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Brandschutz im Industriebau

Wilhelm F. Luggin

Brandschutz im Industriebau

Regeln und Vorschriften
Österreich verfügt über kein umfassendes Gesetz für den Brandschutz, vielmehr existiert eine Vielzahl von Vorschriften, Gesetzen und Verordnungen auf Bundes- und Landesebene, die unmittelbar oder mittelbar den vorbeugenden und abwehrenden Brandschutz regeln. Nationale Normen auf dem Gebiet des Brandschutzes und technische Richtlinien für den vorbeugenden Brandschutz (TRVB) ergänzen diese Regelungen. Normen und TRVBs sind im Gegensatz zu den Baugesetzen unverbindliche Richtlinien, die jedoch teilweise in den Landesgesetzgebungen als verbindlich erklärt werden können. Die hohe Anzahl der Bestimmungen und die unterschiedliche Verbindlichkeit (9 unterschiedliche Bauordnungen auf Landesebene!) erfordern oftmals einen erhöhten Aufwand in der Planung und Ausführung von Holzkonstruktionen. 

Die Brandschutzanforderungen für den Industriebau sind im allgemeinen in den Landesbauordnungen festgelegt und umfassen Regelungen für:

  • Brandabschnitte
  • Brandbeständigkeit der Konstruktion
  • Brennbarkeit der Gebäudehülle
  • Lage zu Nachbargebäuden etc.

Durch die föderalistische Struktur Österreichs ist es unmöglich, allgemein gültige Brandschutzbestimmungen für das ganze Bundesgebiet anzugeben. So ist z.B. die Planung von Brandabschnitten in den einzelnen Bauordnungen, abhängig von der Nutzfläche, der Länge, der Raumnutzung, der Brandbelastung und von der Lage unterschiedlich geregelt.

Vorausblickende Planung - Brandschutzkonzepte
Für die Genehmigung eines Gebäudes und in weiterer Folge für die ökonomische Realisierung ist ein wirkungsvolles und durchdachtes Brandschutzkonzept von entscheidender Bedeutung. Die Aufgabe des Planers ist es, unter realistischer Abschätzung eines möglichen Brandverlaufes zu Brandschutzkonzepten zu gelangen, die den Anforderungen von Behörde, Nutzer, Feuerwehr, Versicherungen etc. gerecht werden.

Ein umfassendes Brandschutzkonzept eines Gebäudes beinhaltet einerseits den vorbeugenden und andererseits den abwehrenden Brandschutz (Selbsthilfe, Feuerwehr) und hat den Personenschutz als primäres Ziel. Sekundäre Ziele sind der Sach- und der Objektschutz. (2) Der vorbeugende Brandschutz gliedert sich in bauliche, anlagentechnische und organisatorische Maßnahmen. Die nachfolgende Auflistung von möglichen brandschutztechnischen Maßnahmen kann als Grundgerüst für eine »Checkliste« bei der Erstellung eines Brandschutzkonzeptes verwendet werden:

Bauliche Maßnahmen

  • Lage auf dem Grundstück (Grenzabstände, Bebauung, Erschließung des Grundstückes, Verkehrsanbindung, Gebäudeabstände auf dem Grundstück, Löschwasserversorgung)
  • Zugänglichkeit (Zufahrt, Zugang, Aufstell- und Bewegungsflächen für die Feuerwehr, Umfahrten für die Gebäude)
  • Brandabschnitte (Trennwände, Brandwände, Gebäudeabschlusswände)
  • Bauteile, tragend und raumumschließend (Stützen, Träger, Aussteifungen, Verbindungen, Wände, Decken, Dächer)
  • Baustoffe (Fassaden, Dächer)
  • Flucht- und Rettungswege (Treppen, Flure, zweiter Rettungsweg)
  • Feuerschutzabschlüsse/ Abschottungen (Feuerschutztüren,-tore und -klappen, Brandschutzverglasungen, Installationskanäle und Schächte)

Anlagentechnische Maßnahmen

  • Brandmeldung
  • Feuerlöschanlagen
  • Brandentdeckung
  • Rauch- und Wärmeabzugsanlagen
  • Berieselungsanlagen
  • Störungsmeldeanlagen

Organisatorische Maßnahmen

  • Alarmplan
  • Schulungen
  • Wartung, Beschilderungen

Vorbeugende Brandschutzmaßnahmen sind nicht nur bei Verwendung von Holz zu treffen, sie sind vielmehr für alle Baustoffe von maßgebender Bedeutung. Sicherheitsaspekte, volkswirtschaftliche Interessen, sowie Ökonomie und Ökologie bestimmen das Ausmaß des vorbeugenden baulichen Brandschutz.

Praxisorientierte Brandforschung im Holzbau
Nur durch eine ausreichende Grundlagenforschung können die Vorteile des Baustoffes Holz im Brandfall genutzt und ein wirtschaftlicher, sicherer Einsatz von Holzkonstruktionen ermöglicht werden. (1) Die Entwicklungen im Holzbau (z.B. maschinelle Sortierungen, neue Produkte und Bauweisen) und die Einführung neuer europäischer Normen ergaben zahlreiche offene Fragen über das Brandverhalten und die Brennbarkeit von Holz, Holzwerkstoffen
sowie Holzkonstruktionen. Diese wurden im Zuge eines Forschungsprojektes des Fachverbandes der Holzindustrie Österreichs, gefördert vom Forschungsförderungsfond (FFF), 1998 - 2002 bearbeitet. (1) Die Arbeitsschwerpunkte des am Institut für Konstruktiven Ingenieurbau/ BOKU Wien durchgeführten Forschungsprojektes waren:

  • die Brennbarkeit von Holzwerkstoffen
  • der Abbrand von Holzquerschnitten
  • die mechanischen Eigenschaften von Holz unter Temperatur und
  • das Brandverhalten von Holz-Stahlverbindungen


Wesentliche Forschungsergebnisse für die Konstruktion von Industriebauten in Holzbauweise

Brennbarkeit von Holzwerkstoffen
Holzprodukte, welche in Österreich in B2 (normal brennbar) einzureihen sind (Massivholzplatten, OSB, Sperrholz, Spanplatten und Faserplatten), erreichen nach der neuen europäischen Brandklassifizierung die Euroklasse D, s2, d0. Eine Variation hinsichtlich verschiedener Holzarten (Esche, Buche), Plattendicke und Befestigungsmethode (direkt, hinterlüftet) zeigte keine Änderung dieser Einstufung. Durch Behandlung mit Feuerschutzmitteln kann eine höherwertige Klassifizierung erreicht werden.

Abbrand von Holzquerschnitten
Während die Holzart einen großen Einfluss auf die Abbrandrate ausübt, sind unterschiedliche Sortierklassen (MS10, MS 17) baupraktisch zu vernachlässigen. Holzprodukte wie Schnittholz, verleimte Balken (Duo, Trio-Balken), keilgezinktes Vollholz und Brettschichtholz sind deshalb bezüglich Abbrand gleich zu bewerten. Während für andere Baustoffe der exakte Verlauf von Temperatur-Zeit-Kurven für die brandtechnische Be-wertung von Bedeutung ist, stellt sich für Holzbauteile eine günstigere Ausgangssituation dar: Maßgebend für die Brandbemessung sind lediglich die Zeitpunkte der Entzündung und des Temperaturmaximums mit dem darauf folgenden Temperaturabfall. Für den dazwischen liegenden Zeitraum weist Holz eine konstante Abbrandgeschwindigkeit auf - unabhängig von der im Brandraum vorhandenen Temperatur. Eine realitätsnahe Berechnung des Restquerschnittes kann deshalb sehr einfach erfolgen.

Mechanische Eigenschaften von Holz unter Temperaturbelastung
Festigkeiten und Steifigkeiten des Holzes nehmen mit steigenden Temperaturen ab. Höherwertige Sortierqualitäten (MS17) zeigen unter Temperaturbeanspruchung eine stärkere Abnahme der mechanischen Eigenschaften als Holz einer niedrigeren Sortierklasse (MS10). Die experimentell festgestellten und in der Forschungsliteratur bestätigten Reduktionen der mechanischen Eigenschaften fallen wesentlich geringer
aus, als in den europäischen Normen angegeben.

Holzverbindungen unter Brandbeanspruchung
Alle geprüften (ungeschützten) Holz-Stahlverbindungen erreichten Brandwiderstandsdauern über 30 min. Bei Einhaltung bestimmter Schlankheiten bzw. Seitenholzverhältnisse lag der Versagenszeitpunkt weit über 60 min.

Zusammenfassung
Die hohe Anzahl der Bestimmungen und die Verbindlichkeit der Bauordnungen auf Landesebene verhindern bundesweit gültige Brandschutzanforderungen und führen zu einem hohen Planungsaufwand. (1)
Es ist die Aufgabe des Planers, in Abstimmung mit Behörde, Nutzer, Feuerwehr, Fachplanern, Versicherungen etc. ein wirkungsvolles und durchdachtes Brandschutzkonzept zu entwickeln, das den ökologischen
und ökonomischen Anforderungen gerecht wird. Holzbauweisen werden oftmals als brandtechnisch kritisch eingestuft und aus rein emotionalen Gründen abgelehnt. Ist der Einsatz des Konstruktionsmaterials Holz ein Risikofaktor für den Brandfall? Nationale und internationale Brandstatistiken zeigen keinen Zusammenhang zwischen dem Anteil des Einsatzes des Baustoffes Holz und der Anzahl von Brandfällen oder Schadenssummen. Brennbare Baustoffe verursachen nicht automatisch eine Erhöhung des Brandrisikos eines Gebäudes. (3),(4) Konstruktionen aus Holz sind bei Gesamtbetrachtung mitunter im Brandfall positiver zu beurteilen als Konstruktionen aus nichtbrennbaren Baustoffen, da die Brennbarkeit eines Baustoffes nicht das alleinige Kriterium für den Brandwiderstand einer Konstruktion ist. Jede rein emotionale Bewertung von Bauteilen in Bezug auf seine Brandschutzsicherheit ist abzulehnen; vielmehr sind die wissenschaftlich nachweisbaren Vorteile des Baustoffes Holz zu nutzen!

links oben: 
Holz/Stahlverbindung nach
Brandbelastung

oben:
Restquerschnitt einer Holzstütze nach 60 min Brandbelastung

Planungsablauf für ein umfassendes Brandschutzkonzept

Text: Wilhelm F. Luggin
1996 Abschluss des Bauingenieurstudiums an der TU Graz.
1996 - 2000 Universitätsassistent an der TU Wien und BOKU Wien (Promotion). Seit 2000 im Zivilingenieurbüro des Vaters tätig und Lehrbeauftragter an der
BOKU Wien.

Dipl.-Ing. Dr. Wilhelm F. Luggin
Graf Starhemberg-Gasse 43/5
A-1040 Wien
T/F +43 (0)1/ 504 53 33
luggin2@aon.at


Quellenhinweise
(1) proHolz Arbeitsheft 2/03
Brennbarkeit und Brandverhalten von Holz, Holzwerkstoffen und Holzkonstruktionen – Zusammenfassung und Erkenntnisse für die
Bemessungspraxis Jochen Fornather, Georg Hochreiner, Wilhelm F. Luggin (siehe Seite 24)

(2) Informationsdienst Holz Holzbauhandbuch Reihe 3 - Bauphysik Teil 4/ 1: Brandschutz Grundlagen, 1996

(3) Diplomarbeit Brandschutz im konstruktiven Holzbau - Bewertung von Brandschäden Bernhard Widerin BOKU Wien, 2001

(4) Baulicher Brandschutz im Industriebau - Kommentar zu din 18230
Beuth Verlag GmbH, 1999

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Wilhelm F. Luggin

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