Rettungswege: Wie sicher sind Laubengänge bei Bränden?

Offene Gänge bzw. Laubengänge werden oft positiv bewertet. Durch ihre Verbindung mit dem Freien geht man davon aus, dass diese nicht verrauchen und keine hohen Temperaturen auftreten können. Tatsächlich ist die Nutzbarkeit dieser Rettungswege aber stark von deren Ausführung abhängig.

Wie sicher sind Laubengängen bei Bränden?
Abb. 1: Laubengänge sind i.d.R. bauliche Rettungswege. Rauch und Hitze eines Brandes im oder am Gebäude können deren Benutzbarkeit in Abhängigkeit von der Bauweise beeinträchtigen. (Bild: Martina Schwarz)

Juni 2018 / Von Martina Schwarz. Offene Gänge werden mit Brüstung oder Geländern ausgeführt, teilweise durch Wind- und Wetterschutzelemente geschlossen oder erhalten konstruktive Bauteile, z.B. Unterzüge (s. Abbildung 1). Wie sich diese unterschiedlichen Bauteile und Konstruktionen auf die Rauch- und Temperaturausbreitung auswirken, wurde anhand von Brandsimulationen in der Masterarbeit „Benutzbarkeit horizontaler außen liegender Rettungswege bei einer Brandbeaufschlagung“ [1] untersucht. Für die Untersuchung wurde das Simulationsprogramm FDS (Fire Dynamik Simulator) verwendet. Das modellierte Gebäude hat fünf Stockwerke mit einem Laubengang, der nur an einer Längsseite offen ist.

Der Brandraum befindet sich im 1. OG mit einem offenen Fenster zum Laubengang und einer offenen Tür zur Nutzungseinheit als Zuluftöffnung. Für das Brandszenario wurde das einfache chemische Modell verwendet, mit einer typischen Mischbrandlast für Wohn- und Bürogebäude bei einer Energiefreisetzungsrate von 300 kW/m².

Der vollständige Artikel ist in Ausgabe 3.2018 des FeuerTRUTZ Magazins (Mai 2018) erschienen.
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Rauch- und Temperaturausbreitung

Wie sicher sind Laubengängen bei Bränden? Darstellung der Rauchausbreitung nach 130, 150, 190 und 300 Sekunden. Nach 300 Sekunden wird ein steady state erreicht.
Abb. 2: Darstellung der Rauchausbreitung nach 130, 150, 190 und 300 Sekunden. Nach 300 Sekunden wird ein steady state erreicht. (Bild: Martina Schwarz)

Der aus dem Brandraum austretende Rauch verteilt sich zunächst gleichmäßig an der Deckenunterseite des Laubenganges.

Der Hauptstrom steigt dann vorne über die Deckenkante entlang der Brüstung bzw. des Geländers nach oben, während sich der zur Seite austretende Rauch auf der gesamten Länge des Rettungsweges im Deckenbereich (ceiling jet) ausbreitet und sich an den stirnseitig geschlossenen Enden des Laubenganges aufstaut, wo er nach außen strömt (s. Abbildung 2).

Analog zum Rauch ist auch die Temperaturverteilung im Stockwerk des Brandgeschehens nur im Deckenbereich festzustellen. Daher wäre es vorstellbar, dass kriechende Personen direkt unterhalb des Brandraumfensters passieren, sodass eine Selbstrettung über den Laubengang unabhängig von der Fluchtrichtung möglich ist. Die Ausbildung einer höheren Fensterbrüstung wäre hierfür von Vorteil, wirkt sich allerdings nur bei einer Brandbeaufschlagung über ein Fenster und nur im Bereich des Brandfensters aus.

Es kommt zum Rauch- und Temperatureintrag in alle darüberliegenden Geschosse. Hierbei verlaufen die Heißgase an der Brüstung über dem Brandgeschoss nach oben, an der nächsten Deckenunterkannte nach innen und von dort an der Wand wieder nach unten, bis sich diese im gesamten Laubengang ausbreiten (s. Abbildung 3). Dabei hängt die Rauchgasverteilung von der Ausbildung der Brüstung bzw. der Geländer über der Brandraumebene ab.

Wie sicher sind Laubengängen bei Bränden? Rauchausbreitung nach 140, 150, 160, 180 und 200 Sekunden
Abb. 3: Rauchausbreitung nach 140, 150, 160, 180 und 200 Sekunden (Bild: Martina Schwarz)

Brüstung- bzw. Geländerausbildung

Entsprechend den baurechtlichen Anforderungen wurde für den Rettungsweg mit nur einer Fluchtrichtung der Laubengang mit geschlossener Brüstung untersucht.

Für den Rettungsweg mit zwei Fluchtrichtungen wurden zwei Varianten gewählt, das geschlossene Geländer, das im Bodenbereich offen ist (z.B. Glas- oder Stahlplatten) und das offene Geländer mit Gitterstäben. Wie die Simulationsergebnisse zeigen, stellt die geschlossene Brüstung ein Schutzschild für das über dem Brandraum befindlichen Geschoss dar, welches das Eindringen der Heißgase verhindert (s. Abbildung 4). Hohe Temperaturen treten hier nur oberhalb der Brüstung auf, während bei einem offenen Geländer die Temperaturen im Boden- und im Deckenbereich nur um wenige Grad differieren. Ähnlich verhält es sich mit dem geschlossenen Geländer, wo Heißgase im Boden und im Deckenbereich einströmen können.

In den darüberliegenden Stockwerken zeigt sich, dass es sich bei Laubengängen mit geschlossenem Geländer oder einer geschlossenen Brüstung nicht um eine frei stehende Kragplatte handelt.

Vielmehr wird durch die geschlossene Fläche des Laubenganges die Fassade vorgelagert. Denn das Anhaften bzw. Kriechen von Rauch an einer Oberfläche, wie es entlang von Decken als ceiling-Jet bekannt ist, findet auch an der Wand und damit an der Oberfläche der Brüstung bzw. des Geländers statt.

Dementsprechend reduzieren sich die Rauchkonzentration und die Temperaturen nach oben bei einer Brüstung oder einem geschlossenen Geländer nur geringfügig, da sich die Rauchgassäule nicht von der Oberfläche ablöst.

Wie sicher sind Laubengängen bei Bränden? Temperaturausbreitung nach 300 Sekunden bei geschlossener Brüstung, bei geschlossenem und bei offenem Geländer
Abb. 4: Temperaturausbreitung nach 300 Sekunden bei geschlossener Brüstung (links), bei geschlossenem Geländer (mittig) und bei offenem Geländer (Bild: Martina Schwarz)

Lediglich beim offenen Geländer kann der Effekt einer Kragplatte wirken, da sich der Plume von der Fassade bzw. der Geländerebene ablöst. In den höher liegenden Geschossen nehmen die Temperaturen dann entsprechend stark ab. Daher verhält sich das offene Geländer gegenüber der geschlossenen Brüstung, über mehrere Stockwerke betrachtet, viel günstiger. Bei der geschlossenen Brüstung bzw. dem geschlossenen Geländer kommt es zum Rückstau von Heißgasen mit Temperaturen, die je nach Strömungsverhalten in den darüberliegenden Stockwerken sogar ansteigen können. Die Ausbildung eines offenen Geländers für hohe Gebäude wäre hier vorteilhafter.

Besonders ungünstig verhält sich das geschlossene Geländer, bei dem Heißgase im Boden und im Deckenbereich einströmen und sich über viele Stockwerke darüber aufstauen. […]

Weiterlesen? Der vollständige Artikel ist in Ausgabe 3.2018 des FeuerTRUTZ Magazins (Mai 2018) erschienen und behandelt außerdem Wandverschlüsse, Unterzüge sowie Rettungsbalkone.
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Autorin

Martina Schwarz: M.A. (Uni Brighton) M.Eng. (EIPOS); Sachverständige für vorbeugenden Brandschutz; Studium im Fachbereich Innenarchitektur, Interior Design und Brandschutz

Literatur

[1] Martina Schwarz: Masterarbeit zum Thema „Benutzbarkeit horizontaler außenliegender Rettungswege bei einer Brandbeaufschlagung“ EIPOS, Dresden 2014

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Letzte Aktualisierung: 19.06.2018

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