Brandschutzklappen, in der Lüftungsanlage verbaut, sollen die Ausbreitung von giftigen Gasen, Rauch und Flammen über die Lüftungskanäle verhindern. Für ein schnelles und zuverlässiges Verschließen der Klappen in weniger als 20 s sorgen im Brandfall eigens angepasste Stellantriebe der Gruner AG, die zudem eine Ansteuerung über die Gebäudeleittechnik ermöglichen. Darüber hinaus zeigen die stabilen Antriebe mithilfe von LEDs und Thermofühlern den genauen Betriebszustand an, erhöhen somit zusätzlich die Sicherheit und erleichtern die Fehlerdiagnose.
Hotels sind besonders gefährdet
Die besonderen Nutzungsmöglichkeiten von Hotels mit Räumlichkeiten wie Küchen, Saunen und Versammlungsräumen führt dazu, dass häufig Brände entstehen und es dabei in vielen Fällen nicht nur zu Sachschäden kommt, sondern auch Menschen in Lebensgefahr geraten. Im Brandfall hat noch vor dem Löschen das Eindämmen von giftigen Gasen, Rauch und Flammen höchste Priorität. Um eine Verbreitung über die Lüftungskanäle zu verhindern, müssen zum Beispiel auch die Brandschutzklappen, die in der Lüftungsanlage verbaut sind, selbst unter extremen Belastungen einwandfrei funktionieren. Ein Hotel nahe des Münchner Hauptbahnhofs ließ daher 400 Brandschutzklappen von geba Bartholomäus installieren, die dank eines eigens angepassten Stellantriebes von Gruner besonders schnell und zuverlässig arbeiten.
Gleichbleibendes Drehmoment trotz Hitzeeinwirkung von 100 °C und mehr
Zum Absperren von Lüftungsrohren werden in der Regel Brandschutzklappen mit einem Schmelzlot verwendet. Steigt die Temperatur im Inneren der Brandschutzklappe durch heiße Brandgase über eine Temperatur von 72 °C, löst bei diesen Modellen das Schmelzlot unmittelbar aus und schließt die Klappe. Beim Modell GBK-K 90 EU von geba Bartholomäus hingegen, das mit einem Federrücklaufantrieb von Gruner ausgestattet ist, erfolgt das Schließen der Klappe durch die thermoelektrische Auslöseeinrichtung.
Erreicht die Temperatur in der Luftleitung oder am Antrieb der Klappe den Wert von 72 °C oder fällt die Versorgungsspannung aus, wird die antriebsinterne Feder freigegeben, die dann die Tür im Lüftungskanal zudrückt. Der BLDC-Motor fungiert in dieser Situation als Bremse, um die Klappe und den Stellantrieb vor einem abrupten Zufallen zu schützen. Dennoch werden für das Verschließen der Klappen lediglich 15 s benötigt – die vorgeschriebene Norm liegt bei 2 min.
Dieser Einsatz stellt hohe Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit und Leistung der elektrischen Stellantriebe, die beispielsweise eine manuelle Schaltung ermöglichen müssen, um die Lüftung präventiv zu blockieren, bevor das Feuer sie erreicht. Gruner fertigt daher alle wichtigen Bauteile der Antriebe aus Stahl, damit trotz Hitzeeinwirkung das Drehmoment des Motors erhalten bleibt. Temperaturen von bis zu 100 °C sind so auch über längere Zeit kein Problem.
Die Feder selbst ist ebenfalls hitzebeständig und übersteht mehr als 60 000 Revisionszyklen ohne Spannungsnachlass. Im Rahmen der Brandprüfungen wurde die Klappe über den Gruner-Stellmotor 10 000-mal geöffnet und geschlossen, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Motorleistung kam. Gleichzeitig wurde bei der Entwicklung der jüngsten Stellantrieb-Generation darauf geachtet, den Verschleiß weiter zu verringern und somit Standzeit sowie Zuverlässigkeit des Geräts zu erhöhen. Unter anderem wurde durch die Bremswirkung des Motors die mechanische Bremse eingespart.
Klare Funktionssignale
Gegenüber einfachen Systemen mit Schmelzlot stellt vor allem die Funktionsanzeige der Gruner-Antriebe einen Vorteil dar. Dieser Thermoschalter zeigt mit seiner LED den Zustand der Klappe an, was die Sicherheit erhöht und die Fehlerdiagnose erleichtert. Ist der Antrieb bereit und die Brandschutzklappe geöffnet, leuchtet seine Diode grün. Rote Signale hingegen weisen darauf hin, dass der Verschlusstaster gedrückt wurde und die Klappe geschlossen ist. Ist die LED dunkel, liegt beispielsweise keine Betriebsspannung an. Durch diese sichtbare Unterscheidung lassen sich Störungen schnell und direkt am Antrieb aufdecken. Auch die Inbetriebnahme wird dank der klaren Funktionssignale vereinfacht.
Das System ist zusätzlich mit einem Temperaturmesspunkt ausgestattet, der die Farbe wechselt, sobald er einmal auf über 72 °C erhitzt wird. Ohne eine derartige Anzeige ist von außen nicht ersichtlich, ob die Temperatursicherung möglicherweise unbemerkt durchgeschmolzen ist. Darüber hinaus wurde die Drehmomentdichte der Stellantriebe erhöht: Je nach Klappengröße reichen die möglichen Motordrehmomente von 3 bis 20 Nm bei einem Drehwinkel von 95°. Zudem konnte der Abstand der Klappenachse zur Brandwand verkleinert werden. Dadurch wird das gesamte System kompakter, der Stellantrieb sitzt direkt auf dem Verschlusssystem – ohne aufwendige und fehleranfällige Übertragungsmechaniken.
Vereinfachte Revision und leiser Betrieb
Neben ihrer Funktion im Brandfall erleichtern die kompakten Antriebe auch die regelmäßige Inspektion und Prüfung der Anlagen, bei der die Klappen geschlossen und wieder geöffnet werden – eine Arbeit, die früher an jedem einzelnen Brand-schutzabschnitt von Hand erledigt werden musste. Zudem kann das ganze System über ein intelligentes Bus-System (Modbus) gekoppelt werden.
Bisher wurde über die Steuerung nur die Stromversorgung der Klappe bzw. des Stellmotors sichergestellt und einmal im Monat eine Revision durchgeführt. Über Modbus kann jetzt eine Kommunikation zur Klappe hergestellt werden, und zwar zentral vom Steuerpult oder Schaltschrank aus. So wird beispielsweise die Winkelstellung der Klappe im System angezeigt und der Bediener erhält eine Rückmeldung über Öffnungs- und Schließvorgänge des Klappenblattes. Damit können dann auch Testsequenzen für den Motor erstellt werden, die anschließend eigenständig ablaufen. Eine Revision vor Ort ist nicht mehr notwendig.
Nicht nur der Antrieb, sondern auch die Sonderform der Klappe trägt dazu bei, Wartungsaufwand und Kosten zu vermindern. Brandschutzklappen haben in der Regel eine sogenannte Schmetterlingsklappe, die sich mitten im Luftstrom befindet und damit Widerstände und Geräusche aufbaut. Zum Teil sind deshalb sogar Schalldämpfer nötig, um den Lärmpegel gering zu halten.
Die Brandschutzklappe GBK-K 90 EU wurde dagegen so konstruiert, dass sie ohne diese Klappe auskommt. Der freie Querschnitt bewirkt eine turbulenzarme Luftströmung und damit ein ruhigeres Klima, was beim Einsatz in Hotels vorteilhaft ist. Auch die Druckverluste fallen geringer aus, wodurch Energie eingespart und kleinere Rohrdimensionen verwendet werden können. Darüber hinaus gibt es kaum Staubanhaftungen, was eine hohe Sicherheit und lange Reinigungsintervalle mit sich bringt. Auch der Revisionsaufwand wird vereinfacht.
Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer,
Geschäftsführer im Bereich Stellantriebe und Vorstand der Gruner AG, Wehingen
