Neue Eurocodes im Brandschutz

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1 Informationstag Vorbeugender randschutz Neue Eurocodes im randschutz Dipl.Ing. A. Elser, M.Eng. randschutz vorbeugender randschutz abwehrender randschutz baulich konstruktiv anlagentechnisch betrieblichorganisatorisch Feuerwehr 1

2 RICHTLINIE DES RATES vom 21. Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten über auprodukte (89/106/EWG) (auproduktenrichtlinie) geändert durch die Richtlinie des Rates 93/68/EWG vom 22. Juli 1993 ANHANG I WESENTLICHE ANFORDERUNGEN (=Grundlagendokument randschutz ) Das auwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass bei einem rand die Tragfähigkeit des auwerks während eines bestimmten Zeitraums erhalten bleibt, die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des auwerks begrenzt wird, die Ausbreitung von Feuer auf benachbarte auwerke begrenzt wird, die ewohner das Gebäude unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können, die Sicherheit der Rettungsmannschaften berücksichtigt ist. Aus dem Grundlagendokument randschutz ergeben sich die sog. Leistungskriterien, denen auteile oder auprodukte unter vorgegeben Einwirkungen genügen müssen. Die Hauptkriterien im ereich Feuerwiderstandsdauer sind Tragfähigkeit (Résistance) R Raumabschluss (Étanchéité) E Wärmedämmung (Isolation) I Eurocodes sind Mittel zum Nachweis wesentlicher Anforderungen (Leistungskriterien) zum randschutz 2

3 Feuerwiderstandsklassen nach DIN auaufsichtliche enennung austoffklasse nach DIN Nichtbrennbare austoffe rennbare austoffe A1 A2 Schwer entflammbare austoffe 1 Normal entflammbare austoffe 2 Leicht entflammbare austoffe 3 Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN und DIN EN allgemein auaufsichtliche enennung Zusatzanforderungen Kein Rauch kein brennendes Abtropfen/Abfallen austoffklasse nach DIN Europäische Klassen nach DIN EN Nichtbrennbare austoffe x x A1 A 1 A2 (A) A 2 s1, d0 C s1, d0 s1, d0 x A 2 A 2 C C s2, d0 s3, d0 s2, d0 s3, d0 s2, d0 s3, d0 Schwerentflammbar x 1 A 2 A 2 C C s1, d1 s1, d2 s1, d1 s1, d2 s1, d1 s1, d2 Normalentflammbar Leichtentflammbar 3 F x 2 A 2 C D D D E D D D E s3, d2 s3, d2 s3, d2 s1, d0 s2, d0 s3, d0 s1, d2 s2, d2 s3, d2 d2 3

4 Feuerwiderstandsklassen nach DIN auaufsichtliche enennung Feuerwiderstandsklasse nach DIN Kurzbezeichnung nach DIN feuerhemmend F 30 F 30 feuerhemmend und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren austoffen F 30 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren austoffen F 30 A feuerhemmend und aus nichtbrennbaren austoffen F 30 und aus nichtbrennbaren austoffen F 30 A hochfeuerhemmend F 60 F 60 hochfeuerhemmend und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren austoffen F 60 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren austoffen F 60 A (1) hochfeuerhemmend und in den wesentlichen Teilen aus brennbaren austoffen F 60 und in den wesentlichen Teilen aus brennbaren austoffen F 60 A (2) hochfeuerhemmend und aus nichtbrennbaren austoffen feuerbeständig feuerbeständig und aus nichtbrennbaren austoffen F 60 und aus nichtbrennbaren austoffen F 90 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren austoffen F 90 und aus nichtbrennbaren austoffen F 60 A F 90 A F 90 A (1) Nach den bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften müssen raumabschließende auteile zusätzlich eine in auteilebene durchgehende Schicht aus nichtbrennbaren austoffen haben (2) Nach den bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften müssen raumabschließende auteile allseitig eine brandschutztechnisch wirksame ekleidung aus nichtbrennbaren austoffen (randschutzbekleidung) und Dämmstoffe aus nichtbrennbaren austoffen haben Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN und DIN EN auaufsichtliche enennung ohne Raumabschluß Tragende auteile mit Raumabschluß Nichtragende Innenwände Nichtragende Außenwände Doppelböden Selbstständige Unterdecken feuerhemmend R 30 REI 30 EI 30 E 30 (i o) und EI 30 (i o) REI 30 ETK (f) EI 30 (a b) EI 30 (a b) EI 30 (a b) hochfeuerhemmend R 60 REI 60 EI 60 E 60 (i o) und EI 60 (i o) EI 60 (a b) EI 60 (a b) EI 60 (a b) feuerbeständig R 90 REI 90 EI 90 E 90 (i o) und EI 90 (i o) EI 90 (a b) EI 90 (a b) EI 90 (a b) Feuerwiderstandsdauer 120 Min. R 120 REI 120 randwand REIM 90 EIM 90 auaufsichtliche enennung Feuerwiderstandsklasse nach DIN Kurzbezeichnung nach DIN feuerhemmend F 30 F 30 4

5 Feuerwiderstandsklassen von Sonderbauteilen nach DIN EN und DIN EN auteil Anforderungen Feuerschutzabschlüssse (auch in Förderanlagen) Kabelabschottungen Rauchschutztüren Rohrabschottungen Lüftungsleitungen, Klappen in Lüftungsleitungen, Installationsschächte und kanäle elektrische Leitungsanlagen mit Funktionserhalt randschutzverglasungen ohne Rauchschutz mit Rauchschutz feuerhemmend EI 230C EI 230CS 200 EI 30 EI 30u/ u EI 30c/ u EI 30 (v eh o i o)s P 30 E 30 auaufsichtliche enennung hochfeuerhemmend feuerbeständig EI 260C EI 290C EI 260CS 200 EI 290CS 200 EI 60 EI 90 EI 60u/ u EI 60c/ u EI 90u/ u EI 90c/ u EI 60 (v eh o i o)s EI 90 (v eh o i o)s P 60 P 90 E 60 E 90 Feuerwiderstandsdauer 120 Minuten EI 120 EI 120u/ u EI 120c/ u rauchdicht und selbstschließend CS 200 Raumabschluss + Wärmedämmung (Kriterium 2) über 30 Minuten mit selbstschließender Eigenschaft und begrenzter Rauchdurchlässigkeit (entspricht T 30/RS) Raumabschluss + Wärmedämmung über 60 Min. für den vertikalen und horizontalen Einbau, Feuerwiderstand von innen und außen, mit begrenzter Rauchdurchlässigkeit (entspricht L 90) emessung DIN 1045 eton und Stahlbeton; Ausführung DIN 1055 Einwirkungen auf Tragwerke DIN 1052 Holzbaubauwerke; erechnung und Ausführung Ausg. Juli 1988 Ausg. April 1988 DIN DIN 1053 Mauerwerk Ausg. Feb randverhalten von austoffen und auteilen; Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter auteile und Sonderbauteile Ausgabe März 1994 DIN Stahlbauten; Konstruktion Ausg. Nov DIN Verbundstützen Ausg

6 DIN 1045 eton und Stahlbeton; Ausführung DIN 1055 Einwirkungen auf Tragwerke DIN 1052 Holzbaubauwerke; erechnung und Ausführung Ausg. Juli 2001 Ausg. Aug DIN DIN 1053 Mauerwerk randverhalten von austoffen und auteilen; Zusammenstellung und Anwendung DIN klassifizierter auteile und Sonderbauteile Anwendungsnorm zu DIN auf Ausgabe März 1994 emessungsbasis von Teilsicherheitswerten Ausgabe Nov DIN Stahlbauten; Konstruktion Ausg. Aug Ausg. Nov DIN Verbundstützen Ausg. Jan Entwicklung der Eurocodes 1957 EEA /95 CEN Artikel 100 der Römische Verträge Einheitliche Europäische Akte Übersetzung auproduktenrichtlinie ENV Vornorm Deutsche Version DIN V ENV DIN V ENV 199x12 x 2 bis 6 und Juli 2012 Nationales Anwendungsdokument NAD + Nationale Erprobung Überarbeitung der Vornorm ENV Veröffentlichung aller 58 Teile auaufsichtliche Einführung 6

7 Gliederung der Eurocodes EC DIN EN 1990 Grundlagen der Tragwerksbemessung EC 1 DIN EN 1991 Einwirkungen auf Tragwerke EC 2 DIN EN 1992 Konstruktion von Stahlbeton EC 3 DIN EN 1993 Konstruktion von Stahlbauten EC 4 DIN EN 1994 Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und eton EC 5 DIN EN 1995 Konstruktion von Holzbauten EC 6 DIN EN 1996 Konstruktion von Mauerwerksbaut en Teil 12 Tragwerksbemessung für den randfall DIN EN 199xxx/NA Nationaler Anhang National festgelegte Parameter emessungsverfahren Normbrand Einheitstemperaturkurve Natürlicher rand Parameterabhängige randbeanspruchung Eurocode 112 Ebene 1 emessung mit Tabellen DIN 4102 Teil 4 u. Teil 22 (2013 DIN Restnorm) Eurocode 2 bis 6, Teil 1 2 Ebene 2 Vereinf. Rechenverfahren Eurocode 2 bis 6, Teil 1 2 Ebene 3 Allg. Rechenverfahren Eurocode 2 bis 6, Teil 1 2 Eurocodes sind Mittel zum Nachweis der Standsicherheit im randfall 7

8 emessungsverfahren nach Eurocode 8

9 Integrierte Gesamtschule und Realschule plus Landstuhl Integrierte Gesamtschule und Realschule plus Landstuhl 9

10 randschutzeigenschaften von Stahl Ausdehnung bei Temperaturerhöhung Die Längenausdehnung eines Metallstabes bei Erwärmung ergibt sich unter allgemeinen edingungen zu l = * l * T l Längenausdehnung (mm) l Ausgangslänge (m) Temperaturdehnzahl (mm/m * K) (Stahl 0,0012) T Temperaturdifferenz (K) eispiel Stahlträger 8,4 m Ausgangslänge; 600 K Temperaturzunahme l = * l * T = 0,012 * 8,4 * 600 = 60,48 mm Wahlfach Vorbeugender randschutz EC 3 DIN EN 1993 Konstruktion von Stahlbauten Thermische Dehnung Die thermische Dehnung von Stahl l/l darf wie folgt bestimmt werden für 20 C < a < 750 C l/l = 1,2 x 10 5 a + 0,4 x 10 8 a 2 2,416 x 10 4 für 750 C < a < 860 C l/l = 1,1 x 10 2 für 860 C < a < 1200 C l/l = 2 x 10 5 a 6,2 x 10 3 Ausdehnung bei Temperaturerhöhung Dabei ist l die Länge bei 20 C; l die Verlängerung infolge der Temperatur; a die Stahltemperatur [ C]. Nach EC 3 für 20 C < a < 750 C Aus vereinfachter erechnung l = * l * T Wahlfach Vorbeugender randschutz 10

11 EC 3 DIN EN 1993 Konstruktion von Stahlbauten Wahlfach Vorbeugender randschutz EC 2 DIN EN 1992 Konstruktion von Stahlbeton 11

12 EC 2 DIN EN 1992 Konstruktion von Stahlbeton ,5 I 600 I Fertigteilbinder Statisch bestimmt gelagert Einwirkungen M Ed = 360 knm = 0,7*360 = 252 knm M E,fi,d austoffe eton C35/45 f ck = 35 N/mm 2 etonstahl 500 f yk = 500 N/mm 2 ewehrung vorha s = 16,1 cm Tabelle 5.5 Mindestmaße und achsabstände für statisch bestimmt gelagerte alken aus Stahlbeton und Spannbeton 2 Ø 25 2 Ø Querschnittsbreite im Schwerpunkt der Zugbewehrung 72 b = /600 = 156 mm 156 mittlerer Achsabstand a m = a si ai / A si = 2 ( ,5)/1610 = 44,5 mm > a Tab = 40 mm => Klassifizierung R 60 EC 5 DIN EN 1995 Konstruktion von Holzbauten Ablaufdiagramm für die emessung der eanspruchbarkeit tragender auteile Prinzip der emessung mit reduzierten Restquerschnitt DIN EN NAD d ef = d char + k 0 x d 0 mit d 0 = 7 mm d (char,n) = ß n,0 x t k 0 = 1,0 (da mit t fi,req die geforderte Feuerwiderstandsdauer für Normbrandbeanspruchung in Deutschland i.d.r. > 30 Minuten) ß n,0abbrandrate t geforderte Feuerwiderstandsdauer in min 12

13 Fazit Regelungen in den Eurocodes Nur vorbeugender baulicher randschutz Konstruktion von auteilen und auwerk Nicht geregelt Anlagentechnischer randschutz Organisatorischer/betrieblicher randschutz Mauerwerk noch nicht geregelt! Eurocodes sind Mittel zum Nachweis des konstruktiven randschutzes im Rahmen des Standsicherheitsnachweises! 13

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