Kompakt informieren
- Die Brandschutzklappe GBK-K90 EU mit rundem Anschluss hat im normalen Betrieb einen freien Strömungsquerschnitt und dadurch einen geringen Druckverlust und einen sehr geringen Schallleistungspegel.
- In der Ausführung mit Stellantrieb wird die Absperrvorrichtung nach der thermoelektrischen Auslösung über den direkt gekoppelten Federrücklaufantrieb ohne fehleranfällige Übertragungsmechaniken geschlossen.
- Das System kann via Modbus zentral angesteuert werden. Durch die Rückmeldung der Winkelstellung der Klappe ist dann eine kostenträchtige Revision vor Ort nicht mehr erforderlich.
Damit im Brandfall die Verbreitung von Rauchgasen und Flammen über die Lüftungsleitungen sicher verhindert wird, müssen die in der Lüftungsanlage verbauten Brandschutzklappen (Absperrvorrichtung gegen Brandübertragung) einwandfrei funktionieren. Um dies sicherzustellen, verwendet geba Bartholomäus für die neu entwickelte Brandschutzklappe GBK-K90 EU (sieben Nenngrößen von 100 bis 355 mm) eigens angepasste Stellantriebe von Gruner.
Die Stellantriebe ermöglichen ein motorisiertes Öffnen und Schließen der Klappen sowie eine Ansteuerung über die Gebäudeleittechnik. Die LEDs und Thermofühler sowie die kompakte Konstruktionsweise der stabilen Antriebe und der freie Querschnitt der Brandschutzklappe vereinfachen die regelmäßige Wartung und senken die Installationskosten. Durch die Sonderform ohne mittige Klappe ermöglichen die seit 2013 europaweit zertifizierten GBK-K90-Modelle einen besonders leisen Betrieb und haben einen geringen Druckverlust.
Die klassische Brandschutzklappe schließt federbetrieben über ein Schmelzlot: Steigt die Temperatur im Inneren der Brandschutzklappe durch heiße Brandgase über 72 °C, löst bei diesen Modellen das Schmelzlot unmittelbar aus und schließt die Klappe. Bei der GBK-K90 EU mit Federrücklaufantrieb hingegen erfolgt das Schließen der Klappe nach dem Ansprechen der thermoelektrischen Auslöseeinrichtung (Temperatursicherung): „Erreicht die Temperatur in der Luftleitung oder am Antrieb der Brandschutzklappe den Wert von 72 °C oder fällt die Versorgungsspannung aus, wird die antriebsinterne Feder freigegeben, die dann die Klappe schließt“, erklärt Gert Bartholomäus, Geschäftsführer der geba Bartholomäus GmbH. Der BLDC-Motor1) des Stellantriebs fungiert in dieser Situation als Bremse, um die Klappe und den Antrieb vor einem abrupten Zufallen zu schützen.
Ohne Übertragungsmechaniken
Abb. 2 Brandschutzklappen müssen als sicherheitstechnische Bauteile ihre Aufgabe auch unter extremen Belastungen verlässlich erfüllen. Dies stellt auch 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.
„Wir fertigen alle wichtigen Bauteile aus Stahl, damit trotz Hitzeeinwirkung das Drehmoment des Motors erhalten bleibt“, erklärt Robert Frank, Key Account Manager bei Gruner. „Temperaturen von bis zu 90 °C sind so auch über längere Zeit kein Problem.“ 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 kompakte Bauweise geachtet. Indem weniger mechanische und elektromechanische Komponenten verbaut wurden, ließ sich der Verschleiß verringern und die Standzeit sowie die Zuverlässigkeit erhöhen. Unter anderem wurde durch die Bremswirkung des Motors die mechanische Bremse eingespart.
Die Gruner-Stellantriebe zeichnen sich außerdem durch eine besonders hohe Drehmomentdichte aus. 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. Frank: „Dadurch wird das gesamte System kompakter.“ Der Stellantrieb sitzt direkt auf dem Verschlusssystem – ohne teure und fehleranfällige Übertragungsmechaniken. Bartholomäus: „Bei der Entscheidung für Gruner war für uns sehr wichtig, dass der Motor flexibel so angepasst werden konnte, wie er für unsere Brandschutzklappe ideal war.“ Dabei wurde auch auf kleinste Details Wert gelegt: Die Wellenadaption beispielsweise wurde so abgewandelt, dass der Antrieb spielfrei angebracht werden konnte.
Zustand und Defekte leicht zu erkennen
Gegenüber einfachen Systemen mit Schmelzlot stellt vor allem die Funktionsanzeige der Gruner-Antriebe einen deutlichen Vorteil dar. Der Thermoschalter zeigt mit seinen LEDs deutlich den Zustand der Klappe an, was die Sicherheit und Fehlerdiagnose erheblich erleichtert.
Ist der Antrieb bereit und die Brandschutzklappe geöffnet, leuchtet eine grüne Diode. Rotes Licht weist darauf hin, dass der Verschluss-Taster gedrückt wurde und die Klappe geschlossen ist. Sind beide LEDs dunkel, hat die Temperatursicherung angesprochen oder es liegt aufgrund eines Defekts 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.
„Besonders interessant war für uns auch die Prüfplakette auf der thermischen Auslösung, die sich verfärbt, sobald ein Defekt vorliegt“, so Bartholomäus. Der Temperaturmesspunkt wechselt die Farbe, sobald er auf über 72 °C erhitzt wird. „Ohne eine derartige Anzeige ist von außen nicht ersichtlich, ob die Temperatursicherung möglicherweise defekt ist“, erläutert Frank. „Der Messpunkt dagegen verhindert, dass die Sicherung unbemerkt durchschmelzen kann.“ Zudem lässt sich der Temperaturfühler anschließend separat austauschen. Dadurch muss nicht der ganze Antrieb ausgewechselt werden.
Geringerer Revisionsaufwand
Abb. 3 Auch bei der regelmäßigen Wartung und Prüfung der Anlagen hat der Stellantrieb klare Vorteile gegenüber einem einfachen System mit Schmelzlot. Bei herkömmlichen Modellen kann die Klappe zu diesem Zweck zwar per Knopfdruck geschlossen, aber nur von Hand wieder geöffnet werden – eine zeit- und kostenintensive Arbeit, die an jedem einzelnen Brandschutzabschnitt durchgeführt werden muss.
Frank: „Sind die Klappen mit Stellantrieben versehen, lässt sich auch die Revision per Knopfdruck erledigen, was Zeit spart und die bislang benötigten Revisionsöffnungen überflüssig macht.“ Das System kann außerdem 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.“
So wird beispielsweise die Winkelstellung der Klappe im System angezeigt und der Bediener erhält eine Rückmeldung über Öffnungs- und Schließvorgänge des Klappenblatts. Frank: „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. Bartholomäus: „Brandschutzklappen verfügen in der Regel über eine sogenannte Schmetterlingsklappe, die sich mitten im Luftstrom befindet und damit strömungstechnisch einen Widerstand darstellt, der auch Geräusche erzeugt. Die GBK-K90 wurde jedoch so kons-truiert, dass sie ohne diese Querschnittsverengung auskommt.“
Der freie Querschnitt sorgt für eine turbulenzarme Luftströmung und damit für einen niedrigen Schallleistungspegel. Auch die Druckverluste fallen geringer aus (bei einer Anströmgeschwindigkeit von 4 m/s je nach Nenngröße zwischen 0,8 und 2,8 Pa), wodurch der Energieaufwand für die Luftförderung sinkt und kleinere Rohrdimensionen verwendet werden können. „Darüber hinaus gibt es kaum Staubanhaftungen, was eine hohe Sicherheit und lange Reinigungsintervalle garantiert.“
Fußnoten
1) BDLC: Brushless DC Motor; Bürstenloser Gleichstrommotor
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Gruner
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geba Bartholomäus
89607 Emerkingen
Telefon (0 73 93) 9 51 90
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Abb. 2 Bei Brandschutzklappen mit Stellantrieb lässt sich die Revision per Knopfdruck erledigen, was Zeit spart und Revisionsöffnungen überflüssig macht. Die Konstruktion des Stellantriebs hat Gruner auf eine maximale Lebensdauer und Zuverlässigkeit ausgelegt. Beispielsweise bewahrt die Feder über 60 000 Revisionszyklen ihre Spannkraft.
Abb. 3 Thermoelektrische Auslöseeinrichtung (Temperatursicherung): Zwei LEDs in Rot und Grün zeigen den Zustand von Antrieb und Klappe an. Grün heißt „geöffnet und betriebsbereit“, Rot bedeutet „per Knopfdruck geschlossen“. Leuchtet keine Diode, fehlt die Betriebs-spannung, etwa weil die Temperatursicherung angesprochen hat.
