Be- und Entlüftung von Batterien: Wenn der Strom ausfällt…

Fällt der Strom aus, muss das kein Drama sein – um elektrotechnische Anlagen in einer solchen Situation funktionsfähig zu halten, werden oft Batterien als Ersatzstromquellen eingesetzt. So kann zumindest eine gewisse Zeit überbrückt werden. Wer solche Batterien einsetzt muss allerdings besondere Maßnahmen beachten, die in der DIN EN50272-2 (VDE 0510 Teil 2) von Dezember 2001 beschrieben sind. Sie gelten unter anderem für Sicherheitsbeleuchtungssysteme, USV-Anlagen und Alarmsysteme, also auch für Einbruch- und Brandmeldeanlagen.

Das Schutzziel der vorgeschriebenen Maßnahmen ist die Vermeidung von Gefahren, die beispielsweise durch elektrischen Strom, austretende Gase oder Elektrolyt auftreten können. Eine Maßnahme zur Erreichung dieses Schutzzieles ist die geschützte Unterbringung der Batterien in Räumen. Als Räume im Sinne der Norm gelten:

• besondere Räume innerhalb von Gebäuden
• abgetrennte Betriebsbereiche in elektrischen Betriebsstätten
• Schränke oder Behälter innerhalb und außerhalb von Gebäuden
• Batteriefächer in Geräten, sogenannte Kombi-Schränke

Erforderliche Lüftungsquerschnitte berechnen

Ein weiteres Schutzziel der Norm ist die Vermeidung einer explosionsgefährlichen Atmosphäre, die entstehen kann, wenn sich bei der Ladung von Batterien durch Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff bilden. Daher müssen die vorgenannten Räume wirksam be- und entlüftet werden, vorzugsweise durch natürliche Lüftung. Wirksam bedeutet, dass die Wasserstoffkonzentration in der Umgebungsluft weniger als 4% vol betragen muss. Die dazu erforderlichen Lüftungsquerschnitte für die Zu- und Abluft lassen sich für die unterschiedlichen, einsetzbaren Batterietypen mithilfe folgender Formel berechnen:

Für ein dezentrales Notlichtsystem mit 24V/48Ah-Batterie ergeben sich gemäß der Formel Lüftungsöffnungen von nur 0,8 cm2 jeweils für Zu- und Abluft.

Zusätzliche Lüftungsöffnungen – ja oder nein?

Bei der Betrachtung der vorgenannten Lüftungsöffnungen stellt sich die Frage, ob zusätzliche Lüftungsöffnungen im Aufstellungsraum von maximal 2×0,8cm² aus technischer und fachlicher Sicht überhaupt erforderlich bzw. technisch umsetzbar sind. Die Antwort lautet: nein. In der Praxis gibt es keinen Aufstellungsraum, der so dicht ist, dass die erforderlichen Lüftungsquerschnitte unterschritten werden. Bei einer angenommenen Türgröße von 2.000x700mm und einer angenommenen Undichtigkeit von umlaufend nur 0,1mm ergibt sich eine vorhandene Lüftungsöffnung von 5,4cm². Benötigt würden lediglich 2×0,8cm² für die erforderliche Zu- und Abluft der vorgenannten Batterie (24V/48Ah). Somit ist trotz der ohnehin schon sehr geringen Undichtigkeit noch ein Vielfaches der Mindestwerte gegeben.

Erforderliches Raumvolumen beachten

Ein weiterer zu bewertender Faktor zur Vermeidung einer explosionsgefährlichen Atmosphäre in der Umgebungsluft ist das erforderliche freie Luftvolumen des Raumes/Bereichs, in dem die Batterien untergebracht sind. Dazu geben die berufsgenossenschaftliche Richtlinie BGR 104 von Dezember 2002 und die ‚Technische Regel für Betriebssicherheit‘ TRBS 2152 Teil 2 von März 2012 entsprechende Hinweise: Zur Ermittlung des erforderlichen, freien Luftvolumens sei eine Luftwechselzahl von ß=0,4h-1 für Räume unter Erdgleiche anzusetzen. Dieser Wert ist für den ungünstigsten Fall festgesetzt und entspricht einem Faktor von 2,5 (1/0,4). Daraus resultiert die Faustformel, dass das Raumvolumen des Aufstellungsraums größer als das 2,5-Fache des Gerätevolumens sein muss.

Fazit: besondere Maßnahmen sind oft überflüssig

Bei der Beurteilung erforderlicher Lüftungsmaßnahmen für Batterien sollte stets eine Bewertung der realen Umgebungsbedingungen im Vordergrund stehen. Dabei müssen beispielsweise das freie Luftvolumen des Aufstellungsraumes, Undichtigkeiten von Türen, Fenstern etc. berücksichtigt werden. Besonders bei der Verwendung dezentraler Notlichtsysteme mit 24V-Batterien übersteigen die baulichen Voraussetzungen in der Praxis bei Weitem die normativen Anforderungen an die Be- und Entlüftung der eingesetzten Batterien. Zusätzliche, besondere Lüftungsmaßnahmen sind daher aus technischer und fachlicher Sicht nicht erforderlich und würden zu keiner Verbesserung des einzuhaltenden Schutzzieles führen.