Einführung in die DIN Baulicher Brandschutz im Industriebau

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1 Einführung in die DIN Baulicher Brandschutz im Industriebau Gliederung 1. Anwendungsbereiche der DIN Wichtige Begriffe 3. Äquivalente Branddauer 4. Erforderliche Feuerwiderstandsdauer 5. Nachweisführung nach DIN Statistische Daten für Industriebauten Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 1

2 1. Anwendungsbereiche der DIN Zweck der DIN Einheitliche brandschutztechnische Bemessung aller Industriebauten. Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer. Regelt die Größe der Brand- bzw. Brandbekämpfungsabschnitte. Ermöglicht dem Bauordnungsrecht seine Anforderungen an den Brandschutz zu formulieren ( Muster-Industriebaurichtlinie ) Anwendungsbereiche der DIN Die Norm gilt für oberirdische Gebäude (...), die der Produktion (Herstellung, Behandlung, Verwertung, Verteilung) oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen: Industriebauten. Sie gilt i.d.r. nicht für: Hochhäuser, Kopfbauten vor Industriebauten, Regallager mit Lagerguthöhen > 9 m, Silos, energieerzeugende Gebäude. DIN gilt nur in Verbindung mit der Muster-Industriebaurichtlinie (MIndBauRL) Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 2

3 2. Wichtige Begriffe Brandabschnitt Bereich eines Gebäudes zwischen seinen Außenwänden und/oder den Wänden, die als Brandwände über alle Geschosse ausgebildet werden. Brandbekämpfungsabschnitt Gegenüber andere Gebäudebereiche brandschutztechnisch abgetrennt. Mit einem oder mehreren Geschossen oder Ebenen. Besondere Anforderungen an Außenwände, Trennwände und Decken, die diesen Bereich begrenzen. Brandbekämpfungsabschnitt Brandabschnitt 5 2. Wichtige Begriffe Zulässige Größe der Brandbekämpfungsabschnittsflächen in m² Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 3

4 2. Wichtige Begriffe BBA auf zwei Ebenen 7 2. Wichtige Begriffe Brandsicherheitsklasse SK b 3 hohe brandschutztechnischen Bedeutung, z.b. tragende und aussteifende Bauteile, deren Versagen zum Einsturz der tragenden Konstruktion (Tragwerk, Gesamtkonstruktion) oder der Konstruktion des Brandbekämpfungsabschnitts führen kann. Brandsicherheitsklasse SK b 2 Mittlere brandschutztechnischen Bedeutung, z.b. Bauteile, deren Versagen nicht zum Einsturz der tragenden Konstruktion (Tragwerk, Gesamtkonstruktion) oder der Konstruktion des Brandbekämpfungsabschnitts führen kann, wie nichtaussteifende Decken. Brandsicherheitsklasse SK b 1 geringe brandschutztechnischen Bedeutung => geringe Anforderungen an Bauteile des Dachtragwerkes, sofern das Versagen einzelner Bauteile nicht zum Einsturz der übrigen Dachkonstruktion des Brandbekämpfungsabschnitts führt Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 4

5 3. Äquivalente Branddauer Die äquivalente Branddauer t ä ist die Zeit in Minuten, bei der im betrachteten Bauteil im Normbrand (Einheitstemperaturzeitkurve nach DIN EN ) näherungsweise dieselbe Wirkung (z. B. Temperatur) erreicht wird wie im natürlichen Schadenfeuer Äquivalente Branddauer Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 5

6 3. Äquivalente Branddauer Ermittlung der äquivalente Branddauer t ä in Minuten : Dabei ist q R c w die rechnerische Brandbelastung in kwh/m² Umrechnungsfaktor in (min m²)/kwh Wärmeabzugsfaktor (dimensionslos) zur Berücksichtigung der Ventilationsbedingungen Äquivalente Branddauer Rechnerische Brandbelastung Die rechnerische Brandbelastung q R setzt sich zusammen aus rechnerischen Brandbelastung ungeschützter Stoffe (q R,u ) und rechnerischen Brandbelastung von geschützten Stoffen in geschlossenen Systemen (q R, g ). mit: beim Nachweis nach DIN stellt q R somit einen zentralen Wert dar: er ist die Last Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 6

7 3. Äquivalente Branddauer Rechnerische Brandbelastung Mindestwert rechnerische Brandlast: q R = 15 kwh/m² = 54 MJ/m² Abbrandfaktoren m berücksichtigen das Brandverhalten der Brandlast nach Form und Verteilung => nach DIN Nicht zu erfassende Brandlasten: nicht brennbare Baustoffe, Bauteile Stoffe, gegen Brandereignis ausreichend gesicherte Baustoffe, Bauteile Stoffe, gegen Brandereignis abgetrennte Bauwerksteile... Teilweise zu erfassende Brandlasten Außenwände aus brennbaren Baustoffen Äquivalente Branddauer geschützte Stoffe in geschlossenen Systemen Geschlossene Systeme sind Rohrleitungen oder Behälter aus nichtbrennbaren und nicht zerbrechlichen Werkstoffen (z. B. Stahl oder im Brandverhalten vergleichbare Werkstoffe). Die Kombinationsbeiwerte betragen: - für den Behälter/das System mit der größten Brandlast: ψ 1 = 0,8 - für alle weiteren Behälter/Systeme: ψ i = 0, Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 7

8 3. Äquivalente Branddauer Abbrandfaktoren m und Heizwerte H ui Äquivalente Branddauer Umrechnungsfaktor c Faktor zur Berücksichtigung des Einflusses auf den Wärmeabfluss durch die wärmepermeablen Umfassungsbauteile. Erforderlich zur Bestimmung der äquivalenten Branddauer aus der rechnerischen Brandbelastung und dem Wärmeabzugsfaktor Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 8

9 3. Äquivalente Branddauer Wärmeabzugsfaktoren w Berücksichtigung des Wärmeabflusses aufgrund von Öffnungsflächen (offene oder öffenbare Flächen) wie Türen, Tore, natürliche Wärmeabzugsflächen, usw. Der Faktor hängt im Wesentlichen von der Verteilung der horizontalen und vertikalen Öffnungsflächen A h und A v und deren Verhältnis zur Fläche des Brandbekämpfungsabschnittes ab. Umfangreiche Tabellen, Formeln und Diagramme in Abschnitt 8 der Norm Äquivalente Branddauer Wärmeabzugsfaktoren w a Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 9

10 4. Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Ermittlung der rechnerisch erforderliche Feuerwiderstandsdauer erf t F in Minuten: Dabei ist Sicherheitsbeiwert für Bauteile der Brandsicherheitsklassen SK b 3, SK b 2 und SK b 1 (siehe Abschnitt 9 der Norm); L Zusatzbeiwert (siehe Abschnitt 10) zur Begrenzung der Behinderung der Brandausbreitung aufgrund der brandschutztechnischen Infrastruktur Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Sicherheitsbeiwert Der Sicherheitsbeiwert ist ein dimensionsloser Beiwert, der die zulässige Versagenswahrscheinlichkeit und die mit zunehmender Fläche größer werdende Eintrittswahrscheinlichkeit von Bränden berücksichtigt Sicherheitsanforderungen gestaffelt nach Brandsicherheitsklassen (nach MindBauRL): SK b 3: SK b 2: SK b 1: Hohe Anforderungen Mittlere Anforderungen Geringe Anforderungen Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 10

11 4. Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Sicherheitsbeiwert Sicherheitsanforderungen gestaffelt nach: der Fläche des Brandbekämpfungs- oder Teilabschnittes einschließlich der Unterteilung nach: Gebäude mit einem Geschoss ohne Ebenen oder Brandbekämpfungsabschnitte mit mehreren Geschossen oder Ebenen. Tabelle 2 der DIN Anmerkung: Der Sicherheitsbeiwert für andere als in der Tabelle angegebenen Flächen darf linear interpoliert werden Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Sicherheitsbeiwert Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 11

12 4. Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Zusatzbeiwert L Der Zusatzbeiwert L ist ein dimensionsloser Beiwert, der den Einfluss der brandschutztechnischen Infrastruktur (Werkfeuerwehr, Löschanlage, Brandmeldeanlage) ausschließlich auf die Wahrscheinlichkeit eines vollentwickelten Brandes (Schadenfeuers) berücksichtigt. Zusatzbeiwert L ergibt sich als Produkt von Faktoren gemäß Tabelle 3 der DIN Anmerkung: Bei geringer rechnerischer Brandbelastung darf der Zusatzbeiwert a L abgemindert werden, wenn die Gesamtbewertung der Maßnahmen nach Tabelle 3, a L 0,85 ergibt Erforderliche Feuerwiderstandsdauer Zusatzbeiwert L Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 12

13 5. Nachweisführung nach DIN Brandschutztechnische Bemessung von tragenden Bauteilen und Bauteilen zur Abtrennung von Brandbekämpfungsabschnitten beruht auf dem Nachweis einer ausreichenden Feuerwiderstandsdauer. vorhandene Feuerwiderstandsdauer erforderliche Feuerwiderstandsdauer Bauteile zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitten und die diese tragenden Konstruktionen müssen hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit mindestens der äquivalenten Branddauer t ä oder der dieser zugeordneten erforderlichen Feuerwiderstandsfähigkeit entsprechen Nachweisführung nach DIN Ermittlung der vorhandenen Feuerwiderstandsdauer Benennung der erforderlichen Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile nach der Bauregelliste der rechnerisch ermittelten erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F : ANMERKUNG: Aus der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F legt die MIndBauRL die erforderliche Feuerwiderstandsfähigkeit der einzelnen Bauteile fest Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 13

14 5. Nachweisführung nach DIN Ermittlung der vorhandenen Feuerwiderstandsdauer Nachweisführung nach DIN Aufgrund unterschiedlicher Brandszenarien für die Ermittlung der äquivalenten Branddauer t ä und erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F werden die folgenden Nachweise unterschieden: Globaler Nachweis, Teilabschnittsnachweis, Ebenennachweis, Teilflächennachweis Pro Brandbekämpfungsabschnitt ist der globale Nachweis zu führen Ausnahmen bei starker Schwankungen von Faktoren/Beiwerten Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 14

15 5. Nachweisführung nach DIN Globaler Nachweis Nachweisverfahren zur Bestimmung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F für einen Brandbekämpfungsabschnitt mit einer definierten Brandbekämpfungsabschnittsfläche und gemittelten rechnerischen Brandlasten Teilabschnittsnachweis Nachweisverfahren zur Bestimmung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F für die Teilabschnitte eines Brandbekämpfungsabschnittes in einem erdgeschossigen Gebäude Nachweisführung nach DIN Ebenennachweis Nachweisverfahren zur Bestimmung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F für die einzelnen Ebenen eines mehrebenigen Brandbekämpfungsabschnittes Teilflächennachweis Nachweisverfahren zur Bestimmung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf t F der Bauteile im Bereich einer Teilfläche, die maßgeblich von der dort vorhandenen erhöhten Brandlast, auch aufgrund von Havarie oder durch ungleichmäßig verteilte Wärmeabzüge bestimmt wird Januar 2017 Korrosions- und Brandschutz 15