Schaudepot auf dem UNESCO-Weltkulturerbe Zollverein

Die ehemalige Salzfabrik ergänzt als denkmalgerechter Ausbau zum Zentral- und Schaudepot das Ruhr Museum auf der ehemaligen Kokerei in Essen. Objekte aus den umfangreichen Sammlungen zur Archäologie, Geologie, Fotografie und Geschichte, die bislang in verschiedenen Archiven und Lagerflächen im Essener Stadtgebiet untergebracht waren, sind hier für die Öffentlichkeit zugänglich. Der Beitrag beschreibt das Brandschutzkonzept zu diesem Projekt auf dem Welterbe Zollverein.

Wo einst Nebenprodukte wie Ammoniak und Schwefelsäure der Industrie auf der „weißen Seite“ der Kokerei Zollverein weiterverarbeitet wurden, finden heute zahlreiche Exponate und wertvolle Ausstellungsstücke ein neues Zuhause. 1959 wurde die Salzfabrik errichtet. Zwei Jahre später (1961) ging die Fabrik in Betrieb und wurde bis 1993 genutzt.

Seit 1993 stand sie leer und wurde erst ab 2016 zum Projekt – Umbau als Schaudepot des Ruhr Museums Zollverein –, das durch das Büro planinghaus architekten BDA geplant und realisiert wurde. Anders als in „herkömmlichen“ Museen sind die Exponate nicht auf großen, weiten Podesten mit zahlreichen Erklärungen ausgestellt, sondern befinden sich in fahrbaren Regalen, die entsprechend verschoben werden können und so neue Durchgänge eröffnen. Unter anderem sorgten die fahrbaren Schränke, aber auch die Bausubstanz und die Durchlässigkeit der Halle aufgrund der großzügigen Lufträume über vier Ebenen für eine brandschutztechnische Herausforderung.

Planungsaufgabe

Die Planungsaufgabe bestand darin, die bestehende und gut erhaltene Grundstruktur zu bewahren. Sowohl die Geschosse als auch die beiden Lufträume dienen den Aspekten „Depot“ und „Schauen“ besonders gut. Daher sollte der bauliche Eingriff wunschgemäß geringgehalten werden. Im Wesentlichen sollten die Oberflächen erneuert bzw. optimiert werden, da diese für die gewünschte Nutzung als Depot im Bestand nicht ausreichend waren.

Da das ehemalige Zechengebäude für eine Erschließung für Besucher und als öffentliches Gebäude freigegeben sein sollte, musste ein Aufzug eingebracht werden. Zudem müssen im neuen Depotbetrieb zahlreiche Exponate in die vier Ebenen transportiert werden, wozu ebenfalls der Aufzug dient. Eine weitere Anforderung bestand darin, aufgrund der sensiblen Ausstellungsstücke ein konstant gutes Klima sowohl im Winter als auch im Sommer sicherzustellen.

Brandschutztechnisch sorgten vor allem die mehrgeschossigen Lufträume für Abweichungen von den bauordnungsrechtlichen Anforderungen. Weiterhin musste der massive Stahlbetonbau auch bei bzw. nach einem Brand entraucht werden können. Zwar sollte das Schaudepot keinen täglichen und umfangreichen Besucherverkehr erfahren, doch sollte es für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, weshalb entsprechende Rettungswege sicherzustellen waren.

Die Salzfabrik auf dem Standort der Kokerei Zollverein befindet sich am Ende einer Folge von insgesamt vier aneinandergereihten Bauten und weist somit zu drei Seiten Außenwände auf (Abb. 2).

Gebäudeklasse

Das heutige Schaudepot hat neben dem Erdgeschoss, in dem Aufenthaltsräume in Form von Büros angeordnet wurden, insgesamt drei Obergeschosse. Die oberste Ebene hat eine Oberkante des Fertigfußbodens in Ebene 3 in einer Höhe von +14,92 m (Abb. 3).

Gemäß den Anforderungen des § 2 Abs. 7 der BauO NRW sind Aufenthaltsräume „ Räume, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt oder geeignet sind .“ Obwohl die Nutzungsbeschreibung des Objekts formal nur Aufenthaltsräume im Erdgeschoss ausweist, sieht das Nutzungskonzept vor, dass Kleingruppen durch das Schaudepot geführt werden können. Aus diesen Gründen und um die Ebene 3 für Besucher zu erschließen mussten die Rettungswege allesamt über die Ebenen hinweg beurteilt werden, sodass das Schutzniveau mit dem von Gebäuden der Gebäudeklasse 5 zu vergleichen ist. Daher erfolgte die Beurteilung des Objekts im Rahmen eines Brandschutzkonzepts entsprechend dieser Gebäudeklasse.

Brandabschnitte

Die gesamte Halle mit einer Grundfläche von rund 750 m² und einer maximalen Ausdehnung 31 m in der Breite wurde als ein zusammenhängender Brandabschnitt beurteilt. Angrenzend an die Salzfabrik befindet sich das sog. Salzlager (vgl. Abb. 2). Das Salzlager ist im Bestand inzwischen als Versammlungsstätte genehmigt worden.

Entsprechend den Anforderungen des § 30 Abs. 2 Punkt 1 der BauO NRW sind Brandwände als Gebäudeabschlusswand vorgesehen worden. Die bestehende massive Stahlbetonwand zwischen den beiden Gebäuden weist aufgrund der damaligen Nutzung bereits eine Stärke von rund 25 cm auf, sodass sie als Brandwand im Sinne der BauO angesetzt werden konnte. Jedoch musste in diesem Fall eine Abweichung von den Anforderungen des § 30 Abs. 8 der BauO NRW beantragt werden, wonach Öffnungen in Brandwänden (Gebäudeabschlusswänden) unzulässig sind, da der Rettungsweg aus den Obergeschossen über die benachbarte Halle (Salzlager) führt (vgl. Absatz „Rettungswege“). Diese Wände wurden jedoch gleichwertig wie bei Brandwänden mittels feuerbeständiger und rauchdichter Feuerschutzabschlüsse abgeschottet.

Eine weitere Abweichung bestand darin, dass die Brandwand zwischen den Gebäuden auf Höhe der Decke über dem Erdgeschoss versetzt angeordnet war (vgl. Abb. 3). Deshalb wurden Anforderungen an die Geschossdecke des Versatzes in feuerbeständiger Bauweise sowie an die Fassadenöffnungen im Bereich des Versatzes gestellt.

Da die Außenwand der Salzfabrik zwischen diesen Achsen des Versatzes mit Ausnahme der Öffnungen in Ebene 3 keine weiteren Öffnungen aufweist, konnte so eine feuerbeständige Fassade im Geschoss oberhalb und unterhalb des Versatzes in die Planung aufgenommen werden (vgl. Abb. 4).

Eine weitere im Bestand begründete Abweichung war die Tatsache, dass die Brandwand nicht bis über Dach geführt war. Auch dagegen bestanden aus brandschutztechnischer Sicht keine Bedenken, da die Brandwand bis zur Dachfläche der Salzfabrik geführt war. Der Höhenunterschied zwischen Oberkante Brandwand und der tieferliegenden Dachfläche des Salzlagers beträgt 0,83 m, sodass ein Brandüberschlag über die Brandwand hinweg in der Selbstrettungsphase des Gebäudes nicht zu befürchten ist. Weiterhin handelt es sich bei dem Nachbargebäude – Salzlager – um eine erdgeschossige brandlastarme Halle mit einem ca. 10 bis 12 m hohen Luftraum, sodass auch deshalb ein Brandüberschlag über die Brandwand hinweg weitestgehend ausgeschlossen werden kann.

Geschossdecken

Wenn man sich die physikalisch-thermischen Eigenschaften eines Brandes und einer Rauchentwicklung vorstellt, lässt sich schnell nachvollziehen, weshalb an Geschossdecken im Baurecht Anforderungen an einen Feuerwiderstand und einen Raumabschluss gestellt werden. Das Schutzziel besteht dabei ausschließlich darin, einen Brandüberschlag über Geschosse hinweg zu verhindern.

Die im Bestand vorhandenen massiven Stahlbetondecken stellten im Rahmen der Brandschutzplanung insofern kein Problem dar, da sie den Anforderungen an eine feuerbeständige Bauweise gerecht wurden. Einzig der notwendige Raumabschluss konnte bei diesem Projekt nicht nachgewiesen werden. So heißt es in den Anforderungen des Teils A Ziffer A 2.1.3.3.2 der MVV TB, dass ein Raumabschluss bei Brandeinwirkung nach ETK (Einheits-Temperatur-Zeit-Kurve) über mindestens 90 Minuten gewährleistet sein muss. So muss beachtet werden, dass höchstens eine geringe Rauchentwicklung beobachtet worden ist (kein flächiger Rauchaustritt auf der Bauteiloberfläche).

Es liegt auf der Hand, dass wegen der bestehenden beiden Lufträume, die je eine Grundfläche von ca. 100 m² und somit in Summe ca. 27 % der gesamten Grundfläche des Gebäudes aufweisen, ein Raumabschluss hier nicht sichergestellt werden kann. Dagegen bestanden keine Bedenken, da in den Obergeschossen keine Bereiche ständigen Aufenthalts vorgesehen waren, die dauerhaft von Personen genutzt werden.

Weiterhin muss man berücksichtigen, dass die Raumhöhen in der Salzfabrik deutlich größer sind als bei standardisierten Wohngebäuden, für die die Landesbauordnung primär ausgelegt ist. Erleichternd kam hinzu, dass durch die massive Stahlbetonunterzüge konstruktiv bereits zahlreiche Deckenfelder gebildet sind, die eine sofortige horizontale Rauchausbreitung behindern.

Mit zusätzlichen anlagentechnischen Komponenten wie einer Rauchableitung in oberster Ebene (vgl. Absatz „Rauchableitung“) und einer schutzzielorientierten Brandmeldeanlage kann so eine frühzeitige Branddetektion und Alarmierung sichergestellt werden.

Rettungswege

Hinsichtlich der Rettungswegführung erfolgte die Brandschutzplanung auf der Basis des Nachweises, zwei bauliche Rettungswege zu schaffen. Aufgrund der Anordnung und der Konstruktion der Fensterbänder im oberen Raumdrittel bestand nicht die Möglichkeit, Rettungswege über Rettungsgeräte der Feuerwehr zu führen. Somit mussten bauliche Rettungswege vorgesehen werden.

Im Erdgeschoss standen insgesamt drei Ausgänge zur Verfügung. In den Obergeschossen Ebene 1 bis Ebene 3 hingegen mussten zwei Rettungswege hergestellt bzw. ertüchtigt werden.

Der 1. Rettungsweg aus den oberen Ebenen führt daher über eine interne Treppenverbindung, die im Bestand bereits vorhanden war (Abb. 7 und 8). Die Bestandstreppe, die aufgrund des Denkmalschutzes im Wesentlichen erhalten bleiben sollte, weist eine lichte Breite von 1 m auf. Aufgrund des bestehenden Geländers wurde die lichte Breite jedoch auf ca. 0,90 m geschmälert. Da dieses Geländer jedoch im Zuge der Sanierung aufgewertet bzw. erneuert werden sollte, konnte damit die lichte Breite der Treppe von 1 m hergestellt werden.

Der 2. Rettungsweg aus den Obergeschossen führt durch die o. g. Öffnungen in der Brandwand zum Nachbargebäude. Dort war bereits eine Stahltreppe vorhanden, die als Rettungsweg für die Salzfabrik genutzt werden konnte (Abb. 9).

Darüber hinaus lagen sowohl für den 1. als auch für den 2. Rettungsweg deutliche Überschreitungen der Rettungsweglängen vor, die im Rahmen eines Abweichungsantrags genehmigt wurden. Der formale 2. Rettungsweg über das Nachbargebäude kann in den Ebenen von der ungünstigsten Stelle aus in ca. 62 m Lauflänge erreicht werden. Über die interne Treppenverbindung erreicht man eine max. Lauflänge von der Ebene 3 bis ins Freie im EG von ca. 87 m. Unter Berücksichtigung der Vorgaben der BauO NRW mit max. 35 m mussten daher Begründungen für die Abweichung vorgelegt und mit den Genehmigungsbehörden abgestimmt werden. Dabei sei hervorgehoben, dass es sich bei den Obergeschossen eben nicht um ständige Aufenthaltsbereiche handelt. Aufgrund der Führung von Kleingruppen, von denen durchaus drei bis vier gleichzeitig im Objekt anwesend sein können, wurde eine Nutzung des Schaudepots auf max. 199 Personen begrenzt. Zudem wurde eine schutzzielorientierte Brandmeldeanlage vorgesehen, die eine frühzeitige Branddetektion und Alarmierung der Nutzer und auch der örtlichen Feuerwehr sicherstellt.

Der Grund für die Überschreitung der Rettungsweglängen war in den Ebenen neben den Lufträumen, die über neu eingebrachte Brücken passiert werden können, im Wesentlichen auch die Anordnung der fahrbaren Regale (Abb. 10).

Das Konzept des Schaudepots ist es, Routen durch ebendieses Depot variabel zu gestalten und aufgrund der gewünschten „Lagerkapazität“ den maximalen Stauraum zu schaffen. Daher wurden die Regale auf Schienensystemen angeordnet, die durch die Gästeführer in ihrer Position während der Rundgänge verschoben werden können. Die Krux an dieser Planung war es, feste Rettungswege in Form von Hauptgängen zu definieren. Da diese Hauptgänge in den einzelnen Ebenen jedoch elementarer Bestandteil des Rettungswegesystems sind, wurden technische Lösungen zur Sicherstellung dieser Hauptgänge geschaffen.

Da die Schienensysteme der Regale in den Ebenen durchgängig in den Boden eingelassen waren, wurden mechanische Stopper eingesetzt, die die maximale Flexibilität etwas einschränkten (vgl. Abb. 11 und 12).

Sie bieten jedoch die Möglichkeit, die Fahrregale beweglich zu halten, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass definierte Hauptgänge von 1 m Breite immer freigehalten werden. Dies diente vorrangig dem Nachweis der sicheren Entfluchtung und Bemessung der Rettungsweglängen bis zum Erreichen eines sicheren Bereichs für die Besucher.

Brandmeldetechnik

Da es sich bei dem Standort und den Gebäuden um denkmalgeschützte Bauten handelt, wurde auch das Schaudepot über die bauordnungsrechtlichen Anforderungen hinausgehend auf Wunsch des Bauherrn – Stiftung Zollverein – mit einer automatischen Brandmeldeanlage nach DIN 14675 ausgestattet. Diese Brandmeldeanlage wurde auf die Hauptzentrale der Kokerei Zollverein mit einem zentralen Anlaufpunkt für die Feuerwehr aufgeschaltet.

Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten wurde die Brandmeldeanlage in der Kategorie 2 als Teilschutz im Brandschutzkonzept geplant. Es wurde ein flächendeckender Schutz mittels Punktmeldern vorgesehen, wobei lediglich der Aufzugsschacht bzw. die Aufzugsumkleidung und die beiden Lufträume ohne Brandmeldeüberwachung verblieben. Grund dafür war im Wesentlichen die Erreichbarkeit der Anlagen für regelmäßige Wartungen, Instandhaltungen und Prüfungen.

Eine Erreichbarkeit der Melder im Aufzugsschacht wäre nach Fertigstellung der Anlage nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand realisierbar gewesen. Daher wurde auf die Brandmeldeüberwachung des Schachts verzichtet. Da dieser zum Luftraum hin jedoch verglast war, konnte die Feuerwehr dieser Ausführung zustimmen, da über die großzügige Glasfront der Aufzugsumkleidung eine schnelle Erkundung einer Brand- oder Rauchentwicklung durch die Feuerwehr sichergestellt werden kann.

Ebenso wurde auf die Brandmeldeüberwachung der Lufträume verzichtet. Eine technische Prüfung zur Herstellung von Linearmeldern hat ergeben, dass die Entfernungen dafür zu groß sind, um eine zweifelsfreie Funktion und einen zulassungskonformen Einsatz zu ermöglichen. Da diese Lufträume großzügig einsehbar sind, erfolgte dort ebenfalls keine Brandmeldeüberwachung. Durch den Einsatz von Punktmeldern wären auch dort unverhältnismäßig hohe Aufwendungen für Wartung und Instandhaltung notwendig gewesen, denn dies wäre, ähnlich wie bei anderen Objekten auf dem UNESCO-Weltkulturerbe, dann nur mit dem Einsatz von Industriekletterern machbar gewesen. Schutzzielorientiert und insbesondere auch als wesentlicher Kompensationsgrund zahlreicher Abweichungen konnte die Brandmeldeanlage in dieser Form einvernehmlich umgesetzt werden.

Rauchableitung

Da in dem Objekt auf die Errichtung eines notwendigen Treppenraums verzichtet wurde und auch formal kein Fahrschacht im Sinne der Bauordnung vorgesehen war, mussten für diese Bauteile keine Möglichkeiten zur Rauchableitung geschaffen werden.

Im Rahmen der Abstimmungen, insbesondere mit der Feuerwehr Essen, wurde jedoch angeregt, Rauchableitungsöffnungen im Gebäude zu schaffen. Mit den Worten „Wir können den Rauch nicht in Müllsäcken raustragen“ regte die Feuerwehr an, in der obersten Ebene Öffnungen zur Rauchableitung zu schaffen. Da aufgrund des Denkmalschutzes jedoch die Herstellung von Rauchableitungsöffnungen nicht gern gesehen bzw. in den meisten Fällen auch nicht gewünscht ist, wurden einige der bestehenden Fensterelemente in der obersten Ebene 3 mit innenliegenden Motoren ausgestattet.

Damit besteht sowohl für die Nutzer aber auch für die Einsatzkräfte der Feuerwehr bei Betätigung der manuellen Auslösestellen im EG die Möglichkeit, die unqualifizierten Rauchableitungsöffnungen in Ebene 3 zu öffnen. Insgesamt wurden ca. 2 % der Grundfläche als Rauchableitungsöffnungen hergestellt. Das entspricht ungefähr einer Fläche von ca. 15,5 m². Die notwendige Zuluft für die Rauchableitung kann manuell durch die Türen und Tore im EG direkt vom Freien aus sichergestellt werden.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass dieses Projekt und seine Umsetzung den gewünschten Projektvorgaben des Bauherrn zum größtmöglichen Erhalt der Gebäudesubstanz mit minimalen Eingriffen mehr als gerecht geworden ist. Durch eine schutzzielorientierte brandschutztechnische Betrachtung unter Berücksichtigung der Vorgaben der Bauordnung NRW und auch der Belange der Feuerwehr konnte ein Schaudepot geschaffen werden, das nicht zu Unrecht für den DAM Preis 2023 nominiert wurde (mehr Informationen dazu unter www.dam-preis.de). Ein spannendes und einzigartiges Projekt mit besten Grüßen nach Darmstadt an planinghaus architekten BDA.

Der Beitrag ist in Ausgabe 4.2024 des FeuerTrutz Magazins (August 2024) erschienen.