Konzeptioneller Brandschutz (5)

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1 Konzeptioneller Brandschutz (5) Dr. Zuzana Giertlová Technische Universität München Brandrisiko Gebäudetyp Bauart Gebäudenutzung

2 Entstehung von Feuer und Rauch vorbeugen Art der Nutzung Brandentstehungsrisiko Nutzende Personen Technisierungsgrad Art der Baustoffe Nicht brennbar Brennbar Art der Bauteile Feuerwiderstandsdauer Ausführung, verwendete Baustoffe Brandausbreitung in einem Raum

3 Elemente Nutzung durch die Bewohner Vorbeugender Brandschutz Abwehrender Brandschutz Baustoffe Wärme-/Schallsch. Brand- / Rauchentstehung und -ausbreitung Brandbekämpfung Abstandflächen Tageslicht Brandausbreitung Bewegungs- u. Aufstellfl. Decken, Wände, Dächer Gebäudestruktur Brandausbreitung Brandbekämpfungsabschn., Mind. Einsturzgefahr Türen Abgrenzung NE, Einbruchschutz Brand- u. Rauchausbreitung Brandbekämpfungsabsch. Treppen, Flure Verkehrswege Rettungswege Angriffs- u. Rettungswege Fenster Besonnung, Belüftung Fluchtwege, Rauchabzug Angriffs- u. Rettungsw., RA Wasserversorgung Trinkwasser Sprinkleranl.; Steigl. Brandbekämpfung Bauteile

4 Brandausbreitungsmodell in einem Raum ETK: Einheits-Temperaturzeitkurve (ISO R 834) Normbrand ~ 1 MW τ τ 0 = 345 lg (8t + 1) F30 ~ 822 K F90 ~ 986 K

5 Gebäudeklassen Art. 2 Abs. 3 BayBO Art. 24, 25, 29 BayBO - Feuerwiderstandsdauer der Bauteile... Ausbreitung von Feuer und Rauch vorbeugen... ca. Anzahl der Geschosse Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer der Bauteile (tragende Wände und Decken) ohne Anforderung GKL. 1 GKL. 2 GKL. 3 feuerhemmend feuerhemmend hochfeuerhemmend GKL. 4 feuerbeständig GKL. 5

6 ETK: Einheits-Temperaturzeitkurve (ISO R 834) Normbrand ~ 1 MW τ τ 0 = 345 lg (8t + 1) F30 ~ 822 K F90 ~ 986 K Brandprüfung nach DIN 4102

7 BayBO DIN 4102 (Bauregelliste Teil 1) Bauaufsichtliche Anforderung feuerhemmend feuerhemmend und aus nichtbrennbaren Baustoffen hochfeuerhemmend feuerbeständig Klassen nach DIN Feuerwiderstandsklasse F 30 Feuerwiderstandsklasse F 30 und aus nichtbrennbaren Baustoffen Feuerwiderstandsklasse F 60 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen Feuerwiderstandsklasse F 60 und aus nichtbrennbaren Baustoffen Feuerwiderstandsklasse F 90 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen Kurzbezeichnung nach DIN F 30 - B 1 F 30 - A 1 F 60 -AB 2 F 60 - A 2 F 90 - AB 3, 4 feuerbeständig und aus nichtbrennbaren Baustoffen Feuerwiderstandsklasse F 90 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 90 - A 3, 4 Art. 24 Abs. 2 Ziffer 3 BayBO: Hochfeuerhemmend Mindestanforderungen: Bauteile, deren tragende und aussteifende Teile aus brennbaren Baustoffen bestehen und die allseitig eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen und Dämmstoffe aus nichtbrennbaren Baustoffen haben BayBO DIN 4102 (Bauregelliste Teil 1) Die Bauteilbezeichnung / Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102 setzt sich zusammen aus: F 90 -AB Kennzeichnung / Kennbuchstabe Feuerwiderstandsdauer in Minuten Zusatzbezeichnung - verwendete Baustoffe F90-AB: ein Bauteil mit Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten, das in wesentlichen Bestandteilen aus nichtbrennbaren Baustoffen besteht. Wesentliche Teile: - tragende und aussteifende Teile, Rahmenkonstruktion von nichttragenden Wänden - bei raumabschließenden Teilen eine in der Bauteilebene durchgehende Schicht, die bei der Prüfung nicht zerstört werden darf

8 Bauteile nach DIN 4102 (Prüf- und Klassifizierungsnormen) Bauteile (DIN ) Wände Decken Stützen Unterzüge Treppen Sonderbauteile Brandwände nichttragende Außenwände Feuerschutzabschlüsse Abschlüsse in Fahrschachtwänden Brandschutzverglasungen Lüftungsleitungen Absperrvorrichtungen für Lüftungsleitungen Bedachungen Kabel- und Rohrabschottungen DIN 4102 Teil 4 Sonderbauteil nach DIN 4102 DIN 4102 Feuerwiderstandsklasse Brandwände Teil 3 F 90 + Stoßbeanspruchnung nichttragende Außenwände W 30 W 60 W 90 W 120 W 180 A/AB/B Feuerschutzabschlüsse Teil 5 T 30 T 60 T 90 T 120 T 180 Abschlüsse in feuerbeständigen Fahrschachtwänden Verhinderung von Übertragung von Feuer u. Rauch in andere Geschosse Rohre und Formstücke für Lüftungsleitungen Teil 6 L 30 L 60 L90 L120 Absperrvorrichtungen für Lüftungsleitungen K 30 K 60 K 90 Bedachungen Teil 7 Widerstandsfähig gegen Flugfeuer und Strahlungswärme Kabelschottungen Teil 9 S 30 S 60 S 90 S 120 S 180 Installationsschächte / -Kanäle Teil 11 I 30 I 60 I 90 I 120 Rohrdurchführungen R 30 R 60 R 90 R 120 F-Brandschutzverglasungen Teil 13 F 30 F 60 F 90 F 120 G-Brandschutzverglasungen G 30 G 60 G 90 G 120 Funktionserhalt el. Leitungsanlagen Teil 12 E 30 E 60 E 90

9 Europäische Klassifizierung DIN EN Feuerwiderstandsdauer (BRL Teil 1) Klassifizierung des Brandverhaltens von Bauteilen Bauteil Feuerbeständig, tragend, ohne Raumabschluss Feuerbeständig, tragend, mit Raumabschluss Feuerbeständig, nichttragend, mit Raumabschluss Bezeichnung national europäisch F 90 AB R 90 F 90 AB REI 90 F 90 AB EI 90 Europäische Klassifizierung berücksichtigt nicht das Brandverhalten von Baustoffen

10 Brandwände Brandwände Brandbekämpfungsabschnitte durch feuerbeständige Bauteile Öffnungen - Feuerschutzabschlüsse Bei ausgedehnten Gebäuden BW alle 40 m Brandabschnittsfläche < 1600 qm Brandwände Wände zur Trennung oder Abgrenzung von Brandabschnitten Ausbreitung von Feuer auf andere Gebäude oder Gebäudeteile verhindern Anforderungen Prüfung Baustoffklasse A mindestens F 90 Standsicherheit Stoßbeanspruchung (3 knm) Wand nichttragend, 1schalig Brandwand nach DIN Beton bewehrt 12 cm Ziegelwand 24 cm

11 Decken Art. 29 BayBO Brandschutztechnische Funktion von Wänden Wandbauart tragend, nicht raumabschließend tragend, raumabschließend nichttragend, raumabschließend nichttragend, nichtraumabschließend Charakteristik überwiegend auf Druck beanspruchte Wände, die im Brandfall ausschließlich die Tragfähigkeit gewährleisten müssen (Innenwände, Brandbelastung von 2 Seiten) überwiegend auf Druck beanspruchte Wände, die im Brandfall sowohl die Tragfähigkeit als auch den Raumabschluss für die Dauer ihrer Feuerwiderstandsdauer gewährleisten müssen (Trennwände, Wohnungstrennwände, Brandbelastung von 1 Seite) nur durch ihren Eigengewicht beanspruchte Wände, die jedoch die Brandund Rauchübertragung von einem Raum zum anderen verhindern (Wände zur Sicherung von Rettungswegen, nichttragende Trennwände, nichttragende Außenwände; 1-seitige Brandbelastung; Öffnungen müssen mit Abschlüssen und Abschottungen gesichert werden) brandschutztechnisch nicht von Bedeutung

12 Tragende Wände, nicht raumabschließend Wandart Ausnutzungsfaktor α Mindestwanddicke d [mm] (mit beidseitigem Putz; d 1 Putzdicke [mm]) F 30 A F 90 A F 180 A Mauerziegel (DIN 105-1) Verwendung von Normalmörtel 0, (115) 240 (175) DIN , Abschnitt 4.5, Tab. 40 Feuerschutzabschlüsse nach DIN 4102 Teil 5 Feuerschutzabschlüsse sind selbstschließende Türen (Klappen, Rollläden, Tore ), die dazu bestimmt sind, im eingebauten Zustand den Durchtritt des Feuers durch Öffnungen in Wänden oder Decken zu verhindern. Nachweis selbstschließend: DIN Dauerfunktionsprüfung: x (gerechnet für 30 Jahre)

13 Feuerschutzabschlüsse dürfen nur nach der Einbauanleitung eingebaut werden Jede Feuerschutztür wird mit der Befestigung der Tür an das umgebende Wandteil geprüft (z.b. Mauerwerk > 11,5 cm; Betonwand > 10 cm) Jede Abweichung von Einbauanleitung führt dazu, dass es sich nicht mehr um eine zugelassene Feuerschutztür handelt Feuerschutzabschlüsse sind nicht automatisch für alle Wandkonstruktionen zugelassen Feuerabschlüsse müssen selbstschließend sein Feuerschutztüren müssen entsprechend ihrer Zulassung (abz) gekennzeichnet werden. Kennzeichenschild Stahlblech 52 x 105 mm oder 20 x 148 mm mit Angaben: Überwachungszeichen Überwachende Stelle Zulassungsnummer des Zulassungsbescheides Hersteller der Tür Bezeichnung der Tür z. B. T Tür "Typ T3" Herstellungsjahr Hersteller ist verpflichtet mitzuliefern Einbauanleitung Wartungsanleitung Übereinstimmungszertifikat (ÜZ) einer anerkannten Zertifizierungsstelle

14 Feuerschutztüren Rauchdichte und selbstschließende Tür DIN Rauchschutztüren nach DIN sind selbstschliessende Türen, die im eingebauten und geschlossenen Zustand den Durchtritt von Rauch behindern. Rauchschutztüren nach dieser Norm sind keine Feuerschutzabschlüsse

15 Rauchschutztüren: DIN Rauchschutztür nach DIN Prüfdruck 0 und 50 Pa Raumtemperatur und 200 C Leckrate max. 20 m³/h bei 1-flügeligen Türen 30 m³/h bei 2-flügeligen Türen 2-flügelige Rauchschutztüren je Flügel ein Türschließer + ein Schließfolgeregler vorausgesetzte Zeitspanne für die Rettung: 10 min Feuerwiderstandsprüfung: Prüfdruck 10 Pa bei diesem Druck wäre die Leckrate einer RS-Tür ca. 9 m³/h) Sichere Tür V. Kraiss, Kraiss & Wilke Security Consult

16 Sichere Tür - Verkabelungsschema 2-flügelige Tür mit Zutrittskontrolle, Motorantrieb, Feststellanlage, Fluchtwegsicherung, Einbruchüberwachung V. Kraiss, Kraiss & Wilke Security Consult Außenwand Wärmeschutz Lüftung, Schallschutz Beleuchtung, Blendschutz Gebäudetechnik Brandschutz Abstandsflächen Brandwände Außenwände Fenster Rettungswege Kotthoff, I. Brandverhalten an Fassaden. Präsentation Merkers Teil 1. MFPA Leipzig

17 Außenwände Art. 26 BayBO Außenwände / Brandausbreitung uber die Fassade Außenwand Ausführung Material, Konstruktion Öffnungen Gestaltung Gesimse, Erker, Balkone, Loggien, Laubengänge Barbarossastr., Berlin Foto Dipl.-Ing. Guido Trosdorff, Berlin, 2006 Fassadenanlage Katholisches Lehrlingsheim, Freiburg, Solar-Fabrik AG, Freiburg

18 Außenwände / Brandausbreitung uber die Fassade Kotthoff, I.: Brandschutzatlas, FeuerTutz Verlag Außenwände / Brandausbreitung uber die Fassade Koppenhagen, 1994 München, 2001 Liverpool, 1991

19 Außenwände / Brandausbreitung uber die Fassade Außenwände / Brandausbreitung uber die Fassade Fassadenprüfung Kriterien Modell: Raum ~ 20 m² Brandlast im Raum ~ 600 MJ/m² Energiefreisetzung 5-6 MW Zeit bis zum Feuerwehreinsatz min vertikale Brandausbreitung: max. 2 Geschosse seitliche Brandausbreitung: max. 0,6 m Fassaden aus brennbaren Baustoffen: max. bis 22 m (Löscheinsatz) A mittlere Flammenhöhe 2-4 m B kurzzeitige max. Flammenhöhe < 6 m C max. akzeptierte Flammenhöhe bis zum Löscheinsatz nach Kotthoff, I., 2002.

20 Außenwände / Vorgehängte Fassade Vorgehängte Fassade nichttragende Außenwände, die an die Tragkonstruktion des Gebäudes befestigt werden Deckenanschluss: rauchdicht und aus nichtbrennbaren Baustoffen (Mineralwolle mit Schmelzpunkt > C; Stahlblech, aufschäumendes Dichtungsmaterial) Lochfassade Vorhangfassade Deckenanschluss Vorhangfassaden. Sicherheitsinstitut, Zürich, 1997 Außenwände / Vorgehängte Fassade Vorgehängte Fassade Schadensfall Aluminiumkonstruktion Studentenheim München, Versicherungskammer Bayern: Schadenbilder aktuell, 2/93

21 Außenwände / hinterlüftete Außenwandbekleidungen Außenwandbekleidungen, hinterlüftet (DIN ) Anwendungsbereich: geschossübergreifende Hohlräume über Brandwände hinweggeführt Ausführung: Wärmedämmung nichtbrennbar, formstabil, Schmelzpunkt > 1000 C Befestigung mit Klebemörtel oder mechanisch Hinterlüftungsspalt maximal 50 mm bei Unterkonstruktion aus Holz 150 mm bei Unterkonstruktion aus Metall horizontale Brandsperren mind. 30 min formstabil (z.b. Stahlblech > 1 mm, Verankerung im Abstand < 0,6 m) Öffnungen in horizontalen Brandsperren: max. insgesamt 100 cm²/lfm Wand Außenwände / hinterlüftete Außenwandbekleidungen Hinterlüftete Fassade / Holz, Holzwerkstoffe Holzbekleidung: Nut/Feder 30x125 mm Vertik. Lattung 30x60 mm Brandriegel: Holz h = 27 mm Flammenhöhe 6,2 m; Brand in im Hinterlüftungsspalt Stahlblech x 160 mm: t 1,5 mm x > 160 mm: t 2,0 mm Brandversuche Merkers, MFPA Leipzig, 2005

22 Holzfassade Außenwände / WDVS Sturzschutz über jeder Öffnung Verhinderung des Brandeintritts in die Dämmebene Umlaufender Brandriegel Begrenzung eines Brandes in der Dämmebene in jedem 2. Geschoss Kotthoff, I. Fouad, N. (2008): Wärmedämm-Verbundsysteme zum Thema Brandschutz; Technische Systeminfo Nr. 6, Fachverband Wärmedämm-Verbundsysteme e.v., Baden-Baden

23 Außenwände / WDVS Brandverhalten von Dämmstoffen EPS, XPS WDVS Außenwände / WDVS WDVS Dämmstoff Polystyrol-Hartschaum EPS 040 / 035 / 032 WDV nach EN und Qualitätsrichtlinie für Fassaden-Dämmplatten aus EPS-Hartschaum bei WDVS Rohdichte 30 kg/m³ (PS 15 / PS 20) Dämmstoffdicken: 100 bis 300 mm Brandverhalten: mind. Euroklasse E nach EN und Baustoffklasse B1 nach DIN 4102 Untergrund: massiv, mineralisch Brandsperre formstabiles, nichtbrennbares Material z.b. mind. 200 mm hoher Mineralwollestreifen; mind. 80 kg/m³, > 1000 C vollflächig angeklebt (mineralische Mörtel oder dispersionsgebundene Massen) maximaler Abstand zwischen Unterkante Sturz / Unterkante Brandriegel 0,5 m Kantenbereiche: Bewehrungsgewebe verstärkt mit Gewebeeckwinkeln Kotthoff, I. Fouad, N. (2008): Wärmedämm-Verbundsysteme zum Thema Brandschutz; Technische Systeminfo Nr. 6, Fachverband Wärmedämm-Verbundsysteme e.v., Baden-Baden

24 Außenwände / WDVS Broemme, A. (2005): Berlin: Verheerender Fassadenbrand. BRANDschutz Deutsche Feuerwehr-Zeitung Nr. 6, Kohlhammer-Verlag Brandverhalten von Dämmstoffen - Heizwert

25 Doppelfassade Sprinklerung Begrenzung auf Entstehungsbrand Brandgase - Reduktion der Menge und der Temperatur Abkühlung des Rauches Entrauchung wirksame Entrauchung durch freie oder erzwungene Konvektion Lüftungsschlitze in äußerer Fassade mechanische Entrauchung hohe Förderleistungen Schließanlage für Fenster brandmeldergesteuert Anforderungen an die Verglasung Flammenaustritt Beanspruchung der inneren und äußeren Fassade Anforderungen an die Tragwerkskonstruktion z.b. Brandschutzanstrich Der zweite Rettungsweg baulich Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft Architekten: Graf, Popp, Streib, München Bauherr: Bauherrengemeinschaft Max-Planck-Gesellschaft/ Patio GmbH Fertigstellung: 1999 Nutzfläche: m²

26 Sandwichelemente Konzeptioneller Brandschutz ist niemals eine einzelne Maßnahme, sondern ein aufeinander abgestimmtes System Voraussetzung: genaue Kenntnis der Begriffe sowohl im Baurecht als auch in der Technik Kenntnis des Wertes und der Grenzen der geforderten Maßnahmen Bereitschaft zur Alternative Bereitschaft zur Verantwortung im vollen Bewusstsein ihrer Konsequenzen

27 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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