1 grundlagen - baufachkatalog1.1 grundlagen der brandlehre 19 die definition der internationalen...

17

1 Grundlagen

Dieses Kapitel befasst sich mit den wesentlichen Grundlagen der Brandlehre, dem Bau-

ordnungsrecht im historischen Ablauf bis in die Phase der Harmonisierung der europäi-

schen Vorschriften sowie mit dem Bestandsschutz.

Weiterhin werden in dem Kapitel die wesentlichen Aspekte der Tragwerksplanung ver-

mittelt, die notwendig sind, um die Bewertung der Einflussfaktoren einer Decke sicher

bestimmen zu können.

1.1 Grundlagen der Brandlehre

Eine Verbrennung kann nur stattfinden, wenn drei wesentliche Kriterien gleichzeitig

erfüllt sind. Man redet daher üblicherweise vom Verbrennungsdreieck.

Für eine Verbrennung müssen ein brennbarer Stoff, die zum Stoff zugehörige, kritische

Temperatur und die für die Verbrennung erforderliche Menge an Sauerstoff vorhanden

sein. Ist eines dieser Kriterien nicht erfüllt oder nur in geringem Umfang vorhanden, so

kann keine Verbrennung stattfinden oder sie kann sich nicht ausbreiten. Bei der brand-

schutztechnischen Bemessung geht man immer davon aus, dass alle drei Voraussetzun-

gen dauerhaft erfüllt sind. Es wird lediglich unter Anwendung verschiedener Sonderbau-

vorschriften und ingenieurmäßiger Rechenverfahren eine genaue Betrachtung der vor-

handenen Brandlasten vorgenommen.

Abb. 1: Verbrennungsdreieck (Quelle: Appel & Wagenbrenner, 2009, S. 2)

Eine Verbrennung ist eine thermische Zersetzung eines Stoffes, bei der große Energie-

mengen in Form von Wärme frei werden.

(c) Feuertrutz GmbH Verlag für Brandschutzpublikationen, Köln 2014

18 1 Grundlagen

Bei der Entstehung eines Brandes gibt es drei wesentliche Phasen der Brandentwicklung.

a) Entzündung und Entwicklungsphase

Bei der Entzündungsphase mit der anschließenden Entwicklungsphase, bei der

der Brand auf einen lokalen Bereich begrenzt bleibt, entstehen geringe bis mittle-

re Temperaturen.

b) Vollbrandphase

In der Vollbrandphase sind alle im Raum befindlichen brennbaren Materialien

am Feuer beteiligt. Der Brand breitet sich über die gesamte Raumfläche aus. In

dieser Phase werden die höchsten Temperaturen des Feuers erreicht.

c) Abkühlphase

In der Abkühlphase sinkt die Temperatur und der Brand erlischt aufgrund feh-

lender Temperatur und mangelnden Angebots an brennbaren Materialien.

Abb. 2: Schematische Entwicklung eines natürlichen Brandverlaufs (Quelle: Klein, Dr. J, Dissertation, 2009-02, S. 10)

Tabelle 1: Energieverlauf eines natürlichen Feuers (Quelle: Klein, Dr. J; Dissertation, 2009-02, S. 10. Tabelle wurde nach "Schneider, U.; 2002; Grundlagen der Ingenieurmethoden im Brand-schutz; Werner Verlag; Düsseldorf" erstellt)

Brandphase Temperaturbereich (°C) Energiefreisetzung (kWh/m2)

Entzündungsphase 20–50 < 25

Schwelbrandphase 50–150 25–50

Entwicklungsphase 150–500 50–200

Vollbrandphase 500–1.250 200–1.200

Abkühlphase 1.250–20 < 200

„Der Flashover (dt. Durchzündung, je nach Schreibweise auch Flash-Over, Flash-over, F/O

genannt) ist eine Phase innerhalb eines Brandereignisses und bezeichnet den schlagartigen

Übergang eines Schadenfeuers (z.B. Zimmerbrand) von der Entstehungsphase hin zur Voll-

brandphase. Dieser Vorgang ereignet sich zumeist sehr rasch über den gesamten Brand-

raum.


1.1 Grundlagen der Brandlehre 19

Die Definition der Internationalen Organisation für Normung für den Flashover lautet:

‚Der schnelle Übergang aller Oberflächen brennbarer Materialien eines Raums hin zu einem

Feuer.‘ Im Brandschutzingenieurwesen wird der Flashover als Grenze zwischen der Entste-

hungsphase (Pre-Flashover) und dem Vollbrand (Post-Flashover) eines Zimmerbrandes

beschrieben. Allgemeines Kriterium für den Flashover ist der Anstieg der Raumtemperatur

auf 500 – 600 °C, eine Wärmestromdichte (der Flammen und des Rauches) von 15 bis

20 kW/m² oder herausschlagende Flammen aus den Raumöffnungen. Die Dauer bis zum

Flashover ist stark von den Faktoren der Brandraumgröße, Ventilation und Brandlast ab-

hängig.“ (Website, Feuerwehr Bad Königshofen, 17.11.2013)

Man unterscheidet bei den einzelnen Brandverläufen auch nach brandlastgesteuerten und

ventilationsgesteuerten Brandverläufen. Die weiteren Untersuchungen beziehen sich auf

den brandlastgesteuerten Verlauf, wie er mit der Einheitstemperaturzeitkurve als Prüf-

grundlage für die Prüfung von Baustoffen und Bauteilen verwendet wird.

Abb. 3: Zusammenhang zwischen Abbrandrate und Restbrandlast (Quelle: Klein, Dr. J, Disserta-tion, 2009-02, S. 12. Abb. wurde nach "Bryl S., Frangi T., Schneider U.; 1987; Simulation von Modellbränden in Räumen - Alternative Methoden zur Beurteilung von Brandschutzmassnahmen; SIA 15" erstellt.)

Der Unterschied der Brandentwicklung, insbesondere die vorhandene Restbrandlast,

spiegelt den wesentlichen Unterschied der beiden Brandverläufe wider.

Ein ventilationsgesteuerter Brand hat zum Zeitpunkt des Abklingens des Brandes tAB noch

eine höhere Restbrandlast und somit möglicherweise ein geringeres Schadensausmaß.


20 1 Grundlagen

1.1.1 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

Baustoff ist die Sammelbezeichnung für die im Bauwesen verwendeten Stoffe. Aus Bau-

stoffen werden Bauteile hergestellt.

Man unterscheidet dabei im Wesentlichen in die folgenden Gruppen:

• Natürliche Baustoffe (Holz, Naturstein, Schotter, Kies, Sand),

• künstliche Baustoffe (Glas, Keramik, Blinker, Ziegel, Schlacken),

• Bindemittel (Gips, Kalk, Mörtel, Zement),

• Dämmstoffe (Gesteinswolle, Glaswolle, Schaumstoffe),

• Kunststoffe (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere),

• Bauhilfsmittel (Dichtstoffe wie Asphalt, Bitumen, Teer, Acryl, Silikon).

Baustoffe können nach der Art ihrer Herkunft in natürliche oder künstliche Baustoffe,

nach ihren chemischen Eigenschaften in organische oder anorganische Baustoffe oder

bezüglich ihres Verhaltens gegen Feuer und Wärme in brennbare oder nichtbrennbare

Baustoffe unterteilt werden.

Sie werden außer nach ihren Eigenschaften noch in folgende Stoffarten untergliedert:

• Gemenge,

• Lösungen,

• reine Stoffe.

Im Hinblick auf die brandschutztechnischen Eigenschaften werden Baustoffe nach ver-

schiedenen Kriterien unterschieden:

• Brennbarkeit bzw. Brennbarkeitsgruppe,

• Ausdehnungsverhalten bei Temperatureinwirkung,

• Wärmeleit- und Temperaturleitfähigkeit,

• mechanisches und thermisches Verformungsverhalten,

• Feuerwiderstand und temperaturabhängige Reaktion auf Feuer,

• thermisches Festigkeitsverhalten.

Aus diesen verschiedenen Eigenschaften oder einer Kombination dieser Eigenschaften

werden im Wesentlichen die Möglichkeiten zur Erhöhung des Feuerwiderstandes abgelei-

tet.

Bauteile sind aus einem oder mehreren Baustoffen gefertigte Teile einer baulichen Anlage.

Die wesentlichen Bauteile eines Gebäudes sind Wände, Decken, Stützen, Treppen und

Dächer.

Bauteile werden in sechs wesentliche Gruppen unterteilt:

1. Tragende Bauteile

Sie müssen große Lasten aufnehmen. Ihre Zerstörung hat großen Einfluss auf die

Standfestigkeit einer baulichen Anlage.

2. Aussteifende Bauteile

Sie müssen die auf ein Bauwerk einwirkenden Horizontalkräfte aufnehmen. De-

cken und Wände haben oft gleichzeitig tragende und aussteifende Funktion.


1.1 Grundlagen der Brandlehre 21

3. Raumabschließende Bauteile

Bauteile wie Decken, Innen-, Außen- oder Trennwände können als typische raum-

abschließende Bauteile auch gleichzeitig tragend sein.

4. Nichttragende Bauteile

Bauteile wie Wände, Verkleidungen und raumbildende Einbauten, die keine tra-

genden oder aussteifenden Funktionen besitzen.

5. Dekorative Bauteile

Sie sind statisch und brandschutztechnisch ohne Bedeutung. Sind sie brennbar,

können sie die Brandausbreitung begünstigen.

6. Sonderbauteile

So können alle Bauteile bezeichnet werden, die besondere Funktionen in einem

Gebäude besitzen (Feuerschutzabschlüsse, Lüftungsleitungen, sonstige technische

Anlagen).

Das Brandverhalten und der Feuerwiderstand von Bauteilen sind abhängig von der

Brandbeanspruchung, vom statischen System des Bauteils, dessen Abmessungen sowie

von den spezifischen Materialkennwerten der verwendeten Baustoffe und der Ausnut-

zung der Festigkeit in Folge von außen einwirkender Kräfte und Lasten. Das Brandverhal-

ten kann durch eine geschickte Kombination verschiedener Baustoffe positiv beeinflusst

werden. Die Anordnung von Bekleidungen in Form von Ummantelung, Putzen, Unter-

decken und Vorsatzschalen kann die Feuerwiderstandsdauer positiv beeinflussen. Im

Zuge der weiteren Untersuchung und Bemessung wird immer davon ausgegangen, dass

eine regelgerechte und qualitätsgerechte Ausführung der Bauteile vor Ort vorliegt. Die

handwerkliche Ausbildung der Anschlüsse, Auflagerpunkte, Befestigungen und Verbin-

dungsmittel wird in einem späteren Kapitel bei der Erfassung der Bauteile vor Ort im

Detail behandelt.

Baustoffe werden nach deutscher Normung (DIN 4102) in verschiedene Baustoffklassen

unterteilt. Die Baustoffe untergliedern sich dabei in nichtbrennbare und brennbare Bau-

stoffe.

Tabelle 2: Baustoffklassen nach DIN 4102-1:1998-05

Baustoffklasse Bauaufsichtliche Benennung

A A 1 A 2

nichtbrennbare Baustoffe

B B 1 B 2 B 3

brennbare Baustoffe schwer entflammbare Baustoffe normal entflammbare Baustoffe leicht entflammbare Baustoffe

„Die Kurzzeichen und Benennungen dürfen nur dann verwendet werden, wenn das Brand-

verhalten auf der Grundlage dieser Norm ermittelt worden ist.“ (DIN 4102 Teil 1,

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, 1998-05, S. 3)

Baustoffe der Baustoffklasse B 3 sind generell im Bauwesen nicht zugelassen.


22 1 Grundlagen

Die Feuerwiderstandsklassen, nach denen die Anforderungen an die Bauteile definiert

werden, sind ebenfalls in der DIN 4102 zu finden.

Tabelle 3: Feuerwiderstandsklassen in Anlehnung an die DIN 4102-2:1977-09 (Quelle: DIN 4102 Teil 2, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, 1997-09, S. 3)

Feuerwiderstands-

klasse

Feuerwiderstandsdauer in

Min.

Beschreibung

F 30 F 60 F 90

≥ 30 ≥ 60 ≥ 90

feuerhemmend hochfeuerhemmend feuerbeständig

F 120 F 180

≥ 120 ≥ 180

hochfeuerbeständig höchstfeuerbeständig

Im Rahmen des geregelten Bauordnungsrechts sind nur die ersten drei Feuerwider-

standsklassen in das Baurecht übernommen. Die Feuerwiderstandsklassen F 120 und

F 180 spielen in der Regel im Baurecht keine Rolle.

Die versicherungstechnischen Angaben und Anforderungen können diese Feuerwider-

standsklassen jedoch ohne Weiteres im Bereich von Sonderbauten fordern.

1.1.2 Auslegung und Bemessung nach Einheitstemperaturzeitkurve

Die Prüf- und Bewertungsgrundlage für die brandschutztechnische Bewertung von Bau-

teilen wird im europäischen Raum nach der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) festge-

legt. Sie stellt die Basis für zahlreiche Prüfverfahren für Bauteile dar, die in der grundle-

genden Norm für den vorbeugenden Brandschutz in Deutschland enthalten sind. Die

Prüfverfahren sind in der DIN 4102 in den Teilen 2, 3, 5, 6, 9, 11 genauer erläutert. Im

Teil 2 der DIN 4102, Ausgabe September 1977, wird die Einheitstemperaturzeitkurve

mathematisch beschrieben.

휃− 휃�= 345푙푔(8푡+ 1) Gleichung 1: Berechnung der Einheitstemperaturzeitkurve

휃 Brandraumtemperatur in Kelvin

휃� Temperatur der Probekörper bei Versuchsbeginn in Kelvin

t Zeit in Min.

Die Brandraumtemperatur steigt zu Beginn der Brandentwicklung sehr schnell. Nach den

ersten 5 Min. steigt sie zwar weiter, jedoch in wesentlich geringerer Geschwindigkeit. In

Tabelle 4 wird die Entwicklung der Brandraumtemperatur in den ersten 120 Min. eines

Vollbrandes gezeigt.


50 1 Grundlagen

1.5 Versagensarten bei brandbeanspruchten tragenden Bauteilen

Deckenbauteile und tragende Deckenbalken sind Bauteile, die einer klassischen Biegebe-

anspruchung durch Eigenlast und Nutzlast unterliegen.

Im Bereich der Tragwerkslehre werden diese Einwirkungen als ständige Lasten gk und als

veränderliche Lasten qk bezeichnet. Der Index k steht dabei für die charakteristischen

Werte.

Abb. 15: Schematische Darstellung der Lasten bei einem Deckensystem

Bei Bauteilen sind verschiedene Versagenskriterien und Versagensarten zu unterscheiden.

Für jeden Baustoff in einem Bauteil, der die primären, tragenden Funktionen übernimmt,

gibt es unterschiedliche Faktoren, die zum Versagen der Gesamtkonstruktion führen.

Analog sind die normativen Anforderungen hinsichtlich der Temperatur auf der dem

Feuer abgewandten Seite des Bauteils nach DIN 4102 Teil 2 zu berücksichtigen.

Eine kritische Temperaturerhöhung auf der dem Feuer abgekehrten Seite führt nach

DIN 4102 Teil 2 zum Bauteilversagen. Nach einer Prüfdauer von 30, 60 oder 90 Min. darf

die Temperatur auf der dem Feuer abgekehrten Seite im Mittel nicht mehr als 140 °C über

der Anfangstemperatur des Probekörpers bei Versuchsbeginn liegen. An keiner Stelle darf

die Erhöhung der Temperatur um mehr als 180 °C erfolgt sein. (Vgl. DIN 4102 Teil 2,

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, 1997-09, S. 3)

Für die statische Bemessung und die Auslegung von Bauteilen ist der Bemessungsfall

Feuer separat zu bewerten und zu errechnen. In der Regel wird dafür der Index fi für

„fire“ [engl.: Feuer] verwendet. Dieser besondere Bemessungsfall hat eigene Regeln und

baustoffspezifische Herangehensweisen, die im Falle einer Brandbeanspruchung oder in

der Auslegung dafür berücksichtigt werden müssen.

Temperaturveränderung

veränderliche Lasten qk

ständige Lasten gk

max. Erhöhung 140°C in der Fläche max. Erhöhung 180°C in einem einzelnen Punkt


1.5 Versagensarten bei brandbeanspruchten tragenden Bauteilen 51

Abb. 16: Schematische Darstellung der allgemeinen Versagenskriterien von Bauteilen unter Brandbeanspruchung (Vgl. Karl Kordina, 1999, S. 94)

Jedes Bauteil unterliegt somit bei Betrachtung der spezifischen Baustoffkombination ei-

genen Gesetzmäßigkeiten. Die Verschiedenartigkeit der einzelnen Konstruktionen zeigt

trotzdem eine immer wiederkehrende Analogie der Bemessungsfaktoren im Zuge der

Berechnungen und der Untersuchungen zur Feststellung der Feuerwiderstandsdauer der

eingebauten Bauteile.

1.5.1 Versagen von Stahlbeton-Bauteilen

Bei tragenden Stahlbeton-Bauteilen müssen spezifische, baustoffabhängige Kriterien be-

trachtet werden. Durch die Erwärmung infolge einer Brandbeanspruchung kommt es bei

auf Biegung beanspruchten Stahlbeton-Bauteilen zum Fließen der Stahleinlage in der

Zugzone, also im unteren Bereich des Bauteils. Abhängig von der Betonüberdeckung

zwischen der Bauteiloberfläche und der darunterliegenden Bewehrung kann der Beton-

stahl bis zur kritischen Temperatur 휃�푟�� [Teta-krit] erwärmt werden.

Bereits bei relativ geringen Temperaturen zeigen sich, abhängig vom verbauten Stahl in

der Stahlbeton-Konstruktion, bereits die ersten Spannungsverluste. Der üblicherweise

verwendete Betonstahl besitzt eine kritische Temperatur von ca. 350 °C, die kritischen

Temperaturen für Spannstähle sind abhängig von ihrem Querschnitt und liegen bereits

bei ca. 200 °C und ca. 100 °C.


63

2 Deckenkonstruktionen

Die Ausführung der verschiedenen Deckenkonstruktionen ist ein zeitlicher Spiegel der

technischen und wirtschaftlichen Entwicklung im Bauwesen.

Während in früheren Bauphasen vorwiegend Konstruktionen aus natürlichen Baustoffen

(Holz) verwendet wurden, so zeigt die Entwicklung neuer Baustoffe ihre Auswirkung auf

moderne Bauweisen und Anwendungen. Allein die Entwicklung der letzten rund 200

Jahre zeigt die Weiterentwicklung abhängig von ihrer geographischen Lage und der dort

bereits etablierten Bautradition. Früher waren die Deckenkonstruktionen vorwiegend aus

Holz. Lediglich in Prunkbauten kamen Decken mit einem massiven Gewölbe zur Ausfüh-

rung. Im Zuge der Industrialisierung und mit der größeren Verfügbarkeit von Eisen ent-

wickelten sich neue Formen der Deckenkonstruktion.

Bis in das letzte Viertel des 19. Jahrhunderts (ca. 1880) sowie bei Wohnbauten bis 1918

waren praktisch nur drei Deckentypen vorherrschend: die Dippelbaumdecke, die Balken-

oder Tramdecke und die Ziegelkappendecke. (Vgl. Pech, Kolbitsch & Zach, Baukonstruk-

tionen – Decken, 2006, S. 2)

Abb. 29: Abbildung von Deckenkonstruktionen zwischen 1800 und heute (Quelle: Pech, Kol-bitsch & Zach, Baukonstruktionen – Decken, 2006, S. 3)

Die besondere Situation der Nachkriegszeit erzeugte zahlreiche Versuche, teure Rohstoffe

durch vorhandene, billigere Stoffe in der Ausführung zu ersetzen. Bereits zu dieser Zeit

wurden erste Kombinationen von Baustoffen im Sinne der heutigen Verbundkonstrukti-

onen entwickelt.

Die DIN 4102 Teil 4, Fassung März 1994, klassifiziert in drei verschiedene Deckentypen.

Decken, die die Bedingungen der DIN einhalten, benötigen keinen weiteren brandschutz-

technischen Nachweis.


64 2 Deckenkonstruktionen

Die Untergliederung erfolgt nach DIN 4102 Teil 4 in:

• Decken aus Stahlbeton und Spannbeton (Abschn. 3.4 bis 3.11) => Kapitel 2.1

• Holzdecken (Abschn. 5.2 und 5.3) => Kapitel 2.2

• Decken mit Unterdecken (Abschn. 6.5) => Kapitel 2.3

Unge-schützter Baustoff

Feuer-wider-stand

Brenn-barkeit

Brand-last-

beitrag

Temperatur-steigerungsrate innerhalb des Querschnitts

„Einge-bauter Brand-schutz“

Instandset-zungsfähig-keit nach

einem Brand

Schutz für Flüchtende und Lösch-

kräfte

Holz gering hoch1) hoch1) sehr gering sehr

gering1) sehr gering1) gering

Stahl sehr

gering1) null2) null2) sehr hoch gering gering gering

Beton hoch2) null2) null2) gering hoch2) hoch2) hoch2)

1) brandschutztechnisch ungünstig; 2) brandschutztechnisch günstig

Abb. 30: Brandschutztechnische Einflussfaktoren von Baustoffen (nach: Gruppe Betonmarke-ting Österreich, 2008, S. 5)

In diesem Werk werden nur die wesentlichen Teile der DIN in Auszügen wiedergegeben.

Für die Untersuchung und Bemessung der Deckenbauteile ist es erforderlich, die

DIN 4102 Teil 4 in der Ausgabe vom März 1994 begleitend querlesen zu können. Im Zuge

dieser Ausarbeitung werden Querverweise zur DIN angeführt, die gleichermaßen berück-

sichtigt werden müssen.

2.1 Decken aus Stahlbeton oder Spannbeton

Decken aus Stahlbeton oder Spannbeton bilden wahrscheinlich den größten Anteil der

gängigen Deckenkonstruktionen.

Für die nachfolgend beschriebenen Konstruktionen müssen jeweils alle Versagenskrite-

rien einzeln überprüft werden. Für einige der Konstruktionen ist dies bereits durch die

Allgemeinen Prüfverfahren der DIN 4102 erfolgt. Für andere Konstruktionstypen wurden

Prüfungen zum Erhalt einer bauaufsichtlichen Zulassung durchgeführt. Diese entspre-

chen im Rahmen ihrer Zulassungskenngrößen den Anforderungen der DIN 4102 zum

Zeitpunkt der Durchführung der Prüfung.

Bei Berücksichtigung der modernen Prüfverfahren muss gerade im Hinblick auf die Be-

wertung von älteren Deckenkonstruktionen beachtet werden, dass die übliche Druckfes-

tigkeit der Betone sich im Laufe der historischen Entwicklung deutlich verändert hat. Die

Veränderung der normativen Kenngrößen über die Jahre führt letztendlich auch zu einer

veränderten Bewertung hinsichtlich der Feuerwiderstandsdauer der Bauteile. Die deut-

lichsten Veränderungen in der Entwicklung zeigen sich mit der Jahrhundertwende nach

Einführung erster Regelwerke und nachfolgend mit der wirtschaftlichen Entwicklung und

den daraus resultierenden Neuerungen.


175

3 Erfassung und Diagnose von

Deckenkonstruktionen im Bestand

Die bau- und aufmaßtechnische Erfassung einer Deckenkonstruktion ist aufgrund ihrer

vielschichtigen Materialien und verschiedenen Bauarten in der Regel nur selten zerstö-

rungsfrei zu realisieren. Die Abschätzung der Bauzeit der Konstruktion hilft zumindest

insofern, dass man über die Bauzeit die typischen Konstruktionsweisen in Erfahrung

bringen kann. Ausschlaggebend für die Beurteilung der Feuerwiderstandsdauer einer

Deckenkonstruktion ist der Regelaufbau der Konstruktion, wie er an dem überwiegenden

Teil der Decke vorzufinden ist. Bereiche, bei denen die Konstruktion innerhalb eines

Raums abweicht, müssen dennoch bei der Betrachtung der Feuerwiderstandsdauer mit

berücksichtigt werden, wenn die Konstruktionsmerkmale schlechter sind als die restliche

Fläche.

Die grundlegende Erfassung der Konstruktion richtet sich genau wie in Kapitel 2 nach

den wesentlichen Baustoffen.

Die Untergliederung erfolgt hierbei in:

- Stahlbetondecken (Kapitel 2.1 und 3.2),

- Holzdecken (Kapitel 2.2 und 3.3),

- Decken mit Stahlträgern (Kapitel 2.3 und 3.4),

- Verbundkonstruktionen (Kapitel 2.4 und 3.5).


199

4 Brandschutztechnische Ertüchtigung von

Deckenkonstruktionen

Die Feuerwiderstandsdauer von Deckenkonstruktionen kann auf vielfältige Arten verbes-

sert werden. Die Ertüchtigung von Konstruktionen kann spezifisch auf eine mögliche

Gefährdung ausgelegt werden oder generell, um die Konstruktion in ihrer Gesamtheit zu

verbessern. Ertüchtigungen im Allgemeinen müssen dabei nicht immer eine bauliche

Veränderung mit sich führen. Eine brandschutztechnische Ertüchtigung kann genauso

gut ein vorhandener Ausbau einer Konstruktion sein, der bislang bei der Beurteilung der

Konstruktion noch nicht herangezogen wurde.

Gerade bei der Betrachtung von alten oder sogar historischen Deckenkonstruktionen

wirken nachträgliche Aufbauten auf klassifizierten Decken als deutliche Verbesserung der

Feuerwiderstandsdauer.

Die Verbesserung der Feuerwiderstandsdauer einer Decke kann durch verschiedene

Maßnahmen hergestellt werden. Dabei wird generell zwischen einer direkten Bekleidung

und einer Einhausung oder Verkofferung unterschieden. Der Begriff Bekleidung steht

dabei charakteristisch für Konstruktionssysteme, die direkt auf die vorhandene Konstruk-

tion aufgebracht oder aufgetragen werden. Einhausungen und Verkofferungen werden

tendenziell, konstruktiv bedingt, auf Abstand bzw. mit Haltevorrichtungen und Unter-

konstruktionen montiert.

Typische Formen der Bekleidung oder Einhausung sind vor allem die nachfolgenden

Bauarten, die in der Bauregelliste des „Deutschen Instituts für Bautechnik“ (DIBt) enthal-

ten sind. Die dort aufgeführten Bauprodukte und Bauarten sind bauaufsichtlich geprüft

und besitzen für ihre Art der Ausführung entweder ein bauaufsichtliches Prüfzeugnis

oder eine bauaufsichtliche Zulassung.

a) Putz- und Mörtelschichten,

b) Plattenverkleidungen,

c) Schutzanstriche und Beschichtungen.

4.1 Verbesserung der Feuerwiderstandsdauer von Decken von oben

Verbesserungsmaßnahmen, die von der Oberseite der Decke erfolgen sollen, unterliegen

neben der Anforderung an die Feuerwiderstandsdauer auch den Anforderungen der all-

gemeinen Gebrauchstauglichkeit. Maßnahmen, die zur Verbesserung von oben aufge-

bracht werden, müssen üblicherweise im Bereich des nicht sichtbaren Bodenaufbaus ver-

steckt und mit einem Bodenbelag als Schutzkonstruktion abgedeckt werden. Aufgrund

der besonderen Eigenschaften und Belastungen, die durch eine normale Nutzung als be-

gehbare Fläche zugrunde gelegt werden müssen, sind Anstriche mit Dämmschichtbild-

nern ungeeignet, da sie in der normalen Nutzung beschädigt und abgelaufen werden


200 4 Brandschutztechnische Ertüchtigung von Deckenkonstruktionen

würden. Es sind daher nur Maßnahmen erlaubt und sinnvoll realisierbar, die durch eine

normale Nutzung der Oberfläche nicht negativ beeinträchtigt werden.

4.1.1 Verbesserungsmaßnahmen durch Estriche von oben

Deckenkonstruktionen können durch Bekleidungen von oben gegen die Brandbeanspru-

chung von oben geschützt werden. Dabei kann generell berücksichtigt werden, dass ein

Vollbrand in einem Raum mit normaler Raumhöhe tendenziell eher die Konstruktion

über dem Brandherd beansprucht als die Konstruktion darunter. Ausgenommen ist da-

von natürlich die Stelle, an der das Feuer tatsächlich vorliegt und direkt auf der Oberseite

der Decke brennt. Eine gängige und einfache Maßnahme stellt hierbei ein Estrich dar.

Estriche können als schwimmende Estriche, als Estrich auf Trennlage oder als Verbunde-

striche eingebaut werden.

Der schwimmende Estrich ist eine allgemein gebräuchliche Konstruktion für den Aufbau

einer Bodenkonstruktion auf einer Decke. Er wird auf einer durchgehenden Dämm-

schicht eingebaut und hat somit keine unmittelbare Verbindung mit den angrenzenden

Bauteilen. Er „schwimmt“ sozusagen auf der Dämmung.

Die Konstruktion muss sowohl die Anforderungen des Schallschutzes als auch des Wär-

meschutzes erfüllen. Mit den Augen eines Brandschützers betrachtet, bietet der schwim-

mende Estrich neben den Verbesserungen des Schall- und Wärmeschutzes besonders im

Bestand unter Umständen auch eine Verbesserung des Brandschutzes. Als schwimmen-

der Estrich können alle Arten und Materialien von Estrichen verwendet werden.

Als Dämmschichten werden Dämmstoffe aus mineralischen und pflanzlichen Fasern

sowie aus Schaumkunststoffen, wie Polystyrol und Polyurethan, verwendet. Eine kombi-

nierte Trittschall- und Wärmedämmung aus zwei oder mehreren einzelnen Lagen ist

üblich.

Abb. 85: Schemadarstellung eines schwimmenden Estrichs


229

– Inhalt Anhang

Die in diesem Fachbuch abgedruckten Zeichnungen und die Checkliste stehen auf der Internetseite www.feuertrutz.de des Feuertrutz Verlags zum Download zur Verfügung. Für den Zugriff benötigen Sie Login-Daten, die Sie auf Seite 9 finden.

zu Kapitel 1.2.1 Auszug aus der Musterbauordnung vom 30.10.1959 229

zu Kapitel 1.2.3 Bauordnungsrechtliche Anforderungen in der europäi-schen Umsetzung

238

zu Kapitel 2.1.1 Zeichnungen Stahlbetonplatten 243

zu Kapitel 2.1.2 Zeichnungen Dach- und Deckenplatten aus Gas- und Schaumbeton

279

zu Kapitel 2.1.2 Zeichnungen Stahlbeton-Hohldielen 293

zu Kapitel 2.1.3 Zeichnungen Stahlbeton-Fertigteildecken 307

zu Kapitel 2.1.4 Zeichnungen Stahlbeton-Rippendecken 341

zu Kapitel 2.1.5 Zeichnungen sonstige Stahlbetondecken mit Ziegel-bauteilen

352

zu Kapitel 2.1.5 Zeichnungen Spannbeton-Fertigteildecken mit Ziegel-bauteilen

353

zu Kapitel 2.1.6 Zeichnungen Stahlsteindecken 355

zu Kapitel 2.2 Zeichnungen Holzdecken 359

zu Kapitel 2.3 Zeichnungen Stahlträgerdecken mit Unterdecken 430

zu Kapitel 3.6.1 Aufmaßblatt Karbonatisierung 456

zu Kapitel 3.6.5 Aufmaßblatt Betondruckfestigkeit 457

zu Kapitel 3.6.6 Checkliste Dämmschichtbildner 458


Anhang Zeichnungen 243

Stahlbetonplatten Staatl. Hochbauamt Ludwigsburg

Kapitel 2.1.1

Prüfdatum: 1964

Deckenaufbau:

Zuschlagstoff: Kiessand Braunschweig

Betonalter bei Prüfbeginn: ~ 3 Monate

ÜB = 2,6 cm

Üs = -

Stützweite l [m]

4,25

Deckenstärke d [mm]

140

Eigengewicht g [kN/m²]

Nutzlast p [kN/m²]

Gesamtlast g + p [kg/m²]

Feuerwiderstand DIN EN 13501

~ REI 90 (a� b)

Feuerwiderstand

~ F 90

Brandbeanspruchung

↑ + ↓ Quelle: Meyer-Ottens, Brandschutz – Untersuchungen an Wänden, Decken und Dacheindeckungen, Heft 70, 1971, Lfd.

Nr. 1.1


244 Anhang

Stahlbetonplatten Hochtief AG Augsburg

Kapitel 2.1.1

Prüfdatum: 1961

Deckenaufbau:

Zuschlagstoffe: Sand, Ziegelsplitt


ÜB = 2,0 cm

Üs = -

Stützweite l [m]

4,00


150


Nutzlast p [kN/m²]



REI 90 (a� b)

Feuerwiderstand

~ F 90

Brandbeanspruchung


Nr. 1.2


Anhang Zeichnungen 245

Stahlbetonplatten Hochtief AG Augsburg

Kapitel 2.1.1

Prüfdatum: 1961

Deckenaufbau:

Zuschlagstoffe: Sand, Ziegelsplitt


ÜB = 2,5 cm

Üs = -

Stützweite l [m]

4,00


150


Nutzlast p [kN/m²]



REI 90 (a� b)

Feuerwiderstand

~ F 90

Brandbeanspruchung


Nr. 1.3


I

Stephan Appel, Architekt, Dipl. Ing (FH), M.Eng. ist selbstständiger Sachverständiger in Volkach. Er erstellt Gutachten zum Thema Brandschutz & Bauschäden sowie Brandschutzkonzepte. Als Inhaber von A.S. TRAINING referiert er zum Thema Brandschutz & Gebäudeschäden, so-wohl extern als auch in den eigenen Räumlich-keiten im Hotel Vier Jahreszeiten. Für die Wei-terbildung des Nachwuchses ist er tätig als Vorsitzender des Prüfungsausschuss für Bau-zeichner an der IHK und ist Ausbilder für Bau-zeichner & Maurermeister.

Im Arbeitsalltag bringt die brandschutztech-nische Bewertung von Deckenkonstruktionen immer wieder Probleme mit sich. So führen Umnutzungen und Gebäudesanierungen sowie die damit einhergehende Betrachtung der Bauteile oftmals zu Konfl iktsituationen: Denn im Bestand kann die aktuelle Normung nicht umgesetzt werden, da sinnvolle Lösun-gen unter Berücksichtigung des Bestands-schutzes fehlen.

Die Fachbücher in der Reihe „Brandschutz im Detail“ sind eine wertvolle Arbeitshilfe, mit der Brandschutzmaßnahmen im Ausbau erheblich erleichtert werden. Anhand vieler Konstruktionsbeispiele erläutert der Autor, welche Lösungen den geforderten baulichen Brandschutz erfüllen.

Das Fachbuch eignet sich besonders für Brand-schutzfachplaner und Sachverständige, Archi-tekten, Ingenieure, Mitarbeiter von Bauaufsicht und Brandschutzdienststellen.

Detailzeichnungen im Internet unter www.feuertrutz.de

Dieses Fachbuch ist eine wertvolle Arbeitshilfe zur Brandschutzbemessung von Deckenkon-struktionen im Bestand. Es gibt einleitend eine kurze Übersicht über die wesentlichen Baustoff e und deren materialspezifi schen Eigenschaften. Anschließend werden Konstruktionsbewertun-gen anhand der gültigen sowie alter Normen und Richtlinien aufgezeigt. Beton, Holz, Stahl sowie Verbundkonstruktionen werden mit Eigenarten und Besonderheiten erläutert und durch eine umfassende Analyse der Schwach-punkte und Besonderheiten hinsichtlich ihrer Konstruktion beschrieben.

Ein weiteres Kapitel erläutert die Erfassung von Konstruktionen vor Ort. Checklisten zur Bau-teilerfassung und Beschreibungen von Prüfver-fahren werden gemeinsam mit vollständigen Gerätelisten sowie Kurzbeschreibungen der Verfahren an die Hand gegeben. Ein weiteres Kapitel befasst sich speziell mit verschiedenen Möglichkeiten der Verbesserung der Feuer-widerstandsdauer. Anhand anschaulicher Beispiele werden exemplarische Lösungen vorgestellt und verschiedene Lösungsansätze erläutert.

Ein umfangreicher Katalog mit Zeichnungen aller Bauarten rundet das Buch ab und ermög-licht dem Praktiker den gesuchten Deckentyp leichter zu bewerten.

Aus dem Inhalt:

ERROR: invalidaccessOFFENDING COMMAND: put

STACK:

/116 1 [/.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /space /exclam /quotedbl /numbersign /dollar /percent /ampersand /quoteright /parenleft /parenright /asterisk /plus /comma /hyphen /period /slash /zero /one /two /three /four /five /six /seven /eight /nine /colon /semicolon /less /equal /greater /question /at /A /B /C /D /E /F /G /H /I /J /K /L /M /N /O /P /Q /R /S /T /U /V /W /X /Y /Z /bracketleft /backslash /bracketright /asciicircum /underscore /quoteleft /a /b /c /d /e /f /g /h /i /j /k /l /m /n /o /p /q /r /s /t /u /v /w /x /y /z /braceleft /bar /braceright /asciitilde /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /exclamdown /cent /sterling /fraction /yen /florin /section /currency /quotesingle /quotedblleft /guillemotleft /guilsinglleft /guilsinglright /fi /fl /.notdef /endash /dagger /daggerdbl /periodcentered /.notdef /paragraph /bullet /quotesinglbase /quotedblbase /quotedblright /guillemotright /ellipsis /perthousand /.notdef /questiondown /.notdef /grave /acute /circumflex /tilde /macron /breve /dotaccent /dieresis /.notdef /ring /cedilla /.notdef /hungarumlaut /ogonek /caron /emdash /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /AE /.notdef /ordfeminine /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /Lslash /Oslash /OE /ordmasculine /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /ae /.notdef /.notdef /.notdef /dotlessi /.notdef /.notdef /lslash /oslash /oe /germandbls /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef ][/.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /space /exclam /quotedbl /numbersign /dollar /percent /ampersand /quoteright /parenleft /parenright /asterisk /plus /comma /hyphen /period /slash /zero /one /two /three /four /five /six /seven /eight /nine /colon /semicolon /less /equal /greater /question /at /A /B /C /D /E /F /G /H /I /J /K /L /M /N /O /P /Q /R /S /T /U /V /W /X /Y /Z /bracketleft /backslash /bracketright /asciicircum /underscore /quoteleft /a /b /c /d /e /f /g /h /i /j /k /l /m /n /o /p /q /r /s /t /u /v /w /x /y /z /braceleft /bar /braceright /asciitilde /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /exclamdown /cent /sterling /fraction /yen /florin /section /currency /quotesingle /quotedblleft /guillemotleft /guilsinglleft /guilsinglright /fi /fl /.notdef /endash /dagger /daggerdbl /periodcentered /.notdef /paragraph /bullet /quotesinglbase /quotedblbase /quotedblright /guillemotright /ellipsis /perthousand /.notdef /questiondown /.notdef /grave /acute /circumflex /tilde /macron /breve /dotaccent /dieresis /.notdef /ring /cedilla /.notdef /hungarumlaut /ogonek /caron /emdash /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /AE /.notdef /ordfeminine /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /Lslash /Oslash /OE /ordmasculine /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef /ae /.notdef /.notdef /.notdef /dotlessi /.notdef /.notdef /lslash /oslash /oe /germandbls /.notdef /.notdef /.notdef /.notdef ]

1 grundlagen - baufachkatalog1.1 grundlagen der brandlehre 19 die definition der internationalen...

Documents