er höchstwahrscheinlich mit einem 13R ausgestattet. Wenn es sich bei der Struktur um ein Ein- oder Zweifamilienhaus handelt, das mit einer Sprinkleranlage ausgestattet ist, handelt es sich wahrscheinlich um ein 13D-Haus. Alle Arten von Hochhäusern, großen Gewerbegebäuden und vielen Handelsgeschäften verfügen über ein 13-System. Wenn Sie die Möglichkeit haben, diese Gebäude zu besichtigen, achten Sie darauf, auch die unbewohnten Räume wie Dachböden, Aufzugsräume, Schränke oder Badezimmer zu überprüfen. Wenn keine Sprinkler vorhanden sind, handelt es sich wahrscheinlich um ein 13R- oder 13D-System.

Wenn Ihre Organisation Brandinspektoren oder Bauinspektoren benannt hat, besteht eine weitere Möglichkeit darin, das Gebäude mit ihnen zu besprechen, was zu Antworten darüber führen kann, was die Sprinkleranlage leisten kann. Dies ist eine großartige Option, wenn der Zugang zur Struktur begrenzt oder schwierig zu erreichen ist. Sie geben Ihnen möglicherweise sogar einen Einblick in die örtlichen Vorschriften für die Installation von Sprinklern, da einige örtliche Verordnungen möglicherweise Einschränkungen hinsichtlich der Bauwerke enthalten, die für ein 13R-System in Frage kommen, das strenger ist als die Anforderungen der NFPA. Letztendlich haben Ihre örtlichen Beamten und die zuständige Behörde das letzte Wort über die Anforderungen an die Sprinkleranlage in Ihrem Einsatzgebiet.

Die Kenntnis der Art der Sprinkleranlage im Gebäude ist ein wichtiger Bestandteil der Brandbekämpfungstaktik. Selbstverständlich konzentrieren wir uns im Brandfall auf die Rettung und Eindämmung/Löschung des Feuers. Wenn es sich jedoch um ein großes Bauwerk mit einem gut entwickelten Brand handelt, haben wir auch einige andere Prioritäten, wie z. B. die Bereitstellung der Verbindung zur Feuerwehr so ​​früh wie möglich im Vorfall, um die GPM und den Druck auf ein 13R-System zu erhöhen Öffnen von Hohlräumen, um zu prüfen, ob sie sich in unbewohnte Bereiche erstrecken, die möglicherweise nicht über eine Sprinkleranlage verfügen; Diese Maßnahmen können dazu beitragen, das Feuer zu stoppen, bevor es sich ausbreitet.

Im ersten Beispiel ging der Feuerwehrmann davon aus, dass das Gebäude durch eine Sprinkleranlage geschützt sei, und das stimmte auch. Das Problem bestand darin, dass die Struktur über ein 13R-System verfügte. Das Feuer, das in einem nicht mit Sprinkleranlagen abgedeckten Badezimmer ausgebrochen war, breitete sich durch einen Abzugsventilator des Badezimmers auf einen nicht mit Sprinkleranlagen abgedeckten Dachboden aus, bei dem es sich um einen offenen Bereich aus leichten Holzbindern handelte. Das Feuer breitete sich schnell über den offenen Dachboden aus.

Es ist wichtig, dass der Unternehmensleiter aktiv Pläne vor dem Brand durchführt und in den Planüberprüfungsprozess für Neubauten einbezogen wird. Dies stellt sicher, dass Sie bei der Lokalisierung und Vorbereitung möglicher Brände in Ihrem Einsatzgebiet in Wohngebäuden dieser Art einen Vorsprung haben. Hätte dies die Situation im Eröffnungsszenario verändert? Nein, aber der Beamte hätte sich mental besser auf den Vorfall vorbereiten können, wenn er wüsste, dass das Potenzial für ausgedehnte Brandbekämpfungsmaßnahmen oder mehrere Rettungseinsätze größer ist.

Die NFPA schlägt sogar vor, dass wir als Beamte über gründliche Kenntnisse der mit Sprinkleranlagen ausgestatteten Grundstücke verfügen, auf die wir in unserem Einsatzgebiet stoßen könnten (NFPA 13E 5.1.2 2020). NFPA 13E ist eine weitere großartige Ressource, wenn Sie mehr über die Brandbekämpfung in Gebäuden erfahren möchten, die mit Sprinkleranlagen ausgestattet sind.

Sprinkleranlagen retten Leben. Daran besteht kein Zweifel. Wir sollten jedoch zulassen, dass die Sprinkleranlage uns bei unserem Ziel, Leben und Eigentum zu retten, unterstützt, und nicht erwarten, dass die Sprinkleranlage unsere Arbeit für uns erledigt. Begeben Sie sich in Ihren Einsatzbereich und verschaffen Sie sich fundierte Kenntnisse über die anvisierten Gefahrengebäude, indem Sie deren Brandschutzsysteme und deren Aufgabe verstehen. Am Ende werden Sie sich besser auskennen und besser gerüstet sein, um Ihren Feuerwehrleuten, Ihrer Abteilung und Ihrer Gemeinde zu dienen.

BIO:

Matthew Hartsellist seit 2006 ziviler Feuerwehrmann für das Verteidigungsministerium. Er hat auf mehreren verschiedenen Marinestützpunkten gearbeitet, ist aber derzeit bei der NSA in Neapel, Italien, wo er Kapitän und seit 2014 Kompanieoffizier ist. Er hat einen großen Teil davon verbracht Er studierte in seiner Karriere Brandschutzsysteme und verfügt über Abschlüsse in Brandschutzwissenschaften und Unternehmensführung.