Dem anlagentechnischen Brandschutz und insbesondere der Brandmeldeanlage (BMA) werden eine große Bedeutung zugesprochen. So können moderne Gebäude mit aufwendiger Architektur, komplexer Infrastruktur und Nutzung den heutigen Anforderungen des Brandschutzes sowie der Sicherheit einfach gerecht werden. Die Anlagen dienen der Branderkennung, Alarmierung und Evakuierung und damit dem Schutz von Personen und Sachwerten. Eine weitere entscheidende Aufgabe ist es, als führende Größe die zentrale Funktion der Steuerungen anderer sicherheitstechnischer Anlagen und Einrichtungen im Brandfall zu übernehmen. Um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, ist eine detaillierte Abstimmung zwischen allen Beteiligten, die Koordination der Schnittstellen und die entsprechende Dokumentation der Maßnahmen von großer Bedeutung. Das Brandmelde- und Alarmierungskonzept konkretisiert u.a. die Schutzziele des Betreibers sowie mögliche baurechtliche Forderungen, die sich z.B. aus einer Sonderbauverordnung, Baugenehmigung oder einem geforderten Brandschutzkonzept ergeben können. Es beschreibt die notwendigen Anforderungen und bringt diese mit den normativen Vorgaben und den allgemeinen anerkannten Regeln der Technik (aaRdT) in Einklang. Somit trägt es zu einer sicheren Planung, Ausführung und dem anschließenden Betrieb der Anlagen bei. Versicherungsrechtliche Belange, die vertragsrechtlich die Einhaltung der aktuellen VDS-Richtlinien fordern, sollten berücksichtigt werden.

Gefährdung Blitz- und Überspannung

Blitzeinschläge und Überspannungen können ohne ausreichende Schutzvorkehrungen elektrische und elektronische Geräte irreparabel schädigen. Dazu zählen neben elektrischen Verbrauchern und Telekommunikationseinrichtungen auch sicherheitstechnische Systeme wie beispielsweise Brandmelde- und Sprachalarmierungsanlagen. Die Schäden umfassen nicht nur rein materielle Verluste, sondern vor allem auch Folgeschäden wie Produktionsausfall, Datenverlust oder die Bestellung einer Brandwache bei Ausfall der Brandmeldeanlage.
Da Sicherheitstechnik Menschen und Sachwerte schützt, ist diese besonders sorgfältig gegen Ausfälle durch Blitz- und Überspannungen abzusichern. Dies verhindert auch Fehlalarme, die auch in anderer Hinsicht störend sind:

  • Der Betreiber kann sich bei einer Häufung von Fehlalarmen nicht mehr auf die Anlage verlassen und stellt den Sinn einer solchen Anlage und die Investition hierfür in Frage
  • Das Wachpersonal beginnt, Alarmmeldungen nicht mehr zu verfolgen
  • Nachbarn werden durch akustische Alarme gestört
  • Einsatzkräfte (z.B. Feuerwehr) werden unnötig gebunden
  • Das Auslösen von Brandlöschanlagen verursacht Betriebsunterbrechungen

Besonders kritisch ist aber der Ausfall brandschutztechnischer Einrichtungen bei einem direkten Blitzeinschlag, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit für den Ausbruch eines Feuers deutlich erhöht ist.

Doch auch kleine Überspannungen können teils schwer erkennbare Schäden an sicherheitstechnischen Anlagen verursachen. Nach den Statistiken der Schadensversicherer von Elektronikgeräten ist die häufigste Schadensursache das Auftreten von Überspannung. Laut dem Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) lag die Schadenssumme im Jahr 2018 bei über 280 Mio. Euro. Eine wesentliche Ursache ihrer Entstehung sind direkte oder ferne Blitzeinwirkungen. Überspannungen aufgrund von direkten Einschlägen in eine bauliche Anlage erzeugen die härteste Beanspruchung. Bei jährlich über 4 Millionen registrierten Blitzeinschlägen (Stand 2017; BLIDS) ist gerade in großflächigen Netzwerken häufig mit Überspannungsbeeinflussungen zu rechnen.

Normative Aspekte

Um Fehlalarme und gegebenenfalls eine Zerstörung der BMA durch atmosphärische Überspannungen und Auswirkungen von Gewittern zu vermeiden, sollten Vorkehrungen hierzu getroffen werden. Mindestmaßnahmen für Gebäude ohne äußere Blitzschutzsysteme definiert seit Oktober 2016 die DIN VDE 0100-443. Verpflichtend beschrieben sind darin Maßnahmen für die ins Gebäude eingeführten Stromversorgungsleitungen. Für Internet-, Telefon- und Breitbandkabel-Leitungen kann die DIN VDE 0100-443 keine Überspannungs-Schutzmaßnahmen fordern, sondern nur empfehlen. Schirm- und Erdungsmaßnahmen für Gefahrenmeldeanlagen sollten entsprechend VdS 2833 zusätzlich vorgenommen werden (siehe auch DIN VDE 0845-1). Ferner ist zu prüfen, ob aufgrund der in den Richtlinien VdS 2833 aufgeführten Indikatoren Überspannungsableiter erforderlich sind. Ist dies der Fall, so ist der Betreiber der Gefahrenmeldeanlage auf die Notwendigkeit der Realisierung der Schutzmaßnahmen hinzuweisen. Ist aufgrund gesetzlicher oder behördlicher Vorgaben kein Blitzschutz gefordert, kann die Risikoanalyse helfen, die Frage nach der Erfordernis und der Schutzklasse eines Blitzschutzsystems zu beantworten, um potenzielle Gefahren mit möglicherweise verheerenden Wirkungen abzuwenden.
Werden Überspannungsableiter bei Gebäuden mit äußerem Blitzschutzsystem eingesetzt, so sind diese an den entsprechenden Übergängen der jeweiligen Blitzschutzzone zu errichten.

Weiterführende Dokumente:

  • VdS 2010: Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz
  • VdS 2031: Blitz- und Überspannungsschutz in elektrischen Anlagen
  • VdS 2833: Schutzmaßnahmen gegen Überspannung für Gefahrenmeldeanlagen
  • VdS 5054: Hilfestellung zur Vorgehensweise bei Schäden nach Blitzschlag / Überspannung

Bausteine einer Brandmeldeanlage

Brandmeldeanlagen sollen den Schutz vor Feuer und Rauch, von Menschen und Tieren sowie Anlagen und Gebäuden gewährleisten. Dazu gehören auch die schnelle Alarmierung der Feuerwehr, die Lokalisierung der Gefahrenbereiche und nicht zuletzt die schnelle Evakuierung der Gefahrenbereiche. Entsprechend dieser Schutzziele übernimmt eine Brandmeldeanlage sowohl das Empfangen, Verarbeiten und Anzeigen von Brand- und Störungsmeldungen als auch das Steuern von Alarmierungs-, Übertragungs- und Brandschutzeinrichtungen.
Um all diese Bereiche abzudecken, ist eine Anlage funktionell mit folgenden Komponenten ausgestattet:

  • Brandmeldezentrale
  • Automatische / nicht automatische Brandmelder
  • Meldeleitungen und Funkverbindungen
  • Anzeige- und Bedieneinrichtungen
  • Alarmierungseinrichtungen
  • Steuerungseinrichtungen

Brandmeldezentrale

Das Herz der Brandmeldeanlage ist die Brandmeldezentrale. Hier werden alle eingehenden Informationen überwacht, geprüft, bewertet, verarbeitet und automatisch erste erforderliche Maßnahmen eingeleitet.
Je nach Größe der Brandmeldeanlage kommen entweder frei konfigurierbare Geräte oder fertig konfektionierte Kompaktzentralen zum Einsatz.
In Anlehnung an das Blitzschutzzonen-Konzept nach DIN EN 62305-4 wird nach der Richtlinie VdS 2833 das Gebäude in sogenannte Installationsbereiche eingeteilt. An den Bereichsübergängen werden dann mittels entsprechenden SPDs (Surge Protection Devices) die Schutzziele für die Anlage erreicht. Um den Anforderungen der hohen Verfügbarkeit einer Brandmeldezentrale gerecht zu werden, wird diese Zentrale in einen eigenen Bereich (i.d.R. „Bereich 2“) eingeteilt (Bild 9.11.1).

Bild 9.11.1 Installationsbereiche von Blitz- und Überspannungsableitern nach VdS 2833

Alle Leitungen zur und von der Zentrale sind demnach mittels Überspannungsableitern abzusichern.
Ein entsprechendes Schutzkonzept aller Komponenten einer Brandmeldeanlage wird in Tabelle 9.11.1 dargestellt.

  Schutz für…

Schutzgerät

Art.-Nr

Bemerkungen

Feuerwehr-Informations- und 
Bediensystem (inkl. Feuerwehranzeigetableau und
Feuerwehrbedienfeld)

BXT ML4 BD 24
BXT ML4 BD HF 5

Spannungsversorgung
RS-485 Schnittstelle

Feuerwehrschlüsseldepot (FSD) und Feuerwehrschlüsseladapter (FSA)

BXT ML2 BD S 24

Genauere Informationen siehe Tabelle 9.11.2

Freischalt-Einheit (FSE)

BXT ML2 BD S 24

 

Ring- bzw. Loopleitung / Stichleitung

BXT ML2 BD S 48
BXT ML2 BE S 24

Herstellerspezifisch

Meldergruppen / Melderlinien

BXT ML2 BD S 48 BXT ML2 BE S 24

Herstellerspezifisch

Signalgeber

BXT ML2 BD S 48 BXT ML2 BE S 24

Herstellerspezifisch

Teilzentralenvernetzung (RS 485)

BXT ML2 BD HFS 5

 

Übertragungseinrichtung
(Telekommunikationsanschluss
und GPS-Anschluss)

BXT ML2 BD S 24
BXT ML2 B 180
DGA G SMA

Schnittstelle zur BMZ
xDSL-Anschluss
GSM- / GPS-Antenne

230V Netzversorgungsspannung

DR M 2P 255 FM

Feinschutz Typ 3 an den Schnittstellen LPZ 1 und LPZ 2

Tabelle 9.11.1 Blitz- und Überspannungsschutzkonzept einer Brandmeldeanlage entsprechend Installationsbereichen nach VdS 2833

Feuerwehrschlüsseldepot

Die Feuerwehrperipherie soll im Einsatzfall schnell und zuverlässig die Feuerwehr über den Ort des Feuers sowie Zugangs- und Fluchtmöglichkeiten informieren. Zudem wird der gewaltfreie Zugang zum Objekt im Einsatzfall durch Bestandteile der Feuerwehrperipherie ermöglicht. Ein wichtiger Bestandteil ist das Feuerwehr-Schlüsseldepot (FSD), ein Tresorbehältnis, welches am Gebäudezugang positioniert ist und den Objektschlüssel sichert. Im Fall einer Brandmeldung für die Feuerwehr wird der FSD entriegelt, um so der Hilfe leistenden Stelle den gewaltfreien Zugang zur Brandbekämpfung zu gewährleisten.
Feuerwehrschlüsseldepots, Schlüsseldepot-Säulen und Freischaltelemente sind mit dem Potentialausgleich des Gebäudes mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm2 zu verbinden. Befindet sich das FSD / die FSD-Säule im einschlagsgefährdeten Bereich der Zone 0A, so müssen die Geräte direkt mit einem blitzstromtragfähigen Leiter von mind. 16 mm2 Cu an den Potentialausgleich / an die Erdungsanlage angeschlossen werden.
Alle Leitungen müssen, abhängig nach Standort der FSD/ FSD-Säule, mittels Überspannungsschutz-Geräten geschützt werden. Ein Überspannungsschutzkonzept für ein Feuerwehrschlüsseldepot zeigt Tabelle 9.11.2.

 

Schutz für…

Schutzgerät

Art.-Nr

Bemerkungen

Sabotagerelais

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik

Schlüsselüberwachung

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik

Türöffner

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik

Rückmeldekontakt Türöffner

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik

Heizung

BXT ML2 BE S 36
BVT ALD 36

Hutschienentechnik
(bis IN = 1,8 A)
Hutschienentechnik
(bis IN = 7,0 A)

Blitzleuchte

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik

Orientierungsleuchte

BXT ML2 BD S 24
DRL RD 24

Hutschienentechnik
LSA-plus-Technik
Tabelle 9.11.2 Blitz- und Überspannungsschutzkonzept für das Feuerwehrschlüsseldepot (FSD)

Verkabelungshinweise

Ein wichtiger, nicht zu vernachlässigender Punkt ist neben der richtigen Auswahl von Überspannungsschutzgeräten, die sichere und funktionsgerechte Verkabelung und Leitungsverlegung sowie das Auflegen des Schirmes / den Beidrähten.

Direkte / Indirekte Schirmung des Beidrahtes

Meist werden Beidrähte direkt an der BMZ geerdet oder werden über die Baugruppe bereits geerdet. Deshalb muss der Schirm nicht zusätzlich an der BMZ geerdet werden. Im weiteren Verlauf darf er nicht direkt auf Erdpotential gelegt werden, um Störmeldungen oder Probleme auf den Signal- / Ringleitungen zu vermeiden. Für einen Blitzschutzpotentialausgleich ist daher die indirekte Schirmerdung notwendig. Dies kann z.B. über sogenannte Gasentladungsableiter erfolgen.
Ein weiterer Aspekt einer indirekten Schirmerdung ist die Vermeidung von Ausgleichsströmen, hervorgerufen von zwei getrennten Erdungssystemen. Um Ausgleichsströme über den Potentialausgleich zu verhindern, ist nur eine Seite des Schirmes direkt auf das Erdpotential zu legen (Bild 9.11.2: Gebäude A). Die andere Seite wird indirekt über einen Gasentladungsableiter geerdet (Bild 9.11.2: Gebäude B).

Bild 9.11.2 Direkte / indirekte Schirmerdung mit BLITZDUCTOR XT ML2 bei gebäudeübergreifenden Leitungen mit unterschiedlichem Erdpotential

Geschützte / ungeschützte Leitungsverlegung

Trotz eines gut durchgeführten Potentialausgleichs kann eine falsche Leitungsführung zu einer Beeinträchtigung der Schutzwirkung oder sogar zu Schäden am Endgerät führen. Wird eine strikte räumliche Trennung oder Abschirmung einer ungeschützten Leitung vor dem SPD und einer geschützten Leitung nach dem SPD nicht eingehalten, kann durch das elektromagnetische Störfeld eine Einkopplung von Störimpulsen auf die geschützte Leitungsseite erfolgen.
In DIN VDE 0100-444 werden dazu unterschiedliche Installationshinweise zur Leitungsverlegung beschrieben, wie z.B. das Vermeiden von Schleifenbildung, die separate Verlegung von Leitungen der Stromversorgung und Informationstechnik sowie die Trennung von geschützten und ungeschützten Leitungen. Bild 9.11.3 verdeutlicht nochmals diese Installationshinweise.

Bild 9.11.3 Leitungsverlegung von Strom- und Informationstechnischen Kabeln nach DIN VDE 0100-444

Fazit

Brandmeldeanlagen melden das Eintreten gefährlicher Situationen in einem zu überwachenden Bereich. Als sicherheitstechnische Einrichtung sind hohe Anforderungen an die Technik bezüglich des sicheren Betriebes und der Vermeidung von Falschmeldungen gestellt. Diesem Ziel folgen die beschriebenen Schutzmaßnahmen gegen Überspannungen durch Blitzeinschläge und Schalthandlungen. Ein optimaler Schutz gegen schädigende Auswirkungen durch Blitzschlag und Überspannungen wird durch abgestimmte Maßnahmen des äußeren und inneren Blitzschutzes sowie des Überspannungsschutzes erreicht.