12 November 2012

Der Brandschutz an Flughafen Berlin, Stoff für eine griechische Tragödie? Welche Maßnahmen sind zu ergreifen?

Heute musste ich zum wiederholten mal lesen, das der Termin für die Eröffnung des Flughafens schon wieder wegen des Brandschutzes in Gefahr ist. Immer noch kommen die Signale der Brandschutzanlage nicht in der Zentrale an. Das kann doch einfach nicht Wahr sein. Was macht nur der Untersuchungsausschuss? Ohne weitere Kenntnisse vermute ich einfach mal pauschal ahnungsfreie Aktenschubser ausfragen.

Wenn eine technische Ursache mal feststeht, dann kann wird auch klar, wer die Verantwortung für das Desaster zu tragen hat. Wenn ein Signal ausgehend von der Quelle sein Ziel nicht erreicht, dann gibt es dafür verschiedene Gründe, die man mit einfachen Experimenten eingrenzen kann. Bei meiner weiteren Abhandlung gehen ich wegen der Berichterstattung davon aus, das die Signalisierung Kabel gebunden erfolgt.

Als erstes gilt es abzugrenzen, ob die Brandschutzanlage durch andere Anlagen des Flughafen gestört wird. Ich habe berichte gelesen, das die Kabel der Brandschutzanlage und anderer Niederspannungsanlagen zusammen mit Kraftstromkabeln in den selben Kabelpritschen gelandet sind, was laut VDE nicht gemacht werden soll. Der Grund dafür ist nicht, das die Isolation der Kabel nicht ausreichend Sicher wäre, sondern das die Elektrischen und Magnetischen Kraftfelder um die Leiter der Kraftstromleitungen prinzipiell die Signalübertragung in den Niederspannungskabeln beeinflussen kann.

Wie kann man das in der Praxis durchführen? Eine Brandschutzanlage ist immer mit Notstrombatterien ausgerüstet. Es ist klar, warum das so sein muss. Der Strom kann ausfallen, aber auch dann müssen die Menschen im Flughafen im Bedarfsfall vor gefährlichen Brandgasen geschützt werden. Das tödlichste an Bränden ist nicht die Hitze, sondern der Rauch. Der ist durchaus mit einem Giftgasangriff zu vergleichen. Brände in Gebäuden haben meist zu wenig Sauerstoff, so das das hochgiftige Kohlenmonoxid entsteht. Dazu kommen dann noch weitere Stoffe wie Flusssäure und Salzsäure durch die Verbrennungen von Clor- und Flurhaltige Kunststoffe wie z.B. PVC entstehen.

Diese Notstromfähigkeit kann man sich für einen Schnelltest zu nutze machen. Man schalte einfach am 20000 Volt Mittelspannungsanschluss den Strom im gesamten Flughafen ab. Dann fahre man noch alle Notstromdiesel runter so das nur die Batterie gestützten System wie die Notbeleuchtung und eben der Brandschutz übrig belieben. Wenn in dieser Situation der Brandschutz funktioniert, dann ist der Fehler in einer Störung der Brandschutzanlage von Außen zu suchen.

Wie würde man zur Fehlerbeseitigung vorgehen. Es wäre die Kabelführung zu korrigieren, was aber umfangreiche teure Bauarbeiten erfordern würde. Alternativ wäre zu Prüfen ob nicht durch zusätzliche Endstörmaßnamen das Problem preiswerter in den Griff zu bekommen ist. So kann man spezielle Leitungstreiber wie Stromschleifen einsetzen, deren Signale stabiler gegenüber Störungen sind. In Anbetracht der Größe des Flughafen kann es günstiger sein solche Teile gezielt zu entwickeln als wenn die Verkabelung des gesamten Flughafen auseinandergerissen wird.

Wenn aber im Stromlosen Flughafen die Brandschutzanlage nicht geht, dann liegt ein Internes Problem der Brandschutzanlage vor. Meine technische Erfahrung sagt mir, das dies der wahrscheinlichste Fall ist, und die "falsche verlegten Kabel" nur als Ausrede des Anbieters dient, um zu einer Neuverlegung zu kommen welcher der Steuerzahler bezahlt, um denen zu ermöglichen, irgendeinen Murks nicht auf eigene Kosten bereinigen zu müssen.

Was sind interne Probleme, welche die Signalübertragung Brandschutzanlage außer Gefecht setzen können? Die einfachste aller Optionen ist Schicht und ergreifend das die Kabel falsch verdrahtet sind. Das heißt, es besteht keine Verbindung. Weil jemand zum Beispiel Verteiler falsch verdrahtet hat als Folge einer nur schwer zu verstehenden Dokumentation. Oder es gab einen Planungsfehler, das zu wenig Adern in einem Kabel vorhanden waren, so das sich die im Schaltplan niedergelegte Struktur sich mit den verlegten Kabeln überhaupt nicht herstellen lässt. Wie weist man so etwas nach? Man sucht sich eine Signalisierung heraus die nicht funktioniert, identifiziert Signalquelle und Signalziel, klemmt die Vier Kontakte ab und stellt mittels "durchklingeln" erst mal fest, ob überhaupt eine elektrische Verbindung besteht. Kann keine Gleichstrom fiesen, liegt ein definitiv ein Schaltungsfehler vor, der lokalisiert werden kann. Hat man einige Fehler eingegrenzt, wird auch klar, was deren Ursache war.

Liegt ein elektrischer Stromkreis vor, so kommen weitere Probleme in Betracht. Zum Beispiel eine leitende Verbindung zu einem anderen Schaltkreis oder der Erde. Ein Erdschluss kann durch eine Widerstandsmessung gegen einen Erdkontakt wie einen Blitzableiter erkannt werden. Irgendwelche Verbindungen die nicht direkt zum Ziel führen lassen sich durch einen Hochfrequenzimpuls identifizieren, weil jede Verzweigung bedingt durch eine Fehlanpassung des Wellenwiederstands Hochfrequenzimpulse reflektiert. Man kann also Anzapfungen des Kabel durch eine Art Kabelradar Orten.

Neben Schaltungsfehler kann es aber auch sein, das das Material der Brandschutzanlage für die Lösung des Problem ungeeignet ist. Jeder Leitungstreiber für die Signalisierung über eine Leitung hat physikalische Grenzwerte für den Verlust auf der Leitung, der noch toleriert werden kann. Jedes Kabel hat einen gewissen Widerstand pro Meter, und wenn die Leitung zu lang ist, dann wird der Widerstand zu Groß und damit dann auch der Verlust auf dem Kabel, so das dieses dann nicht mehr Funktioniert.

Beim Kabel gebundenen LAN Normen sind Leitungstreiber und Kabelmaterial so spezifiziert, das wie z.B. bei 802.3i 10 MBit LAN über CAT 3 Kabel, 802.3u 100 MBit LAN und 802.3ab 1000 MBit LAN über Cat 5a Kabel sind auf eine bestimmte Maximalreichweite haben, im konkreten Fall sind das 100 Meter. Jetzt ist es aber so, das viele Verbindungen weniger als 100 Meter Länge haben. Eine Signalerzeugung mit einer Amplitude die so groß ist, das sie 100 Meter weit trägt, verbraucht erheblich mehr elektrische Energie als wenn man das nur für 10 Meter auslegt. Der Grund dafür ist, das elektrische Signale exponentiell abnehmen. Alle x Meter, wobei x von der Frequenzzusammensetzung des Signals und den physikalischen Eingenschaften des Leiters abhängt, halbiert sich das Signals.

Es gibt Initiativen wie Green IT, deren Ziel es ist den Stromverbrauch von IT Komponenten zu minimieren. Das wird unter anderem dadurch erreicht, das nur so wenig elektrische Energie wie möglich in Leitungen zur Signalübertragung eingespeist wird. Ich habe die Erfahrung gemacht, das solche moderne Treiber bei langen Verbindungen mitunter Probleme machen. Grund dafür können Instabilitäten im Regelverhalten für den abgegebenen Signalpegel sein bis hin zu Ersparnisse durch normwidrige Reduktion der Maximalreichweite. Da Ausschreibung einen enormen Kostendruck erzeugen und viele Gebäude auch deutlich kleiner sind als der Flughafen ist die Wahrscheinlichkeit das ein solches Problem den Einrichter kalt erwischt hat, doch recht groß. Es kann aber auch sein, das z.B. die Kabel schlechter sind als Spezifiziert oder sich schlicht niemand um die maximale Reichweite der Kabelverbindungen gekümmert hat. In einem solchen Fall müssen Unterschaltzentralen eingerichtet werden, in denen die Signale der Messwertgeber und Aktoren verstärkt werden.

Neben der nicht ankommenden Signale gibt es noch Bauliche Differenzen in der Ausgestaltung der Gepäckanlage und deren Eigenschaften zum Brandschutz. Hier wird gefordert, das Umfangreiche bauliche Änderungen durchzuführen sind. Alles in allem ein teurer Spass. Eventuell sollte man prüfen, ob man den Brandschutz nicht durch andere kreativere Maßnahmen herstellen kann. Feuer braucht Sauerstoff zum Brennen. Ist der Anteil des Sauerstoffs in der Luft verringert, kann Feuer nur noch schlechter und bei unter 13% O2 gar nicht mehr brennen. Da für die menschliche Atmung ist der sogenannte Partialdruck des O2 relevant, so entspricht diese Atmosphäre einem Aufenthalt in hochgelegenen Städten oder eben auch im Flugzeug. Insoweit ist zu prüfen, ob eine solche Anlage für Schutzgasatmosphäre nicht die Brandgefahren der Gepäckanlage nicht billiger abfangen kann.

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