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Brandschutz
Allgemeines zu Brandschutz
Mit Dämmstoffen wird oft ein hohes Brandrisiko verbunden, weil die meisten Dämmstoffe brennbar sind.
Die definierten Schutzziele des baulichen Brandschutzes sind in Reihenfolge der Prioritäten:
- Personenschutz vor Sachschutz
- Vorbeugung der Entstehung
- Verhinderung der Ausbreitung
- Durchführung wirksamer Löscharbeiten.
Die Brandentwicklung und die Ausbreitung eines Feuers in einem Raum wird durch das Brandverhalten der dem Feuer zugänglichen Materialien, das heißt hauptsächlich von der Einrichtung (Möbel, Vorhänge, Teppich) und der Oberfläche der Bauteile beeinflusst und erst in zweiter Linie von den weiteren Materialien der Konstruktion.
Des Weiteren ist zu beachten, dass die meisten Brandtoten Rauchtote sind, die durch die Einwirkung von Rauch und toxischen Gasen besonders aus Kunststoffen erstickt und vergiftet wurden. Da der Personenschutz im Brandfalle die höchste Priorität hat, gilt es daher, Kunststoffe zu minimieren, besser zu vermeiden.
Baustoffklassen
Hinsichtlich des Brandverhaltens unterscheidet man nach DIN 4102-1 zwischen nichtbrennbaren Baustoffen der Klasse A und brennbaren Baustoffen der Klasse B. Als Baustoff gelten auch Plattenwerkstoffe, Folien, Pappen, Dämmstoffe und Beschichtungen.
| Baustoffklasse nach DIN 4102 | Baustoffklasse nach DIN EN 13501-1 | Bauaufsichtliche Benennung |
|---|---|---|
| A1 | A1 | nichtbrennbare Baustoffe, ohne Anteile von brennbaren Baustoffen |
| A2 | (A2) | nichtbrennbare Baustoffe, mit Anteilen von brennbaren Baustoffen |
| A2 | B | schwerentflammbare Baustoffe |
| B1 | C | schwerentflammbare Baustoffe |
| D | normalentflammbare Baustoffe | |
| B2 | E | normalentflammbare Baustoffe |
| (B3) | F | leichtentflammbare Baustoffe |
Bauteile und deren Feuerwiderstandsklassen
Die Nichtbrennbarkeit oder Brennbarkeit von Baustoffen lässt nicht auf die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile schließen. Die Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen wird durch die Angabe der Feuerwiderstandsdauer in Minuten (z. B. F60) und durch die Baustoffklasse (A, B, AB) bezeichnet. Die Minuten sagen aus, wie lange das Bauteil einer Beflammung widersteht.
Die Bezeichnung F30-B bedeutet, dass die Feuerwiderstandsdauer eines Bauteils mindestens 30 Minuten beträgt und dass brennbare Materialien (B) eingesetzt sind.
In diesem Zusammenhang fordert die Bezeichnung A, dass keine brennbaren Materialien in der Konstruktion enthalten sind, also auch kein Holz. Der Buchstabe B erlaubt brennbare Materialien wie z. B. Holz. Die Bezeichnung AB bedeutet, dass die tragende Konstruktion und eine durchgehende Bekleidung aus nicht brennbaren Material sein muss, die restlichen Materialien können brennbar sein. In diesem Fall dürfen als tragende Teile keine Hölzer verwendet werden.
Konstruktionen der Feuerwiderstandsklassen F30 und F60 werden auch als feuerhemmend bezeichnet, solche der Klasse F90 als feuerbeständig. Auch feuerbeständige Konstruktionen lassen sich aus brennbaren Baustoffen herstellen.
Bauaufsichtliche Anforderungen zum Brandschutz
Die Bauordnungen der jeweiligen Länder geben in Abhängigkeit von der Gebäudeart für jedes Bauteil die einzuhaltende Feuerwiderstandsdauer an.
Je höher Gebäude werden, umso strenger werden die Brandschutzvorschriften. Im Wohnungsbau können für freistehende Gebäude geringer Höhe (2-Geschosser, vgl. LBO), Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen ohne größere Probleme eingesetzt werden.
In höheren Gebäuden differenter Nutzung und Gebäuden öffentlicher Nutzung sind die Einsatzgebiete zum Teil eingeschränkt.
Hinweis! Nachwachsende Dämmstoffe erfüllen dennoch sehr oft alle Anforderungen des Brandschutzes.
Darüber hinaus ist ein individuelles Brandschutzkonzept im Dialog mit Brandschutzingenieuren, Feuerwehr und Behörden zu erstellen.
Wenn z. B. beim Bau eines zweigeschossigen Kindergartens vom Brandschutzingenieur nicht brennbare Baustoffe gefordert sind, kann durch folgende Maßnahmen doch noch der Einsatz von nachwachsenden (brennbaren) Dämmstoffen möglich sein.
- Planung eines zweiten Rettungsweges (z. B. weiterer Fluchtweg über die Balkone)
- Zulassung im Einzelfall
- Einbau einer Sprinkleranlage
- Brandversuch mit Verantwortlichen um die „schlechte“ Entflammbarkeit von verschiedenen nachwachsenden Dämmstoffen darzustellen.
Hilfestellung für diese Alternativen erhält man vom Dämmstoffhersteller.
Fazit:
Nach den bauaufsichtlichen Anforderungen ist der Einsatz von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen fast in allen Bauteilen von Häusern möglich. Besondere Aufmerksamkeit verlangen Dämmstoffe in der Außenwand sowie in der Gebäudeabschlusswand und Gebäudetrennwand. Alle anderen Bauteile können ohne Bedenken mit Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen gedämmt werden.
Darstellung eines individuellen Brandschutzkonzeptes am Beispiel eines Kindergartens
Der Kindergarten „Der Kleine Prinz“ in Ochtrup ist ein Vier-Gruppen-Kindergarten. Ökologische Zielsetzungen, auch bei der Baustoffauswahl, waren ausdrücklicher Wunsch des Auftraggebers. Die Zweigeschossigkeit (kompakte Bauweise) und das offene Treppenhaus waren für den Brandschutzingenieur ausschlaggebend für seine Forderung, die tragenden Bauteile in der Feuerwiderstandsklasse F90-AB zu konstruieren, - eine Forderung, die ökologische Dämmstoffe weitestgehend ausschließt!
Um das Schutzziel, die Rettung von Personen zu erreichen, wurden bei gleichzeitiger Änderung der Feuerwiderstandsklasse zur Kompensation weitere Fluchtwege eingeplant. Im Erd- und im Obergeschoss bieten in jedem Gruppenraum jeweils drei Fluchtwege die Möglichkeit, im Brandfalle den Kindergarten unmittelbar zu verlassen.
Diese Kompensation ließ eine F30-Konstruktion zu. Der Kindergarten konnte in Holzrahmenbauweise errichtet und mit dem Dämmstoff Zellulose ausgefacht werden.
Basis für diese Lösung war die Entwicklung eines Brandschutzkonzeptes sowie die frühzeitige Abstimmung des Konzeptes zwischen allen Planungsbeteiligten.
Brandschutzversuch mit verschiedenen Dämmstoffen
Der Versuchsaufbau bestand aus vier Sparrenfeldern, die unterseitig mit 12,5 mm Gipskarton bekleidet waren und somit den typischen Aufbau eines ausgebauten Daches hatten.
Als Dämmstoffe wurden (von links nach rechts) verwendet:
- Mineralwolle (A2)
- Polystyrol (B1)
- Zelluloseplatte (B2)
- Einblasdämmung aus Zellulose (B2).
Rückseitig wurden die Felder mit Gasbrennern beflammt, die eine Temperatur von ca. 800 Grad Celsius erreichten.
Während des Brandversuches wurden die Oberflächentemperaturen durch eine Wärmebildkamera im zeitlichen Abstand (10 sec.) laufend gemessen.
340 Sekunden nach Versuchsbeginn brennt Polystyrol unter starker Rauchentwicklung durch und muss durch die Feuerwehr gelöscht werden.
Die Thermographieaufnahme zeigt die Wärmeentwicklung an der sichtbaren Oberfläche der Dämmstoffe. Der Polystyroldämmstoff weist die höchste Temperatur auf (ist ja bereits durchgebrannt), die Mineralfaser die nächst höhere. Dies bestätigt die schlechtere Wärmespeicherkapazität von mineralischen Materialien.
Nach 440 Sekunden schmilzt die Mineralfaser und die Flammen des Brenners schlagen durch (siehe linkes Sparrenfeld).
Nachdem die beiden linken Felder bereits gelöscht werden mussten, wurde versucht, die „brennbaren“ Öko - Dämmstoffe durch zusätzliche direkte Beflammung von oben zu entzünden, was jedoch zum großen Erstaunen der Feuerwehr und der Anwesenden praktisch nicht gelang. Die sich bildende Verkohlungsschicht von etwa 5 mm bot hervorragenden Schutz für das darunterliegende Zellulosematerial (Altpapier).
Der Versuch wurde nach 8 Minuten abgebrochen.
Fazit:
Die Einteilung der Baustoffklassen laut der Untersuchung nach DIN stimmen nicht immer mit der Praxis überein. Durch Brandversuche mit den Verantwortlichen können auch evtl. entgegen der Vorschrift brennbare Dämmstoffe eingesetzt werden.
Betrachtet man die Ausführungen zum vorbeugenden Brandschutz, so ist es am vordringlichsten, einen Brand von vornherein zu unterbinden. Aus Erfahrung entstehen Brände meist in Innenräumen. Aufgrund dieser Tatsache ist eine nicht brennbare Beplankung bezüglich des vorbeugenden Brandschutzes logischerweise wichtig. Darum ist es von Vorteil, wenn Beplankungen aus mineralischen, nicht brennbaren Materialien eingesetzt werden. Daraus logisch folgernd ergibt sich eine Feuerwiderstandsklasse BA, d. h. die statischen Bauteile und Dämmstoffe können entflammbar sein, wenn sie durch nicht brennbare Bekleidungen, z.B. Gipsfaserplatten, geschützt sind.
Die Feuerwiderstandklassen und Baustoffklassen werden derzeit überprüft. Wird die Feuerwiderstandsdauer, die Nichtbrennbarkeit der Oberfläche und die Nichtweiterleitung von Brand als wesentlich angesehen, so sind BA-Konstruktionen leistungsfähige Bauteile. Diese Konstruktionen geben brennbaren Dämmstoffen in Verbindung mit A-Plattenbaustoffen mehr Anwendungsmöglichkeiten.
Ein Blick ins europäische Ausland zeigt auf, dass es dort meist nur das Kriterium der Feuerwiderstandsdauer gibt und nicht die Brandschutzklassen.