Automatische Türantriebe in kritischen Einrichtungen müssen die Fluchtwege auch bei Stromausfall gewährleisten. Die meisten Antriebe sind jedoch für den Betrieb mit Netzstrom ohne Notstromversorgung ausgelegt. Der häufigste Fehler besteht darin, dass sich die Türverriegelungen bei einem Stromausfall schließen und so Personen im Gebäude einschließen oder den Zugang zu Fluchtwegen im Brandfall oder anderen Notfällen versperren. Die korrekte Integration einer Notstrombatterie verhindert diese Fehler, indem sie den Türbetrieb während des Stromausfalls für die erforderliche Laufzeit aufrechterhält.

Dieser Leitfaden erleichtert die Entscheidungsfindung für Installateure von automatischen Türen, Systemintegratoren und Betreiber kritischer Einrichtungen. Er basiert auf der über 15-jährigen Erfahrung der Ningbo Yufan Beifan Automatic Door Co., Ltd.automatischer SchiebetürantriebPlanungserfahrung für Krankenhäuser, Flughäfen, Rechenzentren, Kühlhäuser und gewerbliche Installationen einschließlich der Integration von Notstrombatterien.

Warum die Integration von Notstrombatterien für automatische Türen in kritischen Infrastrukturen wichtig ist

Die Integration einer Notstromversorgung für automatische Türantriebe ist der technische Prozess, bei dem eine sekundäre Stromquelle in den Türantrieb integriert wird, um den Betrieb bei Stromausfall aufrechtzuerhalten. In kritischen Anlagen ist diese Integration zwingend erforderlich: Sie ist gemäß den Sicherheitsnormen (NFPA 101, EN 16005, IBC) vorgeschrieben und Voraussetzung für die Baugenehmigung und die Brandschutzprüfung. Die Integration umfasst die Auswahl der Batterie, die Konfiguration des Ladegeräts, die Anbindung an die Steuerung des Türantriebs sowie die Überwachungs- und Testverfahren.

Der häufigste Fehler ist das unbeabsichtigte Verriegeln der Tür bei Stromausfall. Dies tritt auf, wenn der Türantrieb für die Entriegelung auf die Hauptstromversorgung angewiesen ist und die Notstromversorgung nicht an den Entriegelungskreis angeschlossen ist. Die Folge ist, dass die Tür während des Stromausfalls nicht geöffnet werden kann, wodurch Personen eingeschlossen oder Fluchtwege versperrt werden. Die Lösung besteht darin, die Notstrombatterie sowohl in den Motorstromkreis als auch in den Entriegelungskreis zu integrieren, sodass sich die Tür bei Stromausfall automatisch öffnet.

Die zweithäufigste Fehlerursache ist eine mangelhafte Wartung der Notstrombatterie. Die Batteriekapazität nimmt mit der Zeit ab und sinkt unter die erforderliche Laufzeit. Ohne jährliche Prüfung wird der Fehler erst bei einem tatsächlichen Stromausfall erkannt. Abhilfe schafft eine jährliche Entladeprüfung und der Austausch der Batterie, sobald die Laufzeit unter 80 % der spezifizierten Laufzeit fällt. Das integrierte Notstrommodul von Ningbo Yufan Beifan verfügt über eine Batterieüberwachungsschaltung, die einen Alarm auslöst, sobald die Batteriekapazität unter den Schwellenwert sinkt.

Die 3 Backup-Batterietechnologien: SLA / LiFePO4 / Superkondensator

Die drei unten aufgeführten Notstromakku-Technologien decken die praktischen Optionen für die Notstromversorgung von automatischen Türen ab. Jede Technologie zeichnet sich durch Energiedichte, Lebensdauer, Kosten und typische Anwendungsbereiche aus.

Die drei Technologien decken den praktischen Bereich für Notstromversorgungen ab. Bleiakkumulatoren (SLA) sind die kostengünstigste Option, haben aber die kürzeste Lebensdauer und müssen häufiger ausgetauscht werden. Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePO4) sind der Standard für die meisten Anwendungen in kritischen Infrastrukturen, da ihre Lebensdauer (8–10 Jahre) dem typischen Wartungszyklus entspricht und die Kosten angemessen sind. Superkondensatoren sind die Speziallösung für Anwendungen mit hoher Zyklenzahl (z. B. automatische Türen, die mehr als 100 Mal pro Tag öffnen und schließen), wo die lange Lebensdauer und die schnelle Ladefähigkeit die höheren Kosten rechtfertigen.

Die Selbstentladungsrate gibt an, wie schnell sich die Batterie im Ruhezustand entlädt. Bleiakkumulatoren (SLA) weisen die höchste Selbstentladung auf (3–5 % pro Monat) und müssen daher häufiger geladen werden. Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePO4) haben die niedrigste Selbstentladung (1–3 % pro Monat) und eignen sich daher ideal für Notstromanwendungen, bei denen die Batterie über längere Zeiträume ungenutzt bleibt. Superkondensatoren haben die höchste Selbstentladung (10–20 % pro Monat), was ebenfalls häufigere Ladezyklen erfordert, aber ein schnelles Aufladen nach Wiederherstellung der Netzstromversorgung ermöglicht.

5 Szenarien für kritische Einrichtungen: Krankenhaus / Flughafen / Rechenzentrum / Kühlhaus / Notausgang

Die fünf unten aufgeführten Szenarien für kritische Infrastrukturen decken die wichtigsten Anwendungsbereiche für die Integration von Notstromakkus für automatische Türsysteme ab. Jedes Szenario ist durch den typischen Türantrieb, die erforderliche Laufzeit, die empfohlene Akkutechnologie und die jeweilige Norm charakterisiert.

Die fünf Szenarien decken den praktischen Anwendungsbereich von Notstromakkus ab. Für Krankenhäuser beträgt die Laufzeit 4 Stunden (NFPA 101-Anforderung für das Gesundheitswesen) und die Akkukapazität 2–5 kWh. Für Flughäfen beträgt die Laufzeit 90 Minuten (NFPA 101-Anforderung für kommerzielle Zwecke) und die Akkukapazität 1–3 kWh. Für Rechenzentren beträgt die Laufzeit 30 Minuten (Fluchtweg) und die Akkukapazität 0,5–1 kWh. Für Kühlhäuser beträgt die Laufzeit 90 Minuten, und der Akku muss kältebeständig sein (LiFePO4 mit Tieftemperatur-Elektrolyt). Für Notausgänge beträgt die Laufzeit 90 Minuten, und der Akku muss in die Brandmeldeanlage integriert sein.

Die empfohlene Batterietechnologie ist LiFePO4 für alle fünf Szenarien, da die Lebensdauer von 8–10 Jahren dem typischen Wartungszyklus entspricht und die Kosten angemessen sind. SLA eignet sich nur für Installationen mit geringem Stromverbrauch, bei denen die niedrigeren Kosten die kürzere Lebensdauer aufwiegen. Superkondensatoren eignen sich nur für Installationen mit hoher Lade-/Entladefrequenz, bei denen die lange Lebensdauer die höheren Kosten rechtfertigt. Ningbo Yufan Beifan empfiehlt LiFePO4 für die meisten Installationen in kritischen Anlagen.

Formel zur Berechnung der Kapazität der Notstrombatterie

Die Kapazität der Notstrombatterie wird anhand der Standardformel berechnet:Kapazität (kWh) = Türleistung (W) x Laufzeit (h) / 1000 / DoDDabei ist DoD die Entladungstiefe (0,8 für LiFePO4, 0,5 für SLA). Die Türleistung setzt sich aus der Nennleistung des Motors (typischerweise 100 W für BF150/YF200) und der Steuerelektronik (typischerweise 10–20 W) zusammen. Die Laufzeit entspricht der Mindestlaufzeit gemäß den lokalen Sicherheitsstandards.

Bei einer BF150-Schiebetür mit 100-W-Motor und 15-W-Steuerelektronik beträgt die Leistungsaufnahme der Tür 115 W. Für eine Laufzeit von 90 Minuten (1,5 Stunden) mit einem LiFePO4-Akku (Entladetiefe 0,8) ergibt sich eine Kapazität von 115 × 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,22 kWh. Für eine Laufzeit von 4 Stunden mit einem LiFePO4-Akku beträgt die Kapazität 115 × 4 / 1000 / 0,8 = 0,58 kWh. Der nächstgrößere kommerzielle Akku hat eine Kapazität von 1 kWh und bietet zusätzliche Reserve für den tatsächlichen Motorbetrieb (der Motor läuft nur während des Öffnens der Tür, nicht kontinuierlich).

Bei einer YFSW200-Schwingtür mit 80-W-Motor und 15-W-Steuerelektronik beträgt die Leistungsaufnahme der Tür 95 W. Für eine Laufzeit von 90 Minuten mit LiFePO4 beträgt die Kapazität 95 × 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,18 kWh. Für eine Laufzeit von 4 Stunden beträgt die Kapazität 95 × 4 / 1000 / 0,8 = 0,48 kWh. Die nächstgrößere kommerzielle Batterie hat eine Kapazität von 1 kWh und bietet somit ausreichend Reserve. Ningbo Yufan Beifan liefert Standard-Backup-Batteriemodule mit Kapazitäten von 1, 2, 3 und 5 kWh sowohl für LiFePO4- als auch für Bleiakkumulatoren.

NFPA 101, EN 16005, IBC und ADA-Konformität

Die vier Konformitätsstandards für die Integration von Notstrombatterien für automatische Türen umfassen die Laufzeit, die Testanforderungen und die Dokumentationsanforderungen.

• NFPA 101 (Lebenssicherheitsnorm):Für die meisten Gewerbegebäude sind 90 Minuten, für Gesundheitseinrichtungen 4 Stunden Fluchtwegverfügbarkeit erforderlich. Die Batterie muss jährlich einem Entladetest unterzogen werden, und die Testergebnisse sind im Wartungsprotokoll der Einrichtung zu dokumentieren.
• EN 16005 (Europäische elektrisch betriebene Fußgängertüren):Für allgemeine automatische Türen ist eine Betriebszeit von 30 Minuten, für Fluchtwegtüren von 90 Minuten erforderlich. Die Batterie muss jährlich einem Entladetest unterzogen und die Ergebnisse dokumentiert werden.
• Internationaler Baucode (IBC):Es wird verlangt, dass automatische Türen an Fluchtwegen während der gesamten Dauer der Notfall-Evakuierung funktionsfähig bleiben. Der IBC übernimmt die Anforderungen der NFPA 101 für die meisten Nutzungsarten durch Bezugnahme.
• Americans with Disabilities Act (ADA):Das Gesetz verlangt, dass automatische Türen auch während einer Notfall-Evakuierung für Menschen mit Behinderungen zugänglich bleiben. Es legt keine Laufzeit fest, fordert aber, dass die Bedienung der Tür keine körperliche Kraft oder Geschicklichkeit erfordert, die die Fähigkeiten des Bedieners übersteigt.

Die vier Normen decken die Konformitätsanforderungen für den US-amerikanischen und europäischen Markt ab. Für andere Märkte orientieren sich die entsprechenden lokalen Normen (Australien AS 1428, China GB 50763 usw.) typischerweise an den Anforderungen der NFPA 101 oder EN 16005. Die Notstromsysteme von Ningbo Yufan Beifan erfüllen standardmäßig die Anforderungen der NFPA 101 und EN 16005 und verfügen über Dokumentationen zur Integration gemäß IBC und ADA.

Häufige Fehler bei der Integration von Notstrombatterien

Bei der Integration von Notstromakkus für automatische Türantriebe treten immer wieder vier Fallstricke auf. Jeder einzelne lässt sich in der Planungsphase leicht vermeiden, die Korrektur nach der Installation ist jedoch kostspielig.

Fallstrick 1: Unterdimensionierung der Batteriekapazität für die erforderliche Laufzeit

Der häufigste Fehler besteht darin, die Batteriekapazität allein anhand der Nennleistung des Motors zu unterschätzen, ohne den tatsächlichen Betriebszyklus und den Wirkungsgrad des Wechselrichters zu berücksichtigen. Die Folge ist, dass die tatsächliche Laufzeit kürzer als die erforderliche ist und die Tür ausfällt, bevor die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Abhilfe schafft es, die Formel zur Kapazitätsberechnung mit einem Sicherheitszuschlag von 30–50 % für den tatsächlichen Betriebszyklus und den Wirkungsgrad des Wechselrichters anzuwenden. Ningbo Yufan Beifan empfiehlt, zur Sicherheit eine nächstgrößere Batterie als die berechnete Kapazität zu wählen.

Fehlerquelle 2: Fehlender Anschluss der Notstrombatterie an den Türöffnerkreis

Manche Installateure schließen die Notstrombatterie nur an die Motorstromversorgung an, nicht aber an den Türöffner. Dadurch lässt sich die Tür zwar vom Motor öffnen, das Schloss jedoch bei Stromausfall nicht entriegeln. Die Lösung besteht darin, die Notstrombatterie sowohl in den Motorstromkreis als auch in den Türöffnerkreis zu integrieren. Das integrierte Notstrommodul von Ningbo Yufan Beifan beinhaltet beide Stromkreise in der Standardkonfiguration.

Fallstrick 3: Unzureichende Batteriewartung und -prüfung

Die Notstrombatterie muss jährlich einem Entladetest unterzogen werden, um ihre Laufzeitkapazität zu überprüfen. Ohne diesen jährlichen Test wird die Batteriealterung erst bei einem tatsächlichen Stromausfall erkannt. Abhilfe schafft ein jährlicher Entladetest. Die Batterie muss ausgetauscht werden, sobald die Laufzeit unter 80 % der spezifizierten Laufzeit sinkt. Das integrierte Notstrommodul von Ningbo Yufan Beifan verfügt über eine Batterieüberwachungsschaltung, die die Entladezyklen protokolliert und einen Alarm auslöst, wenn die Batterie ausgetauscht werden muss.

Fallstrick 4: Vernachlässigung der Kälteleistung bei Kühlhausanlagen

Bei Kältespeicheranlagen (Umgebungstemperatur unter 0 °C) sinkt die Standardbatteriekapazität auf 50–70 % der Nennkapazität. Dadurch ist die tatsächliche Laufzeit kürzer als die berechnete. Abhilfe schafft die Verwendung einer kältegeeigneten Batterie (LiFePO4 mit Tieftemperatur-Elektrolyt) mit einer zusätzlichen Kapazitätsreserve von 30–50 % für die reduzierte Leistung bei niedrigen Temperaturen. Die kältegeeignete Batterie Ningbo Yufan Beifan ist für den Betrieb bei -20 °C mit optionalem Isoliergehäuse ausgelegt.

5-stufiges Verfahren zur Auswahl der Notstrombatterie

Die unten beschriebene 5-stufige Auswahlmethode gilt für Installateure von automatischen Türen und Facility Manager, die die Integration von Notstrombatterien in kritische Anlagen auswählen. Jeder Schritt liefert ein messbares Ergebnis, das in den nächsten Schritt einfließt.

1. Schritt 1: Ermittlung der Kritikalität der Anlage.Ermitteln Sie die Kritikalität der Einrichtung (Krankenhaus, Flughafen, Rechenzentrum, Kühlhaus, Notausgang, allgemeines Gewerbegebiet). Die Kritikalität bestimmt die Laufzeit und die Redundanzanforderungen.
2. Schritt 2: Konformitätsstandard ermitteln.Ermitteln Sie den Konformitätsstandard (NFPA 101, EN 16005, IBC, ADA). Der Standard legt die Mindestlaufzeit und die Prüfanforderungen fest.
3. Schritt 3: Batteriekapazität berechnen.Berechnen Sie die Batteriekapazität anhand des Stromverbrauchs des Türantriebs, des erwarteten Betriebszyklus während des Ausfalls und der benötigten Laufzeit. Berücksichtigen Sie dabei einen Sicherheitszuschlag von 30–50 % für den tatsächlichen Betriebszyklus und den Wirkungsgrad des Wechselrichters.
4. Schritt 4: Batterietechnologie auswählen.Wählen Sie die Batterietechnologie (SLA für geringe Auslastung, LiFePO4 für Standardanwendungen, Superkondensator für Anwendungen mit hoher Zyklenzahl). Die Technologie bestimmt die Lebensdauer und den Wartungsaufwand.
5. Schritt 5: Integration und Tests überprüfen.Prüfen Sie die Kompatibilität des Ladegeräts mit dem Türantrieb (24-V-DC-Eingang, Ladestrombegrenzung, Unterspannungsabschaltung). Prüfen Sie die Integration mit der Antriebssteuerung zur Batterieüberwachung. Planen Sie die jährliche Entladeprüfung.

Die fünf Schritte gelten sowohl für Neuinstallationen von automatischen Türen als auch für die Nachrüstung bestehender Türen. Bei Nachrüstungen beginnt Schritt 1 mit der Analyse des bestehenden Gebäudes, Schritt 5 dient der Überprüfung der Integration der Notstrombatterie. Bei Neuinstallationen beginnt Schritt 1 mit der Prüfung der Gebäudeanforderungen, Schritt 5 schließt die Inbetriebnahme des Systems ab. Ningbo Yufan Beifan bietet in beiden Fällen technische Unterstützung.

Integration mit Brandmeldeanlage und Notausgang

Bei automatischen Türen in Notausgängen muss die Integration der Notstromversorgung mit der Brandmeldeanlage abgestimmt werden, um die korrekte Funktion der Tür im Notfall zu gewährleisten. Die Integration umfasst drei Szenarien: (1) Normalbetrieb mit verfügbarer Netzstromversorgung; (2) Normalbetrieb mit aktiver Notstromversorgung (Netzstromausfall, aber kein Brand); (3) Notfallbetrieb mit aktiviertem Brandmelder (Netzstromausfall und Brandmelderauslösung).

Im Normalbetrieb mit Netzstrom: Das Tor wird über die Netzstromversorgung betrieben, und die Notstrombatterie wird durch das Ladegerät des Torantriebs im Erhaltungslademodus gehalten. Die Überwachungsschaltung der Notstrombatterie überprüft den Ladezustand und die Erhaltungsladespannung der Batterie.

Im Normalbetrieb mit aktiver Notstromversorgung (bei Stromausfall): Das Tor schaltet automatisch und unterbrechungsfrei auf Notstromversorgung um. Der Torbetrieb läuft normal weiter, die Zyklusgeschwindigkeit kann jedoch reduziert werden, um die Batterielaufzeit zu verlängern. Die Steuerung des Torantriebs protokolliert den Stromausfall im Wartungsprotokoll.

Im Notfallbetrieb bei aktiviertem Feueralarm öffnet sich die Tür automatisch vollständig und bleibt so lange geöffnet, bis der Feueralarm aufgehoben wird oder die Notstrombatterie leer ist. Dieser Sicherheitsmodus verhindert, dass die Tür während einer Evakuierung im Brandfall verriegelt. Für die Integration in die Brandmeldeanlage muss der Feueralarm-Relaiskontakt (üblicherweise Öffner oder Schließer) mit dem Feueralarm-Eingang des Türantriebs verbunden werden. Wird der Feueralarm ausgelöst, schaltet der Türantrieb in den Notfallmodus und hält die Tür offen.

Das integrierte Backup-Modul von Ningbo Yufan Beifan verfügt standardmäßig über eine Brandmeldeschnittstelle. Das Modul unterstützt sowohl Öffner- (NO) als auch Schließerkontakte (NC) für die Brandmeldeanlage. Die Prioritätslogik lässt sich über das Einstellungsmenü des Türantriebs konfigurieren. Die Integration wird während der Inbetriebnahmeprüfung durch Simulation eines Brandmeldeauslösers und Überprüfung des Übergangs der Tür in den Notbetrieb innerhalb der vorgegebenen Reaktionszeit (typischerweise 1–2 Sekunden) verifiziert.

Häufig gestellte Fragen