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Brände sind ein weltweites Problem

Funktionserhalt im Brandfall

Auf einen Blick Brände in Gebäuden Die zunehmende Versorgung mit Kommu­nikationsinfrastrukturen (Stromkabel und Datenkabel) stellt neue ­Anforderungen an den Brandschutz

Brandverhalten und Funktionserhalt Wie ist die Feuer­beständigkeit bzw. der Funktionserhalt von Datenkabeln definiert? Das beschreiben einschlägige Normen

Prüfverfahren im Brandverhalten Für die Beständigkeit der Datenkabel gibt es genormte Prüfverfahren, die den Funktionserhalt der Kabel nachweisen
So verwundert es nicht, dass Gas- und Rauchvergiftungen die häufigste Todesursache darstellen. Zudem verursacht Feuer in Gebäuden erhebliche Brandschäden. Diese bestehen primär aus den vernichteten Sachwerten und sekundär aus den Folgeschäden wie Ausfall- und Umweltschäden.

Leben retten, Brand hemmen und Sach- bzw. Folgeschäden minimieren, das sind die Prioritäten wenn ein Feuer in einem Gebäude ausgebrochen ist. Auch die elektrischen und optischen Kabel müssen und können einen Beitrag zum Brandschutz leisten, zumal die Kabeldichte in Gebäuden in den letzten Jahren ständig gestiegen ist. Beim Brandschutz durch Kabel lassen sich prinzipiell zwei Schutzziele aufzeigen. Einerseits geht es darum die Brandentstehung und die Brandfortleitung zu verhindern bzw. zu minimieren und die Entwicklung von Rauch und Entstehung von giftigen Gasen zu vermeiden bzw. zu unterdrücken.

Hier spricht man allgemein vom Brandverhalten (englisch: reaction to fire). Andererseits müssen während eines Brandes kritische Energie- und Nachrichtenverbindungen aufrechterhalten bleiben, also ihre Funktion innerhalb eines bestimmten Zeitraumes erhalten bleiben. Hier spricht man von Feuerbeständigkeit (englisch: resistance to fire).
Bild 1: Prüfeinrichtung nach EN 50200
Bild 1: Prüfeinrichtung nach EN 50200

Anforderungen an den Brandschutz in Gebäuden

Gemäß der Bauproduktenverordnung EU 305/2011 müssen Bauwerke derart entworfen werden, dass bei einem Brand
  1. die Tragfähigkeit des Bauwerkes während eines bestimmten Zeitraums erhalten bleibt
  2. die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des Bauwerks begrenzt wird
  3. die Ausbreitung von Feuer auf benachbarte Bauwerke begrenzt wird
  4. die Bewohner das Bauwerk unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können sowie
  5. die Sicherheit der Rettungsmannschaften berücksichtigt ist.
Sicherheitstechnische Anlagen müssen im Brandfall ausreichend lang funktionsfähig bleiben. Dies betrifft beispielsweise:
  • Feuerlöschanlagen und Wasserdruckerhöhungsanlagen zur Löschwasserversorgung
  • Rauchabzugs- und Wärmeabzugsanlagen,
  • Not- und Sicherheitsbeleuchtungsanlagen,
  • Personen- bzw. Rettungsaufzuge mit Brandfallsteuerung
  • Bettenaufzuge in Krankenhäuser
  • Ansteuerung und Versorgung von Notsys­temen sowie
  • Brandmelde-, Alarmierungs- und Informationssysteme zur Evakuierung.
Bild 2: Brandtest MegaLine nach EN 50399, Klasse B2ca mit einer max.Abbrennstrecke von 1,5 m
Bild 2: Brandtest MegaLine nach EN 50399, Klasse B2ca mit einer max.Abbrennstrecke von 1,5 m

Wie ist das Brandverhalten von Kabeln definiert?

In den europäischen Normwerken EN 50575, EN 50399 und EN 13501-6 sind die Anforderungen an das Brandverhalten, die Prüfverfahren für das Verhalten im Brandfall und die Klassifizierung der Prüfergebnisse spezifiziert (Tabelle 1).
Tabelle 1: Anforderungen an das Brandverhalten, Euroklassen, Quelle: Leoni
Tabelle 1: Anforderungen an das Brandverhalten, Euroklassen, Quelle: Leoni
Dabei werden die Schutzziele durch die Prüfung und Erfüllung folgender Kriterien umgesetzt:
  • Flammenausbreitung (H/FS),
  • Klassen Aca (nicht brennbar) bis Fca (leicht entflammbar),
  • Gesamte Wärmefreisetzung (THR),
  • Wärmefreisetzungsrate (HRR),
  • Brandentwicklungsrate (FIGRA),
  • Rauchentwicklung: s1 bis s3,
  • Säureentwicklung: a1 bis a3 sowie
  • Auftreten von brennenden Tropfen: d0 bis d2.
Aus dem Brandrisiko bzw. dem Sicherheitsbedarf in Gebäuden lassen sich die zu verwendenden Euroklassen für das Brandverhalten ableiten. So wird in Gebäuden mit sehr hohem Brandrisiko bzw. sehr hohem Sicherheitsbedarf (wie beispielsweise in Krankenhäuser, Kindertagesstätten und in allen Fluchtwegen) der Einsatz von Kabeln der Klasse B2ca empfohlen. In Gebäuden mit hohem Brandrisiko bzw. hohem Sicherheitsbedarf (z. B. in Hotels, Schulen, Versammlungsstätten) würden dagegen Kabel der Klasse Cca ausreichenden Schutz bieten (siehe Tabelle 2).
Tabelle 2: ZVEI-Empfehlung der zu verwendenden Euroklassen für Brandschutzkabel in Abhängigkeit des Sicherheitsbedarfs in Gebäuden
Tabelle 2: ZVEI-Empfehlung der zu verwendenden Euroklassen für Brandschutzkabel in Abhängigkeit des Sicherheitsbedarfs in Gebäuden

Definition der Feuerbeständigkeit bzw. des Funktionserhalts

Feuerbeständigkeit bzw. Funktionserhalt definiert sich bei Energiekabeln über den Erhalt der Isolation während eines definierten Zeitfensters. Der Isolationserhalt sorgt dafür, dass das Energiekabel die Spannungs- und Stromversorgung auch während des Brandes aufrechterhalten. Bei Datenkabel gilt es neben dem Isolationserhalt (Durchschlagsfestigkeit) definierte Übertragungseigenschaften gemäß EN 50289-4-16 sicherzustellen. Der Funktionserhalt von Datenkabel gemäß EN 50289-4-16 (siehe Tabelle 3) wird auf Basis der erlaubten Änderungen für die Dämpfung, die Rückflussdämpfung und NEXT bei der angegebenen maximalen Frequenz spezifiziert bzw. klassifiziert.
Tabelle 3: Anforderungen für den Isolations- und Funktionserhalt von Datenkabel 
(Auszug aus EN 50289-4-16)
Tabelle 3: Anforderungen für den Isolations- und Funktionserhalt von Datenkabel (Auszug aus EN 50289-4-16)
Die Normautoren legen allerdings Wert auf die Feststellung, dass hiermit nicht alle Brand-szenarien abgedeckt sein können und zusätzliche Vereinbarungen zwischen Abnehmer und Hersteller erforderlich sind falls Systemanforderungen andere Grenzwerte der Eigenschaften verlangen. Für die Bewertung bzw. Klassifizierung des Funktionserhalts sieht EN 50289-4-16 zwei verschiedene Brandeinrichtungen vor:
  1. nach EN 50200: PH-Klassifizierung Kabel oder
  2. nach EN 50577: P-Klassifizierung Kabel in Referenz-Kabelführungssystem. Diese Norm ist erst kürzlich erschienen. Es liegen noch keine plausiblen und abgesicherten Prüfergebnisse vor.
Während des Einwirkens von Feuer müssen die in Tabelle 3 aufgeführten Parameter in regelmäßigen Abständen überwacht und festgehalten werden. Der Funktionserhalt bei Hochfrequenz wird eingehalten, wenn die Übertragungseigenschaften bei der maximalen Frequenz in Tabelle 3 innerhalb der angegebenen Grenzwerte bleiben. Demnach ist ein Datenkabel mit PH-120- Klassifizierung ein Datenkabel, welches bei der Brandprüfung nach EN 50200 während mind. 120 Minuten die Anforderungen erfüllt hat (Tabelle 4).
Tabelle 4: Klassen für den Funktionserhalt unter Verwendung von EN 50200 und EN 50277
Tabelle 4: Klassen für den Funktionserhalt unter Verwendung von EN 50200 und EN 50277

Funktionserhalt im Brandfall

Bild 3: MegaLine F6-90 S/F CI mit Funktionserhalt von Kategorie 7 nach EN 50289-4-16 über 120 Minuten (PH120 Klassifizierung). Alternative Mantelfarbe z. B. orange auf Anfrage
Bild 3: MegaLine F6-90 S/F CI mit Funktionserhalt von Kategorie 7 nach EN 50289-4-16 über 120 Minuten (PH120 Klassifizierung). Alternative Mantelfarbe z. B. orange auf Anfrage
Standardmäßig sind die Datenkabel Mega-LineR des Herstellers, welche unter die Bauproduktenverordnung EU 305/2011 fallen, gemäß Klasse Dca s2, d2, a1 geprüft und deklariert. Darüber hinaus liegen für Gebäude mit hohem und sehr hohem Brandrisiko bzw. hohem und sehr hohem Sicherheitsbedarf verbesserte Brandschutzkabel vor:
  • Leoni MegaLineR gemäß Cca s1, d1, a1
  • Leoni MegaLineR gemäß B2ca s1a, d1, a1
Weiterführende Informationen: siehe Folder »Brandschutzkabel gemäß EU Bauproduktenverordnung«

Datenkabel mit Funktionserhalt

Leistungsfähige Informationstechnische Infrastrukturen bilden das Rückgrat moderner ­Industrie- und Dienstleistungsgesellschaften. An Kommunikationsanlagen werden hohe Anforderungen an die Funktionssicherheit gestellt. Ausfälle können zu großen wirtschaftlichen Schäden führen und im Brandfall sogar Menschenleben gefährden. Der Einsatz von neuen flammwidrigen und rauchgasarmen Datenkabeln mit Funktionserhalt im Brandfall kann das Gefährdungspotential in kritischen IT-Einrichtungen von Gebäuden minieren oder gar verhindern. Das ursprünglich für Schiffe und Offshore entwickelte und von DNVGL zertifizierte Datenkabelprogramm mit Funktionserhalt wurde nunmehr für den Einsatz in Gebäuden und Bauwerken erweitert.
Bild 4: Brandprüfung des Kabels MegaLine F6-90 S/F CI mit Funktionserhalt gemäß
EN 50289-4-16
Bild 4: Brandprüfung des Kabels MegaLine F6-90 S/F CI mit Funktionserhalt gemäß EN 50289-4-16
Mit MegaLineR Circuit Integrity verfugt der Hersteller über hochwertige, feuerbeständige Sicherheitskabel, welche im Brandfall die gemäß EN 50289-4-16 erlaubten Abweichungen zum Regelbetrieb über bis zu 120 min erfüllen bzw. bis zu 180 min sogar überfüllen. So liegt mit beispielsweise MegaLineR F6-90 S/F CI ein vierpaariges feuerbeständiges Datenkabel vor, welches im Regelfall (vor Brandeinwirkung) Kategorie 7 (600 MHz) gemäß IEC 61156-5 und EN 50288-4-1 entspricht.

Nach Brandeinwirkung (gemäß EN 50200) von 120 min sind Dämpfung, Rückflussdämpfung und Next innerhalb der nach EN 50289-4-16 erlaubten Grenzwerte. Daraus ergibt sich ­eine PH120 Klassifizierung, welche es ermöglicht während 120 min einen datentechnischen Notbetrieb Prüfrecht zu erhalten.
Bild 5: Auszug aus Prüfbericht Nr. 20150889 von MPA Dresden; Quelle: Fluke
Bild 5: Auszug aus Prüfbericht Nr. 20150889 von MPA Dresden; Quelle: Fluke
Bild 6: Der Kabelmantel kann je nach Kundenwunsch oder nationalen Anforderungen in schwarz oder orange angeboten werden. Für alle Kabelaufbauen kann je nach nationaler Normenvorgabe ein schwarzer oder orangener Kantel geliefert werden
Bild 6: Der Kabelmantel kann je nach Kundenwunsch oder nationalen Anforderungen in schwarz oder orange angeboten werden. Für alle Kabelaufbauen kann je nach nationaler Normenvorgabe ein schwarzer oder orangener Kantel geliefert werden
Darüber hinaus besteht das Datenkabel die Anforderungen an die Übertragungsstrecke nach Klasse EA (ISO/IEC 11801 und EN 50173). Nach Brandeinwirkung von 120 min weisen die geforderten Übertragungseigenschaften bis 500 MHz ein »PASS« auf. Zudem existiert während 120 min kein Durchschlag. Datenkabel mit Funktionserhalt dürfen aufgrund noch fehlender harmonisierter europäischer Normen nicht CE gekennzeichnet werden. Dennoch sei an dieser Stelle erwähnt, dass Leoni-Datenkabel mit Funktionserhalt grundsätzlich über ein Brandverhalten gemäß Klasse B2ca s1a, d0, a1 verfügen.

Für alle genannten Kabellösungen können ab Ende 2017 auch passende Stecker angeboten werden

Fazit

Die Datenkabel »MegaLine« weisen einen Funktionserhalt von mindestens 120 min (PH120) sowie ein sehr gutes Brandverhalten (Klasse B2ca s1a d1 a1) auf. Damit leistet der Hersteller einen wichtigen Beitrag zur Brandprophylaxe in Kombination mit dem Erhalt eines Notbetriebs im Falle eines ­Feuers.
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Über den Autor
Autorenbild
Yvan Engels und Uwe Rudorf

Leoni

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