Brandschutz im Industriebau

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1 Brandschutz im Industriebau Die neue Industriebaurichtlinie und ihre Anwendung im Baugenehmigungsverfahren Die Industriebaurichtlinie (IndBauRL) ermö glicht neue Einsparpotenziale und Gestaltungsmö glichkeiten im industriellen Brandschutz. Die Richtlinie bietet Chancen zur Kostenoptimierung und liegt den Bundesländern mit der Empfehlung zur Einführung als technische Baubestimmung vor. In einigen Ländern ist die IndBauRL bereits eingeführt. Mit Verö ffentlichung der neuen IndBauRL im März 2000 wurde ein bauaufsichtlich anerkanntes Dokument vorgelegt, das deutliche Erleichterungen gegenüber den Forderungen der Musterbauordnung bringt. Wann und in welchem Rahmen darf die Richtlinie angewendet werden? Hierzu sei angemerkt, dass die MBO den normalen Wohnungsbau regelt. Die jeweiligen Schutzziele und Anforderungen sind speziell auf diesen Bereich ausgelegt. Alle übrigen Bauten fallen gemäß 51 MBO unter bauliche Anlagen und Räume besonderer Art oder Nutzung. An diese Sonderbauten kö nnen im Einzelfall hö here Anforderungen gestellt, aber auch Erleichterungen gewährt werden. So schreibt z.b. die Versammlungsstättenverordnung kürzere Rettungswege gegenüber der MBO vor, was hö here Anforderungen an das Bauwerk nach sich zieht. Warum kö nnen bei Industriebauten Erleichterungen wie z.b. längere Rettungswege oder geringere Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse gestattet werden? Vergleichen wir einen Brand in einem Wohngebäude mit dem in einem Industriebau: Infolge Schwelbrand in einer Wohnung entstehen Hitze und Rauch. Der Rauch steigt nach oben und breitet sich unter der Decke aus. Mit zunehmender Schwelbranddauer nehmen Rauchgasvolumen und Temperatur zu. Bei Erreichen der Zündtemperatur entsteht ein schlagartiges Durchzünden der Rauchgase (flash-over). Auf dieses mö gliche Brandszenario hat die MBO u.a. ihre Schutzziele abgestellt. Bild 1: Rauch- und Temperaturentwicklung ohne und mit Entrauchung Betrachten wir uns nun einen Brand in einem Industriebau, der nach den Vorgaben der neuen IndBauRL ausgeführt wurde. Unter gleichen Schwelbrandbedingungen steigen Hitze und Rauch nach oben und breiten sich unter der Decke aus. Sobald die Rauchgase eine Temperatur von ca. 72 C erreicht haben, lö sen die ersten in Gruppe geschalteten Rauchabzugsgeräte (RWA) aus. Der Rauch kann nach oben entweichen. Je nach Gebäudetechnik verhindern zusätzliche Rauchschürzen die Ausbreitung in andere Hallenbereiche. Zuluftö ffnungen im unteren Bereich der Halle (Türen und Tore) bewirken, dass diese RWA aerodynamisch voll zur Wirkung kommen.

2 Bei Temperaturen über 300 C schmelzen die Wärmeabzüge in der Dachfläche (Polycarbonat) aus und lassen somit einen Groß teil der Hitze entweichen. Somit steigt die Temperatur im Halleninneren nicht über den kritischen Bereich von 500 C hinaus. Die Tragkonstruktion des Industriebaues bleibt also erhalten. Auf Grund der o.g. Gebäudetechnik mit entsprechender Bemessung ergibt sich eine rauchfreie Schicht, deren Hö he gemäß IndBauRL mindestens 2,50 m betragen muss. Dies führt dazu, dass die Gebäudenutzer sicher ins Freie gelangen und die Einsatzkräfte der Feuerwehr die Halle einsehen kö nnen. Da der Brandherd von der Feuerwehr leichter ausgemacht werden kann, ist ein gezielter Lö schangriff mö glich. Das zuvor erläuterte Beispiel an einem Industriebau soll zeigen, dass bei entsprechender Gebäudeausrüstung eine ungeschützte Stahlkonstruktion im Brandfall standsicher bleiben kann. Auf Grundlage dieser und anderer Erkenntnisse ergeben sich Erleichterungen aus der IndBauRL gegenüber der MBO. Rechtsgrundlage und Behandlung von Industriebauten Durch Einführung der IndBauRL durch die oberste Bauaufsichtsbehö rde gemäß 3 Abs.3 MBO als technische Baubestimmung, kann diese Richtlinie im Baugenehmigungsverfahren unmittelbar ngewendet werden. Diese Richtlinie ist kompatibel zur DIN und basiert weitgehend auf den gleichen Grundlagen und Voraussetzungen dieser Norm. Die IndbauRL entspricht dem derzeitigen Stand der Technik und ist somit eine Ergänzung zu den bereits eingeführten technischen Regeln und Verordnungen. Sofern ein Bauherr Erleichterungen gegenüber der Bauordnung erreichen mö chte, kann diese Richtlinie herangezogen werden. Hierbei wird nachgewiesen, dass es der Einhaltung der Vorschriften für den allgemeinen Fall der Bauordnung, wegen der besonderen Art oder Nutzung nicht bedarf. Somit sind die Vorraussetzungen für Erleichterungen gegeben. Geltungsbereich Begriffsbestimmungen Nachweise Die Richtlinie gehö rt zu den modernsten ihrer Art und ist somit richtungsweisend für die Entwicklung des Brandschutzes in Deutschland. Sie gilt für Gebäude der Industrie und des Gewerbes, die der Produktion oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen. Jedoch kann sie auch auf bauliche Anlagen angewendet werden, die hinsichtlich ihres Brandrisikos mit Industriebauten vergleichbar sind (gewerbliche Nutzungen des Kfz-Handels). Sie darf nicht angewendet werden bei Freianlagen, Einhausungen und Regallagern mit Lagerguthö hen von mehr als 9,00 m. Der Nachweis kann durch eines der drei nachfolgenden Verfahren geführt werden: Im Verfahren nach Abschnitt 6 (vereinfachtes Verfahren nach Tabelle 1) wird ein Tabellenverfahren ohne ingenieurtechnische Berechnungen für solche Industriebauten eingeführt, die mit unversetzt angeordneten Brandwänden in Brandabschnitte gegliedert sind. Aus diesem Nachweis ergeben sich die zulässige Feuerwiderstandsklasse der tragenden und aussteifenden Bauteile sowie die zulässige Brandabschnittsfläche für einen Brandabschnitt. Auß erdem werden noch Festlegungen über die zulässige Gebäudebreite und die erforderliche Wärmeabzugsfläche getroffen.

3 Im Verfahren nach Abschnitt 7 (globaler Nachweis nach Tabelle 2 bis 9) wird ein Rechenverfahren nach DIN angewendet, das der Ermittlung der erforderlichen Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen dient. Als wesentliche Einflussgrö ßen werden Brandlasten, Ventilationsverhältnisse, Bauwerkabmessungen sowie Eigenschaften der Umfassungsbauteile über Bewertungsfaktoren berücksichtigt. Günstige Einflüsse wie Brandmeldeanlagen, automatische Feuerlö schanlagen oder Werkfeuerwehren werden direkt über Abminderungsfaktoren berücksichtigt. Aus diesen Nachweisen ergeben sich Ergebnisse, die mit denen nach Abschnitt 6 vergleichbar sind. Es sei angemerkt, dass nicht nach Abschnitt 7 verfahren werden darf, wenn die rechnerische Feuerwiderstandsdauer über 90 Minuten liegt. In diesem Fall wäre die Infrastruktur zu verbessern oder der Nachweis nach Verfahren 6 zu führen. Als drittes Verfahren kann eine Nachweisführung mit Methoden des Brandschutzingenieurwesens erfolgen, die besondere Anforderungen an die verwendeten Computermodelle sowie deren Anwendung stellt. Hierbei handelt es sich um Brandsimulationsprogramme (Zonen- und Feldmodelle), die entsprechende Ergebnisse, z.b. über Rauchgastemperatur oder Bauteiltemperatur, liefern. Der jeweilige Nachweis muss vollständig, nachvollziehbar und überprüfbar sein. Mit diesen neu geregelten Nachweismö glichkeiten soll Folgendes erreicht werden: Auf der sicheren Seite liegend sollen Gebäude nach Abschnitt 6 beurteilt und genehmigt werden kö nnen, ohne dass Einschränkungen hinsichtlich der Brandlast für die spätere Nutzung vorgegeben und eingehalten werden müssen. Dieses Verfahren hat eine Steigerung der Planungssicherheit für den Bauherren und den planenden Architekten zum Ziel. Auch die Genehmigungsbehö rden kö nnen Entwürfe schnell und sicher beurteilen, ohne ingenieurmäß ige Nachweise prüfen, verstehen und akzeptieren zu müssen. Die genauere Berechnungsmethode nach Abschnitt 7 ermö glicht es, einen exakten, auf die Nutzung des Gebäudes abgestimmten, Nachweis zu führen. Dieser Nachweis führt oft zu kostengünstigeren Lö sungen als nach Abschnitt 6, da dieses Verfahren Mö glichkeiten der Bauwerksoptimierung bietet. Bauherren und Brandschutzingenieure versprechen sich von dieser Regelung der Nachweisführung eine emotionsfreie und reibungslose Verständigung mit den Genehmigungsbehö rden. Einen wesentlichen Schwerpunkt der IndBauRL stellen die neuen Festlegungen der zulässigen Flächen für Brandabschnitte und Brandbekämpfungsabschnitte dar. Ebenso ist die Begrenzung durch Brandwände (F90-A) oder durch bemessene Brandbekämpfungsabschnitte (F30-A, F60-A, oder F90-A) unterschiedlich, wobei aber jeweils die mechanische Festigkeit für Stoß beanspruchung aus Trümmerlasten (DIN ) gefordert wird.

4 Bild 2: Wirkungsweise von Rauchabzügen in einem Industriebau Unabhängig vom Nachweisverfahren sind bestimmte allgemeine Anforderungen an Industriebauten grundsätzlich zu erfüllen und nachzuweisen. Diese Anforderungen aus der Richtlinie erstrecken sich auf: Lö schwasserbedarf Lage und Zugänglichkeit auf dem Grundstück Grundanforderungen zur Gestaltung der Rettungs- und Fluchtwege Maß nahmen zur Gewährleistung des Rauchabzuges Anforderungen an Brandwände und Wände zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitten Anforderungen an Auß enwände und Auß enwandverkleidungen sowie an Dächer technische und betriebliche Brandschutzmaß nahmen zur Gefahrenverhütung Auß erdem ergeben sich zusätzliche Bauvorlagen und gewisse Pflichten für den Betreiber des Industriebaues. Diese sind in den Abschnitten 8 und 9 der Richtlinie angegeben. Bauwerksoptimierungen und Einsparungspotenziale Am Beispiel einer erdgeschossigen Halle werden Mö glichkeiten der Kosteneinsparung und erweiterte Nutzungsmö glichkeiten erläutert: Die MBO fordert, um der Ausbreitung von Schadensfeuer entgegenzuwirken, dass bei ausgedehnten und aneinander gereihten Gebäuden auf einem Grundstück in Abständen von hö chstens 40 m Brandwände zu errichten sind (in Rheinland- Pfalz gelten 60 m). Aus der MBO ergeben sich somit maximale Brandabschnittsgrö ßen von 40 x 40 = m². Dies hat zur Folge, dass auf Grundlage der Landesbauordnung grö ßere Brandabschnitte unzulässig sind die Gebäudenutzung wäre somit stark eingeschränkt. Die IndBauRL lässt hier deutlich grö ßere Abschnitte (Brandbekämpfungsabschnitte) zu, so dass es mö glich ist, z.b. erdgeschossige Industriebauten bei entsprechender Infrastruktur mit einer Fläche von bis zu m² ohne Brandwände zu bauen. Die Risikobeurteilung für diese übergroß en Abschnitte geht davon aus, dass sich Brandszenarien auf einer Fläche eines Teilabschnittes von bis zu m² beherrschen lassen. Diese Teilabschnittsbetrachtung macht es mö glich, auch solch groß en Brandbekämpfungsabschnitten erhebliche Erleichterungen zu gestatten. Für den Nutzer ergeben sich dadurch vö llig andere Nutzungsund Gestaltungsmö glichkeiten.

5 Aus der MBO ergibt sich für eine erdgeschossige Halle infolge der Gebäudeklasse eine Feuerwiderstandsklasse von F30-B (feuerhemmend). Wenn als Baustoff Stahl verwendet werden soll, müssten sämtliche statisch tragenden und aussteifenden Bauteile mit einem Dämmschichtbildner angestrichen werden. Die dadurch entstehenden Kosten wären entsprechend hoch. Mittels IndBauRL lassen sich Hallen ohne Anforderung an die Feuerwiderstandsklasse nachweisen. Somit ist eine Ausführung mit ungeschütztem Stahl bis zu einer Grö ße von m² mö glich. Die alte IndBauRL forderte grundsätzlich eine Lö schwassermenge von l/min für zwei Stunden, die in besonderen Fällen auch auf l/min erhö ht werden musste. Die neue IndBauRL lässt bei m² groß en Abschnittsflächen l/min zu und gestattet bei Flächen von mehr als m² eine Lö schwassermenge von l/min. Da der Bauherr verpflichtet ist, das über den Grundschutz der Kommunen hinausgehende Lö schwasser selbst zur Verfügung zu stellen, ergeben sich aus der Reduzierung der erforderlichen Lö schwassermenge erhebliche Erleichterungen. So lassen sich hier z.t. aufwendige und kostspielige Zisternen oder Lö schwasserteiche einsparen. Die Rettungsweglänge nach MBO beträgt 35 m. Nach IndBauRL kann diese Länge bis zu 70 m betragen. Dies kann zu Einsparungen in Art und Anzahl von Notausgängen führen. Gemäß IndBauRL (Abschnitt 3.5) und DIN (Ziff ) dürfen Industriebauten mit Galerien und Emporen wie erdgeschossige Bauten behandelt werden, wenn die Ö ffnungsfläche mindestens der Hälfte der Grundfläche entspricht und Rauch und Wärme nach oben gelangen kö nnen. Somit ist es mö glich, z.b. bei einer zweigeschossigen Halle mit Galerie auf Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse zu verzichten. Die Tragkonstruktion kann in ungeschützter Bauweise erfolgen. Neben den zuvor genannten Mö glichkeiten hat die Praxis gezeigt, dass sich bei dem Erstellen eines Brandschutzkonzeptes zum Zeitpunkt der Entwurfsplanung z.t. erhebliche Einsparungen erzielen lassen. So kö nnen beispielsweise Brandmeldeanlagen, Wandhydranten oder Sprinkleranlagen entbehrlich werden und Einsparungen bei der genauen Berechnung von Wärme- und Rauchabzügen entstehen. Resümee All diese zuvor genannten Punkte führen im Ergebnis dazu, dass auf Grundlage der neuen IndBauRL Industriebauten wirtschaftlich und nutzungsorientiert errichtet werden kö nnen, ohne dabei die vom Gesetzgeber geforderten Schutzziele auß er Acht zu lassen. Die Richtlinie stellt ein geschlossenes und abgestimmtes Brandschutzkonzept für Industriebauten dar: Dies bedeutet auch, dass die Richtlinie nur als gesamtes Werk zur Anwendung kommen kann. Die Ü bertragung einzelner Abschnitte der Richtlinie auf andere Brandschutzkonzepte, die sich nicht auf die Richtlinie beziehen, sind vom Grundsatz her ausgeschlossen. Mit diesem Werk ist es gelungen, Rahmenbedingungen für die Anwendung von Ingenieurmethoden nach dem Stand der Technik zu definieren. Sie schaffen Planungssicherheit und machen den Kostenfaktor für den baulichen Brandschutz kalkulierbar. Dipl.-Ing. Detlef Millich ist Brandschutzsachverständiger und Geschäftsführer der Brandschutz- Ingenieurbau Consult. Er ist auß erdem tätig in der Ingenieurgesellschaft Bernhardt & Mertens, Darmstadt.