Erklärung der Regeln für seismische Aussteifung von Brandschutzsystemen

Bei Erdbeben ist die Gebäudesicherheit von größter Bedeutung. Während die strukturelle Integrität oft im Mittelpunkt steht, können weniger offensichtliche Komponenten – wie beispielsweise Brandschutzanlagen und Alarmnetzwerke – ebenfalls erhebliche Gefahren darstellen, wenn sie nicht ordnungsgemäß gesichert sind. Die Standards des International Building Code (IBC) und der American Society of Civil Engineers (ASCE) liefern wichtige Richtlinien für die seismische Verstärkung dieser nicht-strukturellen Elemente.

Der International Building Code (IBC), der in den Vereinigten Staaten weit verbreitet ist, schreibt die seismische Widerstandsfähigkeit sowohl für strukturelle als auch für nicht-strukturelle Gebäudekomponenten vor. Kapitel 16 der Ausgabe von 2021 legt fest, dass dauerhaft angebrachte Systeme – einschließlich Brandschutzanlagen und Alarme – den ASCE 7 ( Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures , typischerweise die Version von 2016) entsprechen müssen. Dies gewährleistet den Schutz vor Sekundärkatastrophen, die durch seismische Aktivitäten ausgelöst werden.

Die seismischen Schutzstufen hängen von der Seismic Design Category (SDC) eines Gebäudes ab, die sich aus seiner Risk Category ergibt:

• Risikokategorie I: Einrichtungen mit geringem Risiko (z. B. Lagerschuppen, temporäre Strukturen).
• Risikokategorie II: Standardgebäude (Büros, Wohnungen, Einzelhandelsflächen).
• Risikokategorie III: Veranstaltungsorte mit hoher Auslastung (Schulen, Krankenhäuser, Stadien).
• Risikokategorie IV: Kritische Infrastruktur (Feuerwachen, Notfallkommunikationszentren).

SDCs (von A bis F) werden über die IBC-Tabellen 1613.2.5(1)-(2) ermittelt, wobei regionale seismische Daten und die Risikokategorie berücksichtigt werden.

ASCE 7 klassifiziert Brandschutzanlagen und Alarme als mechanische/elektrische Systeme mit erhöhten Wichtungsfaktoren aufgrund ihrer lebensrettenden Rolle:

• SDC A/B: Befreit von der seismischen Auslegung gemäß ASCE 7 Abschnitte 11.7 und 13.1.4.
• SDC C/D: Erfordern im Allgemeinen seismische Abstützung, mit Ausnahmen für:
  • Komponenten unter 20 lbs (9 kg) oder verteilte Systeme, die leichter als 5 lbs/ft (7,4 kg/m) sind.
  • Für SDC D erfordern Leitungen mit einem Durchmesser von mehr als 2,5 Zoll (6,35 cm) zusätzlichen Schutz (ASCE 7 Abschnitt 13.6.5).

NFPA 13 (2019) Kapitel 17 bietet seismische Bestimmungen für Sprinkler. Gemäß ASCE 7 Abschnitt 13.6.7.2 erfüllt die Einhaltung von NFPA 13 die Anforderungen von ASCE 7. Während Zweigleitungen unter den Schwellenwert von 5 lbs/ft fallen können, schreibt NFPA 13 Abschnitt 18.6 in der Regel seismische Halterungen vor, um Schäden an der Hauptleitung während Erdbeben zu verhindern.

Im Gegensatz zu NFPA 13 fehlen NFPA 72 (2019) explizite seismische Regeln, so dass die ASCE 7-Standards gelten. Die meisten Alarmkomponenten (z. B. Detektoren, Lautsprecher) qualifizieren sich für gewichtsbasierte Ausnahmen, aber Bedienfelder erfordern oft vom Hersteller gelieferte seismische Kits.

Ein wirksamer seismischer Schutz beinhaltet:

1. Seismische Abstützung: Verhindert die Verschiebung von Rohren und Geräten.
2. Flexible Verbinder: Absorbieren seismische Energie in Rohrleitungssystemen.
3. Verankerung: Sichert schwere Komponenten an strukturellen Elementen.

Neue Technologien könnten die seismische Widerstandsfähigkeit revolutionieren:

• Intelligente Sensoren zur Echtzeit-Überwachung der Struktur.
• Fortschrittliche Materialien mit überlegenen Dämpfungseigenschaften.
• Leistungsbasierte Designmethoden.

Eine proaktive Bewertung durch Bauingenieure während der Projektplanung gewährleistet eine optimale seismische Vorbereitung für alle Gebäudesysteme.