Beflammung einer Kabelanlage auf Kabelrinnen bei einer Brandprüfung (Quelle: OBO BETTERMANN Holding GmbH & Co. KG)
Abb. 1: Brandprüfung an einer Kabelanlage nach DIN 4102-12 (Quelle: OBO BETTERMANN Holding GmbH & Co. KG)

Planung | Ausführung

10. November 2021 | Teilen auf:

Elektrischer Funktionserhalt bei Steigetrassen

Technische Einrichtungen mit elektrischem Funktionserhalt werden z.B. für Krankenhäuser, Beherbergungsstätten, Hochhäuser, Versammlungsstätten und Verkaufsstätten vorgeschrieben. In diesen oft mehrgeschossigen Gebäuden werden die einzelnen Etagen durch Steigeschächte und vertikale Kabelanlagen erschlossen. Die Stromversorgung und somit der elektrische Funktionserhalt für sicherheitsrelevante Anlagen müssen durch spezielle Leitungen und Verlegesysteme auch im Brandfall sichergestellt werden.

Zuerst sollen hier Bauartregelungen für Kabelanlagen mit Funktionserhalt betrachtet werden. Gemäß § 85a MBO „Technische Baubestimmungen“ ist die MLAR als Technische Regel beim Funktionserhalt im Brandfall zu beachten. Sie ist über die Verwaltungsvorschriften Technische Baubestimmungen (VV TB) in den Bundesländern baurechtlich eingeführt.

Nach Abschnitt 5 der MLAR müssen die folgenden sicherheitsrelevanten Anlagen entsprechende Funktionserhaltklassen erreichen:

30 Min.: Funktionserhalt für die Rettung und eine sichere Evakuierung (E30)

  • Sicherheitsbeleuchtungsanlagen
  • Personenaufzüge mit Brandfallsteuerung
  • Brandmeldeanlagen
  • Anlagen zur Alarmierung und Erteilung von Anweisungen
  • Rauchabzugsanlagen

90 Min.: Funktionserhalt zur wirksamen Brandbekämpfung und aufwendigen Evakuierung (E90)

  • Automatische Löschanlagen
  • Wasserdruckerhöhungsanlagen zur Löschwasserversorgung

Bei den Kabelanlagen mit elektrischem Funktionserhalt im Brandfall handelt es sich um eine Bauart entsprechend dem Abschnitt C 4 der MVV TB (lfd. Nr. C 4.9). Das anerkannte Prüfverfahren ist in DIN 4102-12 beschrieben (s. Tabelle). Der Anwendbarkeitsnachweis für Kabelanlagen mit integriertem Funktionserhalt ist ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) einer akkreditierten Prüfstelle.

Lfd. Nr. Bauart Anerkanntes Prüfverfahren nach
C 4.9 Bauarten zur Herstellung von elektrischen Kabelanlagen, an die Anforderungen hinsichtlich des Funktionserhalts unter Brandeinwirkung gestellt werden DIN 4102-12:1998-11

Kabelanlagen mit integriertem Funktionserhalt

Als Kabelanlage mit integriertem Funktionserhalt nach DIN 4102 Teil 12 versteht man die Verlegearten (Kabelleiter, Kabelrinne, Schellen, Steigetrassen, Brandschutzkanal etc.) in Kombination mit Sicherheitskabeln bzw. Leitungen. Der Prüfkörper, d.h. die Kabelanlage, muss mindestens 3.000 mm Prüflänge besitzen und wird in einen speziellen Ofen eingebaut (siehe Abb. 1). Als Ausfallkriterien gelten Kurz- und Erdschlüsse sowie Leiterunterbrechungen. Je nach bestandener Dauer werden die Kabelanlagen in die Klassen E30, E60 und E90 nach DIN 4102-12 eingestuft und mit einem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis (abP) für die Bauart der Kabelanlage dokumentiert.

Dieses Prüfzeugnis enthält die Kombinationen der Verlegearten mit den zugelassenen Funktionserhaltkabeln.

Funktionserhalt nach DIN 4102-12

Für die Verlegung von Kabeln mit integriertem Funktionserhalt existieren diverse Möglichkeiten. Neben Art und Zahl der zu verlegenden Kabel stehen natürlich auch wirtschaftliche Aspekte im Vordergrund.

Die DIN 4102 Teil 12 definiert drei Standard-Verlegesysteme:

  • Verlegung auf Kabelleitern
  • Verlegung auf Kabelrinnen
  • Einzelverlegung der Kabel unter der Decke

Zu der in der Prüfnorm DIN 4102 Teil 12 definierten Einzelverlegung der Kabel unter der Decke gehören Einzelschellen oder Profilschienen und Bügelschellen, mit und ohne Langwannen. Die Parameter der horizontalen Verlegearten wurden auf die vertikale Installation übertragen, was den Einsatz von Steigetrassen ermöglicht.

Wichtig: Für Normtragekonstruktionen und die Verlegung mit Schellen existieren gutachterliche Stellungnahmen. Diese sind baurechtlich keine Verwendbarkeitsnachweise! Sie gelten nur in Verbindung mit gültigen allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen. Zu den Normtragekonstruktionen gehören auch die Steigetrassen für die vertikale Installation.

Abb. 2: Möglichkeiten von wirksamen Unterstützungsmaßnahmen: Schlaufen, Kabelabschottung, nachgewiesene Schellenausbildung (Quelle: OBO Bettermann Holding GmbH & Co. KG)

Besonderheiten senkrechter Verlegung

Sicherheitskabel auf Steigetrassen dürfen im Brandfall nicht aufgrund ihres Eigengewichts reißen und müssen daher wirksam unterstützt werden. Durchgehende Kabelanlagen erhalten die jeweilige Funktionserhaltklassifizierung nur dann, wenn eine wirksame Unterstützung in einem Abstand von maximal 3,50 m erfolgt. Die wirksame Unterstützungsmaßnahme kann in mehreren Varianten ausgeführt werden (siehe Abb. 2).

Zugentlastung durch Schlaufen

Bei dieser Variante nach DIN 4102-12 werden die Kabel in Schlaufen verlegt; der maximale Abstand zwischen den einzelnen Schlaufen beträgt dabei 3,50 m. Die Mindestlänge der waagerecht verlegten Kabel, inklusive der Befestigungen, ist 0,30 m. Darüber hinaus müssen bei der Installation die zulässigen Biegeradien der Kabel berücksichtigt werden. Im Brandfall legen sich die Kabel auf den Seiten der Schellenkörper in ihrer sich bildenden Isolierasche ab.

Zugentlastung durch Kabelabschottungen

Eine weitere Möglichkeit zur Zugentlastung ist der Einbau von zugelassenen Kabelabschottungen in Deckenöffnungen. Die Geschosshöhe darf in diesem Fall 3,50 m nicht überschreiten. Das Kupfergewicht wird im Brandfall von der direkt über dem Boden befindlichen Schellenreihe abgefangen, da diese aufgrund der Schottfunktion kalt bleibt. Die Kabel werden vorschriftsmäßig geklemmt und haben bei einer Geschosshöhe von maximal 3,50 m „nur“ das Gewicht von 3,50 m Kupfer zu halten.

Abb. 3: Wirksame Unterstützungsmaßnahme mit nachgewiesener Schellenausbildung (Quelle: OBO Bettermann Holding GmbH & Co. KG)

Wirksame Unterstützung durch nachgewiesene Schellenausbildung

Als praktische Lösung haben sich Kästen aus nicht brennbarem Material mit einer integrierten Kabelabschottung bewährt, die direkt über eine Schellenreihe montiert werden (siehe Abb. 3). Damit lassen sich die aufwendigen Schlaufen gemäß DIN 4102 Teil 12 vermeiden. Das Wirkprinzip ähnelt der Kabelabschottung in der Geschossdecke: Im Brandfall bleibt die Schellenreihe im Kasten relativ kalt, die Klemmung der Kabel bleibt erhalten und ein Durchreißen wird wirkungsvoll verhindert. Diese universell einsetzbare Lösung ist für alle Steigeleiterarten und auch für Einzelschellen, die senkrecht Kabel führen, zugelassen. Leiterholme können durchgeführt werden, sodass eine Montage auch bei bestehenden, durchgängigen Steigetrassen erfolgen kann. Es besteht keine Abhängigkeit von bestimmten Kabeltypen oder -herstellern. Die Funktionserhaltklassen E30, E60 und E90 werden erreicht.

Montage an vorhandener Installation

Die Kästen können mit Gleitmuttern an Profilschienen, an den Sprossen von Steigeleitern oder neben den installierten Kabeln an der Wand befestigt werden. Stehen die Steigetrassen im Abstand vor einer Wand, wird eine vierseitige Variante montiert.

Sie besteht aus einem U-förmigen Gehäuse, einer passenden Gegenplatte aus dem gleichen nicht brennbaren Material sowie einem Montageset für die Installation an Steigetrassen bestehend aus U-Profilen.

Füllungen der Kästen

Als Kabelabschottung im Gehäuse dient z.B. eine Füllung aus Mineralfaserplatten und Stopfwolle mit einem Schmelzpunkt über 1.000 °C. Bevor das Gehäuse montiert wird, müssen die Kabel mit einer thermisch isolierenden Ablationsbeschichtung mindestens in Kastenhöhe beschichtet werden. Nach dem Aufsetzen des Kastens werden die Mineralfaserplatten an die bestehende Installation angepasst, also ausgeschnitten und in den Kasten geklemmt. Anschließend werden die Restfugen um die Kabel herum verspachtelt und die Oberflächen der Platten oben und unten im Kasten versiegelt. Da man häufig auf Steigetrassen trifft, die mit Leitungen voll belegt sind, ist die Montage der Kästen mit Mineralfaserfüllung nicht immer praktikabel.

Abhilfe schafft ein ebenso nicht brennbarer Kasten, der aber statt mit Mineralfaserfüllung mit Brandschutz-Schaumstoffen gefüllt wird. Die Montage des U-förmigen Gehäuses erfolgt wie oben beschrieben. Schaumstoffblöcke können in Bereichen des Kastens montiert werden, die nicht mit Kabeln belegt sind. Alle anderen Arbeitsräume werden mit Brandschutzschaum gefüllt. Mit der Spitze des Mischrohrs auf der Schaumkartusche erreicht man auch Zwischenräume hinter den Kabeln, die mit Mineralwolle nur sehr schlecht zu schließen wären. Im Brandfall schäumen die Schaumstoffe ohne nennenswerte Druckentwicklung auf und halten damit die Schellenreihe im Kasten relativ kalt. Das Kabelgewicht wird sicher an die Tragkonstruktion abgeleitet, ein Durchreißen der Sicherheitskabel ist nicht zu erwarten.

Mit allen Varianten kann eine DIN-konforme wirksame Unterstützung der senkrecht installierten Funktionserhaltkabel wirtschaftlich und platzsparend hergestellt werden. Somit wird das Schutzziel der sicheren elektrischen Versorgung im Brandfall erreicht. Die verfügbaren Lösungen verfügen über gutachterliche Stellungnahmen zur Bewertung als „Normtragekonstruktionen“ und können in Verbindung mit allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen der installierten Sicherheitskabel in Anlagen mit elektrischem Funktionserhalt nach DIN 4102 Teil 12 errichtet werden.

Der Artikel ist in Ausgabe 5.2021 des FeuerTrutz Magazins (Oktober 2021) erschienen.
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zuletzt editiert am 10.11.2021