Brandschutz durch intelligente Anlagenplanung

Werkstoffe 08. 02. 2022
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Von Frank Schüle, Schwäbisch Gmünd

Die Kombination aus Wärmequellen, korrosiver Belastung und der Übertragung von elektrischer Energie stellt in galva­notechnischen Anlagen ein hohes Potenzial zur Entstehung von Bränden dar. Zur Vermeidung dieser unerwünschten und kostspieligen Ereignisse empfehlen sich besondere Überwachungseinrichtungen oder die Installation von Einrichtungen zur Brandmeldung und Brandlöschung, die sinnvollerweise sowohl bei Neuanlagen als auch bei Bestandsanlagen einer sorgfältiger Planung bedürfen.

Das Thema Brandschutz in galvanotechnischen Anlagen lässt uns wohl auch in ­Zukunft nicht so schnell los. Leider mehren sich in letzter Zeit wieder die Ereignisse, die zu kleineren bis größeren Bränden geführt haben; teilweise lokal begrenzt, oftmals aber auch mit Totalverlust der Anlagen verbunden. Auch der Fortbestand der Unternehmen ist dabei häufig gefährdet: Schätzungsweise nur ein Drittel der Unternehmen überleben ein Brand­ereignis auf längere Zeit.

Daher kommt dem vorbeugenden Brandschutz zur Verhinderung und Frühsterkennung von Bränden eine besondere Bedeutung zu. Investitionen in diesen Bereich bewahren oft vor großen Schäden und langen Betriebsausfällen. Zudem werden die Anforderungen der Sachversicherer immer höher, die einen möglichen Vertrag an Bedingungen knüpfen oder natürlich das Risiko nur durch entsprechend hohe Prämien absichern wollen.

Die Erfahrung des Autors bei der Planung von Anlagen, Umbauten und Modernisierungen zeigt verschiedene Ansatzpunkte, die abhängig von der örtlichen Begebenheit, den eingesetzten Prozessen und der Infrastruktur umgesetzt werden können.

Es lassen sich fünf wesentliche Ansatzpunkte definieren, um den Brandschutz bei Neu- und Bestandsanlagen zu optimieren:

  • Vermeidung von Zünd- und Überhitzungsquellen
  • Verbesserung der Detektion/Früherkennung
  • Nachrüstung von Löscheinrichtungen
  • Vermeidung von Brandlasten beziehungsweise entzündbaren Stoffen
  • Bildung von Brandabschnitten, Verhindern von Brandüberschlägen

    1 Vermeidung von Zünd- und Überhitzungsquellen

Brände in oberflächentechnischen ­Anlagen haben ihre mutmaßliche Ursache häufig in elektrischen Defekten und in ­Überhitzungen von elektrischen Komponenten. An Bestandsanlagen sollten daher elektrische Komponenten regelmäßig überprüft und gegebenenfalls ausgetauscht werden. Hier sind auf jeden Fall thermographische Untersuchungen vor allem von Schaltschränken, Gleichrichtern, Zuleitungen oder beispielsweise Kontaktböcken sehr hilfreich. Ein konsequentes Instandhaltungsmanagement führt dazu, dass anfällige Komponenten rechtzeitig getauscht werden.

Bedingt durch die korrosive Atmosphäre in vielen Bereichen der Galvanikanlagen altern viele Bauteile weitaus schneller als vorgesehen. Oxidierte Kontaktflächen führen zu erhöhten Übergangswiderständen und Hitze­entwicklung. Sind dann noch brennbare Stoffe in der Nähe, ist ein Entzünden möglich und die Kettenreaktion beginnt.

2 Früherkennung und ­Warnsysteme fokussieren

Zur frühzeitigen Erkennung von gefährlichen Überhitzungen beziehungsweise Entstehungsbränden eignen sich in oberflächen­technischen Anlagen neben den klassischen Rauchmeldern auf Wärme oder Rauch-/Gasdetektionsbasis insbesondere Rauchansaug­systeme (RAS), die gezielt eingebaut, aber auch in Bestandsanlagen nachgerüstet werden können. Bei RAS-Systemen oder auch Linienmeldern (z. B. Laserstrecken) ist keine direkte Montage über den Behältern mit den Arbeitsmedien (Elektrolyte, Vor- und Nachbehandlungslösungen) erforderlich, was dann auch zu einer vereinfachten Wartung führt.

Zusätzlich können zur Erkennung kritischer Überhitzungen Thermoelemente (PT100) an kritischen Aggregaten wie Pumpen, Kontakt­böcken oder Schaltschränken installiert werden. Durch geschickt platzierte ­stationäre Thermographiekameras können kritische Bereiche (Stromschienen, Motoren, ­Pumpen) kontinuierlich überwacht werden; dies ist gerade für Bereiche sinnvoll, die nicht kontinuierlich mit Mitarbeitern besetzt sind (z. B. Technikbereiche oder Abwasseranlagen). Eine intelligente KI-unterstützte Auswertung erkennt Anomalien, bewertet diese und kann direkt kritische Bereiche abschalten, Alarme oder Warninformationen auf Smartphones versenden.

3 Löscheinrichtungen

Ist ein Brand schon entstanden, kann die massive Ausbreitung des Brandes durch eine sofortige Abschaltung der Zu- und Abluft­anlagen vermieden werden. Die Verarbeitung von Alarmen erfolgt in festgelegten Abhängigkeiten gemäß der sogenannten Brandfallmatrix. Schaltschränke und Gleichrichter können mit autarken lokalen Löscheinrichtungen auf Löschgasbasis, zum Beispiel Kohlenstoffdioxid (CO2), oder auf Aerosolbasis aus- und nachgerüstet werden.

Die effizienteste Brandlöschung wird immer noch durch eine vollflächige Besprinklerung der oberflächentechnischen Anlagen erzielt. Solche Systeme sind jedoch an Bestands­anlagen nur schwer nachzurüsten, da diese leider mit erheblichen Investitionen und Betriebsstörungen während der ­Installation der Sprinklerleitungen verbunden sind. Dazu sind zur Bevorratung der Löschwasservorräte ­Zisternen und entsprechende Pumpen/Sprinklerzentralen erforderlich. Sprinkler löschen nicht nur, sondern kühlen auch die baulichen Strukturen und binden Brandgase. Dies führt wiederum zu geringeren Beschädigungen der Substanz.

Die Auslösung erfolgt über temperaturabhängige Sprinklerköpfe, die bei kleinräumigen Brand­ereignissen auch nur in diesem Bereich auslösen. Die vielbesagten erheblichen Wasserschäden durch Fehlauslösungen sind daher eher selten. Trotzdem muss natürlich auch über die Rückhaltung des anfallenden Löschwassers nachgedacht werden. Entsprechende Anforderungen ergeben sich hier aus umweltschutzrechtlichen Vorschriften wie der Anlagenverordnung (AwSV, § 20).

4 Brandlasten und ­entzündbare Stoffe

Neben Sauerstoff und einer Zündquelle benötigt ein Brand immer auch einen Brennstoff. Durch das Begrenzen der Menge oder der Brennstoffarten wird damit auch die Brandgefahr reduziert. Natürlich können chemikalienbedingt viele Leitungen und Behälter nur aus beständigen Kunststoffen wie PP und PVC hergestellt werden, aber auch hier gibt es mittlerweile schwer entflammbare Varianten, die allerdings teurer sind. Weitere Brandlasten sind oft auch Verpackungsmaterialien wie Papiere und Kartonagen, Folienverpackungen, KTL-Behälter und klassische Holzpaletten. Hier helfen wiederkehrende Begehungen, um die gefährlichen Anhäufungen von Material zu vermeiden und Mindestabstände zu potentiellen Wärmequellen einzuhalten. Die Reduzierung oder besser Substitution von entzündbaren Stoffen wie Lösungsmittel und Ölen (z. B. Dewatering) mindert weiter das Risiko.

5 Bildung von ­Brandabschnitten, Verhinderung von Brand­überschlägen

Die Möglichkeit, Brände lokal zu begrenzen, kann Schadensereignisse auf einzelne Hallenbereiche beschränken und so selbst bei dem Verlust einer Betriebseinrichtung die restlichen Bereiche sichern. Funktionierende Brandabschnitte mit stabilen und dichten Brandwänden, gewarteten Feuerschutzabschlüssen (Tore, Brandschutzklappen, Rohrschotts) begrenzen den Schaden.

Allerdings ist die nachträgliche Ertüchtigung in Bestandsanlagen schwierig und teuer. Bei Neubauten diese Regeln zu beachten, erscheint aber oft sinnvoll. Brandüberschläge in andere Bereiche können mit entsprechenden Schotts und Abständen von Öffnungen sowie das Vermeidung von Einrichtungen, die über mehrere Bereiche laufen, reduziert werden.

6 Zusammenfassung

Brandschutzmaßnahmen spielen inzwischen bei der Neuplanung von oberflächentechnischen Anlagen eine wichtige Rolle, aber auch in Bestandsanlagen können nach spezifischer Analyse oft sinnvolle Brandschutzmaßnahmen umgesetzt werden. Es lohnt sich, bei den Optimierungspunkten am Ball zu bleiben und alle Brandschutzmaßnahmen zu nutzen, um bestehende Anlagen so weit wie möglich vor gravierenden Schäden zu schützen.

Zur brandschutztechnischen Beratung ist es sinnvoll, rechtzeitig branchenspezifische ­Experten hinzuzuziehen. Investitionen in den Brandschutz kosten Geld, helfen aber, einen sicheren Betrieb aufrechtzuerhalten.

Kompetenz des Autors

Brandschutzfachplaner, Experte für Genehmigungsver­fahren (BImSchG, WHG), Störfallrecht/Seveso-RL, Arbeitssicherheit (Sifa), CE-Maschinensicherheit, Gefahrgut (EG-Gefahrgutbeauftragter), Wasserrecht (WHG, AwSV), Entsorgung (Abfallbeauftragter), besonders befähigte Person für Explosionsschutz, etc., ZVO-Vertreter in verschiedenen Arbeitskreisen der Berufsgenossenschaften

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