Baulicher Brandschutz

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1 Prof. Dipl.-Ing. DDr. Ulrich Schneider Prof. Dr. Jean Marc Franssen ARat. Ing. Christian Lebeda Baulicher Brandschutz Nationale und Europäische Normung Bauordnungsrecht Praxisbeispiele 2., aktualisierte und erweiterte Auflage au werk \

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Allgemeines Brandschutz Definitionen Technische Brandschutzmaßnahmen Organisatorische Brandschutzmaßnahmen Ziele des Brandschutzes Brandursachen Brandrisiko Brandschutzplanung - Interessen und Aufgaben Literatur zum Kapitel Brandschutzkonzepte als Grundlage für den baulichen Brandschutz Stand der Erkenntnisse Anforderungen an zielorientierte Brandschutzkonzepte Spezielle Gesichtspunkte für Brandschutzkonzepte von Sonderbauten Allgemeines Brandschutzplanung Brandabschnitte und Rauchabschnitte Baustoffe und Brandbelastung Kommunikation, Rettungswege, Treppenräume und Aufzüge Entrauchungskonzept und Anlagen für die Entrauchung Brandmeldekonzept Löschanlagenkonzept Löschwasserkorizept Evakuierung und Panikreaktionen Technische Dokumentation Gefahrenabwehr Brandschutzkonzept nach BauPrüfVO NW Schlussfolgerungen Literatur zum Kapitel Brandschutzanforderungen nach bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften Einführung 47

3 3.2 Grundanforderungen der MBO Bauprodukte und Bauarten nach MBO Allgemeine Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen nach MBO Brandverhalten von Baustoffen Brandverhalten von Bauteilen Tragende Wände und Stützen nach 27 MBO Außenwände, Brüstungen und Schürzen nach 28 MBO Trennwände nach 29 MBO Brandwände nach 30 MBO Deckennach 31 MBO Dächer nach 32 MBO Erster und zweiter Rettungsweg nach 33 MBO Treppen nach 34 MBO Notwendige Treppenräume, Ausgänge nach 35 MBO Notwendige Flure, offene Gänge nach 36 MBO Fenster, Türen, sonstige Öffnungen nach 37 MBO Umwehrungen nach 38 MBO Aufzüge nach 39 MBO Leitungsanlagen, Installationsschächte und -kanäle nach 40 MBO Lüftungsanlagen nach 41 MBO Feuerungsanlagen, sonstige Anlagen zur Wärmeerzeugung nach 42 MBO ^Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen (Fassung: 2007/02) Vorbemerkungen Technische Regeln für die Planung, Bemessung und Konstruktion baulicher Anlagen und ihrer Teile Bauregelliste des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) Allgemeine Regelungen Bauregelliste A Teile 1, 2 und Bauregelliste B Liste C Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen Europäische technische Zulassungen Nachweise, Prüfungen und Überwachung, Brandschutztechnische Anforderungen in bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften gemäß Anlage und zur Bauregelliste A Teil 1, Ausgabe 2006/ Literatur zum Kapitel 3 86 \ 4 Nachweis des Brandschutzes in Europa Bauproduktenrichtlinie Grundlagendokument Nr. 2- Brandschutz Grundsätzliche Vorgehensweise 91

4 4.2.2 Bauteilklassifizierung Baustoffklassifizierung Klassifizierung von Bedachungen Klassifizierung nichtbrennbarer Baustoffe durch Entscheidung der Kommission der Europäischen Gemeinschaft Brandschutzprüfungen für Bauteile und Baustoffe Brandschutzbemessung nach Eurocodes Literatur zum Kapitel Reale Brände und Prüfbrandkurven Einführung Brandentstehung Bedingungen für die Brandentstehung Zündtemperatur und Mindestverbrennungstemperatur Physikalische und chemische Vorgänge beim Brand Allgemeines, ; Der Verbrennungsvorgang Grundlagen der Verbrennungsprozesse Flammenbildung und Feuerplumes Flammenausbreitung nach der Entzündung Natürlicher Ablauf von Bränden Brandmodelle nach den Technischen Vorschriften und Normen Literatur zum Kapitel Nachweis des baulichen Brandschutzes im Industriebau nach DIN und der Industriebaurichtlinie Brandsimulation mittels Wärmebilanzrechnung Einführung Grundlagen der Wärmebilanzrechnung mit Mehrraum-Zonenmodellen Berechnung der äquivalenten Branddauer nach DIN Berechnung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer nach DIN Rechnerische Brandbelastung qr Abbrandfaktor m Umrechnungsfaktor c Wärmeabzugsfaktor w Sicherheitsbeiwert y und Beiwert 8 178

5 6.9 Zusatzbeiwert a L Anforderungen an die Bauteile sowie Größe der Brandbekämpfungsabschnitte nach dermindbaurl Grundsätze Brandsicherheitsklassen und Bauteile für Brandbekämpfungsabschnitte nach MIndBauRL Berechnung der Flächen von Brandbekämpfungsabschnitten BBA Feuerwiderstandsklassen von Bauteilen nach der MIndBauRL Maximale Flächen von Brandbekämpfungsabschnitten erdgeschossiger Industriebauten ohne Bemessung der tragenden Bauteile nach MIndBauRL Literatur zum Kapitel Brandverhalten von Baustoffen Vorbemerkungen zum Brandverhalten von Baustoffen Beurteilung der Brennbarkeit von Baustoffen Zuordnung der Brennbarkeitsklassen von Bauteilen zur Gebäudeklasse Literatur zum Kapitel Temperatureigenschaften von Konstruktionsbaustoffen Einführung Temperaturverhalten von Beton Festigkeit, E-Modul und Temperaturdehnungen von Beton Temperaturverhalten von Beton unter Brandbeanspruchung Temperatureigenschaften von Beton nach Eurocode Berechnung der Temperaturverteilungen in Stahlbetonbauteilen bei Brandbeanspruchung Grundlagen der Temperaturberechnung und thermische Eigenschaften von Beton Thermische Eigenschaften von Beton nach Eurocode Vergleich berechneter Bauteiltemperaturen mit Messergebnissen aus Brandversuchen Temperaturverteilungen in Stahlbetonbauteilen Temperaturverteilung bei einseitig beanspruchten Betonwänden Temperaturverteilung in dreiseitig beanspruchten Betonbalken Temperaturverteilung in Stützen Temperaturverhalten von Bau- und Betonstahl sowie Spannstahl Allgemeines zum Verhalten von Stahlbauteilen im Brandfall Warmkriech verhalten von Beton- und Spannstählen und Werte critt nach DIN 4102 Teil Festigkeit und Spannungs-Dehnungs-Beziehungen von Spannstählen 248 \

6 8.5.4 Thermische Dehnungen von Beton- und Spannstählen Temperatureigenschaften von Betonstahl nach Eurocode Thermische Eigenschaften von Baustahl Thermische Eigenschaften von Baustahl nach Eurocode Berechnung der Temperaturen in Stahlbauteilen Temperaturverhalten von Holz Allgemeines Abbrandgeschwindigkeit von Holz Festigkeit, E-Modul und thermische Dehnung von Holz Thermische Eigenschaften von Holz Temperaturverhalten von Mauerwerk Vorbemerkung! Mechanische Temperatureigenschaften von Porenbeton Thermische Eigenschaften von Porenbeton Temperaturberechnungen für Porenbetonwände Literatur zum Kapitel Brandverhalten von Bauteilen Feuerwiderstandsklassen Klassifizierung der Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen Einflüsse auf den Feuerwiderstand von Bauteilen Nachweis der Feuerwiderstandsklasse Grundlagen Brandversuche nach DIN EN und -2 - Versuchseinrichtungen, Probekörper, alternative Verfahren Durchführung von Brandversuchen Bauteile mit genormter Feuerwiderstandsklasse Vorbemerkungen Klassifizierung nach DIN /+A1:2004-l 1 bzw. DIN : Klassifizierte Wände - Grundlagen Grundlagen der Klassifizierung Wandarten, Wandfunktionen." Wanddicken, Wandhöhen Bekleidungen, Dampfsperren Zweischalige Wände Einbauten-und Installationen in Wänden Klassifizierte Massivbauteile aus Stahlbeton und Mauerwerk Stahlbetonwände und-stützen Balken und Decken aus Stahlbeton Bauteile aus hochfestem Beton Feuerwiderstandsklassen von Wänden, Pfeilern und Wandabschnitten aus Mauerwerk 308

7 Grundlagen der Bemessung Bemessung nach DIN /+A 1: Anschlüsse von Wänden und Decken Brandschutzbekleidungen für klassifizierte Bauteile Klassifizierte Stahlbauteile nach DIN und nach Zulassung Grundlagen zur Bemessung von Stahlbauteilen U/A-Wert-Berechnung von Stahlstützen und Stahlunterzügen Brandschutzbekleidungen für Stahlunterzüge Bekleidungsdicken für Stahltragwerke mit geforderter Feuerwiderstandsklasse Konstruktionsgrundsätze Stahlbeschichtung mit Dämmschichtbildnern Klassifizierte Holzbauteile Grundlagen Feuerwiderstandsklassen von Holzbauteilen Vereinfachtes Verfahren zur Bemessung mit ideellen Restquerschnitten Genaueres Verfahren der Bemessung mit reduzierter Festigkeit und Steifigkeit nach DIN /+A 1: Klassifizierte Holztafelwände und Verbindungen Literatur zum Kapitel Brandverhalten von Sonderbauteilen Allgemeines Brandwände - Grundlagen Grundlagen Anwendungsbereich Randbedingungen Bauteilausbildung gemäß DIN /+Al:2004/ll Nichttragende Außenwandbauteile Feuerschutzabschlüsse Allgemeines Feuerschutztüren und -tore Brandschutzklappen Lüftungsleitungen und Wanddurchführungen Kabelabschottungen Brandschutzverglasungen Elektrische Installationsanlagen mit Funktionserhalt Rohrleitungen und Rohrdurchführungen Installationsschächte und -kanäle 386 \

8 10.12 Bedachungen Literatur zum Kapitel Maßnahmen gegen die Ausbreitung von Feuer und Rauch Brandschutz durch räumliche Trennung Brandschutz durch Abschottung Brandwände Brandabschnitte in Gebäuden Anforderungen an Brandwände Anschlüsse und Abschlüsse von Brandwänden Öffnungen in Brandwänden Sonstige Brandabschnitte oder feuerbeständige Bereiche Brandschutztechnische Unterteilung durch Komplextrennwände Literatur zum Kapitel Maßnahmen zur Personenrettung - Rettungswege Grundanforderungen an Rettungswege Anforderungen an Treppen Rettungswege nach der Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR) Anforderungen an die Lage und Zugänglichkeit von Gebäuden Literatur zum Kapitel Grundlagen der rechnerischen Nachweisverfahren für Bauteile im Brandfall nach Eurocode Vorbemerkungen Zuverlässigkeitsnachweis gemäß dem semiprobabilistischen Sicherheitskonzept nach EN Bemessungsgrundlagen nach EN : Allgemeine Einwirkungen Beispiele für Lastannahmen Charakteristische Einwirkungen für ein Bürogebäude Träger auf, zwei Stützen für ein Einkaufszentrum Träger auf'zwei Stützen für ein Dachtragwerk Näherungslösungen für Lastannahmen Teilsicherheitsbeiwerte für Baustoffkennwerte Thermische Einwirkungen nach EN Temperatur-Zeit-Beziehungen Äquivalente Normbranddauer 442

9 Parametrische Temperatur-Zeitkurven Zonenmodelle Lokale Temperaturberechnungen CFD-Modelle Beispiel für ein lokales Brandereignis im Parkhaus Bauteilberechnungen Auswahl der Berechnungsmethode Berechnungsmethoden nach EN Beziehung zwischen dem Berechnungsmodell und dem analysierten Tragwerksteil Last-, Zeit- oder Temperatur-Bereich für nominelle Brände Literatur zum Kapitel Bemessung von Stahlbetontragwerken nach Eurocode Allgemeine Grundlagen Tabellarische Daten nach EN Berechnungsmethoden nach EN Einführung Anwendungsbeispiel: Berechnung einer Kragstütze nach EC 2, Abschnitt Anwendungsbeispiel: Stütze - nach der 500 C-Isothermen-Methode Anwendungsbeispiel: Stütze - Methode der Zonenmodellierung Vereinfachte Berechnungsmethode nach Momenten-Krümrnungs- Beziehungen Fortgeschrittene Berechnungsverfahren Literatur zum Kapitel Bemessung von Stahlbauteilen nach Eurocode Allgemeine Grundsätze Materialmodell für Baustahl nach EN Temperaturmodell für Stahlbauteile Unbekleidete Stahlprofile Erwärmung von Stahlbauteilen im Brandfall Wärmestrom und Wärmeübergang Ummantelte Stahlprofile Mechanische Modelle unter Berücksichtigung des Brandangriffes Beispiele nach EN Druckbeanspruchte Stahlstütze Tragfähigkeit einer Stahlstütze mit ungeschütztem Querschnitt nach 30 min Branddauer Stahlstütze ummantelt mit Brandschutzplatten 491

10 15.7 Literatur zum Kapitel Bemessung von Verbundbauteilen nach Eurocode Allgemeine Grundsätze Brandschutztabellen und prinzipielle Angaben nach EC Vereinfachte Berechnungsverfahren Bemessungsmethoden für Platten und Balken Verbundplatten mit ungeschütztem Stahlblech Verbundbauteile mit ungeschützten Stahlprofilen Verbundstützen Berechnungsbeispiele nach Eurocode Literatur zum Kapitel Bemessung von Holzbauteilen nach Eurocode Allgemeine Grundsätze Grundlage des vereinfachten Berechnungsmodells für Holzbauteile Berechnungsmodell nach EN Mechanische Eigenschaften Abbrandraten nach EN Feuerw.iderstand von Holzbauteilen Anwendungsbeispiel - Holzleimbinder Berechnungsbeispiel - Vollholzbalken Literatur zum Kapitel Bemessung von Mauerwerksbauten nach Eurocode Allgemeine Grundlagen Bestimmung der Feuerwiderstandsdauer von Mauerwerkswänden anhand von Tabellenwerten Berechnungsmethoden nach EN Anwendungsbereich Vereinfachte Bemessungsverfahren - Zonenmethode Fortgeschrittene Bemessungsverfahren Literatur zum Kapitel Stichwortverzeichnis 532 \