INFORMATIONSDIENST HOLZ

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1 INFORMATIONSDIENST HOLZ holzbau handbuch

2 2 holzbau handbuch Inhaltsverzeichnis, Impressum Inhaltsverzeichnis Impressum 1 Einführung Definitionen und Begriffe Hallentypen Regeln und Richtlinien Musterbauordnung Muster-Industriebaurichtlinie DIN Muster-Versammlungsstättenverordnung VdS-Richtlinien Brandschutzplanung und Brandschutzkonzepte Grundlagen eines Brandschutzkonzeptes Umsetzung eines Brandschutzkonzeptes Gliederung eines Brandschutzkonzeptes Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion Primärtragwerk Horizontalaussteifung Anschlüsse und Verbindungsmittel Flächenbildende Bauteile Beschichtungen Technische Anlagen für den Brandschutz Brandmeldeanlagen Rauch- und Wärmeabzugsanlagen Feuerlöschanlagen Herausgeber: Absatzförderungsfonds der deutschen Forstund Holzwirtschaft HOLZABSATZFONDS Anstalt des öffentlichen Rechts Godesberger Allee D Bonn Projektleitung: Dipl.-Ing. Ludger Dederich, Bonn Bearbeitung/Verfasser: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter, TU München Dr.-Ing. Holger Schopbach, Universität Kassel, bauart Konstruktions GmbH & Co. KG, Lauterbach/Hessen Bautechnische Anfragen an: Überregionale Fachberatung: (0,06 e/gespräch) fachberatung@infoholz.de Hinweise zu Änderungen, Ergänzungen und Errata unter: Arbeitsgruppe: Dr.-Ing. Wolfram Arndt, Landesstelle für Bautechnik, Leipzig Dr.-Ing. Michael Dehne, hhpberlin, Ingenieurgesellschaft für Brandschutz mbh, Berlin Dipl.-Ing. Markus Derix, W. u. J. Derix GmbH & Co., Niederkrüchten Dipl.-Ing. Matthias Krolak, DGfH, München Dipl.-Ing. Dieter Kuhlenkamp, Bund Deutscher Zimmermeister im ZDB, Berlin Prof. Dr.-Ing. Erich Milbrandt, Ingenieurbüro für Baustatik, Stuttgart Dipl.-Ing. Andreas Müller, nm Tragwerke, Baukonstruktion, Ingenieure, Reutlingen Dipl.-Ing. Vitus Rottmüller, ELECO Bauprodukte GmbH, Freising Dr.-Ing. Tobias Wiegand, Studiengemeinschaft Holzleimbau e.v., Wuppertal Dipl.-Ing. Erhardt Wilk, Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbh, Leipzig In diese Broschüre sind Ergebnisse aus zahlreichen Forschungsprojekten eingeflossen. Für deren Förderung danken wir der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), der Arbeitsgemeinschaft Bauforschung (ARGE BAU), den Forst- und Wirtschaftsministerien des Bundes und der Länder und der Holzwirtschaft. Gestaltung: Creativ Mediendesign GmbH, Ottobrunn 8 Einfluss der Bauart auf Versicherungsprämien Einflussgrößen für die Beitragsermittlung Prämienrichtlinie für die Industrie- Feuer- und Feuer-Betriebsunterbrechungs-Versicherung Ausgeführte Beispiele Bäckerei Peter, Essen Neue Messe Friedrichshafen SOLVIS Nullemissionsfabrik Literaturverzeichnis Bildnachweis Die technischen Informationen dieser Schrift entsprechen zum Zeitpunkt der Drucklegung den anerkannten Regeln der Technik. Eine Haftung für den Inhalt kann trotz sorgfältigster Bearbeitung und Korrektur nicht übernommen werden. Erschienen: 12/2004 ISSN-Nr holzbau handbuch : Bauphysik : Brandschutz :

3 holzbau handbuch 1 Einführung 3 1 Einführung Hallen aus Holz oder aus Holz in Kombination mit anderen Baustoffen sind für vielseitige Anwendungsbereiche geeignet. Dabei spielt der Brandschutz eine zentrale Rolle. In Abhängigkeit von der vorgesehenen Nutzung sind eine Vielzahl von Regeln und Richtlinien zu beachten. Diese Broschüre soll eine Orientierungshilfe für die Planung und Ausführung sein und aufzeigen, welche Lösungsmöglichkeiten der Holzbau bietet. Holz kann in Hallenbauten in vielfältiger Weise verwendet werden. Es ist für die Tragkonstruktion, raumbildende Bauteile, Wand- und Deckenbekleidungen, Hallenböden und Bühneneinrichtungen sowie bei Fenstern, Türen und der Inneneinrichtung einsetzbar. Die besonderen Vorteile bei der Verwendung von Holz sind [10]: geringes Eigengewicht bei hoher Tragfähigkeit natürlich gewachsener und nachwachsender Baustoff optimierte Baukosten durch industrielle Vorfertigung, leichten Transport und kurze Montagezeiten geringe Folgekosten für Wartung und Pflege gutmütiges Verhalten im Brandfall Die möglichen Hallentypen reichen von Industriehallen über Sporthallen bis zu Multifunktionshallen. Sie werden in Abschnitt 3 näher beschrieben. Parallel zu individuell geplanten Hallen kann für zahlreiche Anwendungsbereiche auf standardisierte Hallen zurückgegriffen werden. Diese Standardhallen werden im Allgemeinen mit verschiedene Spannweiten, Traufhöhen, Dach- und Wandbekleidungen angeboten. Oft sind Typenprüfungen oder Typenstatiken vorhanden, was einen zusätzlichen Zeit- und Kostenvorteil für den Bauherren darstellt. Auch wenn trotz Standardisierung in gewissem Rahmen individuelle Bauwünsche realisiert werden können, handelt es sich hierbei um Zweckbauten: die Gebäudegestalt ist der Funktion untergeordnet. Dagegen steht ein anderer Trend: Auch bei Industrie- und Gewerbebauten wollen sich die Unternehmen im Sinne des corporate-identity von Mitbewerbern absetzen. Nicht nur die Qualität der Produkte ist ein Unterscheidungsmerkmal, auch die Gestalt einer Produktionsstätte ist Image fördernd. Gerade im Sinne einer auf nachhaltiges Wirtschaften ausgelegten Firmenstrategie bieten Hallen aus Holz weitreichende Profilierungsmöglichkeiten. Der sinnvollen Verwendung des nachwachsenden Baustoffes Holz steht eine Verunsicherung von Planern, Bauherren und Versicherungen beim Umgang mit diesem Baustoff gegenüber. Im Mittelpunkt stehen dabei neben einer vermeintlich geringeren Dauerhaftigkeit Fragen des Brandschutzes. Dagegen beurteilen die Abteilungen des vorbeugenden baulichen Brandschutzes der Feuerwehren Holzbauweisen meist sachlichnüchtern und viel realistischer, da sie die Gutmütigkeit von Holzkonstruktion im Brandfall aus Erfahrung beurteilen können. Sie wissen, dass das Tragverhalten eines Materials im Brandfall nicht von der Brennbarkeit (Entzündbarkeit) des Materials abhängig ist. Die brandschutztechnisch ungeschützte Stahlkonstruktion einer Lagerhalle ist in diesem Sinne weitaus kritischer zu beurteilen, als eine vergleichbare Holzkonstruktion. Andererseits können großflächige Bekleidungen aus Holz und Holzwerkstoffen Rettungswege beeinträchtigen und Hohlraumbrände zu unkontrollierter Brandausbreitung führen. Diese Publikation soll daher dazu beitragen, dass der Einsatz von Holzbauteilen im Hallenbau differenziert betrachtet wird. Es werden die unkritischen Verwendungsfälle aufgezeigt, ebenso aber auf kritische Konstruktionen und deren konstruktive Verbesserung hingewiesen. Einem nach den Regeln der Technik geplanten und erstellten Gebäude und seiner planmäßigen Nutzung sind i.d.r. nur sehr geringe Brandentstehungsrisiken zuzuschreiben. Brände entstehen überwiegend durch Fahrlässigkeiten und unplanmäßige Nutzung. Das Brandentstehungsrisiko ist in absteigender Reihenfolge abhängig von: Einrichtungen Technischen Installationen Nutzerverhalten Wartung Baustoffen der Oberflächenbekleidung Baustoffen der Konstruktion Die wesentlichen Brandlasten ergeben sich aus den Einrichtungen, der Nutzung und dem Betrieb, nicht aus den Bauprodukten und -arten. Das Motto Es wird schon nicht brennen ist aber auch Selbstbetrug und darf entsprechend dem nachfolgenden Zitat keinesfalls zu Nachlässigkeit führen: Es entspricht der Lebenserfahrung, dass mit der Entstehung eines Brandes praktisch jederzeit gerechnet werden muss. Der Umstand, dass in vielen Gebäuden jahrzehntelang kein Brand ausbricht, beweist nicht, dass keine Gefahr besteht, sondern stellt für die Betroffenen einen Glücksfall dar, mit dessen Ende jederzeit gerechnet werden muss (Urteil des Oberverwaltungsgerichts Münster, AZ 10 A 363/86 vom ). Den Brandentstehungsrisiken kann alleine durch bauliche Maßnahmen nicht begegnet werden. Wegen des verbleibenden Restrisikos ist bei der Gebäudeplanung die mögliche Brand- und Rauchentwicklung besonders zu beachten [6]. Zur Schadensvermeidung bzw. -reduzierung müssen bei Planung und Ausführung größerer Hallen unabhängig von den verwendeten Baustoffen klare Konzepte zur Bildung von Brandabschnitten erarbeitet werden. Feuer und Rauch dürfen nicht von einem Nutzungsabschnitt in den benachbarten gelangen. Vor dem Hintergrund, dass über 90% der bei einem Brand getöteten Personen durch Rauchvergiftung bzw. Erstickung sterben, müssen, neben der Begrenzung der Brandausbreitung, ebenfalls Maßnahmen zur Verhinderung der Rauchausbreitung vorgesehen werden [6]. Die Grundlagen des baulichen Brandschutzes sind im holzbau handbuch Folge 1 Grundlagen des Brandschutzes [2] ausführlich dargestellt und werden in [4] am praktischen Beispiel näher erläutert.

4 4 holzbau handbuch 2 Definitionen und Begriffe 2 Definitionen und Begriffe Nachfolgend werden die wichtigsten Begriffe und eine Gegenüberstellung nationaler und europäischer Klassifizierungen dargestellt, um eine Zuordnung der Aussagen in älteren Publikationen zu ermöglichen, da DIN-Normen zunehmend durch DIN EN-Normen ersetzt werden. DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen ist weiterhin die grundlegende nationale Norm für die Beurteilung und Anwendung der im Bauwesen verwendeten Materialien und Bauteile hinsichtlich ihres Brandverhaltens. Für die Ausführenden und Planer ist, der klassifizierte Baustoffe und Bauteile enthält, von besonderer Bedeutung. Aber auch europäische Normen sind bereits eingeführt und anwendbar, z.b.din EN : Feuerwiderstandsprüfungen und die Normen DIN EN : bzw. DIN EN : Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten. Tabellen mit klassifizierten Bauteilen wie in DIN : wird es allerdings in europäischen Regelwerken nicht mehr geben. Sie werden zum Teil durch Berechnungen entsprechend der Brandschutzteile der jeweiligen Bemessungsnormen ersetzt, z.b. pr EN : 2003 Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauten Allgemeine Regeln Bemessung für den Brandfall. Gemäß DIN : werden Bau- Tabelle 1: Klassifizierung des Brandverhaltens (ohne Bodenbeläge) [Bauregelliste 2003/1] Bauaufsicht- Zusatzan- Europäische liche Benen- forderungen Klasse nach nungen kein kein brenn. DIN EN Rauch Abfallen/ Abtropfen Nicht- x x A1 brennbar x x A2 s1, d0 Schwerent- x x B s1, d0 flammbar C s1, d0 A2 s2, d0 A2 s3, d0 x B s2, d0 B s3, d0 C s2, d0 C s3, d0 A2 s1, d1 A2 s1, d2 x B s1, d1 B s1, d2 C s1, d1 C s1, d2 A2 s3, d2 B s3, d2 C s3, d2 Normalent- D s1, d0 flammbar x D s2, d0 D s3, d0 E D s1, d2 D s2, d2 D s3, d2 E d2 Leichtent- F flammbar stoffe entsprechend ihrem Brandverhalten in verschiedene Baustoffklassen eingeteilt. Ohne Brandprüfung darf für die in DIN genannten Baustoffe die dort angegebene Baustoffklasse zugrunde gelegt werden. Holz und Holzwerkstoffe gehören in der Regel der Baustoffklasse B2 normalentflammbar an. Die definierten Baustoffklassen beziehen sich ausschließlich auf die Eigenschaft des einzelnen Materials bezüglich seiner Brennbarkeit oder Nichtbrennbarkeit. Aus der Baustoffklasse lässt sich nicht auf die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile schließen, für die das Material verwendet wird. Das europäische Klassifizierungssystem bietet mehr Klassen mit zusätzlichen Kriterien als bislang in Deutschland vorhanden. Das Brandverhalten von Bauprodukten auf europäischer Ebene wurde mit DIN EN harmonisiert. Das europäische Klassifizierungssystem regelt zusätzlich zum Brandverhalten die Brandnebenerscheinungen. Jeweils drei Klassen mit Angaben zur Rauchentwicklung (smoke release rate: s1, s2, s3) und zur brennenden Abtropfbarkeit (d0, d1, d2) sind festgelegt. Dabei gilt für Deutschland, dass die Klasse s1 bei besonderen Anforderungen an die Rauchentwicklung einzuhalten ist und Tabelle 2: Feuerwiderstandsklassen von Bauteilen nach DIN EN bzw. -3 und ihre Zuordnung zu den bauaufsichtlichen Benennungen [Bauregelliste 2003/1] Bauaufsichtliche Tragende Bauteile Nichttragende Nichttragende Doppel- Selbständige Benennung, o ne Raumab. mit Raumab. Innenwände Außenwände böden Unterdecken feuerhemmend 2 R 30 REI 30 EI 30 E 30 (i o) REI 30 EI 30(a b) und ETK (f) EI 30(a b) EI 30 (i o) EI 30(a b) hochfeuer- R 60 REI 60 EI 60 E 60 (i o) EI 60(a b) hemmend 2 und EI 60(a b) EI 60 (i o) EI 60(a b) feuerbeständig 2 R 90 REI 90 EI 90, E 90 (i o) EI 90(a b) und EI 90(a b) EI 90 (i o) EI 90(a b) Feuerwiderstands- R 120 REI 120 dauer 120 Min. 2 Brandwand 2 REI-M 90 EI-M 90 1 zurzeit Entwurf, anwendbar mit Erscheinen der Norm 2 Bauteile werden zusätzlich nach dem Brandverhalten ihrer Baustoffe unterschieden Tabelle 3: Erläuterungen der Klassifizierungskriterien und der zusätzlichen Angaben zur Klassifizierung des Feuerwiderstands nach DIN EN und -3 Herleitung des Kriterium Anwendungsbereich Kurzzeichens R Résistance) Tragfähigkeit zur Beschreibung der Feuerwiderstandsfähigkeit E (Étanchéité) Raumabschluss I (Isolation) Wärmedämmung (unter Brandeinwirkung) W (Radiation) Begrenzung des Strahlungsdurchtritts M (Mechanical) Mechanische Einwirkung auf Wände (Stoßbeanspruchung) S (Smoke) Begrenzung der Rauchdurchlässig- Rauchschutztüren (als Zusatzanforderung auch keit (Dichtheit, Leckrate) bei Feuerschutzabschlüssen), Lüftungsanlagen einschließlich Klappen C (Closing) Selbstschließende Eigenschaft Rauchschutztüren, Feuerschutzabschlüsse (ggf. mit Anzahl der Lastspiele) (einschließlich Abschlüsse für Förderanlagen) einschl. Dauerfunktion P Aufrechterhaltung der Energiever- Elektrische Kabelanlagen allgemein sorgung und/oder Signalübermittlung I 1, I 2 unterschiedliche Wärme- Feuerschutzabschlüsse (einschließlich dämmungskriterien Abschlüsse für Förderanlagen) 200, 300, ( C) Angabe der Temperaturbean- Rauchschutztüren spruchung i ο Richtung der klassifizierten Nichttragende Außenwände, Installationsi ο Feuerwiderstandsdauer schächte/-kanäle, Lüftungsanlagen/-klappen i o (in out)) a b Richtung der klassifizierten Unterdecken a b Feuerwiderstandsdauer a b (above below) f (full) Beanspruchung durch volle Doppelböden ETK (Vollbrand) v e, h o für vertikalen/horizontalen Lüftungsleitungen/-klappen (vertical, horizontal) Einbau klassifiziert u/u (uncapped/) Rohrende offen innerhalb des Rohrabschottungen uncapped Prüfofens/Rohrende offen'außerhalb des Prüfofens c/u (capped/ Rohrende geschlossen innerhalb des uncapped) Prüfofens/Rohrende offen außerhalb des Prüfofens

5 holzbau handbuch 2 Definitionen und Begriffe 5 die Klasse d0, wenn der Baustoff im Brandfall nicht brennend abfallen bzw. abtropfen darf. Eine detaillierte bauaufsichtliche Aufschlüsselung der verschiedenen Anforderungen bezüglich der Brandnebenerscheinungen in Abhängigkeit der Anwendungsfälle wäre wünschenswert. Die verschiedenen Klassifizierungen sind in Tab. 1 gegenübergestellt. Die Klassifizierungen der Baustoffe, die ohne Prüfung angegeben werden können (cwft-verfahren), sind in den jeweiligen europäischen Produktnormen, z.b. E DIN EN : Holzbauwerke Nach Festigkeit sortiertes Bauholz für tragende Zwecke mit rechteckigem Querschnitt Teil 1: Allgemeine Anforderungen enthalten. Danach wird Bauholz ab einer Dicke von 22 mm und einer mittleren Rohdichte von 350 kg/m 3 in die Klasse D-s2 d0 eingeordnet. In Tabelle 2 wird die europäische Klassifizierung bezüglich des Feuerwiderstandes von Bauteilen den bauaufsichtlichen Benennungen zugeordnet. Die im Rahmen der europäischen Klassifizierung des Feuerwiderstandes verwendeten Buchstaben, die für eine Anwendung in Deutschland relevant sind, werden in Tabelle 3 erläutert. Die Hauptkriterien für die Klassifizierung des Feuerwiderstandes sind die Tragfähigkeit (R), der Raumabschluss (E) und die Wärmedämmung (I); weitere Leistungskriterien können angefügt werden. Das bisherige deutsche Klassifizierungssystem, basierend auf DIN 4102, und das europäische Klassifizierungssystem werden für eine Übergangszeit gleichwertig und alternativ anwendbar sein. Nachfolgend werden weitere maßgebliche Begriffe für den baulichen Brandschutz im Industrie- und Hallenbau kurz erläutert: Aufenthaltsräume sind Räume, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt oder geeignet sind. Das Dach eines Gebäudes wird bauaufsichtlich unterschieden in Bedachung und Dachtragwerk. Zur Bedachung gehören dabei im Allgemeinen neben der Dachhaut auch die Dämmschicht, die Dampfsperre und der Träger der Bedachung bzw. der Dachhaut. Gebäude werden in Brandabschnitte eingeteilt, um die Ausbreitung von Feuer im Gebäude oder auf benachbarte Gebäude im Brandfall zu verhindern. Diese Brandabschnitte werden in der Regel vertikal begrenzt ausgebildet (Wände). Eine horizontale Begrenzung (Decken) ist nur in Sonderfällen zulässig (versetzte Brandwände). Grundsätzlich darf ein Brandabschnitt eines Gebäudes eine Länge von maximal 40 m bzw. eine Fläche pro Geschoss von 1600 m 2 (= 40 x 40 m) aufweisen. Größere Brandabschnitte können auf Antrag gestattet werden, wenn die Nutzung des Gebäudes dies nachweislich erfordert und brandschutztechnisch keine Bedenken bestehen oder der Sachverhalt mit bauaufsichtlichen Vorschriften erfasst wird (z.b. bei Sonderbauten). Der mit einer Vergrößerung der Brandabschnitte aus betriebstechnischen Gründen verbundenen erhöhten Brandgefahr muss durch zusätzliche Brandschutzmaßnahmen begegnet werden. Ein Brandbekämpfungsabschnitt ist ein auf das kritische Brandereignis normativ bemessener, gegenüber anderen Gebäudebereichen brandschutztechnisch abgetrennter, ein- oder mehrgeschossiger Gebäudebereich mit spezifischen Anforderungen an Wände und Decken, die diesen Brandbekämpfungsabschnitt begrenzen. Brandwände dienen zum Abschluss von Gebäuden oder zur Unterteilung von Gebäuden in Brandabschnitte. Sie müssen so ausgeführt werden, dass sie bei einem Brand ihre Standsicherheit nicht verlieren und die Ausbreitung von Feuer und Rauch auf andere Gebäude oder Brandabschnitte verhindern. Brandschutzklassen sind Klassierungsstufen der Muster-Industriebaurichtlinie (MIndBau- RL) hinsichtlich der Anforderungen an die Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen. Brandsicherheitsklassen sind Klassierungsstufen der MIndBauRL, mit denen die unterschiedliche brandschutztechnische Bedeutung von Bauteilen bewertet wird. Das Brandverhalten von Bauteilen wird durch die Feuerwiderstandsdauer gekennzeichnet. Sie ist allgemein die Mindestdauer in Minuten, während der ein Bauteil bei Prüfung gemäß geltender Prüfnormen die dort definierten Anforderungen erfüllt. Nach DIN 4102 erfolgt die Bezeichnung der Bauteilart durch Buchstaben, z.b. F für tragende Wände, Stützen, Träger etc., T für Türen etc. Die Bezeichnung der Widerstandsdauer erfolgte bisher in Deutschland durch repräsentierende Buchstaben, die Angabe der Feuerwiderstandsdauer und der zu verwendenden Baustoffklassen (z.b. F30-B). Gebäude sind selbständig nutzbare, überdeckte bauliche Anlagen, die von Menschen betreten werden können und geeignet oder bestimmt sind, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen zu dienen. Ein Geschoss umfasst gemäß MIndBauRL alle auf gleicher Ebene liegenden Räume eines Industriebaus sowie in der Höhe zu dieser Ebene versetzte Raumteile. Industriebauten sind Gebäude oder Gebäudeteile im Bereich der Industrie und des Gewerbes, die der Produktion (Herstellung, Behandlung, Verwertung, Verteilung) oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen. Es handelt sich häufig um bauliche Anlagen und Räume von großer Ausdehnung oder mit erhöhter Brand- bzw. Explosionsgefahr. Erdgeschossige Industriebauten oder Versammlungsstätten sind Gebäude mit nicht mehr als einem Geschoss, deren Fußböden an keiner Stelle mehr als 1,0 m unter der Geländeoberfläche liegen. Komplextrennwände werden aus versicherungstechnischen Gründen gefordert. Wegen ihrer besonderen brandschutz- und versicherungstechnischen Bedeutung werden an Komplextrennwände höhere Anforderungen als an Brandwände gestellt (Feuerwiderstandsdauer F180, erhöhte mechanische Beanspruchbarkeit). Die Anfangs höheren Investitionskosten zur Erstellung einer Komplextrennwand amortisieren sich im Allgemeinen innerhalb kurzer Zeit durch Prämieneinsparungen. Mehrzweckhallen sind überdachte Versammlungsstätten für verschiedene Veranstaltungsarten. Sicherheitskategorien sind Klassierungsstufen der MIndBauRL für die brandschutztechnische Infrastruktur. Versammlungsstätten sind bauliche Anlagen oder Teile baulicher Anlagen, die für die gleichzeitige Anwesenheit vieler Menschen bei Veranstaltungen, insbesondere erzieherischer, wirtschaftlicher, geselliger, kultureller, künstlerischer, politischer, sportlicher oder unterhaltender Art, bestimmt sind sowie größeren Schank- und Speisewirtschaften (Muster- Versammlungsstättenverordnung MVStättV). Versammlungsräume sind Räume für Veranstaltungen oder für den Verzehr von Speisen und Getränken (inkl. Aulen und Foyers, Vortrags- und Hörsäle sowie Studios). Eine Werkfeuerwehr im Sinne der MIndBau- RL ist eine nach Landesrecht anerkannte Werkfeuerwehr, die jederzeit in spätestens 5 Minuten nach ihrer Alarmierung die Einsatzstelle erreicht.

6 6 holzbau handbuch 3 Hallentypen 3 Hallentypen Hallentragwerke haben im allgemeinen, unabhängig von der Art der Nutzung, große Spannweiten. Aufgrund des geringen Eigengewichts bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit bieten sich Holzkonstruktionen als wirtschaftliche Lösung an. Die gute Bearbeitbarkeit erlaubt ferner die Herstellung von gekrümmten Bauteilen, wodurch sich vielfältige geometrische Formen bis hin zu Schalentragwerken umsetzen lassen. Für die Anwendung des Baustoffes Holz sprechen ästhetische, statisch-konstruktive und bauphysikalische Gesichtspunkte. Nachfolgend sind die wichtigsten Hallentypen kurz dargestellt. Industrie- und Lagerhallen sind bauordnungsrechtlich in der MIndBauRL geregelt (Lagerhallen dort nur für Lagerguthöhen bis 9,0 m), die übrigen Hallentypen (außer landwirtschaftlich genutzter Hallen) nutzungsabhängig im Allgemeinen in der MVStättV. Produktionshallen Bei den Industriehallen ergeben sich die Anforderungen an das Gebäude bzgl. Grundriss, lichten Höhen, Raumaufteilung etc. aus den vorgesehenen Produktionsabläufen und den dabei eingesetzten Maschinen und Mitarbeitern. Aufgrund sich rasch ändernder Technologien sollte die Planung dieser Hallen eine größtmögliche Flexibilität für künftige Umnutzungen oder Erweiterungen bieten [13]. Lagerhallen Die Dimensionen von Lagerhallen ergeben sich aus den Abmessungen und Mengen der zu lagernden Güter und brandschutztechnische Maßnahmen aus der Brandlast des Lagergutes. Der besondere Vorteil des Baustoffes Holz gegenüber anderen Materialien (z.b. Stahl) liegt u.a. in seiner hohen natürlichen Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischaggressiven Substanzen in Form von Gasen, Flüssigkeiten oder Kristallen. Daher empfiehlt sich der Einsatz von Holz beispielsweise bei Salzlagerhallen [12]. Veranstaltungshallen Veranstaltungshallen sind geeignet für Konzerte, Aufführungen aller Art, Vorträge, Versammlungen, Tagungen, Festlichkeiten etc. Zu den Veranstaltungshallen zählen insbesondere die sogenannten Stadthallen. Durch mobile Trennwände ist es im allgemeinen möglich, die Halle in verschieden große Bereiche aufzuteilen. Sporthallen Für reine Turnhallen empfehlen sich in Abhängigkeit von der späteren Nutzung verschiedene Basistypen (z.b. Gymnastik- oder Fitnesshalle), die sich bei größeren Hallen miteinander kombinieren lassen und durch Umkleide- und Sanitärbereiche ergänzt werden. Zu den Sporthallen zählen auch Reit- und Tennishallen, Eislaufhallen und Hallenbäder. In zunehmendem Maße sind auch die Anforderungen an die bauliche Hülle von Sportbauten gestiegen. Neue Sportarten wie Steilwandklettern und Skaten oder der Bau überdachter Skianlagen verlangen die Entwicklung spezifischer Konstruktionen [11]. Sporthallen können in den Anwendungsbereich einer landesspezifischen VStättV bzw. der MVStättV fallen. Landwirtschaftlich genutzte Hallen Bei der Errichtung von Bauwerken mit landwirtschaftlicher Nutzung hat der Werkstoff Holz eine sehr lange Tradition, da Holz in besonderem Maße für diesen Anwendungsbereich bei chemisch-aggressiver Beanspruchung geeignet ist [12]. Bei der Tierhaltung sind zwei Arten von Stallungen möglich: der Warmstall (geschlossenes Gebäude mit gedämmten Außenwänden) der Kaltstall (offenes oder geschlossenes Gebäude, mit vorwiegender Schutzfunktion vor Witterungseinflüssen) Hallen mit Mischnutzung (Mehrzweckhallen) Insbesondere für Gemeinden mit kleineren Einwohnerzahlen ist es wirtschaftlich nicht vertretbar, getrennte Bauten für unterschiedliche Nutzungsbereiche wie Sport, Kultur, Freizeit etc. vorzuhalten. Mehrzweckhallen bieten hier eine Möglichkeit, die unterschiedlichen Nutzungsansprüche zu erfüllen. Dabei sind Kompromisse zwischen den verschiedenen Nutzungsarten unumgänglich. Um wechselnde Nutzungen mit unterschiedlichen Nutzergruppen zu ermöglichen, wird oft ein gegliedertes Raumsystem angewendet, dessen Einzelbereiche entsprechend der Nutzung zugeschaltet oder abgeteilt werden können [10]. Abb. 1: Produktionshalle Abb. 2: Salzlagerhalle Messe-/Ausstellungshallen Tragwerke aus Holz sind hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit sehr gut für weitgespannte, überdachende Konstruktionen stützenfreier Räume geeignet und bieten sich in besonderem Maße für Messe- und Ausstellungshallen an. Sie schaffen bereits durch das Tragwerk eine besondere Innenraum-Atmosphäre. Auch Messehallen können in den Anwendungsbereich einer landesspezifischen VStättV bzw. der MVStättV fallen. Abb. 3: Turn-Mehrzweckhalle Abb. 4: Landwirtschaftliches Betriebsgebäude

7 holzbau handbuch 4 Regeln und Richtlinien 7 4 Regeln und Richtlinien Das Hauptziel der bauordnungsrechtlichen Regelungen bezüglich des Brandschutzes besteht darin, den Schutz von Mensch und Tier sicherzustellen, eine Rettung in Kombination mit der Brandbekämpfung zu ermöglichen, die Nachbarschaft und die Umwelt zu schützen. Hierbei werden die Sachwertbetrachtung, anderweitige Schutz- und Sicherheitsniveaus und Fragen zur Wirtschaftlichkeit nicht bzw. nur indirekt berücksichtigt [6]. Unabhängig von der Größe des geplanten Bauvorhabens und einer davon evtl. abhängigen bauaufsichtlichen Prüfung ist immer ein ausreichender Brandschutz zu gewährleisten. Aber was ist unter einem ausreichenden Brandschutz zu verstehen? Für den Großteil der durchzuführenden Bauvorhaben beschreibt die jeweilige Landesbauordnung mit ihren Anforderungen an Baustoffe, Bauteile, Brandabschnitte und Rettungswege praktisch ein Standardbrandschutzkonzept mit aufeinander abgestimmten Komponenten. Durch unterschiedliche Anforderungsstufen werden verschiedene Nutzungsarten und Gebäudehöhen berücksichtigt. Ergänzend hierzu sind in Sonderbauverordnungen (z.b. MIndBauRL) für einige häufig vorkommende bauliche Anlagen besonderer Art oder Nutzung standardisierte Zusatzanforderungen formuliert. Die Sonderbauverordnungen bilden zusammen mit der jeweiligen Bauordnung ein aufeinander aufbauendes Paket von Regelungen. Ist ein Bauvorhaben wegen einer gemischten oder wechselnden Nutzung mehreren Sonderbauverordnungen zuzuordnen (z.b. Kulturzentrum mit Veranstaltungssälen, Gastronomie und Tiefgarage), sind die jeweils zutreffenden Vorschriften auf die Gebäudeteile mit der entsprechenden Nutzung bei der Gesamtkonzeption zu berücksichtigen. Die Verordnungen und Richtlinien, die für den von Bedeutung sind, werden nachfolgend vorgestellt und die wichtigsten Anforderungen kurz erläutert. Da nur ein kurzer Überblick gegeben werden kann, sind im konkreten Fall immer die Verordnung oder Richtlinie in der jeweils aktuellen Fassung zu berücksichtigen. Wegen der Unterschiede in den einzelnen Landesbauordnungen bzw. -richtlinien wird nachfolgend auf die Musterbauordnung und die Muster-Richtlinien und -verordnungen der ARGEBAU (Arbeitsgemeinschaft der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren der 16 Bundesländer) Bezug genommen. Dabei ist zu beachten, dass die von der ARGEBAU verabschiedeten Verordnungen und Richtlinien lediglich als Grundlage für die Umsetzung in das spezifische Landesrecht dienen und somit keine unmittelbare Rechtswirkung haben. Die Bauaufsichtsbehörden der Länder setzen die Vorschläge der ARGEBAU zwar meist ohne bzw. mit nur geringfügigen Änderungen um, leider kommt es jedoch häufig zu Abweichungen. 4.1 Musterbauordnung (MBO) Die Musterbauordnung (MBO) hat den Charakter einer unter den für die Bauordnungen zuständigen Ländern gemeinsam erarbeiteten Empfehlung, dient aber nicht als verbindlicher Rahmen für die Bundesländer. Im Zuge der 1990 einsetzenden Bauordnungsreformen sind immer mehr Länder vom Rahmen der seinerzeitigen Musterbauordnung abgewichen, so dass man die MBO überarbeitet, auf die allgemein bestehenden Bedürfnisse zugeschnitten und damit auch wieder ein bundesweit stärker vereinheitlichtes Bauordnungsrecht geschaffen hat. Die aktuelle Fassung der MBO (Fassung ) steht derzeit für die neuen Bauordnungen Pate und ist unter verfügbar; die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf diese Fassung. Der 3 der MBO ist der Grundsatzparagraf des materiellen Baurechts. Hier wird gefordert, dass bauliche Anlagen so anzuordnen sind, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden. 14 ist der Grundsatzparagraf für den Brandschutz. Er fordert, dass bauliche Anlagen so auszubilden sind, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind. Neu ist die Klassifizierung in fünf Gebäudeklassen und Sonderbauten in 2 der MBO, wobei Hallenbauten mit einer Grundfläche > 1600 m 2 den Sonderbauten zuzuordnen sind. Insbesondere die Gebäudeklasse 4 für Gebäude mit einer Höhe bis zu 13 m und Nutzungseinheiten mit jeweils nicht mehr als 400 m 2 eröffnen dem mehrgeschossigen Holzbau in Verbindung mit der Musterrichtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an hochfeuerhemmende Bauteile in Holzbauweise (M-HFHHolz-R) neue Wege. Nach 51 Sonderbauten der MBO können im Einzelfall zur Verwirklichung der allgemeinen Anforderungen nach 3 besondere (höhere, aber auch geringere) Anforderungen gestellt werden, wenn das durch die besondere Art und Nutzung des Gebäudes gerechtfertigt ist. Die Festlegung dieser Anforderungen obliegt der Bauaufsichtsbehörde. Eine Einzelfallbeurteilung kann insbesondere für Hoch- und Geschäftshäuser, Büro- und Versammlungsgebäude, Versammlungsstätten, Krankenhäuser und Altenpflegeheime sowie Schulen und Sportstätten in Betracht kommen. Weiterhin kann die Bauaufsichtsbehörde gemäß 67 unter bestimmten Voraussetzungen Abweichungen von den Anforderungen der MBO auf Antrag gestatten. Bei den bauaufsichtlichen Anforderungen an die Bedachungen gibt es teils gravierende Unterschiede zwischen der MBO und den nachfolgend aufgeführten Sonderbauverordnungen. Gemäß MBO müssen Bedachungen gegen eine Brandbeanspruchung von außen durch Flugfeuer und strahlende Wärme ausreichend lang widerstandsfähig sein (harte Bedachung). Es wird keine bestimmte Feuerwiderstandsklasse der Konstruktion gefordert, brennbare Baustoffe (z.b. als sichtbare innere Bekleidungen) sind zulässig. 4.2 Muster-Industriebaurichtlinie (MIndBauRL) Die MIndBauRL in der aktuellen Fassung ( ) gilt für alle Industriebauten gemäß Definition aus Kapitel 2, mit Ausnahme von Industriebauten, die lediglich der Aufstellung technischer Anlagen dienen und von Personen nur vorübergehend zu Wartungsund Kontrollzwecken begangen werden, Industriebauten, die überwiegend offen sind, wie überdachte Freianlagen oder Freilager, Regallager mit Lagerguthöhen von mehr als 9,0 m (Oberkante Lagergut). Das Ziel der MIndBauRL ist es, Mindestanforderungen an den vorbeugenden Brandschutz von Industriebauten festzulegen. Dabei han-

8 8 holzbau handbuch 4 Regeln und Richtlinien delt es sich insbesondere um die Anforderungen an: die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile und die Brennbarkeit der Baustoffe, die Größe der Brandabschnitte bzw. der Brandbekämpfungsabschnitte, die Anordnung, Lage und Länge der Rettungswege. Bei Einhaltung der Mindestanforderungen gelten die Schutzziele gemäß 14 MBO als erfüllt. Gegenüber der MBO enthält sie teilweise erhebliche Erleichterungen. Im Gegensatz zur alten Industriebaurichtlinie, die sich ausschließlich des aufwändigeren Berechnungsverfahrens nach DIN : bediente, kann nun die zulässige Fläche eines Brandabschnittes oder Brandbekämpfungsabschnittes in Abhängigkeit von den Sicherheitskategorien, der Zahl der Geschosse sowie den Feuerwiderstandsklassen der tragenden und aussteifenden Bauteile nach einem vereinfachten Verfahren auch tabellarisch ermittelt werden. Damit sollen Genehmigungsverfahren erleichtert sowie zusätzliche Rechtssicherheit geschaffen werden. Die Richtlinie stellt zunächst allgemeine Anforderungen, unter anderem an: Löschwasserbedarf, Lage und Zugänglichkeit, Rettungswege, Wände und Bedachungen, Rauchabzug, Feuerlösch- und Brandmeldeanlagen. Zur Berücksichtigung der brandschutztechnischen Infrastruktur werden Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte verschiedenen Sicherheitskategorien zugeordnet: Sicherheitskategorie K1: Ohne besondere Maßnahmen für Brandmeldung und Brandbekämpfung. Sicherheitskategorie K2: Mit automatischer Brandmeldeanlage. Sicherheitskategorie K3: Mit automatischer Brandmeldeanlage und Werkfeuerwehr (in Abhängigkeit der Werkfeuerwehrgröße unterteilt in K3.1 bis K3.4). Sicherheitskategorie K4: Mit selbsttätiger Feuerlöschanlage. Eine ständige Personalbesetzung ist dabei einer automatischen Brandmeldeanlage gleichzusetzen, wenn eine sofortige Brandentdeckung und Weitermeldung an die Feuerwehr sichergestellt ist. Bezüglich des brandschutztechnischen Nachweisverfahrens stehen drei Methoden zur Verfügung. Vereinfachtes Nachweisverfahren Die zulässige Größe der Brandabschnittsfläche ergibt sich, in Abhängigkeit von der brandschutztechnischen Infrastruktur (Sicherheitskategorie), aus der Feuerwiderstandsklasse der tragenden und aussteifenden Bauteile sowie der Zahl der Geschosse (Tab. 4). Die tragenden und aussteifenden Bauteile sowie das Haupttragwerk des Daches müssen dabei aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen; dies gilt jedoch nicht für Bauteile der Feuerwiderstandsdauer F30. Tragwerke aus Holz sind damit für Hallengrößen nach Tab. 4 auch ohne besondere Brandschutzkonzepte einsetzbar. Für Lagergebäude und Gebäude mit Lagerbereichen gelten besondere Anforderungen (siehe Abschnitt 6.2 der MIndBauRL). Tabelle 4: Zulässige Größe der Brandabschnittsflächen [m 2 ] (Auszug). Sicherheits- erdgeschossig zweigekategorie schossig ohne Anford. 1,5 F30 1 F30 1 K ,4 K ,4 K ,4 K K K K Feuerwiderstandsdauer der tragenden und aussteifenden Bauteile 2 Breite des Industriebaus 40 m und Wärmeabzugsfläche (DIN ) 5% 3 Wärmeabzugsfläche (DIN ) 5% 4 Für Gebäude geringer Höhe ergibt sich eine zulässige Größe von 1600m 2 5 nur nichtbrennbare Baustoffe zulässig Abb. 5: Brandausbreitungsmodell in Räumen Nachweisverfahren mit Brandlastermittlung Auf Grundlage der ermittelten Brandlasten wird durch das Rechenverfahren der DIN die äquivalente Branddauer t ä sowie die erforderliche Feuerwiderstandsdauer erf t f für einen Brandbekämpfungsabschnitt ermittelt. Die äquivalente Branddauer ist dabei als die Zeitdauer eines Brandes mit einem Temperaturverlauf entsprechend der Einheitstemperaturzeitkurve definiert, der im Bauteilquerschnitt zur gleichen Brandwirkung führt wie der anzunehmende Verlauf eines Naturbrandes. Für erdgeschossige Industriebauten ergibt sich die zulässige Größe der Brandbekämpfungsabschnitte, ohne Anforderungen an den Feuerwiderstand der tragenden und aussteifenden Bauteile, aus Tab. 5. Tabelle 5: Zul. Größen der Flächen von Brandbekämpfungsabschnitten erdgeschossiger Industriebauten ohne Anforderungen an die Feuerwiderstandsfähigkeit der tragenden und aussteifenden Bauteile [m 2 ]. Sicherheits- äquivalente Branddauer t ä [min] kategorie K K K K K K K Wärmeab- 1% 2% 3% 4% zugsfläche max. Breite 80 m 60 m 50 m 40 m 1 Die Anforderungen bezüglich. der Wärmeabzugsflächen und der Breite gelten nicht für Brandbekämpfungsabschnitte der Kategorie K4.

9 holzbau handbuch 4 Regeln und Richtlinien 9 Für den Fall, dass größere Brandbekämpfungsabschnitte realisiert werden sollen oder es sich nicht um einen erdgeschossigen Industriebau handelt, muss zusätzlich die erforderliche Feuerwiderstandsdauer erf t F bestimmt werden. Da an die einzelnen Bauteile, entsprechend ihrer brandschutztechnischen Bedeutung, unterschiedliche Anforderungen gestellt werden, ordnet man diese verschiedenen Brandsicherheitsklassen zu: Brandsicherheitsklasse SK b 3 hohe Anforderungen Brandsicherheitsklasse SK b 2 mittlere Anforderungen Brandsicherheitsklasse SK b 1 geringe Anforderungen Für Brandbekämpfungsabschnitte mit einer Fläche bis zu m 2 errechnet sich die zulässige Fläche je Geschoss in einem einoder mehrgeschossigen Brandbekämpfungsabschnitt anhand nachfolgender Gleichung: zul A G,BBA = m 2 x F1 x F2 x F3 x F4 x F5 Die Faktoren F1 bis F5 berücksichtigen: F1 die äquivalente Branddauer aus dem globalen Nachweis nach DIN , F2 die brandschutztechnische Infrastruktur, F3 die Höhenlage des Fußbodens des untersten Geschosses, F4 die Anzahl der Geschosse, F5 die Art der Ausführung von Öffnungen in den Decken. Ingenieurmethoden Anstelle der vorgenannten Methoden dürfen auch Methoden des Brandschutzingenieurwesens eingesetzt werden, um nachzuweisen, dass die Schutzziele der MBO erfüllt sind ( 3 Abs.3 Satz 3 der MBO). Durch diese wissenschaftlich anerkannten Methoden (z.b. Wärmebilanzrechnung) wird nachgewiesen, dass für sicherheitstechnisch relevante Zeiträume die vorhandenen Rettungswege nutzbar sind, eine wirksame Brandbekämpfung möglich und die Standsicherheit der Bauteile gewährleistet ist. Während die Anwendung der MIndBauRL bei Industriebauten gemäß Definition aus Abschnitt 2 dieser Schrift beispielsweise in Bayern erst ab einer Grundfläche von m 2 vorgeschrieben ist, muss sie in anderen Bundesländern (z.b. Baden-Württemberg) unabhängig von der Grundfläche stets angewandt werden! Bedachungen (gemäß Definition aus Abschnitt 2) von Brandabschnitten oder Brandbekämpfungsabschnitten mit einer Fläche von mehr als 2500 m 2 müssen nach Abschnitt 5.11 aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen; Holz als Baustoff scheidet aus. Abweichend davon dürfen die Bedachungen erdgeschossiger Lagerhallen mit einer Dachfläche bis zu 3000 m 2 aus brennbaren Baustoffen bestehen, wenn im Lager ausschließlich nichtbrennbare Stoffe oder Waren gelagert werden. 4.3 DIN : Baulicher Brandschutz im Industriebau DIN : gilt für Gebäude oder Teile von Gebäuden, die für Produktions- oder Lagernutzung eines Unternehmens bestimmt sind (Industriebauten). Sie dient der Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F der Bauteile von Brandbekämpfungsabschnitten und ist Grundlage bauordnungsrechtlicher Anforderungen an den Brandschutz (z.b. in der MIndBauRL). Die Festlegungen der DIN resultieren aus der Anforderung, dass bei einem Brand ein Versagen der Einzelbauteile mit ausreichender Wahrscheinlichkeit nicht eintritt bzw. nicht zum Einsturz des Gesamttragwerkes führt und ein Löschangriff auch innerhalb des Gebäudes über eine angemessene Zeitspanne vorgetragen werden kann. Unter Berücksichtigung von Bewertungsfaktoren und Sicherheitsfaktoren werden für jeden Brandbekämpfungsabschnitt die auf die Normbrandbeanspruchung nach DIN : bezogenen erforderlichen Feuerwiderstandsdauern ermittelt, aus denen Brandschutzklassen abgeleitet werden können. Die Norm enthält keine Anforderungen für die brandschutztechnisch wirksame Ausbildung der Gesamtkonstruktion; dazu sind i.d.r. zusätzliche Maßnahmen erforderlich (z.b. Berücksichtigung der Verformungen und Dehnungen im Brandfall etc.). 4.4 Muster-Versammlungsstättenverordnung (MVStättV) Versammlungsstätten müssen hinsichtlich ihrer baulichen Beschaffenheit sowie der Ausbildung von Verkehrsflächen, einschließlich Flucht- und Rettungswegen, großen Ansammlungen von Menschen, auch in Ausnahmesituationen, gerecht werden [1]. Die MV- StättV gilt für den Bau und Betrieb von: Versammlungsstätten mit Versammlungsräumen, die mehr als 200 Besucher fassen, Versammlungsstätten mit mehreren Versammlungsräumen, die insgesamt mehr als 200 Besucher fassen (bei gemeinsamen Rettungswegen), Versammlungsstätten im Freien, die mehr als 1000 Besucher fassen, Sportstadien, die mehr als 5000 Besucher fassen. Die Begriffe Versammlungsstätte und Versammlungsräume wurden bereits in Abschnitt 2 definiert. Räume für den Gottesdienst, Unterrichtsräume in allgemein- und berufsbildenden Schulen, Ausstellungsräume in Museen und fliegende Bauten zählen per Definition nicht zu Versammlungsstätten bzw. -räumen. Die aktuelle Fassung der MVStättV ( ) brachte eine deutliche Verschlechterung für die Einsatzmöglichkeiten des Baustoffes Holz. Die neuen Regelungen stehen der jahrzehntelangen Baupraxis mit dem Werkstoff Holz entgegen, die zahlreiche ästhetische und funktionale Bauwerke hervorgebracht hat und zu keiner erkennbaren Risikoerhöhung gegenüber anderen Baustoffen geführt hat. Zwar haben zum Erscheinungsdatum dieses Heftes bereits einige Länder die MVStättV nahezu unverändert eingeführt, in anderen Bundesländern, wie z.b. Baden-Württemberg, werden dagegen einige der Regelungen diskutiert und in der vorhandenen Form nicht übernommen. Dies betrifft insbesondere die Regelungen der 4 und 5, die für Hallenbauten aus Holz von besonderer Bedeutung sind: 4 (1): Tragwerke von Dächern müssen feuerbeständig sein (F90), bei erdgeschossigen Versammlungsstätten genügt eine feuerhemmende Bauweise (F30). 4 (2): Bedachungen (ausgenommen Dachhaut und Dampfsperre), die den oberen Abschluss von Räumen der Versammlungsstätten bilden, müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen hergestellt werden. 5 (1): Dämmstoffe müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. 5 (3): Unterdecken und Verkleidungen an Decken müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Zahlreiche Einsprüche gegen die Anforderungen des 4 haben während der Bearbeitungszeit dieser Publikation dazu geführt, dass mit einem Beschluss der FK Bauaufsicht die Anforderung an Bedachung hinsichtlich des Einsatzes von nichtbrennbaren Baustoffen für Versammlungsräume bis 1000 m 2 Grundfläche nicht mehr gefordert wird.

10 10 holzbau handbuch 5 Brandschutzplanung und Brandschutzkonzepte 5 Brandschutzplanung und Brandschutzkonzepte 4.5 VdS-Richtlinien Die VdS Schadenverhütung GmbH ist aus den technischen Abteilungen des Verbandes der Sachversicherer (VdS) hervorgegangen. Wesentliche Abteilungen sind die Bereiche Brandschutz und Einbruchdiebstahlschutz. VdS-Richtlinien werden durch Arbeitsgremien erarbeitet, in die mit der Schadenpraxis vertraute Fachleute aus den Mitgliedsunternehmen des Gesamtverbands der deutschen Versicherungswirtschaft delegiert werden. Die Erstellung des Regelwerks basiert auf den Schadenerkenntnissen der Versicherer. Nachfolgend eine Auswahl aus den zahlreichen VdS-Veröffentlichungen: VdS 2000: Brandschutz im Betrieb VdS 2191: Brandschutz im Lager VdS 2034: Nichtöffentliche Feuerwehren VdS 2848: Rauchwarnmelder VdS 2038: Fabriken und gewerbliche Anlagen VdS 2234: Brand- und Komplextrennwände VdS 2097: Produkte und Anlagen des baulichen Brandschutzes (Teil 1 bis 10) VdS 2092: Sprinkleranlagen (Ablösung durch die europäische Bemessungsvorschrift VdS CEA 4001) VdS 2095: Brandmeldeanlagen Die von der VdS herausgegebenen technischen Regeln sind keine Vorschriften mit Gesetzes- oder gesetzesähnlichem Charakter. Es handelt sich um (unverbindliche) Empfehlungen einer privat-rechtlichen Institution; ihre Anwendung steht jedermann frei. Dennoch haben sie in der Praxis eine große Bedeutung, da sie zur Definition des Standes der Technik beitragen und Grundlage bzw. Bestandteil von Versicherungsverträgen sind. Im baulichen Brandschutz gibt es zwei unterschiedliche Bereiche: Vorbeugender Brandschutz (geregelt in den Bauordnungen, den Sonderbauverordnungen und den Verwaltungsvorschriften) Abwehrender Brandschutz (geregelt im Feuerschutz- und Hilfegesetz sowie weiteren Rechtsvorschriften). Die Einzelvorschriften an Baustoffe, Bauteile, Brandabschnitte und Rettungswege der Landesbauordnungen repräsentieren ein vom Gesetzgeber gewünschtes Sicherheitsniveau und bilden damit ein Standardbrandschutzkonzept Bedingt durch immer komplexere und größere Dimensionen heutiger Bauwerke sind Abweichungen von den Anforderungen der Landes- und Musterbauordnung sowie ergänzender rechtlicher Regelungen häufig unumgänglich. Zur Umsetzung der Schutzziele des Baurechts muss die Abstimmung der gewählten brandschutztechnischen Maßnahmen in Vorbeugender Brandschutz (passiv) Rohbau Baulicher Brandschutz Grundlagen Gesetze Richtlinien sich schlüssig und nachvollziehbar dargestellt werden. Dies geschieht durch ein individuell erstelltes Brandschutzkonzept. Ein solches empfiehlt sich insbesondere bei Sonderbauten, da hier in der Regel die gesetzlichen Vorschriften sehr allgemein gehalten sind und sich bei multifunktionaler Nutzung sogar widersprechen können. In einigen Bundesländern wird bei Sonderbauten generell ein Brandschutzkonzept gefordert. Die gesetzlichen Regeln sind für die am Bau Beteiligten oft sehr missverständlich verfasst. Es ist keine Ausnahme, dass für das gleiche Gebäude in verschiedenen Bundesländern, teilweise sogar in Nachbargemeinden eines Landes, erheblich voneinander abweichende Brandschutzanforderungen gestellt werden. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass häufig zu hohe Anforderungen in den Baugenehmigungen festgeschrieben werden, wenn der Bauantrag keine oder falsche Angaben zum Brandschutz enthält. Da es immer schwierig und zeitaufwändig ist, Brandschutzauflagen Abwehrender Brandschutz (aktiv) Gebäudetechnik Branderkennung Brandmeldung Löschsystem Ausbau Technischer Ausbau Gebäudekonstruktion Landesbauordnung Verwaltungsvorschriften und Richtlinien Technische Richtlinien Entrauchung Brandabschnitte Abschottungen Brandverhütung Brandbegrenzung Brandschutz Konzept Abb. 6: Bereiche des baulichen Brandschutzes

11 holzbau handbuch 5 Brandschutzplanung und Brandschutzkonzepte 11 im Nachhinein zu ändern, sollte insbesondere bei Sonderbauten immer ein spezielles Brandschutzkonzept erstellt und bereits bei der Bauantragstellung mit eingereicht werden. 5.1 Grundlagen eines Brandschutzkonzeptes Grundlage eines Brandschutzkonzeptes sind zunächst die Anforderungen der jeweiligen Bauordnung. Ergänzend werden Anforderungen weiterer tangierender Richtlinien, Normen und Verordnungen eingearbeitet. Es müssen die Wünsche und Anforderungen des Bauherren, der Architekten, der Bauaufsicht, der Feuerwehr und ggf. der Versicherer berücksichtigt werden. Auf der Grundlage dieses Anforderungskatalogs erfolgt eine Risikoanalyse unter Berücksichtigung der Nutzung, der Bauweise, der Brandlasten sowie des abwehrenden Brandschutzes. Darauf aufbauend erfolgt die eigentliche Brandschutzplanung, die meist eine große Komplexität aufweist [5]. Ein Brandschutzkonzept führt nicht nur zu einer hohen Sicherheit für das Gebäude, sondern kann durch die ganzheitliche Brandschutzbetrachtung zusätzlich zur Senkung der Baukosten beitragen. Im Hinblick auf die Schutzziele sollen in einem Brandschutzkonzept die gewählten Einzelkomponenten und deren Abstimmung aufeinander, unter Berücksichtigung der Nutzung, des Brandrisikos sowie des zu erwartenden Schadenausmaßes, beschrieben werden. Dabei ist zu bewerten, inwieweit die definierten Schutzziele erreicht werden. Insbesondere bei Sonderbauten kann das Brandschutzkonzept als eigenständige Bauvorlage im Baugenehmigungsverfahren gefordert werden. Es muss stets auf die Anforderungen des Einzelfalls abgestimmt werden, wobei die Berücksichtigung von Ingenieurmethoden des Brandschutzes hilfreich sein kann. Es bildet darüber hinaus die Basis zur Genehmigung eventueller Abweichungen von bauordnungsrechtlichen Vorgaben. Der Bauherr bzw. Betreiber des Gebäudes wendet das Brandschutzkonzept an als Grundlage bei: der Planung des Gebäudes, der Nutzung des Gebäudes, der Organisation des betrieblichen Brandschutzes, der Ausbildung der Mitarbeiter und der Planung von Umbauten und Nutzungsänderungen. Es dient ferner als Basis für die bauaufsichtliche Beurteilung, für die Fachplanung, Bauausführung und Koordination der Gewerke, für die Abnahme und die wiederkehrenden Prüfungen, für die privatrechtliche Risikobeurteilung, für die Brandsicherheitsschauen, für die Einsatzplanung der Feuerwehr. Brandschutzkonzepte für Neubauten Bauordnung Risikoanalyse Brandschutzplanung Brandschutzausführung Abb. 7: Erforderliche Bestandteile eines Brandschutzkonzeptes Das erklärte Ziel der aktuellen Landesbauordnungen besteht darin, Baugenehmigungsverfahren zu vereinfachen. Dies geschieht auch unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung von staatlichen Aufgaben. Damit wird die alleinige Verantwortung aber auf den Planverfasser übertragen, eine Kontrollinstanz wird es in vielen Fällen nicht mehr geben [5]. Daher sollten Brandschutzkonzepte von ausreichend fachkundigen, möglichst allgemein anerkannten Brandschutzplanern aufgestellt werden, um für das jeweilige Bauwerk risikoorientiert den notwendigen Brandschutz zu ermitteln. Dies sind beispielsweise Brandschutzfachingenieure, staatlich anerkannte Sachverständige für die Prüfung des Brandschutzes bzw. öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige für den baulichen Brandschutz. Ein technisch optimaler und wirtschaftlich sinnvoller Brandschutz kann nur durch schutzzielorientierte und risikogerechte Kombination von Maßnahmen bezüglich. des vorbeugenden und abwehrenden Brandschutzes im Rahmen eines umfassenden Brandschutzkonzeptes erreicht werden, in dem Brandschutzmaßnahmen aus den nutzungsspezifischen Brandgefahren und Brandauswirkungen sowie den allgemeinen Schutzzielen nach MBO abgeleitet sind [6]. 5.2 Umsetzung eines Brandschutzkonzeptes Im Zusammenhang mit einem Brandschutzkonzept ist es immer erforderlich, eine für den Laien verständliche Dokumentation der für die Nutzung relevanten Punkte des Brand- Fachplaner Brandschutz Architekt Bauherr/Nutzer Bauaufsicht/Feuerwehr Versicherer Nutzung Bauweise Brandlasten Brandbekämpfung Risikodefinition Gebäudeklasse Brandabschnitte Rettungswege Feuerwiderstandsklassen Baustoffklassen Brandmeldeanlagen Rauch- und Wärmeabzug Löschanlagen/Brandbekämpfung Städtebauliche Gestaltung Brandschutzausschreibung Koordinierung Fachfirmen Abnahme Qualitätssicherung Sicherheit und kostengünstige Brandschutzlösungen

12 12 holzbau handbuch 5 Brandschutzplanung und Brandschutzkonzepte schutzkonzeptes zu erstellen. Diese Dokumentation muss u.a. Hinweise zur Verantwortlichkeit (Brandschutzbeauftragter), Angaben zur notwendigen Dokumentation und wiederkehrenden Überprüfungen und Wartung von sicherheitstechnischen Einrichtungen enthalten. 5.3 Gliederung eines Brandschutzkonzeptes Einführung Bezüglich eines Brandschutzkonzeptes hat die Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes eine Richtlinie veröffentlicht (vfdb 01/01). Insbesondere hieraus sind nachfolgend die wesentlichen Anforderungen zusammengefasst. Ein Brandschutzkonzept sollte folgende Gliederung aufweisen: Allgemeine Angaben Vorbeugender Brandschutz Baulicher Brandschutz Anlagentechnischer Brandschutz Organisatorischer (betrieblicher) Brandschutz Abwehrender Brandschutz Dabei sollen unter Berücksichtigung der Nutzung, des Brandrisikos und des zu erwartenden Schadenausmaßes die Einzelkomponenten und ihre Verknüpfung im Hinblick auf die Schutzziele beschrieben werden. Allgemeine Angaben Beschreibung des Gebäudes bzw. der baulichen Anlagen und der örtlichen Situation (Abstände und Schutzbereiche zu bzw. von Nachbarobjekten, Zu- und Durchfahrten, Verkehrswege) Art der Nutzung (Produktion, Lager etc.) Planungsstand und Rechtsgrundlagen (Neubzw. Umbau/Nutzungsänderung, Vor- bzw. Endplanung) Anzahl und Art der die bauliche Anlage nutzenden Personen (Beschäftigte, Kunden, Besucher/Gäste) Brandlast der Nutz- und Lagerfläche (Brennbarkeit der Produkte und Verpackungen) Darstellung der Schutzziele und Beschreibung der Schwerpunkte (Personen-, Sachwert-, Unfallschutz etc.) Brandgefahren und besondere Zündquellen (Brandgefahren aus dem Produktionsverfahren, Gefährlichkeit verwendeter Stoffe, explosionsgefährdete Bereiche) Risikoanalyse und Risikoschwerpunkte Baulicher Brandschutz Gebäudegeometrie und -lage Lage, Anordnung und Ausbildung der Rettungswege Zufahrten und Zugänge vom öffentlichen Straßenraum sowie Flächen für die Feuerwehr (Anfahrtswege, Eingänge) Brennbarkeit von Baustoffen (Baustoffklassen nach DIN ) Feuerwiderstand von Bauteilen (Feuerwiderstandsklassen) Anordnung von Brandabschnitten und anderen brandschutztechnischen Unterteilungen sowie Ausführung deren trennender Bauteile Anordnung und Ausführung von Rauchabschnitten (Rauchschürzen, Rauchschutztüren) Abschluss von Öffnungen in abschnittstrennenden Bauteilen (Verglasungen, Leitungsdurchführungen, Türen) Abschottungen Anlagentechnischer Brandschutz Brandmeldeanlagen (Darstellung der überwachten Bereiche, der Brandkenngröße und der Stelle, auf die aufgeschaltet wird) Alarmierungseinrichtung (ELA-Anlage) mit Beschreibung der Auslösung und der Funktionsweise Automatische Feuerlöschanlagen mit Angabe der Art (z.b. Sprinkleranlagen) und der geschützten Bereiche Rauch- und Wärmeabzuganlagen mit Darstellung der Anlage und der geschützten Bereiche Brandschutztechnische Einrichtungen (Steigleitungen, Wandhydranten, halbstationäre Löschanlagen etc.) Blitz- und Überspannungsschutzanlagen Sicherheitsstromversorgung und Notbeleuchtung Erstellung eines Lüftungskonzeptes (z.b. Umsteuerung von Um- auf Abluftbetrieb) Angaben zu Aufzügen (Brandfallsteuerung, Entrauchung des Aufzugsschachtes, Aufschaltung des Notrufes etc.) Organisatorischer (betrieblicher) Brandschutz Einrichtung einer Betriebs- oder Werkfeuerwehr Bereitstellung von Kleinlöschgeräten Ausbildung des Personals in der Handhabung von Kleinlöschgeräten und Einweisung in die Brandschutzordnung Kennzeichnung der Rettungswege und Sicherheitseinrichtungen (Markierungen, Beleuchtungen) Erstellung von Evakuierungs- und Rettungswegplänen Abwehrender Brandschutz Löschwasserversorgung und -rückhaltung (Löschwasserentnahmestellen benennen, Umsetzung der Löschwasser-Rückhalte- Richtlinie etc.) Erstellung eines Feuerwehrplanes nach DIN : Flächenbereitstellung für die Feuerwehr Einrichtung von Schlüsseldepots (Feuerwehrschlüsselkästen) Zentrale Anlaufstellen für die Feuerwehr Bei der Erstellung eines Brandschutzkonzeptes sind ggf. vorhandene Landesverordnungen (z.b. Durchführungsverordnungen zur entsprechenden LBO) unbedingt zu berücksichtigen.

13 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion 13 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion 6.1 Primärtragwerk Das Primärtragwerk einer Halle setzt sich in der Regel aus Stützen, den Dachbindern sowie den Pfetten zusammen. Während sich die Baustoffe Beton oder Stahl besonders für eingespannte Stützen anbieten, werden Holzstützen bevorzugt als Pendelstützen ausgeführt; die Horizontalaussteifung muss dann anderweitig (z.b. durch Verbände) realisiert werden. Üblich sind Mischkonstruktionen mit eingespannten Stützen aus Stahl oder Stahlbeton und Holzbindern. Bilden Stütze und Binder eine Einheit mit biegesteifer Ecke, spricht man von einem Rahmen. Bei Dreigelenkrahmen ist die brandschutztechnische Ausbildung des Firstgelenkes von besonderer Bedeutung (siehe DIN , Abschnitt ). Bei der Bemessung des Tragwerks unterscheidet man zwischen Kalt- und Heißbemessung. Maßgebend für die kalte Bemessung von Holzbauwerken ist DIN 1052: mit semiprobabilistischem Bemessungskonzept. Die heiße Bemessung von Holzbauwerken ist in Deutschland dagegen in DIN : geregelt, die auf der kalten Bemessungsnorm DIN 1052 beruht. Für das Tragwerk einer Halle sind die Abschnitte 5.5 bis 5.7 (Balken, Stützen, Zugglieder) vorgenannter Norm von besonderer Bedeutung. Um die Anwendbarkeit der DIN auch nach der Überarbeitung nationaler Bemessungsnormen auf Basis von Teilsicherheitsbeiwerten sicherzustellen, wurden die Änderung A1 zu DIN sowie DIN (Anwendungsnorm zu DIN ) im November 2004 veröffentlicht. Auf europäischer Basis ist die Bemessung für den Brandfall dagegen in pren : 2003 geregelt, die auf der Bemessungsnorm pren :2003 aufbaut. Mit Hilfe der pren kann unter Berücksichtigung der dort angegebenen Abbrandraten der Restquerschnitt nach einer festgelegten Beanspruchungsdauer ermittelt werden. Nach Abschnitt 4.1 vorgenannter Norm ist die Bemessung für den verbleibenden, ideellen Restquerschnitt durchzuführen. Maßgebend für die Bemessung für den Brandfall auf nationaler bzw. internationaler Ebene ist die Abbrandgeschwindigkeit der Holzbauteile. Sie wird nicht nur von der Holzart, dem Feuchtegehalt, der Rohdichte sowie anderen Bedingungen, sondern insbesondere von dem Verhältnis Oberfläche/Volumen beeinflusst. Basierend auf zahlreichen Untersuchungsergebnissen wurden in DIN : , in Abstimmung mit pren , Rechenwerte für die Abbrandgeschwindigkeiten von Holz vereinbart. Unabhängig vom geometrischen Ort der Brandbeanspruchung (oben, unten, seitlich) und der Art des Bauteils (Balken, Stütze, Zugglied) wurden für Bauteile aus Nadelholz bei Brettschichtholz 0,7 mm/min und bei Vollholz 0,8 mm/min als ideelle Abbrandgeschwindigkeit festgesetzt. Beim brandschutztechnischen Nachweis freiliegender Holzbalken und -stützen unterscheidet DIN zwischen einer 3- und 4-seitigen Brandbeanspruchung. Entsprechend der Brandbeanspruchung sowie der statischen Beanspruchung können brandschutztechnische Mindestbreiten der Querschnitte tabellarisch bestimmt werden. Mit Einführung der DIN /A1 entfallen die Tabellen sowie 85 der DIN zur Ermittlung der Mindestbreiten unbekleideter Holzbauteile und werden durch ein Bemessungsverfahren in Anlehnung an pren ersetzt. Wird eine 3-seitige Brandbeanspruchung zugrunde gelegt, sind die in der Norm genannten Anforderungen an die Abdeckung der vierten Seite unbedingt zu beachten. Für Holzstützen darf gemäß DIN eine 3- seitige Brandbeanspruchung nur dann zugrunde gelegt werden, wenn die Abdeckung (Mauerwerk, Beton etc.) ebenfalls der geforderten Feuerwiderstandsklasse entspricht. Ist die Stütze kontinuierlich mit einer Mauerwerkswand verbunden (z.b. durch geschützte, verzinkte Stahlblechwinkel), muss diese Wand nicht der geforderten Feuerwiderstandsklasse entsprechen. Abb. 8: Holzstütze mit vorgesetzter Wand aus Mauerwerk Zusammengesetzte Querschnitte sind nur dann klassifizierbar, wenn auch die dünnsten Querschnittsteile eine brandschutztechnisch ausreichende Dicke aufweisen. Diese Bauteile sind daher gegebenenfalls mit einer Brandschutzbekleidung zu versehen, um den erforderlichen Feuerwiderstand zur gewährleisten. Auch Nagelplattenbinder in üblicher Bauweise mit Holzdicken von 50 bis 80 mm können bisher ohne entsprechende Brandschutzbekleidung nicht klassifiziert werden, da sowohl die dünnen Holzquerschnitte, als auch die nur wenige Millimeter dicken Nagelplat- ten im Brandfall sehr schnell (< 30 Min.) ihre Tragfähigkeit verlieren. Zur Zeit der Drucklegung dieser Schrift werden Brandversuche mit Zwillingsbindern durchgeführt, um die Feuerwiderstandsklasse F30-B zu erreichen. Für Balken fordert DIN in Abhängigkeit der erforderlichen Feuerwiderstandsdauer auf Mauerwerk und Beton eine Mindestauflagertiefe, die sowohl den Holzabbrand als auch die Zermürbung des Auflagerbaustoffes berücksichtigt. Die brandschutztechnische Klassifizierung von Einzelbauteilen entsprechend DIN oder eines Brandprüfzeugnisses setzt voraus, dass die statisch erforderlichen Bauteile, an denen die klassifizierten Einzelbauteile angeschlossen werden, mindestens der selben Feuerwiderstandsklasse angehören. Das bedeutet, dass ein Träger einer Tragkonstruktion nur dann einer bestimmten Feuerwiderstandsdauer angehört, wenn auch seine Auflager (z.b. Konsolen, Anschlüsse), Unterstützungen (z.b. Stützen, Wände), Aussteifungen und Verbände der geforderten Feuerwiderstandsklasse entsprechen. Im folgenden Beispiel aus [7] wird an das Dachtragwerk die Forderung F30 gestellt. Die Auswirkungen auf das Gesamttragwerk sind in Abb. 9 zusammengefasst dargestellt. Abb. 9: Auswirkungen der bauaufsichtlichen Forderung F30 an das Dachtragwerk auf die Gesamtkonstruktion Bei der Feuerwiderstandsklasse F30 ist die Bemessung für den Brandfall bei der Dimensionierung der Bauteile meist nicht maßgebend, von Bedeutung sind vielmehr Anschlüsse und Verbindungen.

14 14 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion 6.2 Horizontalaussteifung Die Tragfähigkeit und Steifigkeit von Hallentragwerken bei horizontaler Belastung wird durch Aussteifungskonstruktionen sichergestellt. Die Horizontalaussteifung einer Halle kann durch die in Abb. 10 vorgestellten Aussteifungselemente, einzeln oder in Kombination miteinander, realisiert werden. Diese Elemente der Aussteifung dienen zur Aufnahme von: Äußeren Lasten (müssen in den Baugrund abgeleitet werden) Windlasten Horizontalkräfte (Seitenstöße, Bremskräfte, Erdbebenlasten etc.) Inneren Lasten (müssen nicht in den Baugrund abgeleitet werden), u.a. Kräfte infolge ungewollter Schiefstellung Kräfte zur seitl. Halterung kippgefährdeter Träger Rahmen Diagonalen Abb. 10: Aussteifungselemente eingespannte Stütze Scheibe Abb. 11: Aussteifung einer Hallenkonstruktion Strebenfachwerk Diagonalenfachwerk Wandverband K-Fachwerk Abb. 12: Ausführungsarten von Dach- und Wandverbänden Die eingesetzten Aussteifungselemente werden also zur Aufnahme und Ableitung von Windlasten und anderen Horizontallasten, sowie zur Stabilisierung verwendet. Gerade im Holzbau mit den üblichen schlanken Querschnitten ist in Kombination mit gelenkigen Knotenverbindungen, insbesondere bei großen Spannweiten, eine ausreichende seitliche Stützung erforderlich. Abgesehen von landwirtschaftlichen Gebäuden werden Holzstützen nur in Ausnahmefällen als eingespannte Stütze konstruiert. Das Primärtragwerk wird durch Pendelstützen oder 2- oder 3-Gelenkrahmen gebildet. Zur Aussteifung von Hallen werden in horizontaler Ebene Verbände oder Scheiben angeordnet (in der Dachebene), in vertikaler Ebene Rahmen bzw. Verbände oder Scheiben in den Längs- und Giebelwänden. Im Sinne des Brandschutzes ist die Gebäudeaussteifung von Hallen von besonderer Bedeutung, da die bevorzugt eingesetzten Verbände überwiegend als freiliegende Fachwerke ausgeführt werden. Dabei übernehmen die Stützen bzw. Binder der Hallenkonstruktion die Funktion der Gurte. Die Diagonalstäbe werden zusätzlich eingebaut und bestehen, in Abhängigkeit der gewählten Art des Verbandes, aus Rundstahl mit Spannschlössern oder aus Holz. Wind- und Aussteifungsverbände aus Holz können für den Brandfall dimensioniert werden. So darf gemäß pren , sowie E DIN /A1 ein Versagen der auf Zug und Druck beanspruchten Aussteifungskonstruktion aus Holz ausgeschlossen werden, wenn der verbleibende Restquerschnitt der Aussteifung 60% der für die Bemessung unter Normaltemperatur erforderlichen Querschnittsfläche beträgt. Der Nachweis der mechanischen Verbindungsmittel ist dabei im Brandfall gegeben, wenn die Dicke der Hölzer sowie der End- und Randabstände mit dem Faktor a fi entsprechend vorgenannter Norm vergrößert wird. Wenn eine bestimmte Feuerwiderstandsdauer bauaufsichtlich gefordert wird, sind Aussteifungskonstruktionen aus Rundstahl im Brandfall nicht anrechenbar. Abweichende Abb. 13: Holz- und Stahlabstrebungen Abb. 14: Varianten der Knotenpunktausbildung Stahlprofile dürfen verwendet werden, wenn sie eine brandschutztechnisch wirksame Ummantelung erhalten, mit einer entsprechenden Brandschutzbeschichtung versehen sind oder bei geforderter Feuerwiderstandsklasse F30 aus Sonderbaustahl (z.b. AbZ. Z ) bestehen. Bei der Verwendung von Aussteifungskonstruktionen aus Stahl sind stets die durch die hohen Temperatur bedingten Dehnungen entstehenden Verformungen des Tragwerks zu berücksichtigen. Die Ausbildung der Knotenpunkte kann auf unterschiedliche Weise erfolgen; in Abb. 14 werden zwei bewährte Varianten vorgestellt. Für nur von einer Seite ungeschützte, brandbeanspruchte Stahlplatten ist der Nachweis gemäß pren , für eine Feuerwiderstandsdauer erfüllt, wenn die Platten eine Mindestdicke von 6 mm haben und der Ausnutzungsgrad max. 45% beträgt. Auch die Kippaussteifung eines Biegeträgers (z.b. eines Dachbinders) muss gemäß DIN bei einem Seitenverhältnis h/b > 3 entsprechend der geforderten Feuerwiderstandsklasse ausgeführt werden. Auch hierbei verhalten sich Holzabstrebungen im Brandfall günstiger als solche aus Stahl. Bei einer Gabellagerung auf Holzstützen sollten nachfolgend angegebene konstruktive Mindestgabeldicken eingehalten werden [7]. Tabelle 6: Mindestgabeldicken für Vollholz [mm] bei gefordertem Feuerwiderstand und unterschiedlichen geometrischen Verhältnissen [7]. h/b F30 F60 <

15 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion Anschlüsse und Verbindungsmittel Bei der Beurteilung von Gesamtkonstruktionen kann ein Bauteil nur dann in eine bestimmte Feuerwiderstandsklasse eingestuft werden, wenn alle maßgebenden Einzelbauteile, inkl. der Verbindungen, den erforderlichen Feuerwiderstand besitzen. Dabei hat die Bemessung der Verbindungsmittel eine herausragende Bedeutung, da sie in der Regel das schwächste Glied in der brandschutztechnischen Beurteilungskette darstellen. Grundlage für die kalte Bemessung der Verbindungsmittel ist DIN 1052: Die hier angegebenen Bemessungsgrundsätze (Holzdicken, Randabstände etc.) sind zu beachten. Weitere brandschutztechnische Randbedingungen sind einzuhalten, wenn eine Feuerwiderstandsdauer gemäß DIN gefordert wird. DIN behandelt in Abschnitt 5.8 die Feuerwiderstandsklassen von Verbindungen nach DIN ; die Bauteile selbst sind nach den Abschnitten 5.2 bis 5.7 zu bemessen. In pren wird die Tragfähigkeit ungeschützter mechanischer Verbindungsmittel in Abhängigkeit der geforderten Feuerwiderstandsklasse gemäß Anhang B bestimmt. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf die Angaben der DIN Die Aussagen der DIN gelten für auf Druck, Zug oder Abscheren beanspruchte Verbindungen; die Verbindungsmittel dürfen nicht in Axialrichtung beansprucht werden. Die Verbindungen müssen symmetrisch angeordnet sein, da ansonsten zusätzlich Biegemomente entstehen würden. Sollen asymmetrische Verbindungen ausgeführt werden, ist ein Nachweis beispielsweise in Form eines Gutachtens zu erbringen [7]. Abschnitt der DIN beschreibt den Anwendungsbereich; in den Abschnitten bis werden allgemeine Regeln, Holzabmessungen und Randbedingungen für unterschiedliche Verbindungsmittel und -arten angegeben. Im Abschnitt finden sich zahlreiche praxisgerechte Ausführungsbeispiele. Abb. 15: Randabstände nach DIN Die Holzbauteile selbst sind nach den Abschnitten 5.2 bis 5.7 der DIN zu bemessen. Unabhängig vom gewählten Verbindungsmittel gilt, dass bei der Brandschutzbemessung der nach DIN einzuhaltende Randabstand e r des Verbindungsmittels um den Wert c f zu vergrößern ist. Der Randabstand beträgt: min e r,f = e r + c f Bei der Anforderung F30 ist c f = 10 mm und bei F60 c f = 30 mm anzusetzen. Für Stabdübel und Bolzen mit einem Durchmesser 20 mm genügt für die Anforderung F30 der Randabstand nach DIN und für F60 eine Vergrößerung um 20 mm. Für gegenüber Brandeinwirkung geschützte Ränder gelten stets die Verbindungsmittelabstände nach DIN Die Seitenholzdicke muss bei einer Anforderung F30 mind. 50 mm und für F60 mind. 100 mm betragen. Sind in DIN Mindestholzdicken gefordert, ist für das Seitenholz einzuhalten: min a s,f = min a + c f [mm] Freiliegende stiftförmige Verbindungsmittel aus Stahl (Nägel, Stabdübel, Bolzen) leiten die im Brandfall entstehende Wärme rasch in das Bauteilinnere und verlieren schnell ihre Festigkeit. Besonders bei Bolzen und Passbolzen wird durch die Muttern und Scheiben soviel Wärmeenergie ins Innere der Verbindung transportiert, a) eingeleimte Holzscheibe b) eingeleimter Pfropfen c) vorgeheftete Decklasche (Abdeckung Abb. 16: Schutz der Verbindungsmittel nach DIN Abb. 17: Blechmaß D bei Verwendung von Blechen mit ungeschützten Rändern Abb. 18: Anordnung innenliegender Stahlbleche nach DIN dass die Lochleibungsfestigkeit durch Verkohlen des Holzes von innen reduziert wird. Passbolzen zur Lagesicherung sollten daher für den Brandfall als nicht tragend angesehen werden bzw. gemäß DIN nur mit 25% ihrer zulässigen Beanspruchung angesetzt werden. Werden Verbindungsmittel durch eingeleimte Holzscheiben, Pfropfen oder Decklaschen geschützt, so muss die Dicke dieser Überdeckung mind. 10 mm für F30 und 30 mm für F60 betragen. Diese Mindestüberdeckung durch Holz ist auch bei innenliegenden Stahlund Stahlblechformteilen erforderlich. Bei Blechen mit ungeschützten Rändern (Abb. 18a) darf bei Anforderung F30 das Blechmaß D = 200 mm und bei F60 D = 440 mm gemäß Abb. 17 nicht unterschritten werden. Sind nur ein Rand oder zwei gegenüberliegende Ränder ungeschützt darf bei F30 auf D = 120 mm und bei F60 D = 280 mm reduziert werden. Werden vorgenannte Blechmaße nicht eingehalten, sind bei Blechen bis 3 mm Dicke für den Fall b nach Abb. 18 Holzüberstände s 20 mm für F30 und s 60 mm für F60 einzuhalten. Für den Fall c und d nach Abb. 18 muss für F30 s 10 mm für F60 und s 30 mm eingehalten werden. Die Brauchbarkeit von Stahlblechformteilen wie Balkenschuhe etc. mit einer Blechdicke << 10 mm, muss durch besondere Eignungsnachweise, beispielsweise durch ein brandschutztechnisches Prüfzeugnis, erbracht werden. Bauweisen mit Nagelplatten Stahlblechen mit einer Dicke < 2,5 mm, die einseitig um ca. 90 abgewinkelte, nagelförmige Ausstanzungen besitzen sind durch DIN derzeit nicht erfasst; es handelt sich um freiliegende, ungeschützte Blechflächen. Um für die Konstruktion eine gewisse Feuerwiderstandsklasse zu erreichen, müssen die Nagelplatten durch eine Bekleidung vor Temperaturerhöhung geschützt werden; Brandschutzanstriche sind nicht zulässig. Im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes besteht jedoch die Möglichkeit nachzuweisen, dass bei hohen Hallenbauten, bedingt durch die großen Abstände zur Brandlast, durch die lokal entstehenden Temperaturen ein Versagen der Nagelplatten ausgeschlossen werden kann. Für weitergehende Informationen sei auf [3] verwiesen. Aktuelle Forschungsergebnisse zu Holzverbindungsmitteln im Brandfall finden sich in den Arbeiten von C. Scheeer, M. Peter und D. Povel des Fachgebietes Baukonstruktion der TU-Berlin.

16 16 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion 6.4 Flächenbildende Bauteile Bedachungen Dächer müssen im Allgemeinen zum Schutz gegen Brandbeanspruchung von außen die Forderung harte Bedachung erfüllen. Dabei müssen die Dächer ausreichend widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme nach DIN sein. Als Bedachung gelten dabei Dacheindeckungen und Dachabdichtungen einschließlich etwaiger Dämmschichten sowie Lichtkuppeln oder andere Abschlüsse für Öffnungen im Dach. Eine Zusammenstellung widerstandsfähiger Bedachungen findet sich in Abschnitt 8.7 der DIN Dachkonstruktionen Bezüglich ihrer Feuerwiderstandsdauer klassifizierte Dächer aus Holz und Holzwerkstoffen finden sich in Abschnitt 5.4 der DIN Bei diesen Dächern kann jede beliebige Bedachung (hart oder weich, belüftet oder unbelüftet) verwendet werden; bei weichen Bedachungen sind ggf. ergänzende bauaufsichtliche Bestimmungen zu beachten. Während die eigentliche Dachkonstruktion gemäß der verschiedenen Landesbauordnungen bzw. der Musterbauordnung im Allgemeinen nicht einer bestimmten Feuerwiderstandsdauer angehören muss, ist dies bei Hallenbauten anders. Bei einer Dachfläche eines Brandabschnitts oder Brandbekämpfungsabschnitts mit einer Fläche größer 2500 m 2 gemäß Abschnitt 5.11 der MIndBauRL müssen die Bedachungen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Wird der brandschutztechnischen Beurteilung die MVStättV zugrunde gelegt, mussten Bedachungen (ausgenommen Dachhaut und Dampfsperre) bei Dächern, die den oberen Abschluss von Räumen der Versammlungsstätten bilden, bislang stets aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Künftig gilt diese Anforderung jedoch nur noch für Versammlungsräume größer 1000 m 2 Grundfläche. Abweichungen von den Anforderungen sind in Abhängigkeit der brandschutztechnischen Infrastruktur ggf. im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes möglich. So kann unter Umständen auf die Forderung nach nichtbrennbaren Baustoffen verzichtet werden, wenn eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung (z.b. aus Gipskartonfeuerschutzplatten vorhanden ist. Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung von brennbaren Baustoffen besteht in der Anwendung von Methoden des Brandschutzingenieurwesens im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes. So lässt sich beispielsweise durch Brandsimulationsrechnungen nachweisen, dass bei hohen Hallen, bedingt durch die großen Abstände zur Brandlast, die im Dachbereich entstehenden Temperaturen nicht kritisch sind. Es kann ggf. nachgewiesen werden, dass die Zündtemperatur und die kritische Wärmestromdichte von Holz nicht erreicht wird. Ergänzend sind vielfach eingesetzte Unterspannungen aus Metall zu bewerten. Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, Hölzer und Holzwerkstoffe der Dachkonstruktion durch entsprechende Brandschutzanstriche der Baustoffklasse B1 zuzuordnen; ein Verfahren, welches aber nur als letzte Möglichkeit angewendet werden sollte. Für Dächer mit Öffnungen, wie Oberlichter, Lichtkuppeln etc. gelten die Klassifizieungen der DIN nur, wenn durch die Anordnung dieser Öffnungen das Brandverhalten der Dächer nicht nachteilig beeinflusst wird. Das bedeutet, dass trotz aus der Öffnung herausschlagender Flammen die Bedachung nicht in Brand gesetzt werden darf und die Tragfähigkeit des Daches erhalten bleiben muss. Wandkonstruktionen Aus Sicht des Brandschutzes wird zwischen tragenden und nichttragenden sowie raumabschließenden und nicht raumabschließenden Wänden unterschieden. Da die Tragstruktur bei Hallenbauten in der Regel durch Stützen und Binder bzw. Rahmentragwerke gebildet wird, sind die Wände meist als nichttragend im Sinne der DIN anzusehen. Werden die Wände zur Gebäudeaussteifung heran gezogen, handelt es sich dagegen bereits um tragende Wände. Als raumabschließende Außenwände gelten tragende oder nichttragende Wandscheiben mit einer Breite > 1,0 m. Wandbereiche, die einen lichten Abstand 1,0 m aufweisen (z.b. zwischen zwei Fenstern), müssen daher für eine mehrseitige Brandbeanspruchung nachgewiesen werden. Wandkonstruktionen sind in Abschnitt 4.12 der DIN bezüglich ihrer Feuerwiderstandsdauer klassifiziert. Hierbei ist zu beachten, dass die verwendeten Holzwerkstoffe eine Mindestrohdichte von 600 kg/m 3 aufweisen müssen; Beplankungen mit paraffinierten mitteldichten Holzfaserplatten entsprechen beispielsweise herstellerabhängig nicht immer diesen Anforderungen. Von den Anforderungen der DIN abweichende Bauteilaufbauten dürfen jedoch eingesetzt werden, wenn für das Bauteil ein entsprechendes Brandschutzgutachten existiert. So ist beispielsweise der Einsatz von Sperrholzplatten eines Herstellers mit einer Rohdichte < 500 kg/m 3 unter Berücksichtigung der in einem Brandschutzgutachten geforderten Auflagen in allen klassifizierten Aufbauten der DIN erlaubt. Wände aus Massivholzbauteilen können auf Grundlage der pren unter Berücksichtigung festgelegter Abbrandraten für den verbleibenden, ideellen Restquerschnitt brandschutztechnisch bemessen werden. Wird das Gebäude in einem Abstand von weniger als 5,0 m zur Grundstücksgrenze bzw. zu anderen Gebäuden auf dem selben Grundstück errichtet, müssen die Oberflächen der Außenwänden sowie Außenwandbekleidungen einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen aus mindestens schwer entflammbaren Baustoffen bestehen. Der Baustoff Holz, beispielsweise als Stülp- oder Boden-Deckelschalung, scheidet damit aus. Öffnungen und Installationen Öffnungen in Wänden mit brandschutztechnischen Anforderungen (z.b. Trennwände, Brandwände) sind mit Feuerschutzabschlüssen zu versehen, die den bauaufsichtlichen Anforderungen genügen (z.b. T30-Türen, G- bzw. F30-Verglasungen etc.). In Bereichen oberhalb abgehängter Unterdecken sind bei Trennwänden mit brandschutztechnischen Anforderungen separate Abschottungen für Leitungsführungen aller Art erforderlich. Steckdosen, Schalterdosen etc. dürfen bei raumabschließenden Wänden gemäß Abschnitt der DIN nicht unmittelbar gegenüberliegend eingebaut werden. Brandschutztechnisch notwendige Dämmschichten dürfen in diesem Bereich auf 30 mm zusammengedrückt werden. Abb. 19: Trennwand mit Abschottung im Bereich der abgehängten Decke

17 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion Beschichtungen Aus den Schutzzielen des baulichen Brandschutzes ergeben sich im Regelfall Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer der Bauteile. Diese ist vom verwendeten Material, d.h. den temperaturabhängigen Abminderungen der Festigkeiten und Steifigkeiten abhängig. Die Temperaturerhöhung des Materials bei einer Brandbeanspruchung hängt von der massen- und stoffabhängigen Wärmespeicherkapazität und der Wärmeleitfähigkeit ab. Wird durch geeignete Beschichtungssysteme die Temperaturerhöhung verzögert, kann die Standsicherheit des Bauteils im Brandfall um einen gewissen Zeitraum vergrößert, die Brennbarkeit verringert werden. Da es sich bei diesen Brandschutz-Beschichtungssystemen um nicht geregelte Bauprodukte handelt, benötigen sie eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung bzw. ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis. Bei den Systemen ist zu unterscheiden, ob es sich um ein System zur Veränderung der Baustoffoder der Bauteileigenschaften handelt Holzbauteile Für Holzbauteile stehen derzeit nur Beschichtungssysteme zur Verfügung, die nicht die Feuerwiderstanddauer des Bauteils, sondern das Brandverhalten des Baustoffes verändern. Die mit einem bauaufsichtlich zugelassenen Beschichtungssystem versehenen Hölzer und Holzwerkstoffe erfüllen die Anforderungen an schwerentflammbare Baustoffe (Baustoffklasse B1) gemäß DIN und werden dort eingesetzt, wo eine entsprechende bauaufsichtliche Anforderung besteht (z.b. bei Wandbekleidungen von Fluren). Es werden zwei Arten von Feuerschutzmitteln (FSM) unterschieden: Salzhaltige FSM Dämmschichtbildende FSM Die beschichteten Bauteile müssen stets gegen Regen bzw. Feuchtigkeit geschützt werden und sind damit nicht für den Außenbereich und für Feuchträume mit einer relativen Luftfeuchte größer 70% geeignet. Salzhaltige FSM sind geeignet für die Kesseldruckimprägnierung von Fichten- und Tannenvollholz. Es dürfen Bretter von 12 bis 24 mm Dicke und Vollholz bis 24 cm 2 Querschnitt (Latten) imprägniert werden. Das so geschützte Holz darf mit einem systemverträglichen Überzugslack beschichtet werden. Für die mit einem speziellen Flammschutzmittel als schwerentflammbar klassifizierten, kessseldruckimprägnierten KERTO-Q Furnierschichtholzplatten, die bevorzugt als hinterlüftete Bekleidung eingesetzt worden, ist zwischenzeitlich die allg. bauaufsichtliche Zulassung (Nr.: Z ) abgelaufen. Dämmschichtbildende Flamm- bzw. Feuerschutzmittel schützen Holz und Holzwerkstoffe bei Feuer- und Strahlungshitze durch eine mikroporöse, wärmedämmende Schaumschicht, welche die Abbrandgeschwindigkeit reduziert. Sie bestehen im Allgemeinen aus dem eigentlichen Dämmschichtbildner und einem systemverträglichen Deckanstrich. Diese Systeme dürfen nur auf Vollholz, Flachpress-Holzspanplatten nach DIN EN 312 und auf Baufurniersperrholz nach DIN bzw. -5 mit einer in der Zulassung bzw. dem Prüfzeugnis geforderten Materialmindestdicke (8 bis 12 mm) eingesetzt werden. Sofern die Holzteile nicht vollflächig auf einem mineralischen Untergrund befestigt sind, ist das Feuerschutzmittel allseitig aufzubringen. Die Mindestauftragsmenge ist, in Abhängigkeit des Untergrundes, in den Zulassungen bestimmt. Bei starker Abnutzung durch mechanische Beanspruchung (z.b. Treppenstufen) dürfen die Feuerschutzmittel nicht eingesetzt werden. Die Oberflächen des Bauteils dürfen nicht zusätzlich mit Anstrichen, Kaschierungen Klebern etc. versehen werden Stahlbauteile Bedingt durch die hohe Festigkeit des Werkstoffes besitzen tragende Stahlbauteile in der Regel nur geringe Querschnittsabmessungen und erreichen im Brandfall, gefördert durch die hohe Wärmeleitfähigkeit des Materials, schnell ihre kritische Temperatur, bei der die Streckgrenze auf die im Bauteil vorhandene Stahlspannung absinkt. Die Tragfähigkeit ungeschützter Stahlkonstruktionen geht bei Temperaturen ab ca. 500 C verloren. Diese Temperaturen werden bei einer Brandbeanspruchung gemäß ETK bereits nach 20 Minuten erreicht. Die aus den Verformungen entstehenden Verschiebungen können zu Zwängungsspannungen oder dem Verlust der Lagesicherheit und damit zum Einsturz ganzer Strukturen führen. Die verminderte Festigkeit und Steifigkeit des Stahlbauteils selbst können ebenfalls zum Verlust der Tragfähigkeit führen. Bei Anforderungen bezüglich. einer Abb. 20: U/A-Verhältniswert Abb. 21: Stahlträger nach Brandeinwirkung speziellen Feuerwiderstandsklasse ist der Stahl daher durch Beschichtungen oder Bekleidungen zu schützen. Die Ausführung von Bekleidungen (Bekleidungsart, -dicke etc.) ist in DIN , Abschnitt 6 näher erläutert. Beschichtungen schäumen bei der Einwirkung von Temperatur auf und schützen durch die entstehende Dämmschicht den Stahl über einen definierten Zeitraum vor unzulässiger Temperaturerhöhung. Die Systeme sind erhältlich für die Feuerwiderstandsklassen F 30-AB bis F 90-AB und für den Innen-, oftmals auch für den Außenbereich zugelassen. Sie bestehen aus mehreren aufeinander abgestimmten Schichten: Korrosionsschutz bzw. Haftvermittler, Dämmschichtbildner und Deckanstrich. In Normbrandversuchen wurde festgestellt, dass das Versagen von Stahlbauteilen im Brandfall abhängig ist vom Verhältnis der Oberfläche des Bauteils zu seiner Masse. Die aufzubringende Schichtdicke ist daher von diesem Quotienten, ausgedrückt durch den Verhältniswert U/A [m 1 ], abhängig. Je größer dieser Quotient wird, d.h. je größer die beflammte Fläche im Verhältnis zum Volumen wird, um so größer muss die Leistungsfähigkeit der Bekleidung bzw. Beschichtung werden. Bei der Ermittlung des U/A-Wertes ist zu berücksichtigen, ob eine drei- oder vierseitige Beflammung möglich ist und ob Hohlprofile evtl. auch von innen beflammt sein können.

18 18 holzbau handbuch 6 Brandschutztechnische Bemessung und Konstruktion F-30 Systeme sind im Allgemeinen bis zu einem U/A-Wert von 300, F-60/F90 Systeme bis zu einem U/A-Wert von 160 zulässig. Da die geforderte Wirkung insbesondere von den in den Zulassungen geforderten Schichtdicken abhängt, dürfen nur geschulte Fachkräfte die Beschichtungsarbeiten vornehmen. Das Aufbringen der Beschichtungen erfolgt, systemabhängig, durch Spritzen, Streichen oder Rollen. Es sei darauf hingewiesen, dass die geforderten Trockenschichtdicken von bis zu drei Millimetern die Optik der Konstruktion erheblich beeinträchtigen können. Die mit einem dämmschichtbildenden Brandschutzsystem versehene Konstruktion ist witterungsbeständig durch Schilder zu kennzeichnen. Diese Schilder müssen folgende Angaben enthalten: Verwendetes Beschichtungssytem (inkl. AbZ.-Nr.), Anzahl der Schichten, Datum der Behandlung, Anschrift des ausführenden Betriebes, Bezeichnung des Deckanstriches, Überprüfungsintervalle des Deckanstriches. Die Brandschutzwirkung kann auf die Dauer nur sichergestellt werden, wenn der Deckanstrich stets in ordnungsgemäßem Zustand gehalten wird. Die derart beschichteten Bauteile dürfen keine sonstigen Bekleidungen bzw. Ummantelungen erhalten, die den Dämmschichtbildner am Aufschäumen hindern würden. Die Verträglichkeit des Brandschutzsystems mit verzinkten Oberflächen ist anhand der Zulassung im Einzelfall zu überprüfen. Unter folgenden Bedingungen ist eine F30- Klassifizierung möglich [7]: unbekleidete Stahlzugglieder 36 mm (U/A 111 m 1) zul. σbrand 0,19 x zul. σ St 37: σ Brand 31 N/mm 2 St 52: σ Brand 46 N/mm 2 beschichtete Stahlzugglieder 27 mm (U/A 148 m 1) zul. σ Brand 0,31 x zul. σ 36 mm (U/A 148 m 1) zul. σ Brand 0,38 x zul. σ Das hierbei zu verwendende Beschichtungssystem Pyrotect S 30 mit Zulassungsbescheid Z ist unter dieser Zulassungsnummer allerdings nicht mehr erhältlich. Bei abweichenden Beschichtungssystemen ist über eine Zustimmung im Einzelfall auf Grundlage eines Gutachtens eine Anwendung möglich [7]. Der Einsatz von Brandschutzbeschichtungen auf Stahlzuggliedern wird bislang durch die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung nicht abgedeckt! Stahlzugglieder sind lt. Herstellerauskunft nicht als Fachwerkstäbe (Zug- und Druckstäbe) zu verstehen! Weiterhin ist zu beachten, dass eine F30 Klassifizierung gemäß der vorstehenden Randbedingungen nur dann möglich ist, wenn die Zuggliedlänge l 2,0 m ist. Bei größeren Zuggliedlängen ist unter Berücksichtigung der Stahldehnungen nachzuweisen, dass die Stabilität des Gebäudes für 30 Minuten erhalten bleibt. Hierbei ist die Einbeziehung der vorhandenen Brandlasten unverzichtbar. Kann der Brandschutz nicht wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden oder ist eine höhere Feuerwiderstandsdauer erforderlich, sind die Stahl-Zugglieder ggf. zu ummanteln. Abb. 23: Unterspannung und Versagensmechanismus Auch hierbei sind die Dehnwege zu berücksichtigen. Feuerwiderstandsklassen von Stahlzuggliedern sind in DIN , Abschnitt 6.4 geregelt. Zusammengefasst wird hier festgelegt, dass für die Einstufung von Stahlzuggliedern in eine bestimmte Feuerwiderstandsklasse Prüfzeugnisse erforderlich sind. Weiterhin müssen die im Brandfall entstehenden Stahldehnungen beachtet werden, da diese zu erheblichen Verformungen des Gesamtsystems führen können. Da Brandschutzbeschichtungen auf Stahlzuggliedern bislang nicht durch die bauaufsichtlichen Zulassungen geregelt werden, kann bzgl. der brandschutztechnischen Bemessung alternativ das Stabausfallverfahren angewendet werden. Hierbei wird nachgewiesen, dass die beim Versagen der Unterspannung entstehenden Horizontalkräfte von der verbleibenden Tragkonstruktion aufgenommen werden können. Dies setzt meist eingespannte Stützen voraus (s. Abb.23) Zugglieder aus Stahl Für Dachkonstruktionen im Hallenbau werden häufig unterspannte Binder eingesetzt. Die Unterspannungen werden auf Zug beansprucht und aus Rund- oder Flachstahl bzw. aus Stahlhohlprofilen hergestellt. Da sich die unbekleideten Stahlbauteile schnell auf die kritische Temperatur erhöhen, tritt im Allgemeinen ein frühzeitiges Versagen im Brandfall ein. Durch die Wahl sehr massiger Querschnitte mit sehr kleinen U/A-Werten kann in Sonderfällen, ggf. in Verbindung mit einer beschränkten Spannungsausnutzung, die Feuerwiderstandsdauer F30 erreicht werden. Abb. 22: Unterspannte Bogenbinder der Messe Friedrichshafen

19 holzbau handbuch 7 Technische Anlagen für den Brandschutz 19 7 Technische Anlagen für den Brandschutz Der anlagentechnische Brandschutz ergänzt die baulichen Vorkehrungen, kann aber auch fehlende bauliche Maßnahmen kompensieren. Die Anlagen unterstützen Bauherren und Planer dabei, die an der Nutzung orientierten eigenen und die gesetzlich vorgeschriebenen Schutzziele für Gebäude besonderer Art und Nutzung zu erreichen. Zusätzlich reduzieren sie in nicht unerheblichem Maß die Schadenshäufigkeit bzw. den Schadensumfang [17]. 7.1 Brandmeldeanlagen (BMA) Allgemeines Um einen Schaden durch ein Feuer möglichst gering zu halten, ist das frühzeitige Entdecken des Brandes von besonderer Bedeutung. Die Früherkennung ist das maßgebliche Problem automatischer Feuermeldeanlagen: Ein kleines Feuer lässt sich schwieriger erfassen als ein lodernder Brand mit großen Emissionsraten. Löscheinrichtungen aktiviert, örtliche Alarmeinrichtungen ausgelöst und Maßnahmen zur Brandeindämmung (Rauchklappen, Brandabschlüsse etc.) eingeleitet. Brandmeldeanlagen in Zweckbauten werden meist im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes vorgeschlagen und werden damit Grundlage behördlicher Genehmigungen. Sie werden aber auch von den Versicherungen empfohlen, um den Brandschutz zu verbessern bzw. die Versicherungsprämien zu reduzieren. Dafür muss die Anlage den VdS-Richtlinien (insbesondere VdS 2095) entsprechen. Durch eine automatische Brandmeldeanlage ist es im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes möglich, Ausnahmen und Abweichungen in anderen Bereichen, z.b. die Reduzierung der Feuerwiderstandsdauer oder den Einsatz brennbarer Materialien, zu ermöglichen. Die Qualität einer BMA zeigt sich in der Schnelligkeit und Sicherheit mit der ein Brand erkannt wird und im Wesentlichen darin, wie gut und vollständig Störungen gemeldet oder normale Schwankungen der Raumluftinhalte unbeachtet bleiben [1] Öffentliche Brandmeldeanlagen Bei diesen Anlagen wird die Gefahrenmeldung direkt an die zuständige Feuerwehr weitergeleitet. Die Weiterleitung der Gefahrenmeldung erfolgt über das Telefonnetz, über gemietete Stromwege oder über ein Datennetz. Die Weiterleitung über das Telefonnetz ist die kostengünstigste Variante und geschieht in der Regel über ein automatisches Wähl- und Übertragungsgerät (AWUG). Sicherer und schneller ist die Übertragung über fest gemietete Stromwege. Die Mietkosten einer solchen Verbindung sind jedoch relativ hoch und steigen mit zunehmender Entfernung. Datennetze als Übertragungsmedium sind bislang kaum verbreitet. Ihr besonderer Vorteil liegt darin, dass genauere Angaben, wie Ort und Art der Gefahr, mit übertragen werden können. Die Aufschaltung einer Brandmeldeanlage auf die örtliche Feuerwehr ist nur möglich, wenn die Anschlussbedingungen der ortsansässigen Feuerwehr eingehalten werden. Diese sind bei den Dienststellen zu erhalten, die für den vorbeugenden baulichen Brandschutz verantwortlich sind. Folgende Hinweise sollten beachtet werden [1]: Eine BMA ist von anerkannten Errichterfirmen zu installieren. Es dürfen nur anerkannte Komponenten verwendet werden, deren Zusammenwirken aufeinander abgestimmt ist. Eine BMA muss den Bestimmungen der DIN VDE 0100, 0800, und -2, 0165, der DIN und der DIN EN 54-1 bis -12 entsprechen. Eine BMA muss gemäß den VdS-Richtlinien errichtet werden. Die Vorschriften des DIBt müssen Beachtung finden. Die Bestimmungen des Fernmeldeunternehmens müssen eingehalten werden. Abb. 24: Schadenminderung durch automatische Brandmeldung Nach DIN VDE 0833 handelt es sich bei Brandmeldeanlagen (BMA) um Gefahrenmeldeanlagen (GMA), die Personen zum direkten Hilferuf bei Brandgefahr dienen und/oder Brände zu einem frühen Zeitpunkt erkennen und melden. Zweck einer Brandmeldeanlage ist gemäß DIN EN Schadenfeuer zum frühestmöglichen Zeitpunkt zu erkennen und so zu melden, dass geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Eine Brandmeldeanlage besteht grundsätzlich aus Brandmeldern (Sensoren), Übertragungseinrichtungen und einer Brandmeldezentrale. In der Brandmeldezentrale werden die Informationen der im Sicherungsbereich befindlichen Brandmelder ausgewertet und die Brandmeldung an eine Meldezentrale weitergeleitet. Gegebenfalls werden automatische Melden von sichtbaren und unsichtbaren Rauchaerosolen Schwelbrand offenem Feuer starker Wärmeentwicklung Störungen Steuern von Alarmierungsmitteln Feuerschutztüren/ -klappen Rauch- und Wärmeabzügen Maschinen Klima, Aufzügen Löschanlagen Abb. 25: Aufgaben von Brandschutzsystemen Brandschutzzentrale Alarmieren von Feuerwehr Sicherheitskräfte anonymen Öffentlichkeit Informieren von Bedienfeldanzeige Lageplantableau Drucker elektronische Einsatzdatei

20 20 holzbau handbuch 7 Technische Anlagen für den Brandschutz Abb. 26: Brandmeldezentrale Nebenmeldeanlagen Unter Nebenmeldeanlagen versteht man Anlagen in privaten oder öffentlichen Gebäuden, die eine Brandmeldung über Sensoren aufnehmen und an eine Zentrale weiterleiten. Dort werden die Informationen verarbeitet und weitergeleitet Brandmeldezentralen Eine Brandmeldeanlage ist gegliedert in eine Peripherie- oder Sensorebene und eine Prozess- oder Auswertebene. Auf letztgenannter Ebene sind die Brandmeldezentralen (BMZ) angeordnet, die neben der Energieversorgung und Auswertung der Brandmelder jede Brandmeldung zur Information der ankommenden Hilfskräfte anzeigen, Betriebseinrichtungen ansteuern und Brandschutzeinrichtungen auslösen. Am Zugang zur BMZ ist eine gelbe Kennleuchte (Dreh- oder Blitzleuchte) zu installieren. Der Standort ist so zu wählen, dass die Kennleuchte aus der Anfahrtsrichtung der Feuerwehr gesehen werden kann. den Umgebungsbedingungen, den möglichen Störgrößen in dem zu überwachenden Bereich. Da Kunststoffe beispielsweise mit Schwelbränden, und damit starker Rauchentwicklung, beginnen, sollten hierfür Rauchmelder bzw. entsprechende Mehrkriterienmelder eingesetzt werden. 7.2 Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) Einführung Während sich bei einem Brand unter freiem Himmel durch die aufsteigende Konvektionswärme eine senkrechte Rauch- und Feuersäule mit einer weitgehend raucharmen Feuerstelle ergibt, breiten sich bei geschlossenen Gebäuden die heißen Rauch- und Brandgase unterhalb der Decke aus und verqualmen den Raum schnell von oben nach unten. Die sich sammelnden Brandgase und der Rauch sind teils hoch toxisch und damit lebensgefährlich und vergrößern zusätzlich die Sachschäden. Die Sinkgeschwindigkeit der Rauchschicht ist vor allem abhängig von der Brandquelle, dem Rauchpotential der Brandstoffe und von der Gebäudegeometrie. Einflussgrößen der in die Rauchschicht einströmenden Rauchgasmengen sind die Wärmefreisetzung des Brandes [kw] sowie die Aufstiegshöhe des Heißgasstromes (Plume). Dabei ist zu beachten, dass die entstehende Rauchgasmenge unabhängig ist von der Grundfläche des Brandraumes bzw. der Halle. Der von der Brandstelle ausgehende Brandrauch reichert sich vor allem im oberen Bereich der Halle an. Teile des Rauches werden über rauminterne Strömungen und durch Windeinfluss auf Zu- und Abluftöffnungen in die in Bodennähe befindliche Kaltgasschicht eingemischt. Die Rauchzonen eines Raumes lassen sich unterteilen in: die Zone direkten Rauches ( Rauchschicht ) die Zone der mit Rauchgasen angereicherten Kaltgasschicht ( raucharme Schicht ). Die raucharme Schicht wird in Rettungswegen toleriert, wenn sie folgende Bedingungen aufweist: Rauchtemperatur < 60 C optische Dichte < 0,2 m 1 Kohlendioxidanteil < 1 Vol. % Kohlenmonoxidanteil < 1000 ppm. Diese für die Selbstrettung erforderlichen Rauchqualitäten können nur mit auseichend dimensionierten Rauchabzugsanlagen sichergestellt werden. Die Berechnung der Rauchqualität erfolgt mittels Brandsimulationsrechnung bei Anwendung von Feldmodellen. Wenn kein Wind- oder andersartiger Strömungseinfluss zu berücksichtigen ist, können Zonenmodelle für die Berechnung der Rauchschutzmaßnahmen verwendet werden. Im einfachsten Fall finden die DIN und -5 oder die in Sonderbauvorschriften enthaltenen Bemessungsregeln zur Dimensionierung der Rauchschutzmaßnahmen Anwendung. Da 70 bis 80% der gesamten Brandwärme im Rauch enthalten ist, kommt es bei fehlendem Rauchabzug neben der vollständigen Verrau Brandmelder Es sind automatische oder nichtautomatische Brandmelder zu unterscheiden. Nichtautomatische Brandmelder sind in Gebäuden oder Gebäudeteilen anzuordnen, in denen sich viele Personen aufhalten können. Sie werden von Hand ausgelöst und sind gemäß DIN insbesondere an markanten Stellen der Rettungswege anzuordnen. Automatische Brandmelder dagegen werden durch Wärme, Rauch, Gas oder Flammen ausgelöst. Mit Mehrkriterienmeldern werden verschiedene Anzeichen eines Brandes gleichzeitig erfasst. Die Typenauswahl erfolgt nach [1]: der wahrscheinlichen Brandentwicklung in der Entstehungsphase, der Raumhöhe, Abb. 27: Rauch- und Wärmeentwicklung beim natürlichen Brand (qualitativ)