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Wiebke Thönißen

Baukunde für die Einsatzpraxis

Verlag W. Kohlhammer

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Die Abbildungen stammen – soweit nicht anders angegeben – von der Autorin.

1. Auflage 2020

Alle Rechte vorbehalten

© W. Kohlhammer GmbH, Stuttgart

Gesamtherstellung: W. Kohlhammer GmbH, Stuttgart

Print:

ISBN 978-3-17-034938-4

E-Book-Formate:

pdf:       ISBN 978-3-17-034940-7

epub:    ISBN 978-3-17-034941-4

mobi:    ISBN 978-3-17-034942-1

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Inhaltsverzeichnis

 

  1. Vorwort
  2. 1   Einleitung
  3. 2   Brandschutzanforderungen an Baustoffe und Bauteile
  4. 2.1   Baustoffklassen
  5. 2.1.1   Leichtentflammbare Baustoffe (B3)
  6. 2.1.2   Normalentflammbare Baustoffe (B2)
  7. 2.1.3   Schwerentflammbare Baustoffe (B1)
  8. 2.1.4   Nichtbrennbare Baustoffe (A2)
  9. 2.1.5   Nichtbrennbare Baustoffe (A1)
  10. 2.1.6   Vergleich deutscher und europäischer Baustoffklassen
  11. 2.2   Bauteilklassen
  12. 2.2.1   Prüfverfahren
  13. 2.2.2   Feuerwiderstandsklassen
  14. 2.2.3   Vergleich deutscher und europäischer Bauteilklassen
  15. 2.2.4   Heißbemessung von Bauteilen
  16. 2.3   Brandschutzanforderungen
  17. 2.3.1   Wohn- und Bürogebäude
  18. 2.3.2   Sonderbauten
  19. 3   Brennbare Baustoffe und Bauteile
  20. 3.1   Holz und Holzwerkstoffe
  21. 3.2   Kunststoffe
  22. 3.2.1   Thermoplaste
  23. 3.2.2   Duroplaste
  24. 3.2.3   Elastomere
  25. 3.3   Aluminium
  26. 3.4   Brennbare Dämmstoffe und Isolierungen
  27. 4   Nichtbrennbare Baustoffe
  28. 4.1   Stahl
  29. 4.2   Nichteisenmetalle
  30. 4.3   Gusseisen
  31. 4.4   (Stahl-)Beton
  32. 4.5   Natursteine
  33. 4.6   Künstliche Steine
  34. 4.7   Trockenbauplatten
  35. 4.8   Estriche
  36. 4.9   Mörtel, Putze und Gipse
  37. 4.10   Glas
  38. 4.11   Nichtbrennbare Dämmstoffe und Isolierungen
  39. 5   Konstruktionen
  40. 5.1   Statische Systeme und Versagenskriterien
  41. 5.2   Stahlkonstruktionen
  42. 5.2.1   Stahltragwerke
  43. 5.2.2   Trapezblech
  44. 5.3   Stahlbetonkonstruktionen
  45. 5.4   Holzkonstruktionen
  46. 5.5   Mauerwerk
  47. 5.6   Trockenbau
  48. 5.7   Brandschutzputze
  49. 5.8   Brandwände
  50. 5.9   Außenwände und Fassaden
  51. 5.9.1   Fassaden: Einfluss auf Brandereignisse
  52. 5.9.2   Hinterlüftete Fassaden
  53. 5.9.3   Nichtbrennbare Fassadenbekleidungen
  54. 5.9.4   Brennbare Fassadenbekleidungen
  55. 5.9.5   Pfosten-Riegel-Fassaden
  56. 5.9.6   Wärmedämmverbundsysteme
  57. 5.9.7   Doppelfassaden
  58. 5.10   Brand- und Rauchschutztüren/-tore (Feuerschutzabschlüsse)
  59. 5.11   Brand- und Rauchschutzvorhänge
  60. 5.12   Bedachungen
  61. 5.12.1   Dachformen
  62. 5.12.2   Dachaufbauten
  63. 5.12.3   Harte Bedachungen
  64. 5.12.4   Weiche Bedachungen
  65. 5.13   Brandschutzverglasungen
  66. 5.14   Gebäudefugen
  67. 6   Rettungswege
  68. 6.1   Treppen und Treppenräume
  69. 6.2   Flure und Gänge
  70. 6.3   Ausgänge und Führung auf dem Grundstück
  71. 6.4   Anleiterbare Fenster und Aufstellflächen
  72. 6.4.1   Rettung über vierteilige Steckleiter
  73. 6.4.2   Rettung über dreiteilige Schiebleiter
  74. 6.4.3   Rettung über Hubrettungsfahrzeuge
  75. 7   Haustechnik
  76. 7.1   Elektroinstallationen
  77. 7.2   Rohrleitungen
  78. 7.3   Lüftung
  79. 7.4   Heizung
  80. 7.5   Blitzschutz
  81. 7.6   Photovoltaik und Solarthermie
  82. 7.7   Aufzüge
  83. 7.8   Doppel- und Hohlraumböden
  84. 8   Brandschutztechnik
  85. 8.1   Rauchwarnmelder
  86. 8.2   Brandmeldeanlagen
  87. 8.3   Alarmierungseinrichtungen
  88. 8.4   Löschanlagen
  89. 8.5   Trockene Steigleitungen
  90. 8.6   Nasse Steigleitungen und Wandhydranten
  91. 8.7   Entrauchung
  92. 8.8   Feuerwehraufzüge
  93. 8.9   Gebäudefunkanlagen/Funkunterstützungsanlagen
  94. 8.10   Sicherheitsbeleuchtung
  95. 8.11   Sicherheitsstromversorgung
  96. 8.12   Löschwasserrückhalteinrichtungen
  97. 9   Bauweisen
  98. Fazit
  99. Glossar
  100. Literaturverzeichnis
  101. Stichwortverzeichnis

Vorwort

Das Fachbuch schließt sich an das Rote Heft 13 »Baukunde« von Axel Häger an und soll diese wichtige Thematik würdig weiterführen. Das Buch wurde an die Erfordernisse moderner Bauweisen angepasst, ohne hierbei den Blick auf immer gültige Grundlagen und Bestandsbauten zu verlieren. Daher habe ich im Bereich der Statik und der Baukonstruktionen ein wenig zur Schere gegriffen und behutsam einige Kapitel verschlankt, um neue Informationen über Rettungswege, Haus- und Brandschutztechnik ein- und unterzubringen.

Dieses Buch ist ein Spagat zwischen dem nötigen Grundwissen für alle Feuerwehrleute und dem Spezialwissen, welches Führungskräfte und Mitarbeiter von Brandschutzdienststellen benötigen. Einiges wird ein Teilnehmer eines Grundausbildungslehrganges als zu detailliert empfinden, wohingegen eine Führungskraft im gleichen Detail eine nützliche Information für die Erkundung sieht. Insofern wünsche ich mir, dass dieses Buch ein Erstlerner- und »Immer-wieder«-Buch wird, was über die Jahre und mit wachsender Erfahrung – vielleicht auch beim mehrfachen Lesen – einen anderen Blick auf eigentlich Vertrautes lenken kann.

Beim Erstellen dieses Buches hatte ich ein breites Netz an Unterstützung und Hilfe. Im Einzelnen danke ich Manuel Krahwinkel für die Nachhilfe im Stahlbau, Matthias Friedrich, dass er sein Wissen über Fassaden mit mir geteilt hat sowie Hilke Schättiger und Angelika Heitmann für die Unterstützung in Sachen Massivbau und Baukonstruktionen. Simon Dercho danke ich für die im wahrsten Sinne des Wortes spannende Hilfe in Sachen Elektro, Ulrich Wolf für die Erläuterungen zur Photovoltaik, Stefanie Drescher, Matthias Münch und Anne Grimm für das Korrekturlesen, meinem Geschäftspartner Volker Schmidt dafür, dass ich Zeit zum Schreiben abknapsen durfte. Sonja Mieloszyk danke ich für den Blick aus VB-Sicht. Des Weiteren danke ich allen, die mir Fotos und Grafiken zur Verfügung gestellt oder erlaubt haben, dass ich Fotos in oder von ihren Gebäuden anfertigte.

Meiner Familie, allen voran meinen Männern (groß und klein) Matthias und Till, danke ich für die aufbauenden Worte und die moralische Unterstützung, die wortlos angereichte Schokolade und dafür, dass sie so oft auf mich verzichtet haben.

Ich widme dieses Buch meinem großen Vorbild: meinem Vater. Er hat immer unerschütterlich daran geglaubt, dass wir Kinder unseren Weg finden und gehen werden. Danke für Wurzeln und Flügel.

Tornesch, im September 2019

1          Einleitung

Das Wissen über Gebäude und ihre Konstruktionsweisen ist für Feuerwehrleute elementar und kann überlebenswichtig sein. Gebäude schützen Menschen und Tiere vor Umwelteinflüssen, aber sie können selbst oder in Verbindung mit ihrer Nutzung auch zur Gefahr für Einsatzkräfte werden. Gleichzeitig nutzt ein profundes Wissen über Baustoffe, Bauteile und Bauweisen sowohl der Einsatzleitung als auch den vorgehenden Trupps. Bei jeder Erkundung kann schnell abrufbares Wissen den Blick auf die wesentlichen Bauelemente lenken und bei der Suche nach Rettungswegen, Einsatzschwerpunkten und Gefahrenstellen helfen.

Die eingesetzten Kräfte als »Auge und Ohr« der Führungskräfte können vor Ort Informationen über die Baukonstruktion aufnehmen, weiterleiten und somit den Führungskräften im Führungskreislauf die Basis für eine weitere Beurteilung der Lage liefern. Auch dies gelingt nur mit dem Wissen über Baukonstruktionen, das Auge und Ohr zur richtigen Stelle lenken kann.

Auch der Gesetzgeber hat erkannt, welch immense Bedeutung die Konstruktion eines Gebäudes für den Feuerwehreinsatz hat. Die Musterbauordnung (MBO) (Fachkommission Bauaufsicht der Bauministerkonferenz, 2016) definiert deshalb für alle Gebäude wichtige Schutzziele, die auch die Feuerwehr direkt und indirekt betreffen:

 

image    Vorbeugung der Entstehung eines Brandes,

image    Vorbeugung der Ausbreitung von Feuer und Rauch im Brandfall,

image    Ermöglichung der Menschen- und Tierrettung im Brandfall,

image    Ermöglichung von wirksamen Löscharbeiten.

Drei der vier Schutzziele dienen also direkt der Arbeit der Feuerwehr. Aus diesen Schutzzielen leiten sich viele Vorgaben für Baukonstruktionen ab.

Damit alle Feuerwehrkräfte die gleiche Sprache sprechen, beginnt dieses Buch mit den brandschutzrelevanten Definitionen, Bezeichnungen und Fachbegriffen, die in Deutschland für Baustoffe und Bauteile verwendet werden. Aber auch die neuen europäischen Bezeichnungen, die in naher Zukunft erheblich an Bedeutung gewinnen werden, sind erläutert.

Danach bahnt sich das Buch den Weg durch den Dschungel der verschiedenen Baugewerke vom Kleinen zum Großen, von den einzelnen Baustoffen über die Bauteile bis hin zu Konstruktionen und Bauweisen. Ein großes Kapitel nehmen die Rettungswege ein, die auch immer gleichzeitig Angriffswege für die Feuerwehr sind.

Nach der »Hardware« des Gebäudes folgen Kapitel über die technische Ausstattung von Gebäuden. Ohne umfangreiche technische Ausstattung sind moderne Häuser heute nicht mehr denkbar; selbst im Einfamilienhausbau finden sich (Fern-)Steuerungsanlagen für Heizung, Lüftung und sogar die Kaffeemaschine. All dies hat natürlich Einfluss auf Brandverläufe, Einsatztaktik und die Gefahren für die eingesetzten Kräfte.

Gleichzeitig kann die inzwischen weit entwickelte Brandschutztechnik dem Schutz von Nutzern und Einsatzkräften dienen. Sie ist in den vergangenen Jahrzehnten schon allein durch Rauchwarnmelder und die zunehmende Anzahl von Brandmeldeanlagen und -alarmen in das Bewusstsein von Feuerwehr und Öffentlichkeit gerückt. Daher erhält auch die Brandschutztechnik in diesem Buch einen größeren Raum.

Dieses Buch soll für Neulinge im Grundlehrgang ebenso wie für erfahrene Feuerwehrangehörige hilfreich sein und natürlich auch Führungskräften zur Fort- und Weiterbildung dienen. Es kann im Ganzen gelesen oder auch als Nachschlagewerk genutzt werden. Zahlreiche Verweise zwischen den Kapiteln erleichtern das Auffinden verwandter Themen und zusätzlicher Hinweise auf weitergehende Aspekte.

Im Buch finden sich immer wieder Hinweise, die ein besonderes Augenmerk erfordern. Sie befinden sich in farbigen Kästen. Durch die unterschiedlichen Farben kann schnell zwischen wichtigen Informationen unterschieden werden.

2          Brandschutzanforderungen an Baustoffe und Bauteile

Grundsätzlich unterscheidet das deutsche Baurecht – und damit auch die brandschutztechnische Beurteilung – zwischen Baustoffen und Bauteilen. Baustoffe sind jeweils die »Grundstoffe«, aus denen ein Bauteil errichtet wird. So können aus dem Baustoff Holz beispielsweise Bauteile wie Türen, Fenster oder auch Wände gebaut werden.

Baustoffe werden nach ihrer Brennbarkeit beurteilt, Bauteile hingegen können weitere Eigenschaften, wie zum Beispiel Feuerwiderstand oder Rauchdichtigkeit, aufweisen.

2.1       Baustoffklassen

Die Prüfung und Einstufung der Brennbarkeit von Baustoffen ist momentan sowohl nach deutschen als auch nach europäischen Normen möglich. Die deutsche Norm für die Prüfung und Einstufung von Baustoffen ist die DIN 4102-1:1998-05: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 1: Baustoffe; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen. Der Name der europäischen Einstufungsnorm lautet DIN EN 13501-1:2010-01: Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten - Teil 1: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Prüfungen zum Brandverhalten von Bauprodukten, wobei die europäischen Prüfverfahren in mehreren zusätzlichen Normen geregelt sind. Zum Teil wurden die deutschen Verfahren für die Prüfungen nach europäischen Normen übernommen. Zum Teil gibt es aber auch eigene Prüfverfahren, die bei deutschen Prüfungen nicht verwendet werden. Deshalb ist eine direkte Vergleichbarkeit zwischen einer deutschen und europäischen Einstufung nicht immer gegeben, da es in der DIN 4102-1 nur fünf Baustoffklassen (A1/A2 und B1-B3) gibt, nach DIN EN 13501-1 aber acht (A1/A2 und B-F), die mit zusätzlichen Kriterien über die Rauchentwicklung und das brennende Abtropfen ergänzt werden. Man behilft sich hier mit einer »Übersetzungstabelle« (vgl. Kapitel 2.1.6).

Ist ein Baustoff nach einem der vielen Prüfverfahren geprüft, erhält er in seinem Prüfzeugnis eine Einstufung, die aus einer textlichen Benennung (z. B. »schwerentflammbar«) und einer Buchstaben-Zahlen-Kombination (z. B. »B1« nach deutscher Norm oder »C-s1,d0« nach europäischer Norm) besteht.

Die Bauvorschriften (Bauordnungen der Bundesländer, Verordnungen, Richtlinien etc.) verwenden grundsätzlich die textlichen Begriffe und nicht die Zahlen-Buchstaben-Kombinationen, so dass die parallele Verwendung von Baustoffen mit deutschen und europäischen Prüfungen möglich ist.

Die wichtigste Unterscheidung im Baurecht ist die Unterscheidung zwischen nichtbrennbaren Baustoffen und brennbaren Baustoffen. In vielen Bereichen werden baurechtliche Vorgaben gemacht, welche Baustoffklasse ein Baustoff mindestens haben muss, damit er verbaut werden darf. Ebenso gibt unser Baurecht vor, aus welchen Baustoffen Bauteile gebaut werden dürfen, die einen bestimmten Feuerwiderstand erreichen müssen (siehe Kapitel 2.3).

In den folgenden Überschriften sind neben der textlichen Benennung auch immer die deutschen Baustoffklassen angegeben, da diese im Feuerwehr-Sprachgebrauch am häufigsten verwendet werden.

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Merke:

Die Buchstaben der Baustoffklassen haben nichts mit den Brandklassen von Feuerlöschern zu tun.

Die Prüfungen in den Baustoffklassen erfolgen grundsätzlich von normalentflammbar in Richtung nichtbrennbar. Das heißt, ein Baustoff mit einer höherwertigen Einstufung muss auch die Prüfungen der niedrigeren Baustoffklassen bestanden haben.

2.1.1     Leichtentflammbare Baustoffe (B3)

Leichtentflammbare Baustoffe1 haben keinerlei Prüfung bestanden und werden somit ungeprüft eingestuft. Zu den leichtentflammbaren Baustoffen zählen beispielsweise Papier, leichte Holzwerkstoffe oder einige unbehandelte Kunststoffe.

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Merke:

Die Verwendung von leichtentflammbaren Baustoffen am Bau ist grundsätzlich verboten. Nur, wenn sie im Verbund mit anderen Baustoffen nicht mehr leichtentflammbar sind, dürfen sie verbaut werden. (Fachkommission Bauaufsicht der Bauministerkonferenz, 2016)

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Achtung:

Einrichtungsgegenstände, Maschinen, Lagergüter oder Dekorationen fallen nicht unter das Baurecht. Sie können trotz des Verbotes leichtentflammbar sein.

2.1.2     Normalentflammbare Baustoffe (B2)

Normalentflammbare Baustoffe sind Baustoffe, die nach dem Beflammen mit einer kleinen Zündquelle selbständig weiterbrennen. Allerdings wird in der Prüfung die Brandausbreitung auf dem Baustoff gemessen und bewertet (CEN/TC 127 »Baulicher Brandschutz«, 2010).

Nach DIN 4102-1 werden die Proben der Baustoffe im so genannten »Brennkasten« geprüft. Dort werden sie in Plattenform senkrecht aufgehängt und schräg von unten beflammt. Unterhalb der Probe befindet sich ein Körbchen mit Filterpapier, in dem brennend abtropfende Teile der Probe aufgefangen werden. Die Prüfung wird fünfmal wiederholt.

Die Probe wird 15 Sekunden lang beflammt, dann wird die Flamme entfernt. Innerhalb von 20 Sekunden darf die Flammenspitze die Messmarke im Abstand von 15 cm zur Flamme nicht erreichen. Fallen in der Zeit der Prüfung brennende Teile in das Körbchen mit dem Filterpapier und brennen für mindestens 2 Sekunden lang weiter, wird dies als »brennend abtropfend« im Prüfzeugnis vermerkt.

Das europäisch genormte Prüfverfahren findet ebenfalls im Brennkasten statt, heißt jedoch dort »Einzelflammentest«. Die Einstufung nach der DIN EN 13501-1 sieht für die normalentflammbaren Baustoffe mehrere Baustoffklassen vor. Der Baustoffklasse B2 entsprechen grob die europäischen Klassen D und E (jedoch nicht mit allen Zusatzkriterien), siehe hierzu »Übersetzungstabelle« in Kapitel 2.1.6.

Als normalentflammbar sind beispielsweise folgende Baustoffe eingestuft (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 2016):

 

image    Holz mit einer Rohdichte ≥ 400 kg/m3 und einer Dicke von mehr als 2 mm oder

image    Rohre aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U) mit Wanddicken von mehr als 3,2 mm.

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Bild 1: Prüfverfahren für B2-Baustoffe, Darstellung nach DIN 4102-1:1998:05 (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1998)

2.1.3     Schwerentflammbare Baustoffe (B1)

Als schwerentflammbar wird ein Baustoff eingestuft, wenn er nach dem Beflammen durch ein kleineres Feuer in der Größe eines Papierkorbes nicht oder nur in sehr geringem Maße selbstständig weiterbrennt (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1998). Jeder B1-Baustoff muss auch die Prüfung für B2 bestanden haben.

Die Prüfung nach deutscher Norm erfolgt im so genannten »Brandschacht«. Hier werden vier Platten mit einer Länge von 100 cm aufgehängt. Die Proben werden 10 Minuten lang beflammt und beobachtet, bis kein Brandgeschehen mehr zu erkennen ist. Am Schluss muss die Restlänge aller Proben mindestens 15 cm betragen (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1998). Zusätzlich dürfen die Rauchgase nicht heißer als 200°C werden. Auch hier wird ein eventuelles brennendes Abtropfen registriert.

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Bild 2: Prüfverfahren für B1-Baustoffe, Darstellung nach DIN 4102-15 (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1990)

Das alternative europäische Prüfverfahren, der so genannte »single burning item test« (CEN/TC 127 »Baulicher Brandschutz«, 2015), prüft das Brandverhalten der Baustoffe durch eine Beflammung von zwei über Eck zusammengesetzten Proben, die aus der unteren Ecke beflammt werden. Auch hier wird die Flammenausbreitung sowie das brennende Abtropfen gemessen, zusätzlich werden die freigesetzte Energie sowie die Rauchentwicklung ermittelt bzw. aus den Messwerten berechnet. Die Einstufung nach der DIN EN 13501-1 sieht für die normalentflammbaren Baustoffe mehrere Baustoffklassen vor. Der Baustoffklasse B1 entsprechen grob die europäischen Klassen B und C (jedoch nicht mit allen Zusatzkriterien), siehe hierzu »Übersetzungstabelle« in Kapitel 2.1.6.

Für Bodenbeläge und Fassadenbekleidungen gibt es eigene B1-Brandprüfungen.

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Achtung:

Die Klassifizierung »schwerentflammbar« bezieht sich nur auf die Entzündbarkeit bei einem Kleinbrand und sagt nichts über das Brandverhalten im Vollbrand aus.

Beispiele für schwerentflammbare Baustoffe sind:

 

image    Putze mit Kunstharzbindemitteln oder

image    Rohre aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U) mit Wanddicken von weniger als 3,2 mm (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 2016) oder

image    Wärmedämmverbundsysteme mit PUR-Dämmung für Außenwände (mit entsprechender Prüfung) oder

image    Holzfaserplatten mit entsprechender Prüfung.

2.1.4     Nichtbrennbare Baustoffe (A2)

Es mag zunächst verwunderlich klingen, dass es zwei Baustoffklassen für nichtbrennbare Baustoffe gibt. Die Baustoffe der Klasse A2 dürfen im Gegensatz zu denen der Klasse A1einen geringen Anteil an brennbaren Stoffen enthalten, der jedoch nur zu einer geringen Wärmeabgabe und Rauchentwicklung führen darf (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1998).

Nach DIN 4102-1 wird für die Erlangung in die Baustoffklasse A2 die so genannte Ofenprüfung durchgeführt.

Die Probe des Baustoffes wird für die Prüfung in einen Ofen eingehängt, der auf 750 °C aufgeheizt wird. Die Prüfung dauert mindestens 15 und maximal 90 Minuten und kann beendet werden, wenn das Temperaturmaximum (z. B. bei Temperaturanstieg durch Zersetzung des Baustoffes) erreicht wurde. Verändert sich die Temperatur im Ofen also nicht, wird die Prüfung nach 15 Minuten beendet.

Zersetzt sich nun der Baustoff durch die Wärmeeinwirkung und setzt brennbare Bestandteile frei, verbrennen diese im Ofen oder steigen auf und vergrößern die Testflamme. Bei der Prüfung für A2-Baustoffe sind kurzzeitige Entflammungen von bis zu 20 Sekunden zulässig und die Testflamme darf sich ebenfalls kurzzeitig vergrößern.

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Bild 3: Ofenprüfung, Darstellung nach DIN 4102-15:1990: (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1990)

Alternativ zur Ofenprüfung können auch der Heizwert und die Wärmeentwicklung der Probe ermittelt werden. Der Heizwert darf nicht mehr als 1,17 kWh/kg betragen (zum Vergleich: Der Heizwert von Holz liegt je nach Holzsorte bei etwa 4 kWh/kg) und die Wärmeentwicklung (auf die Fläche bezogen) muss geringer sein als 4,67 kWh/m².

Zusätzlich muss auch die Brandschachtprüfung (B1) durchgeführt werden, jedoch mit verschärften Kriterien. Die Proben dürfen nur bis zu einer Restlänge von maximal 35 cm verbrennen und die Temperatur im Ofen darf nur bis auf 125 °C ansteigen.

Auch nach dem europäischen Prüfverfahren werden ähnliche Parameter getestet wie nach deutschem Verfahren. Die zugehörige europäische Baustoffklasse ist die Baustoffklasse A2-s1,d0 (siehe Übersetzungstabelle im Kapitel 2.1.6).

Beispiele für Baustoffe der Klasse A2 sind:

 

image    zementgebundene Spanplatten mit entsprechendem Prüfzeugnis,

image    und Gipsfaserplatten mit entsprechendem Prüfzeugnis.

2.1.5     Nichtbrennbare Baustoffe (A1)

Nichtbrennbare Baustoffe der Baustoffklasse A1 dürfen bei einem Vollbrand keine entzündbaren Gase freigeben und keine nennenswerte Wärmeentwicklung zeigen. Dafür müssen sie zunächst einmal alle Prüfungen für B2 und B1 bestehen. Zum Nachweis, dass keine brennbaren Bestandteile im Baustoff enthalten sind, wird nach DIN 4102-1 auch bei A1-Baustoffen die Ofenprüfung durchgeführt. (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1998)

Bei einem Baustoff der Klasse A1 darf jedoch im Gegensatz zu A2-Baustoffen weder eine Vergrößerung der Zündflamme noch ein kurzzeitiges Entflammen der Probe auftreten. Die Prüfung gilt somit als nicht bestanden, wenn innerhalb des Ofens Flammen auftreten oder sich die die Testflamme vergrößert/verbreitert (siehe Bild 3).

Das europäische Prüfverfahren sieht ebenfalls eine Ofenprüfung mit einem vergleichbaren Verfahren sowie zusätzlich eine Heizwertermittlung vor. Die zugehörige europäische Baustoffklasse ist die Baustoffklasse A1.

Beispiele für Baustoffe der Klasse A1 sind:

 

image    Kalksandsteine,

image    mineralische Mörtel,

image    Gipskartonplatten ohne brennbare Bestandteile,

image    Steinwolle

image    und Stahl.

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Merke:

Baurechtlich sind die Baustoffklassen A1 und A2 gleichwertig. Dort werden beide Klassen als »nichtbrennbar« bewertet.

2.1.6     Vergleich deutscher und europäischer Baustoffklassen

Während die deutschen Baustoffklassen nur aus einem Buchstaben und einer Zahl bestehen (z. B. B1), werden bei den europäischen Baustofflassen noch weitere Kriterien zur Rauchentwicklung und zum brennenden Abtropfen angefügt (CEN/TC 127 »Baulicher Brandschutz«, 2010):

 

s:    

Rauchentwicklung (smoke)

 

d:   

brennendes Abtropfen/Abfallen (droplets)

Hierbei bedeuten die Kombinationen folgende Aussagen:

Tabelle 1: Zusatzbezeichnungen nach DIN 13501-1 für Baustoffklassen (CEN/TC 127 »Baulicher Brandschutz«, 2010)

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BezeichnungBedeutung

Um eine Vergleichbarkeit zwischen den deutschen und den europäischen Baustoffklassen zu erhalten, wurde durch das Deutsche Institut für Bautechnik eine »Übersetzungstabelle« veröffentlicht. Diese kann zu Rate gezogen werden, wenn ein europäisch geprüfter Baustoff in Deutschland verwendet werden soll.

Tabelle 2: »Übersetzungstabelle« für Baustoffklassen aus der Bauregelliste A Teil 1 (Deutsches Institut für Bautechnik, 2015)

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bauaufsichtliche BenennungZusatzanforderungdeutsche Baustoffklasseeuropäische Baustoffklassekein Rauchkein brennendes Abtropfen/Abfallen

2.2       Bauteilklassen

Das Brandverhalten von Bauteilen wird als Feuerwiderstandsdauer angegeben. Um ein Bauteil in eine Feuerwiderstandsklasse einzustufen, ist eine Brandprüfung erforderlich. Sowohl nach der deutschen Prüf- und Einstufungsnorm DIN 4102-2 (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1977) als auch nach der europäischen Prüfnorm DIN EN 1363-2 (NA 005-52-02 AA - »Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen - Bauteile«, 2012) wird hierzu eine Brandprüfung in einer Brennkammer vorgenommen.

2.2.1     Prüfverfahren

Die Brandprüfung von Bauteilen wird im Gegensatz zu den Prüfungen für die Baustoffe nicht mit Einzelteilen durchgeführt, sondern mit einer kompletten Konstruktion. Hierfür verfügen die Materialprüfanstalten über Brennkammern, in die zum Beispiel Wände, Decken, Türen und verschiedene weitere Sonderbauteile eingesetzt werden können. Somit ergibt sich ein geschlossener Prüfraum, der von innen mit Gasbrennern befeuert wird. Stützen und Decken können auch als belastete Bauteile geprüft werden.

Die Befeuerung der Brennkammer erfolgt mit Gasbrennern nach der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK).

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Bild 4: Einheitstemperaturzeitkurve, erstellt nach DIN 4102-2 (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1977)

Wie sich aus der ETK erkennen lässt, wird mit dieser Prüfung zu Beginn ein schneller Anstieg der Temperatur mit anschließenden hohen Temperaturen simuliert, die deutlich über den Temperaturen eines durchschnittlichen Zimmerbrandes liegen.

Während der Prüfung wird mit Thermoelementen kontinuierlich die Temperatur im Brandraum und auf der nicht vom Brand beaufschlagten Bauteilaußenseite gemessen.

Im Schnitt darf die Temperatur auf der Außenseite des Bauteils während der gesamten Prüfdauer um nicht mehr als 140 K ansteigen; einzelne Werte dürfen 180 K nicht überschreiten. Bei einer Starttemperatur von 20°C heißt dies, es dürfen im Schnitt nicht mehr als 160°C und 200°C in Einzelwerten erreicht werden. Sind diese Werte nicht eingehalten, besteht das Bauteil die Prüfung nicht.

In regelmäßigen Abständen werden zudem Wattebäusche auf die Außenseite des Bauteils gehalten. Entzünden sie sich, ist die Prüfung ebenfalls nicht bestanden.

Die Prüfung wird bis zum Versagen des Bauteils oder aber bis zum Erreichen der gewünschten Feuerwiderstandsdauer durchgeführt. Die maximale Prüfzeit beträgt 180 Minuten, also drei Stunden.

Die Bauteile müssen während der ganzen Prüfdauer folgende Kriterien einhalten:

 

image    kein Versagen/Zusammenbrechen,

image    bei raumabschließenden Bauteilen (z. B. Wände oder Decken): Wahrung des Raumabschlusses, keine Öffnungen,

image    bei nicht raumabschließenden, tragenden Bauteilen (z. B. Stützen): kein Versagen unter der geplanten Gebrauchslast.

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Merke:

Feuerwiderstandsprüfungen erfolgen immer für das komplette Bauteil im eingebauten Zustand.

2.2.2     Feuerwiderstandsklassen

Die Bauordnungen der Bundesländer regeln die Abstufungen für den Feuerwiderstand von Bauteilen in 30-Minuten-Schritten (Fachkommission Bauaufsicht der Bauministerkonferenz, 2016). Dort werden nur textliche Bezeichnungen aufgeführt. Die Übersetzung in die in Feuerwehrkreisen öfter verwendeten Buchstaben-Zahlen-Kombinationen erfolgt in den Einstufungsnormen DIN 4102-2 und DIN EN 13501-2.

Wände, Decken, Stützen, Unterzüge und Dächer erhalten nach DIN 4102-2 den Buchstaben F und eine Zahl, die die Feuerwiderstandsdauer in Minuten ausdrückt. Hat ein Bauteil während der Prüfung versagt, wird die Feuerwiderstandsklasse auf den nächstniedrigeren 30er-Schritt abgerundet. Ein Bauteil, das bei einer Prüfdauer von 31 Minuten versagt, wird genauso als »feuerhemmend2 – F 30« eingestuft wie eines, das nach 59 Minuten versagt.

Tabelle 3: Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2 (DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 1977)

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Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102-2Bauaufsichtliche Benennung

Die Landesbauordnungen stellen zusätzlich zur Feuerwiderstandsdauer in Abhängigkeit von der Gebäudeklasse Anforderungen an die (Nicht-)Brennbarkeit der Baustoffe (siehe Kapitel 2.3). Im Sprachgebrauch der deutschen Brandschutzplanung besteht daher die Möglichkeit, die textlichen Ausführungen zur Kombination von Feuerwiderstand mit Anforderungen an die verwendeten Baustoffe durch weitere Abkürzungen darzustellen. Diese Kombinationen sind mit allen Feuerwiderstandsklassen denkbar und in der folgenden Tabelle beispielhaft für feuerhemmende (F 30) Bauteile aufgeführt; sie gelten aber auch für alle anderen Feuerwiderstandsklassen.

Tabelle 4: Beispielhafte Kombinationen aus Feuerwiderstandsklassen und Baustoffanforderungen

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AbkürzungErläuterung

Neben den mit ETK-Prüfung eingestuften Bauteilen gibt es noch zahlreiche so genannte Sonderbauteile, die aufgrund ihrer Eigenschaften spezielle Prüfungen benötigen. So werden zum Beispiel Außenwände mit einer bei 723°C »gekappten« ETK geprüft, weil die Brandbelastung im Außenbereich nicht so hoch ist wie bei einem Zimmerbrand.

Zur besseren Unterscheidung wurden diese in den deutschen Normen DIN 4102-3 ff mit anderen Buchstaben versehen.

Tabelle 5: Benennung von Sonderbauteilen nach DIN 4102

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BuchstabeDIN 4102 Teil…Sonderbauteil

2.2.3     Vergleich deutscher und europäischer Bauteilklassen

Nach der europäischen Einstufungsnorm DIN EN 13501-2 wird die Benennung der Feuerwiderstandsklasse mit weiteren Buchstaben unterschieden, die unterschiedliche Eigenschaften getrennt widerspiegeln. Folgende Buchstaben werden hierbei verwendet (NA 005-52-02 AA »Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen - Bauteile«, 2016):

 

R:

Résistance (Tragfähigkeit)

 

E:

Étanchéité (Raumabschluss)

 

I:

Isolation (Wärmedämmung unter Brandeinwirkung)

Daraus ergeben sich für Bauteile, die in Deutschland alle mit »F« bezeichnet sind, ganz unterschiedliche Bezeichnungen nach europäischer Norm:

Tabelle 6: Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 13501-2 (NA 005-52-02 AA »Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen - Bauteile«, 2016)

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Benennung deutschBenennung europäischtragend ohne Raumabschluss (z. B. Stützen)tragend mit Raumabschluss (z. B. Decken) nichttragend mit Raumabschluss (z. B. Trockenbauwände)