Sicher hoch hinaus Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Holzbauten

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1 INGENIEURMETHODEN CFD-Rauchgassimulation Zonenmodellsimulation Plumemodelle Personenstromsimulation Finite-Elemente-Methode Probabilistische Ansätze BERATUNGSLEISTUNGEN Machbarkeitsstudien Brandschutzkonzepte Rauchschutznachweise Evakuierungsnachweise Bemessung Sonderbauteile Gutachterliche Detailstellungnahmen Sicher hoch hinaus Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Holzbauten Dr.-Ing. Michael Dehne Neue Regelungen und Innovationen im Holzbau Chancen für die Praxis Dehne, Kruse & Partner Brandschutzingenieure Windmühlenweg Gifhorn Tel.: +49(0) Fax: +49(0) Mail:

2 Inhalt Einleitung Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK) Knackpunkte für BSK im Holzbau Praxisbeispiele Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg Pflegeheim in Salzwedel Zusammenfassung

3 Einleitung Ganzheitliche Brandschutzkonzepte bei Sonderbauten (Verkaufsstätten, Hochhäuser etc.) generell bei Abweichungen vom Baurecht Nachweis der Schutzziele gemäß 14 MBO Ausbreitung von Feuer und Rauch vorbeugen Flucht und Rettung sowie wirksame Löscharbeiten der Feuerwehr gewährleisten Flucht und Rettung Wirksame Löscharbeiten

5 Aufbau von Brandschutzkonzepten Baulicher Brandschutz Anlagentechnischer Brandschutz Gesamtkonzept Abwehrender Brandschutz Organisatorischer Brandschutz

6 Gliederung von Brandschutzkonzepten Angaben zum Gebäude Lage, Abmessungen, Nutzung Risikobetrachtung Bauordnungsrechtliche Einstufung Beurteilungsgrundlagen Rechtliche Grundlagen Planungsunterlagen Äußere Erschließung Flächen für die Feuerwehr Feuerwehrzugänge Löschwasserversorgung Rettungskonzept Horizontale Rettungswege Vertikale Rettungswege

7 Gliederung von Brandschutzkonzepten Bauliche Brandschutzmaßnahmen Tragende Wände, Decken Dachtragwerk Außenwände Brandwände (Brandabschnitte, Rauchabschnitte) Treppen und Treppenräume Flure Trennwände Ausbau (Schächte, Unterdecken, Hohlraumestriche, Doppelböden, Wand- und Deckenverkleidungen, Fußbodenbeläge, Dämmungen)

8 Gliederung von Brandschutzkonzepten Anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen Brandmeldeanlage Alarmierungsanlage Anlagen für die Feuerwehr (trockene und nasse Steigleitungen, Gebäudefunkanlage, Feuerwehraufzug) Selbsthilfeanlagen (Feuerlöscher, Wandhydranten) Löschanlagen Brandfallsteuerung von Aufzügen Rauchableitung, Entrauchungsmaßnahmen Feststellanlagen für Brand- und Rauchschutztüren Ersatzstromversorgung Sicherheitsbeleuchtung Funktionserhalt Blitzschutz

9 Gliederung von Brandschutzkonzepten Organisatorische Brandschutzmaßnahmen Brandschutzordnung Flucht- und Rettungspläne Feuerwehrpläne Selbsthilfekräfte für den Brandschutz Brandschutzbeauftragter Brandschutz während der Bauzeit

11 Knackpunkte für BSK im Holzbau Kompensation von brennbaren Bauteiloberflächen (sichtbare Holzelemente) Kapselung von Hohlräumen in Holzbauteilen (Holzrahmenbau, Holztafelbau) Öffnungen für Durchführungen in raumabschließenden Holzbauteilen (Abschottungen R/S/K 30/60/90) Brennbare Fassaden Unterspannungen von Holzbindern im Hallenbau

12 Kompensation sichtbarer Holzbauteile Brandschutzbeschichtungen in Verbindung mit automatischen Brandmeldern Frühzeitige Entdeckung eines Brandes und Schutz der Holzkonstruktion durch eine Brandschutzbeschichtung bis zum Beginn von Löschmaßnahmen

13 Fallbeispiel Gebäude in Brettstapelbauweise fünfgeschossig, OKF < 13 m Hotelnutzung (Sonderbau!) Anforderung F 90-AB

14 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum Treppenräume u. Kerne massiv F 90-AB + M (Brandwandqualität) 2 bauliche Rettungswege (im Rettungswegbereich ausschließlich nichtbrennbare Bauteiloberflächen)

15 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum F 90-B tragende Wände F 90-B in NE sichtbare Holzstützen F 90-B

16 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum F 90-B Decken F 90-B in NE sichtbare Unterseiten Brandschutzbeschichtung B1

17 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum F 90-B RS Wände Fluchtwege F 30(-BA) Trennwände Hotelzimmer F 30-B Unterdecken Flur A-Baustoffe Türen zum Treppenraum RS Flur F 30(-BA) T 30 F 30-B RS RS

18 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum F 90-B RS Brandmeldeanlage Rauchmelder in Fluren (MBeVO) Rauchmelder in Hotelzimmern Alarmierungsanlage Flur F 30(-BA) T 30 F 30-B RS RS

19 Kompensation sichtbarer Holzbauteile Vollsprinklerung Verhinderung der Entstehung eines Brandes, der die Holzkonstruktion entzünden könnte Im Holzbau Hochdruckwassernebelanlagen sonnvoller als gewöhnliche Sprinkleranlagen (geringerer Wasserverbrauch, weniger Löschwasserschäden)

20 Fallbeispiel F 90-AB Treppenraum F 30-B RS Vollsprinklerung nach VdS 4001 Tragkonstruktion F 30-B Wände Fluchtwege F 30(-BA) Türen zum Treppenraum RS Flur F 30-A (-BA) T 30 RS RS

21 Kapselung von Hohlräumen Verhinderung eines Brandeintrages in die Holzbauteile Glutnester im Inneren Verdeckter Glimmbrand Verzögerter Tragfähigkeitsverlust Holztragkonstruktion beteiligt sich für definierte Zeiträume (z.b. 60 Minuten bei Kapselklasse K 60) nicht am Brand

22 Kapselung von Hohlräumen Häufige Fehler: keine Volldämmung, Installationen direkt neben Holzständern, brennbare aussteifende Teile, kein Fugenversatz <15 cm

23 Kapselung von Hohlräumen Ausschließlich nichtbrennbare Bekleidungen Volldämmung Mindestabstand Holzständer von Installationen 15 cm

24 Kapselung von Hohlräumen Optimale Lösung zur Vermeidung von Hohlraumbränden: Volldämmung aus Mineralwolle Schmelzpunkt > 1000 C, Brandschutzbekleidung und Installationen in Vorwandebene

25 Abschottungen Nach 40 (1) MBO 2002: Bei Durchführung von Leitungen durch raumabschließende Bauteile Maßnahmen gegen Brandübertragung erforderlich! Ausnahmen: GK 1 und GK 2, innerhalb von Wohnungen, innerhalb von 400 m²-nutzungseinheiten über 2 Geschosse zugelassene Abschottungen in F 30-Holzbauteilen der GK 3 erforderlich!

26 Abschottungen Möglichkeiten der Installationsführung: Schächte ohne Feuerwiderstand mit Abschottungen in Deckenebene, die den Feuerwiderstand der Decken aufweisen Durchgehende Schächte mit Feuerwiderstand ohne Abschottung in Deckenebene und mit Abschottung der Rohre/Kabel aus dem Schacht heraus

27 Abschottungen hochfeuerhemmende hochfeuerhemmende Abschottung in Deckenbzw. Wandebene

28 Abschottungen durchgehender F 60- Schacht und Abschottung aus Schacht heraus

29 Abschottungen in Holzbalkendecken Problem: Auf dem Markt erhältliche Abschottungen für Durchführungen besitzen keine Zulassung für Holzbauteile Lösungsansätze: Auslaibung der Bauteilöffnung und Einsatz von für Massivbauteile zugelassenen Abschottungen über Zustimmung im Einzelfall oder Einbau von Teilstücken aus Porenbeton mit Aussparungen für die Abschottungen

30 Abschottungen in Holzbalkendecken F 30-Decke Rahmen K/R/S-30- Schott 12,5 mm GKFoder GF-Platte F 60-Decke Rahmen K/R/S-60- Schott Brandschutzbekleidung Gebäudeklasse 3 Gebäudeklasse 4

31 Abschottungen in Holzbalkendecken

32 Gefahrenpotential brennbarer Fassaden Gefahr einer vertikalen Brandausbreitung über die gesamte Fassade Bei hinterlüfteten Holzfassaden ohne Abschottung in Geschossdeckenebene: Brandausbreitung im Fassadenzwischenraum (insbesondere bei brennbaren Dämmstoffen) Kamineffekt zweiseitige Brandbeanspruchung

33 Lösungsansätze Bildung von Feuerüberschlagswegen Abschnitte 1,0 m mit B1- bzw. A2-Platten über Fenstern und links und rechts von Wohnungstrennwänden und Brandwänden Abschottung in Geschossdeckenebene durch nichtbrennbare Dämmstoffe oder im Brandfall dämmschichtbildende Dichtstreifen Verhinderung des Kamineffektes durch nichtbrennbare Baustoffe in der Hinterlüftungsebene Sprinklerung verdichtet im Fassadenbereich Abstand letzte Sprinklerreihe zur Fassade ( 1,5 m)

34 Feuerüberschlagsweg und Abschottung Brüstungselement mit Bekleidung aus B1- oder A- Baustoff, h 1,0 m Hinterlüftungsebene der Fassade im Bereich der Geschossdecke durch dämmschichtbildende Dichtstreifen schließen

35 Sprinklerung 1,5 m Sprinkler

36 Abstandsproblematik bei Fassaden Nach 6 Abs. 8 Landesbauordnung Berlin: Tiefe der Abstandsflächen von Gebäuden mit Wandoberflächen aus normalentflammbaren Baustoffen mind. 5 m Problem im innerstädtischen Bereich Nachweis der Unbedenklichkeit mittels Ingenieurmethoden (Brandsimulation), wenn vorhandener Abstand 3 m

37 Abstandsproblematik 3 m

38 Unterspannte Bogenbinder Auf Zug beanspruchte Unterspannungen nur bei kleinen U/A-Werten und Spannungen in F 30 möglich Einsatz von Brandschutzbeschichtungen bei Stahlzuggliedern durch Zulassung nicht abgedeckt Versagensmechanismus

39 Unterspannte Bogenbinder Lösung: Nachweis, dass die Stahldehnung begrenzt bleibt; Stahldehnung nimmt ab 300 C stark zu Ermittlung der Zuggliedtemperatur durch Brandsimulation (T krit 300 C)

40 Inhalt Einleitung Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK) Knackpunkte für BSK im Holzbau Praxisbeispiele Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg Pflegeheim in Salzwedel, Sachsen-Anhalt Zusammenfassung

41 Ausführungsbeispiel 1 viergeschossige Wohnanlage in Freiburg (Baden- Württemberg) in Holztafelbauweise Fußbodenhöhe oberstes Geschoss bei ca. 9,1 m 8 Nutzeinheiten (Wohnungen) 4 Wohnungen erstrecken sich über 2 Geschosse (Maisonette) begrünte Dachterrassen Treppe, Aufzugsschacht und Kellergeschoss in Massivbauweise (Stahlbeton) Baubeginn Ende 2005 (Vorfertigung); Errichtung Frühjahr 2006

42 Einstufung und Beurteilungsgrundlagen nach 2 MBO 2002 Einstufung in Gebäudeklasse 4 nach 2 LBO Gebäude mittlerer Höhe Beurteilung des Gebäudes nach LBO mit Ausnahme der tragenden, aussteigenden und/oder raumabschließenden Bauteile, die nach MBO 2002 beurteilt werden Herstellung der tragenden, aussteifenden und/oder raumabschließenden Bauteile nach M-HFHHolzR

43 Abweichungen nach 26 MBO in Verbindung mit Ziffer 3.2 M-HFHHolzR: Ausführung der Brandschutzbekleidung in Kapselklasse K 60 nach DIN EN Im vorliegenden Fall Ausführung in K 30 geplant nach 26 MBO und Ziffer M-HFHHolzR sind in hochfeuerhemmenden Bauteilen ausschließlich nichtbrennbare Dämmstoffe zulässig. Im vorliegenden Fall sind in den Wänden brennbare Dämmstoffe vorgesehen (ISOFLOC Zellulosedämmung B2)

44 Kompensationsmaßnahmen flächendeckende Rauchmelderüberwachung nach DIN sorgfältige Ausbildung der Bauteilanschlüsse hinsichtlich ihrer Rauchdichtigkeit abgestimmtes Haustechnikkonzept (Abschottungen durch raumabschließende Bauteile, Installationsebenen etc.) kurze Fluchtweglängen (maximal 20 m) optimale Bedingungen für die Freiburger Feuerwehr: 2 Unterflurhydranten, gesicherte Zufahrt und Feuerwehrbewegungsfläche + Aufstellflächen auf der Rückseite; Treppe in Massivbauweise

45 Rauchwarnmelder nach DIN Rauchmelder für Wohnungen und wohnungsähnliche Nutzung geringere Anforderungen und Kosten gegenüber Anlagen nach DIN und DIN VDE 0833 (keine Übertragungsanlage, BMZ, Funktionserhalt etc.) Vernetzung der Melder Verbindung der Melder mit Schnittstellenmodul, Aufschaltung auf Telefonwählgerät Wachdienst Feuerwehr Zentraleinheit mit Display im Treppenhaus

46 Rauchmelderausstattung im UG

47 Rauchmelderausstattung im 1. OG

48 Rettungskonzept Feuerwehraufstellflächen nach DIN 14090

49 Baulicher Brandschutz Aufbau Wohnungstrennwände F 60 / K 30 - Gipskartonbauplatte 12,5 mm - Vorwandschale 60 mm - Abstand 10 mm - Gipsfaserplatte 10 mm - Gipsfaserplatte 12,5 mm - OSB-Platte 15 mm - KVH / Dämmung 160 mm - OSB-Platte 15 mm - Gipsfaserplatte 12,5 mm - Gipsfaserplatte 10 mm - Installationsebene 40 mm - Gipskartonbauplatte 12,5 mm

50 Baulicher Brandschutz Aufbau Decken F 60 / K 30 - Parkett 20 mm - Zementestrich 45 mm - Trittschalldämmung 20 mm - Fermacell Wabenschüttung - BFU-Platte 21 mm - Deckenbalken / Dämmung - Federschiene 28 mm - Gipsfaserplatte 12,5 mm - Gipsfaserplatte 10 mm

51 Anschluss Außenwand/Decke

52 Brandschutzbekleidung Derzeit keine Prüfzeugnisse für Wandaufbauten mit Brandschutzbekleidungen der Kapselklasse K 30 nach DIN EN vorhanden. Brandversuch in Anlehnung an DIN EN zum Nachweis der Kapselwirkung (MPA Braunschweig) Zustimmung im Einzelfall auf Grundlage eines Gutachtens der MPA basierend auf den Versuchsergebnissen T mittel 250 K T max 270 K

53 Brandversuch (Nachweis K 30)

54 Brandversuch (Nachweis K 30)

55 Temperaturen Temperaturen auf der Holzwerkstoffplatte < 100 C

56 Brandversuch (Nachweis K 30) Wandelement

57 Brandversuch (Nachweis K 30) Deckenelement

58 Brandversuch (Nachweis K 30) Keine Verkohlungen, sogar im Bereich der Schrauben!

59 Brandversuch (Nachweis K 30) Keine Pyrolyseprodukte in der Dämmstoffebene (ISOFLOC Zellulosedämmung) feststellbar

60 Visualisiertes Brandschutzkonzept

61 Ausführungsbeispiel 2 dreigeschossiges Pflegeheim in Salzwedel (Sachsen- Anhalt) Fußbodenhöhe oberstes Geschoss bei ca. 5,8 m (Gebäude geringer Höhe) zwei dreigeschossige Gebäudeflügel (Abmessungen ca. 30 m x 15 m) und ein zweigeschossiger Verbindungsflügel Nach 56 BauO LSA Sonderbau Beurteilung nach BauO LSA in Verbindung mit der BbgKPBauV und der M-HFHHolzR

62 Abweichungen Nach 3 BbgKPBauV sind tragende Bauteile in mehrgeschossigen Pflegeheimen feuerbeständig (F 90-AB) auszuführen. Im vorliegenden Fall Ausführung in F 90-B mit Bekleidung der Kapselklasse K 30 geplant. Nach 3 BbgKPBauV sind Außenwände mehrgeschossiger Pflegeheime nichtbrennbar herzustellen. Im vorliegenden Fall Ausführung der tragenden Außenwände mit Holzfaserdämmplatten und mineralischen Putz in F 90-B (System INTHERMO).

63 Kompensationsmaßnahmen sorgfältige Ausbildung der Bauteilanschlüsse hinsichtlich ihrer Rauchdichtigkeit abgestimmtes Haustechnikkonzept (Abschottungen durch raumabschließende Bauteile, Installationsebenen etc.) kurze Fluchtweglängen (maximal 25 m) optimale Bedingungen für die Feuerwehr Salzwedel, die nächste Feuerwache befindet sich in 200 m Entfernung Trepperäume und Brandwände in Massivbauweise

64 Anlagentechnik Gemäß 14 BbgKPBauV müssen Pflegeheime eine Brandmeldeanlage mit nichtautomatischen und automatischen Brandmeldern sowie Alarmierungsanlagen aufweisen (DIN und DIN VDE 0833). Sicherheitsbeleuchtung nach 11 BbgKPBauV Ersatzstromversorgung nach VDE 0108 Trockene Steigleitungen nach 13 BbgKPBauV Funktionserhalt für der Sicherheit dienende elektrische Anlagen nach MLAR; E 30 für Brandmeldeanlage, Alarmierungsanlage, Sicherheitsbeleuchtung, Rauchabzugsanlagen, Brandfallsteuerung Aufzüge

65 Aufbau tragende Wände 2 x 12,5 mm Gipsfaserplatte (Fermacell) Ständerwerk ca. 60/120 mm, Volldämmung aus nichtbrennbaren Baustoffen (Mineralfaser der Rohdichte mind. 30 kg/m³, Schmelzpunkt > 1000 C) 2 x 12,5 mm Gipsfaserplatte (Fermacell) F 90-B Kapselklasse K 30

67 Zusammenfassung Durch ganzheitliche Brandschutzkonzepte lassen sich die Risiken der Holzbauweise kompensieren. Die Verwendung moderner Anlagentechnik und neuer Produkte ermöglicht auch Holzbauten, die den Rahmen der MBO 2002 und der Muster-Holzbaurichtlinie sprengen Bei Abweichungen von den Beurteilungsgrundlagen ist darauf zu achten, dass die allgemeinen Schutzziele durch geeignete Ersatzmaßnahmen trotzdem erfüllt werden

68 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dehne, Kruse & Partner Brandschutzingenieure Windmühlenweg Gifhorn