Brandschutzklappen Einbau mit neuen Stellmotoren erhöht Sicherheit
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Brandschutzklappen Einbau mit neuen Stellmotoren erhöht Sicherheit

01.11.2016 | gebhardt-seele.de

Neue Hoteltechnik mit Klappe zu in 15 Sekunden: Neue Stellmotoren verbessern die Zuverlässigkeit von Brandschutzklappen in Münchner Hotel

Der freie Querschnitt der Klappe sorgt unter anderem für geringere Druckverluste, wodurch Energie eingespart und kleinere Rohrdimensionen verwendet werden können. Quelle: geba Bartholomäus GmbH
Der freie Querschnitt der Klappe sorgt unter anderem für geringere Druckverluste, wodurch Energie eingespart und kleinere Rohrdimensionen verwendet werden können. Quelle: geba Bartholomäus GmbH
„Brandschutzklappen verfügen in der Regel über eine sogenannte Schmetterlingsklappe, die sich mitten im Luftstrom befindet und damit Widerstände und Geräusche aufbaut”, erklärt Gert Bartholomäus, Geschäftsführer der geba Bartholomäus GmbH. „Die GBK-K 90 wurde jedoch so konstruiert, dass sie ohne diese Klappe auskommt.” Quelle: geba Bartholomäus GmbH
„Brandschutzklappen verfügen in der Regel über eine sogenannte Schmetterlingsklappe, die sich mitten im Luftstrom befindet und damit Widerstände und Geräusche aufbaut”, erklärt Gert Bartholomäus, Geschäftsführer der geba Bartholomäus GmbH. „Die GBK-K 90 wurde jedoch so konstruiert, dass sie ohne diese Klappe auskommt.” Quelle: geba Bartholomäus GmbH
Das System kann über Modbus gekoppelt werden: „Bisher wurde über die Steuerung nur die Stromversorgung der Klappe beziehungsweise 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”, erläutert Dr. Wolfgang Spreitzer, Produktmanager Stellantriebe bei der Gruner AG. Quelle: Gruner AG
Das System kann über Modbus gekoppelt werden: „Bisher wurde über die Steuerung nur die Stromversorgung der Klappe beziehungsweise 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”, erläutert Dr. Wolfgang Spreitzer, Produktmanager Stellantriebe bei der Gruner AG. Quelle: Gruner AG

Die Brände in den Luxushotels „The Address” in Dubai und „Ritz” in Paris, die Anfang 2016 für Schlagzeilen sorgten, sind leider keine Einzelfälle: Wegen ihrer spezifischen betrieblichen Besonderheiten sind Hotels — auch in Deutschland — regelmäßig einer großen Brandgefahr ausgesetzt. Dabei geht das größte Risiko häufig gar nicht von den Flammen, sondern vom toxischen Brandrauch aus, der den Personen im Gebäude die Orientierung erschwert und so häufig Todesopfer fordert.

Um die Sicherheit der Gäste zu gewährleisten, setzt ein Hotel im Zentrum Münchens daher unter anderem spezielle Brandschutz-Klappen der geba Bartholomäus GmbH ein, die in der Lüftungsanlage verbaut wurden und so die Ausbreitung von giftigen Gasen, Rauch und Flammen über die Lüftungskanäle verhindern sollen. Für ein besonders schnelles und zuverlässiges Verschließen der Klappen in weniger als 20 Sekunden sorgen im Brandfall eigens angepasste Stellantriebe der Gruner AG, die zudem eine Ansteuerung über die Gebäudeleittechnik ermöglichen. Darüber hinaus zeigen die hochstabilen Antriebe anhand von LEDs und Thermofühlern jederzeit den genauen Betriebszustand an, erhöhen somit zusätzlich die Sicherheit und erleichtern die Fehlerdiagnose.

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.

Die meisten Todesopfer fordert dabei häufig der Brandrauch

Dieser ist toxisch ist und erschwert Gästen die Orientierung. Daher hat im Brandfall 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”, erklärt Dr. Wolfgang Spreitzer, Produktmanager Stellantriebe bei der Gruner AG. Ein Hotel nahe des Münchner Hauptbahnhofs ließ daher 400 Brandschutzklappen der geba Bartholomäus GmbH 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”, erklärt Gert Bartholomäus, Geschäftsführer der geba Bartholomäus GmbH. „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.”

Bei der GBK-K 90 EU hingegen, die 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”, so Bartholomäus. 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 Sekunden benötigt — die vorgeschriebene Norm liegt bei 2 Minuten.

Dieser Einsatz stellt besonders hohe Ansprüche 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”, erklärt Spreitzer.

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”, bestätigt Bartholomäus. Gleichzeitig wurde bei der Entwicklung der jüngsten Stellantrieb-Generation auf eine minimalistische Bauweise geachtet, durch die sich der Verschleiß verringern und Standzeit sowie Zuverlässigkeit des Geräts erhöhen ließen. „Unter anderem wurde durch die Bremswirkung des Motors die mechanische Bremse eingespart”, so Spreitzer.

Klare Funktionssignale

Gegenüber einfachen Systemen mit Schmelzlot stellt vor allem die Funktionsanzeige der Gruner-Antriebe einen deutlichen Vorteil dar. Dieser Thermoschalter zeigt mit seiner LED deutlich den Zustand der Klappe an, was die Sicherheit erhöht und die Fehlerdiagnose erheblich erleichtert. „Ist der Antrieb bereit und die Brandschutzklappe geöffnet, leuchtet seine Diode grün”, erklärt Spreitzer. „Rote hingegen weist darauf hin, dass der Verschluss-Taster 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 Gruner-Stellantriebe in der neuesten Serie erhöht: Je nach Klappengröße reichen die verfügbaren 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 teure und fehleranfällige Übertragungsmechaniken”, erläutert Spreitzer.

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 Brandschutzabschnitt 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 beziehungsweise 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”, erläutert Spreitzer. 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 minimieren. „Brandschutzklappen verfügen in der Regel über eine sogenannte Schmetterlingsklappe, die sich mitten im Luftstrom befindet und damit Widerstände und Geräusche aufbaut”, erklärt Bartholomäus. „Zum Teil sind deshalb sogar Schalldämpfer nötig, um den Lärmpegel gering zu halten.” Die GBK-K 90 wurde dagegen so konstruiert, dass sie ohne diese Klappe auskommt.

Der freie Querschnitt sorgt für eine turbulenzarme Luftströmung und damit für ein ruhigeres Klima, was beim Einsatz in Hotels besonders 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 garantiert. Auch der Revisionsaufwand wird vereinfacht”, so Bartholomäus. Seit September 2015 ist die Klappe-Antrieb-Kombination nun erfolgreich in dem Münchner Hotel im Einsatz.


Die GRUNER AG mit Sitz im baden-württembergischen Wehingen wurde 1953 von Wolfgang Gruner gegründet und hat sich inzwischen zum Weltmarktführer bei gepolt bistabilen Schaltrelais von 8 bis 200 Ampere entwickelt. Das Produktprogramm des Unternehmens umfasst daneben kundenspezifische Magnete für die Sektoren Automotive, HLK, Mechatronik, IT sowie Stellantriebe für das Building Management. Die GRUNER AG verfügt über ein hochspezialisiertes Know-how in diesen Bereichen sowie langjährige Erfahrungswerte im Simultaneous Engineering und ist nach ISO/TS 16949 zertifiziert. Forschung und Entwicklung, 3D-Konstruktion, Werkzeugbau, Prüftechnologie und Fertigung liegen inhouse. Das Unternehmen operiert weltweit, der Vertrieb läuft über lokale, qualifizierte Vertretungen. 80 Prozent des Gesamtumsatzes werden durch Exporte generiert.

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