brandschutz-bemessung auf einen blick

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Brandschutz-Bemessung auf einen BlickVorteils-Codes inklusive: Dieser Titel steht auch als praktisches E-Book für Sie bereit. Sie sparen 70% gegenüber dem Normalpreis. Download-Code und weitere Informationen finden Sie im Buch auf der gelben Seite!
www.beuth.de
Fouad Schwedler Merkewitsch
Nach Einführung der Brandschutzteile 1-2 der Eurocodes 1 bis 6 erschien eine Neu- fassung des Teils 4 der DIN 4102 als Restnorm und zusätzlich als Anwendungsnorm zu den Eurocodes. Für die brandschutztechnische Bemessung von Bauteilen sind damit die Regelungen der Eurocodes mit deren Nationalen Anwendungsdokumenten sowie der DIN 4102 Teil 4 zu beachten.
Die dritte, vollständig überarbeitete Auflage fasst neben dem Teil 4 der DIN 4102 die tabellarischen bzw. vereinfachten Bemessungsverfahren der Brandschutzteile der Eurocodes in einem Buch zusammen. Somit besteht weiterhin die Möglichkeit, auf einfache und übersichtliche Weise die brandschutztechnischen Anforderungen an die Bauteile mithilfe von farbigen Abbildungen und Tabellen entsprechend der geforderten Feuerwiderstandsfähigkeit von 30 bis 240 Minuten nachzuweisen.
Aus dem Inhalt Teil I: Grundlagen • Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen und deren Klassifizierung • Grundlagen zur Bemessung
Teil II: Brandschutzbemessung der Bauteile • Balken • Decken • Dächer • Stützen und tragende Pfeiler • Zugglieder • Brandwände • Wände – raumabschließend, tragend und nichttragend • Wände – nichtraumabschließend, tragend • Verbindungen • Sonderbauteile
3 .
3. Auflage
ISBN 978-3-410-24987-0
Interessenten: Architektur- und Bauingenieurbüros, Bauunternehmen, Baubehörden, Bauprodukthersteller, Feuerwehr, Studenten
Vorwort
Mit der Einführung der europäisch harmonisierten Normen zur brandschutztechni- schen Bemessung von Bauteilen, den Teilen 1-2 der Eurocodes 1 bis 6 mit deren Nationalen Anwendungsdokumenten, wurde es notwendig, den Teil 4 der DIN 4102 vollständig zu überarbeiten. Um den umfassenden Katalog der DIN 4102-4 weiter- hin neben den Eurocodes anwenden zu können, erfolgte die Neufassung mit der Vorgabe, bauaufsichtlich unzulässige Doppelungen zu vermeiden. Der neue Teil 4 der DIN 4102 mit Stand vom Mai 2016 stellt jedoch nicht nur eine Restnorm, son- dern in Teilbereichen zusätzlich eine Anwendungsnorm zu den Eurocodes dar. So sind Ausführungsdetails zu tragenden Bauteilen, die in den europäischen Normen nicht geregelt sind und somit auch nicht in die Nationalen Anwendungsdokumente eingeführt werden konnten, weiterhin in der DIN 4102-4 enthalten. Für die übrigen Konstruktionen gilt die DIN als Restnorm.
Die vorliegende, vollständig überarbeitete dritte Auflage des Werkes „Brandschutz- bemessung auf einen Blick“ fasst die tabellarischen bzw. vereinfachten Bemes- sungsverfahren der Brandschutzteile der Eurocodes sowie den Teil 4 der DIN 4102 in einem Buch zusammen. Ziel des Buches ist es, wie in den ersten beiden Aufla- gen, dem praktisch tätigen Planer die Möglichkeit zu bieten, mithilfe von farbigen Bildern und Tabellen auf einfache und übersichtliche Weise die jeweiligen Anforde- rungen an die Bauteile entsprechend der geforderten Feuerwiderstandsfähigkeit von 30 bis 240 Minuten nachzuweisen.
Zur Aufnahme neuer Konstruktionsaufbauten in den Klassifizierungskatalog der DIN 4102 wird parallel zum derzeitigen Stand des Teils 4 eine Änderung A1 erar- beitet. Diese bezieht sich insbesondere auf die Bereiche Ausbau und Holz und soll den Abschnitt 10 der DIN 4102 vollständig ersetzen. Nach der Veröffentlichung und Einspruchsfrist zur Änderung A1 soll eine konsolidierte Neufassung der DIN 4102 erscheinen.
Der Inhalt des Buches wurde mit großer Sorgfalt erstellt und entspricht dem Stand der Normung zum Zeitpunkt der Herausgabe. Die Autoren übernehmen keinerlei Haftung, die im Gebrauch des Nachschlagewerkes begründet sein könnte. Auch sind die Regeln der Technik einem steten Wandel unterworfen.
Die Autoren möchten die Leser an dieser Stelle um konstruktive Kritik bitten, damit das Buch stetig dem aktuellen Stand angepasst werden kann. Abschließend möch- ten wir dem Beuth Verlag für die gute Zusammenarbeit herzlich danken.
Hannover, im Juni 2017 Astrid Schwedler, Thomas Merkewitsch und Nabil A. Fouad
Inhaltsverzeichnis
VII
Inhaltsverzeichnis Bezeichnungen (Symbole und Abkürzungen) ................................................... XIII
Teil I: Grundlagen 1 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen sowie deren
Klassifizierung ................................................................................................... 3
1.1 Bauaufsichtliche Anforderungen an den Brandschutz und das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen ............................................ 3
1.2 Klassifizierung von Baustoffen nach DIN 4102............................................ 5
1.3 Klassifizierung von Bauteilen nach DIN 4102 .............................................. 6
1.4 Klassifizierung von Bedachungen nach DIN 4102....................................... 8
1.5 Klassifizierung von Baustoffen nach DIN EN 13501 ................................... 8
1.6 Klassifizierung von Bauteilen nach DIN EN 13501 ...................................... 9
1.7 Klassifizierung von Bedachungen nach DIN EN 13501-5 ......................... 12
2 Grundlagen zur Bemessung ............................................................................ 14
2.1 Bestimmung der Einwirkungen im Brandfall nach dem Teilsicherheitskonzept der Eurocodes ....................................................... 14
2.2 Grundlagen zur Bemessung von Beton, Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen ................................................................................. 17
2.2.1 Kritische Temperatur θcr des Bewehrungsstahls ............................. 17
2.2.2 Achsabstand der Bewehrung ........................................................... 18
2.2.3 Betondeckung der Bewehrung ......................................................... 19
2.2.4 Putzbekleidungen ............................................................................ 20
2.3 Grundlagen zur Bemessung von Stahlbauteilen ....................................... 23
2.3.1 Allgemeines ..................................................................................... 23
2.3.3 Konstruktionsgrundsätze ................................................................. 29
Inhaltsverzeichnis
VIII
2.6.1 Wandarten und Wandfunktionen ..................................................... 31
2.6.2 Wanddicken und Wandhöhen .......................................................... 32
2.6.3 Bekleidungen und Dampfsperren .................................................... 32
2.6.4 Kunstharzmörtel ............................................................................... 32
2.6.5 Sperrschichten ................................................................................. 32
Teil II: Brandschutzbemessung der Bauteile Hinweise zum Teil II ............................................................................................... 41
1 Balken ............................................................................................................... 42
1.1.1 Statisch bestimmt gelagerter Balken ............................................... 43
1.1.2 Statisch unbestimmt gelagerter Balken ........................................... 50
1.1.3 Balken aus hochfestem Beton ......................................................... 53
1.2 Stahlträger ................................................................................................. 54
1.3 Verbundträger ............................................................................................ 57
1.4 Holzbauteile ............................................................................................... 62
2.1.2 Stahlbetonhohlplatten ...................................................................... 81
2.1.5 Stahlbeton- und Spannbeton-Plattenbalkendecken aus Normalbeton bzw. Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge ............ 97
Inhaltsverzeichnis
IX
2.1.7 Stahlbeton- und Spannbeton-Balkendecken sowie entsprechende Rippendecken jeweils aus Normalbeton mit Zwischenbauteilen ......................................................................... 102
2.1.8 Decken aus hochfestem Beton ...................................................... 105
2.2 Stahlträger- und Stahlbetondecken mit Unterdecken .............................. 106
2.2.1 Decken der Bauart I bis III mit hängenden Drahtputzdecken ........ 110
2.2.2 Decken der Bauart I bis III mit Unterdecken aus Holzwolle- Leichtbauplatten ............................................................................. 111
2.2.3 Decken der Bauart I bis III mit Unterdecken aus Gipskarton- Putzträgerplatten (GKP) mit Putz ................................................... 112
2.2.4 Decken der Bauart I bis III mit Unterdecken aus Gipskarton- Feuerschutzplatten (GKF) mit geschlossener Fläche .................... 113
2.2.5 Unterdecken, die bei Brandbeanspruchung von unten allein einer Feuerwiderstandsklasse angehören ..................................... 114
2.3 Decken in Holztafelbauart ........................................................................ 116
2.3.1 Decken in Holztafelbauart mit brandschutztechnisch notwendiger Dämmschicht ............................................................. 119
2.3.2 Decken in Holztafelbauart mit brandschutztechnisch nicht notwendiger Dämmschicht ............................................................. 121
2.4 Holzbalkendecken.................................................................................... 123
2.4.2 Holzbalkendecken mit verdeckten Holzbalken .............................. 127
2.4.3 Holzbalkendecken mit teilweise freiliegenden, dreiseitig dem Feuer ausgesetzten Holzbalken .................................................... 128
3 Dächer ............................................................................................................. 131
3.1 Stahlbetondächer ..................................................................................... 131
3.3 Dächer aus Holz und Holzwerkstoffen und in Holztafelbauart ................ 133
3.3.1 Dächer mit Sparren oder Ähnlichem mit bestimmten Abmessungen ................................................................................ 133
3.3.2 Dächer mit Dach-Trägern, -Bindern oder Ähnlichem mit beliebigen Abmessungen ............................................................... 135
3.3.3 Dächer mit vollständig freiliegenden, dreiseitig dem Feuer ausgesetzten Sparren oder Ähnlichem .......................................... 141
3.3.4 Dächer mit teilweise freiliegenden, dreiseitig dem Feuer ausgesetzten Sparren oder Ähnlichem .......................................... 144
Inhaltsverzeichnis
X
4.1 Stahlbetonstützen .................................................................................... 146
4.1.2 Stützen aus hochfestem Beton ...................................................... 150
4.2 Stahlstützen ............................................................................................. 151
4.2.1 Stützen mit Bekleidung aus Beton, Mauerwerk oder Platten ......... 152
4.2.2 Stützen mit Bekleidung aus Putzen ............................................... 154
4.2.3 Stützen mit Gipsplattenbekleidungen ............................................ 155
4.3 Verbundstützen ........................................................................................ 156
4.3.2 Verbundstützen mit Kammerbeton ................................................ 158
4.3.3 Verbundstützen aus betongefüllten Hohlprofilen ........................... 159
4.4 Holzstützen .............................................................................................. 160
5 Zugglieder ...................................................................................................... 164
5.1.1 Zugglieder aus hochfestem Beton ................................................. 164
5.2 Stahlzugglieder ........................................................................................ 165
6.2 Anschlüsse von Brandwänden an andere Bauteile .................................. 170
6.3 Ausbildung der Fugen zwischen Wandplatten......................................... 172
6.4 Bewehrung von Wandplatten aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge ..................................................................................................... 173
6.5 Bewehrung von Wandplatten aus Porenbeton ........................................ 175
7 Wände – raumabschließend, tragend und nichttragend ........................... 176
7.1 Wände aus Beton und Stahlbeton ........................................................... 176
Inhaltsverzeichnis
XI
7.1.1 Wände aus Normalbeton und Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge ........................................................................................... 176
7.1.2 Wände aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge ................ 179
7.1.3 Wände aus bewehrtem Porenbeton .............................................. 182
7.1.4 Wände aus hochfestem Beton ....................................................... 184
7.2 Wände aus Holz und Holzwerkstoffen ..................................................... 185
7.2.1 Wände in Holztafelbauart ............................................................... 185
7.2.2 Wände aus Vollholz-Blockbalken ................................................... 194
7.2.3 Fachwerkwände mit ausgefüllten Gefachen .................................. 195
7.2.4 Wände aus Holzwolle-Leichtbauplatten mit Putz ........................... 196
7.2.5 Wände aus Gipskarton-Bauplatten ................................................ 197
7.3 Wände aus Mauerwerk und Wandbauplatten sowie Stürze .................... 202
7.3.1 Wände aus Mauerwerk und Wandbauplatten ................................ 202
7.3.2 Stürze ............................................................................................. 209
8.1 Wände aus Beton und Stahlbeton ........................................................... 211
8.1.1 Wände aus Normalbeton und Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge ........................................................................................... 211
8.1.2 Gegliederte Stahlbetonwände ........................................................ 212
8.1.4 Wände aus bewehrtem Porenbeton .............................................. 214
8.1.5 Wände aus hochfestem Beton ....................................................... 214
8.2 Wände aus Holz und Holzwerkstoffen ..................................................... 215
8.2.1 Wände in Holztafelbauart ............................................................... 215
8.2.2 Wände aus Vollholz-Blockbalken ................................................... 216
8.2.3 Fachwerkwände mit ausgefüllten Gefachen .................................. 217
8.3 Wände aus Mauerwerk ............................................................................ 218
9 Verbindungen von Holzbauteilen ................................................................. 221
9.1 Verbindungen mit Seitenteilen aus Holz .................................................. 222
9.1.1 Vereinfachte Regeln für ungeschützte Verbindungen ................... 222
9.1.2 Vereinfachte Regeln für geschützte Verbindungen ....................... 223
9.1.3 Zusätzliche Regeln für Verbindungen mit innen liegenden Stahlblechen .................................................................................. 225
9.1.4 Methode mit reduzierten Beanspruchungen für ungeschützte Verbindungen ................................................................................. 226
9.1.5 Methode mit reduzierten Beanspruchungen für geschützte Verbindungen ................................................................................. 228
Inhaltsverzeichnis
XII
9.2.1 Ungeschützte Verbindungen .......................................................... 228
9.2.2 Geschützte Verbindungen ............................................................. 229
9.4 Nagelverbindungen .................................................................................. 230
9.5 Holz-Holz-Verbindungen .......................................................................... 231
10 Sonderbauteile ............................................................................................... 235
10.2 Gegen Flugfeuer und strahlende Wärme widerstandsfähige Bedachungen ........................................................................................... 235
10.3 Sonstige Sonderbauteile .......................................................................... 239
Ad(t) Bemessungswert der indirekten Einwirkung Ed Bemessungswert der maßgebenden Beanspruchung aus der Grundkombi-
nation nach DIN EN 1990 Efi,d zeitlich unabhängiger Bemessungswert maßgebender Beanspruchung im
Brandfall Efi,d,t Bemessungswert der maßgebenden Beanspruchung im Brandfall zum Zeit-
punkt t Gk charakteristischer Wert der ständigen Einwirkung Qk,1 charakteristischer Wert der führenden Einwirkung Qk,i charakteristischer Wert weiterer veränderlicher Einwirkungen
γGA Teilsicherheitsbeiwert für ständige Einwirkungen
ηfi Abminderungsfaktor
ψ1 Kombinationsfaktor für den häufigen Wert einer veränderlichen Einwirkung
ψ2 Kombinationsfaktor für den quasi-ständigen Wert einer veränderlichen Ein- wirkung
Klassifizierte Betonbauteile
A Querschnittsfläche Ac Betonquerschnittsfläche As Querschnittsfläche des Betonstahls H Gesamthöhe eines Querschnitts N Normalkraft NRd,c,0 aufnehmbare zentrische Last nach DIN EN 1992-1-1
NRd,c,t aufnehmbare zentrische Last nach 90 min Brandeinwirkung
NRd,e,0 aufnehmbare exzentrische Last nach DIN EN 1992-1-1
NRd,e,t aufnehmbare exzentrische Last nach 90 min Brandeinwirkung
V Querkraft VEd Bemessungswert der einwirkenden Querkraft nach DIN EN 1992-1-1 VRd,c Bemessungswert für den einwirkenden Querkraftwiderstand nach
DIN EN 1992-1-1
a Achsabstand; kleinster Abstand des Betonstahls oder Spannstahls von der brandbeanspruchten Brandteiloberfläche
b Breite eines Querschnitts
fpk charakteristischer Wert der Streckgrenze des Spannstahls fyd Bemessungswert der Streckgrenze des Betonstahls fyk charakteristischer Wert der Streckgrenze des Betonstahls h Dicke oder Höhe eines Querschnitts
hs Geschosshöhe, Dollendurchmesser k Beiwert, Faktor Länge, Systemlänge, Stützweite
n Anzahl der Bewehrungsstäbe t Wanddicke tj Sollfugenbreite
γp Teilsicherheitsbeiwert für die Einwirkung infolge Vorspannung
γs Teilsicherheitsbeiwert für Betonstahl und Spannstahl
Δa Abweichung für eine geometrische Angabe
σp,fi Spannstahlspannung im Brandfall
σs,fi Stahlspannung im Brandfall
Ac Querschnittsfläche der Biegezugbewehrung
As Querschnittsfläche des Bauteils D Dicke Fd Zugkraft in der Biegezugbewehrung infolge des Bemessungswerts der Bie-
gemomente
Fd,red die um M/MRd abgeminderte Zugkraft der Biegezugbewehrung infolge des Bemessungswerts des Biegemoments MRd
M größtes Biegemoment aus ständiger Last und Verkehrslast MRd Bemessungswert des aufnehmbaren Biegemoments nach DIN 4223 fyk charakteristischer Wert der Streckgrenze von Betonstahl
Bezeichnungen (Symbole und Abkürzungen)
Ai Teilfläche eines Querschnitts mit der Temperatur θi
Am/V Profilfaktor des ungeschützten Stahlbauteils nach DIN EN 1993-1-2
Ap/V Profilfaktor des geschützten Stahlbauteils nach DIN EN 1993-1-2
D Gesamtputzdicke Nfi,θ,Rd Bemessungswert der Tragfähigkeit eines auf Zug beanspruchten Bauteils
mit gleichmäßiger Temperatur θa T Temperaturen U/A Profilfaktor nach DIN 4102-4 (1994) dM Dicke der Ausmauerung ky,θ Abminderungsfaktor der Fließspannung von Stahl bei der Temperatur θa
zum Zeitpunkt t θa Stahltemperatur θi Temperatur der Teilfläche Ai
ε Dehnung Klassifizierte Verbundbauteile
wehrung) b Flanschbreite eines Stahlquerschnitts, Breite eines Gurtes bc Breite einer Verbundstütze mit einem vollständig einbetonierten Querschnitt
oder Breite des Kammerbetons eines teilweise einbetonierten Stahlträgers
beff gesamte mittragende Breite der Betondecke
ef Flanschdicke des Stahlprofils
ew Stegdicke des Stahlprofils h Breite oder Höhe eines Stahlquerschnitts hc Querschnittshöhe der Verbundstütze mit einem vollständig einbetonierten
Querschnitt oder Dicke der Betondecke hv Höhe des Kopfbolzens, der an den Steg des Stahlprofils geschweißt ist w Schweißnahtlänge (Anschluss von Bügeln im Kammerbeton an den
Stahlsteg)
u1, u2 kleinster Abstand vom Mittelpunkt eines Bewehrungsstabes zur Innenseite des Stahlflansches oder zur Betonoberfläche
γM,fi Teilsicherheitsbeiwert für eine Werkstoffeigenschaft im Brandfall
φ b Stabdurchmesser von Betonstahl
φ r Stabdurchmesser der Längsbewehrung in den Ecken von Bügelbewehrung
φ s Stabdurchmesser von Bügelbewehrung Klassifizierte Holzbauteile
Ar Fläche des verbleibenden Restquerschnitts
Fc,α,d der Bemessungswert der Beanspruchbarkeit der anzuschließenden Strebe, oder von Ähnlichem, bei Bemessung der Versätze nach DIN EN 1995-1-1/NA, Abschnitt 12
FRk charakteristische Dübeltragfähigkeit nach DIN EN 1995-1-1
Gd,fi Bemessungswert des Schubmoduls im Brandfall a Randabstand parallel oder rechtwinklig zur Faser a1 Parameter a2 Abstand a3 Abstand afi zusätzliche Dicke eines Bauteils für eine erhöhte mechanische Beanspruch-
barkeit einer Verbindung b Mindestbalkenbreite/Breite bef Breite des Restquerschnitts in Abhängigkeit von der Abbrandgeschwindigkeit
βn und der Feuerwiderstandsdauer t cfi Mindestdicke von Holz-Decklaschen für Stahl- und Stahlblechformteile d Mindestdicke der Bekleidung/Laschen d Durchmesser d0 Tiefe einer Schicht, bei der die Festigkeit und Steifigkeit zu null angenom-
men wird dchar,n Bemessungswert der idellen Abbrandtiefe def idelle Abbrandtiefe dg Spaltbreite fd,fi Bemessungswert der Festigkeit im Brandfall fk charakteristische Festigkeit h Höhe
hef Höhe des Restquerschnitts in Abhängigkeit von der Abbrandgeschwindigkeit βn und der Feuerwiderstandsdauer t
k Parameter
k0 Koeffizient kfi Koeffizient kflux Koeffizient für die Wärmeleitung eines Verbindungsmittels kh Koeffzient für die Dicke einer Bekleidung kmod Modifikationsbeiwert nach DIN EN 1995-1-1 zur Berücksichtigung der Nut-
zungsklasse und der Lasteinwirkungsdauer kmod,fi Modifikationsbeiwert im Brandfall kρ Koeffizient für die Rohdichte p Umfang des brandbeanspruchten, verbleibenden Restquerschnitts t Dauer der Brandbeanspruchung in min t1 Seitenholzbreite t1,fi Seitenholzdicke im Brandfall tch Zeitdauer bis zum Beginn des Abbrandes eines geschützten Bauteils (Ver-
zögerung des Beginns des Abbrandes infolge einer Brandschutzbekleidung) td,fi Zeitdauer des Feuerwiderstandes einer ungeschützten Verbindung tr erforderliche Mindestdicke der Verstärkung bei Normaltemperatur treq geforderte Zeitdauer des Feuerwiderstandes tv Versatz-Tiefe
α3,t/c, α4,t/c Mindestrandabstände
αV Ausnutzungsgrad der Schub- bzw. Scherspannung unter Normaltemperatur nach DIN EN 1995-1-1
βn Bemessungswert der ideellen Abbrandrate nach DIN EN 1995-1-2
η Umrechnungsfaktor für die Reduktion der Tragfähigkeit bei Brandbeanspru- chung
νt Dicke von Holz-Decklaschen für Versätze
ρ k charakteristische Rohdichte Klassifizierte Bauteile aus Mauerwerk
b Wandbreite
d Wanddicke
hk Knicklänge der Wand nach DIN 1053-1
f erforderliche Wandlänge für eine Feuerwiderstandsdauer
αfi Ausnutzungsfaktor im Brandfall nach DIN EN 1996-1-2/NA
Bezeichnungen (Symbole und Abkürzungen)
und des Grades der Druckverformung Spannweite/Abstand q Belastung
α 7 Ausnutzungsgrad
ρ Rohdichte (Nennwert)
Klassifizierte Sonderbauteile mit Ausnahme von Brandwänden
σ Zugspannung
τ Scherspannung
e Abstand
3
1 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen so- wie deren Klassifizierung
1.1 Bauaufsichtliche Anforderungen an den Brandschutz und das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
Mit dem Begriff „Brandschutz“ werden alle Maßnahmen zur Vermeidung von Brän- den und zur Minimierung von Brandschäden verstanden. Einen Überblick über die Maßnahmen, gegliedert in den vorbeugenden und abwehrenden Brandschutz, gibt Bild 1.
Brandschutzmaßnahmen
Baulicher
Bild 1: Übersicht Brandschutzmaßnahmen
Die Musterbauordnung (MBO) [9] bzw. die Landesbauordnungen fordern, dass bauliche Anlagen und Einrichtungen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten sind, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben und Gesundheit, nicht gefährdet werden. Des Weiteren besteht die Anforde- rung an den Brandschutz, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Rauch und Feuer vorgebeugt werden muss und dass bei einem Brand die Ret- tung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind. Um
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen sowie deren Klassifizierung
4
dies zu erfüllen, werden unter anderem brandschutztechnische Anforderungen hin- sichtlich der
• Brennbarkeit der Baustoffe, • Feuerwiderstandsdauer der Bauteile und • Dichtheit der Verschlüsse von Öffnungen
gestellt. In der MBO [9] werden die allgemeinen Anforderungen an das Brandver- halten von Baustoffen und Bauteilen mithilfe von folgenden Begriffen beschrieben (§ 26):
(1) Baustoffe werden nach den Anforderungen an ihr Brandverhalten unterschie- den in
1. nichtbrennbare, 2. schwerentflammbare und 3. normalentflammbare.
Baustoffe, die nicht mindestens normalentflammbar sind (leichtentflammbare Baustoffe), dürfen nicht verwendet werden; dies gilt nicht, wenn sie in Verbin- dung mit anderen Baustoffen nicht leichtentflammbar sind.
(2) Bauteile werden nach den Anforderungen an ihre Feuerwiderstandsfähigkeit unterschieden in
1. feuerbeständige, 2. hochfeuerhemmende und 3. feuerhemmende;
die Feuerwiderstandsfähigkeit bezieht sich bei tragenden und aussteifenden Bauteilen auf deren Standsicherheit im Brandfall, bei raumabschließenden Bau- teilen auf deren Widerstand gegen die Brandausbreitung. Bauteile werden zu- sätzlich nach dem Brandverhalten ihrer Baustoffe unterschieden in
1. Bauteile aus nichtbrennbaren Baustoffen, 2. Bauteile, deren tragende und aussteifende Teile aus nichtbrennbaren Bau-
stoffen bestehen und die bei raumabschließenden Bauteilen zusätzlich eine in Bauteilebene durchgehende Schicht aus nichtbrennbaren Baustoffen ha- ben (feuerbeständige Bauteile müssen mindestens diese Anforderungen er- füllen),
3. Bauteile, deren tragende und aussteifende Teile aus brennbaren Baustoffen bestehen und die allseitig eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen (Brandschutzbekleidung) haben (hochfeuer- hemmende Bauteile müssen in den meisten Bundesländern mindestens die- se Anforderungen erfüllen),
4. Bauteile aus brennbaren Baustoffen.
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen sowie deren Klassifizierung
5
Die unter Punkt (1) und (2) genannten Begriffe der Bauordnung werden durch den Bezug zur Normenreihe DIN 4102 sowie auf europäischer Ebene auf die Normen- reihe DIN EN 13501 konkretisiert.
1.2 Klassifizierung von Baustoffen nach DIN 4102 Die einheitlichen Prüfverfahren für Baustoffe sind national in der DIN 4102-1 festge- legt. Entsprechend ihres Brandverhaltens werden die Baustoffe den nachfolgenden bauaufsichtlichen Benennungen zugeordnet (siehe auch MVV TB [11]).
Tabelle 1: Bauaufsichtliche Anforderungen nach MBO [9] und Zuordnung der Baustoff- klassen nach DIN 4102-1 für alle Baustoffe (einschließlich Bodenbeläge und lineare Rohrdämmstoffe)
Bauaufsichtliche Anforderungen Baustoffklasse nach DIN 4102-1 und weitere Angaben
nichtbrennbar1 A1 A2
schwerentflammbar B1 und begrenzte Rauchentwichlung (l ≤ 400 % x Min. bei Prüfung nach DIN 4102-15)
schwerentflammbar und nicht brennend abfallend oder abtropfend
B1 und nicht brennend abfallend oder abtropfend sowie begrenzte Rauchentwicklung (l ≤ 400 % x Min. bei Prüfung nach DIN 4102-15)
schwerentflammbar und geringe Rauchentwicklung
B1 und geringe Rauchentwicklung (l ≤ 100 % x Min. bei Prüfung nach DIN 4102-15)
schwerentflammbar und nicht brennend abfallend oder abtropfend sowie geringe Rauchentwicklung
B1 und nicht brennend abfallend oder abtropfend sowie geringe Rauchentwicklung (l ≤ 100 % x Min. bei Prüfung nach DIN 4102-15)
normalentflammbar und nicht brennend abfallend oder abtropfend B2
normalentflammbar B2 (auch brennend abfallend oder abtropfend) 1 ggf. zusätzlich Schmelzpunkt > 1000 °C Angabe: Schmelzpunkt von mindestens 1000 °C
nach DIN 4102-17 In DIN 4102-4, Abschnitt 4 sind die Baustoffe aufgeführt, die direkt einer Baustoff- klasse zugeordnet werden können. Für das Brandverhalten der sonstigen Baustoffe ist ein Verwendbarkeitsnachweis erforderlich.
Das Brandverhalten der Baustoffe ist dabei von den folgenden Größen abhängig: • Gestalt • Oberfläche • Masse • Verbund mit anderen Baustoffen • Verarbeitungstechnik • Anordnung im Raum.
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen sowie deren Klassifizierung
6
1.3 Klassifizierung von Bauteilen nach DIN 4102 Das Brandverhalten von Bauteilen wird im Wesentlichen durch die Feuerwider- standsdauer gekennzeichnet. Die Feuerwiderstandsdauer ist die Mindestdauer in Minuten, während der ein Bauteil die Prüfanforderungen der DIN 4102-2 erfüllt, oh- ne seine Tragfähigkeit bzw. seine Raumabschlussfunktion zu verlieren. Die Norm- brandbeanspruchung entspricht dabei dem Temperaturverlauf der Einheits- Temperaturzeitkurve (ETK).
Die Bauteile werden entsprechend der in der Prüfung erreichten Feuerwider- standsdauer in Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2 eingeteilt. Zur weiteren Einstufung der Bauteile erhält diese eine Zusatzbezeichnung zur Feuerwider- standsklasse entsprechend dem Brandverhalten ihrer Baustoffe. Es wird unterteilt in Bauteile aus nichtbrennbaren Baustoffen (-A), in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen (-AB, vgl. MBO § 26 Satz 2, Nr. 2), in den wesentlichen Bestandteilen aus brennbaren Baustoffen (-BA, vgl. MBO § 26 Satz 2, Nr. 3) und in Bauteile aus brennbaren Baustoffen (-B).
Die Gesamtübersicht der Tabelle 2 zeigt die Verknüpfung der Baustoff- und Bau- teilanforderungen der Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102 mit den bauord- nungsrechtlichen Anforderungen nach MBO [9] (siehe auch MVV TB [11]).
Tabelle 2: Zuordnung der Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102 zu den bauordnungs- rechtlichen Anforderungen nach MBO [9]
Bauaufsichtliche Anforderungen Klassen nach DIN 4102-2 Kurzbezeichnung nach DIN 4102-2
feuerhemmend Feuerwiderstandsklasse F 30 F 30-B1
feuerhemmend und aus nichtbrennbaren* Baustoffen
Feuerwiderstandsklasse F 30 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 30-A1
hochfeuerhemmend (tragende Teile brennbar, Dämmstoffe nichtbrennbar*
mit brandschutztechnisch wirksamer Bekleidung)
nichtbrennbaren Baustoffen**
nichtbrennbaren Baustoffen F 60-AB2,3
Feuerwiderstandsklasse F 60 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 60-A2,3
feuerbeständig (tragende und aussteifende Teile nicht brennbar*)
Feuerwiderstandsklasse F 90 und in den wesentlichen Teilen aus
nichtbrennbaren Baustoffen F 90-AB4,5
Feuerwiderstandsklasse F 90 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 90-A4,5
Brandwand (feuerbeständig und aus nichtbrennbaren* Baustoffen) Brandwand -
Tabelle wird fortgesetzt.
7
spruchung standsicher (Wand anstelle einer…