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Brandverhalten von EPS Dämmstoffen für
Fassaden
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Inhalt
Brandverhalten von EPS Risikobewertung für Fassaden mit EPS im
Anwendungszustand Brandszenarien Schutzziel Prüfnormen und Vorschriften in Deutschland
Konstruktive Maßnahmen zum Brandschutz von Fassadensystemen
Risiken in der Bauphase Bewertung der Risiken
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Dämmstoff EPS im Wärmedämmverbundsystem
EPS ist gut geeignet als Dämmstoff im WDVS Leicht Dauerhaft Einfach zu verarbeiten Gute Dämmeigenschaften (Lambda Werte)
Eigenschaften von EPS
EPS ist brennbar
EPS als Baustoff ist in Deutschland immer flammgeschützt
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Brandverhalten von EPSBaustoffklassifizierung für flammgeschütztes EPS in Deutschland
EPS ist brennbar Bisher national klassifiziert als B1,
M1 etc. (Beste Klasse für brennbareBaustoffe)
Dazu wurde in Deutschland imBrandschacht und im Kleinbrennergeprüft
Proben die im Brandschacht nichtbestehen, bestehen in der Regel auch im Kleinbrenner nicht!
EINSTUFUNG ALS “SCHWERENTFLAMMBAR”
REGELMÄSSIG ÜBERWACHT mitBrandschacht und Kleinbrenner
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Europa – Bauproduktenverordnung CPR (bisherBauproduktenrichtlinie - CPD)
Bauprodukte, für die harmonisierte Normen vorliegen, müssen das CE Zeichen tragen
Es dürfen keine zusätzlichen Anforderungen gestellt werden, hinsichtlich der nach der Norm geprüften Eigenschaften
Eine der sogenannten “essential requirements” ist das Brandverhalten
Das heißt das Brandverhalten darf nur noch nach den europäischen Normen geprüft und bewertet werden, wenn europäische harmonisierte Normen vorliegen
Diese Voraussetzung ist für EPS mit der EN 13163 erfüllt
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A2
B
C
D
E
F
A1
Kleinbrenner(EN ISO 11925-2)
Nichtbrennbarkeitsprüfung (EN ISO 1182)
Heizwert(EN ISO 1716)
No performance determined (keine
Prüfung durchgeführt)
Single Burning Item (EN 13823),
außer für Fußboden-belägeoder
Radiant panel(EN ISO 9239-1),
für Fußbodenbeläge
Brandverhalten von Baustoffen – Europa Prüfungen für die verschiedenen Klassen
Methode für Glimmen ist noch in Vorbereitung
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MindestanforderungKleinbrenner EN ISO 11925-2
Für Klasse E – 15 s BeflammungFür höhere Klassen – 30 s Beflammung
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500 mm
1500 mm
1000 mm
Measurements in exhaust duct: - Volume flow - Temperature - Heat release (O2, CO and
. CO2) - Smoke
Single burning item - EN 13823Für Produkte mit höheren Anforderungen (früher in Deutschland Brandschacht)
Additional parameters:- Lateral Flame Spread- Flaming droplets
Burner: 30 kWSamples: 1,5 m x 1 m
and1,5 m x 0,5 m
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SBI ist für EPS ungeeignet
Entwickelt für Produkte die als Wand- und Deckenbekleidungenverwendet werden
Ergebnisse für thermoplastische Produkte streuen stark Ergebnisse sind bei EPS hauptsächlich abhängig von Dicke des EPS Dichte des EPS Untergrund und Befestigung
Damit kann für ein und dasselbe Material eine Klassifizierung B (beste Klassifizierung für brennbare Baustoffe) aber auch eineKlassifizierung E gefunden werden
Deshalb wird flammgeschütztes EPS in der Regel in Klasse E eingestuft, um den gesamten Anwendungsbereich abzudecken
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Einstufung im deutschen Baurecht fürbrennbare Baustoffe die nach europäischerNorm klassifiziert sind
Benennung Alte nationale Klassenach DIN 4102
Neue Klasse nach EN 13501
Schwerentflammbar B1 B oder CNormalentflammbar B2 D oder ELeichtentflammbar B3 F
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EPS wird in Zukunft als “Normalentflammbar” eingestuft (wie vieleandere Dämmstoffe – PU, Zellulosedämmung etc)
EPS wird in Zukunft die gleichen Eigenschaften haben wie bisher Auch bisher wurde die Kleinbrennerprüfung nicht bestanden, wenn
der Brandschacht nicht bestanden wurde Mit der Klasse E wird daher bestätigt, dass das Produkt effektiv
flammgeschützt ist Derzeit Übergangsregelung in Deutschland – B1 wird weiter
verwendet – Druck aus Europa dagegen nimmt aber zu
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FassadendämmsystemeWärmedämm-Verbundsystem (WDVS)Hinterlüftete Fassade
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Bewertung des Brandverhaltens im Labor
In Deutschland werden bewertet Brandverhalten der verwendeten Baustoffe Brandverhalten des Systems insgesamt
Grundforderung für Dämmstoffe als Material: B2 / E (normalentflammbar)
Prüfung des Systems Gilt nur für die Komponenten mit der Baustoffklasse die
vor der Prüfung festgestellt wurde Kann aber zu einer besseren Klassifizierung für das
System führen, als die Klassen einzelner verwendeterBaustoffe
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Laborprüfungen nach ETAG 004ETICS (WDVS) mit EPS (für ETICS Klasse B, C, D)
Prüfung mit dem Kleinbrenner nach EN ISO 11925-2 mit den folgenden Beflammungszeiten: Dämmstoff – 15 s Prüfung weiterer Komponenten – 15 s Prüfung des Systems – 30 s
Vollständiges WDVS (ETICS) imSBI nach EN 13823 Brenner 30 kW Prüfzeit 20 Minuten
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Klassifizierung von WDVS nach ETAG 004
A1/A2
B
C
D
E
F
EPS FR
WDVS mit EPS FR
Kleinbrennertest für Komponenten SBI Prüfung für System
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Zusätzliche Anforderung - Großversuch
In vielen Ländern (z.B. Deutschland) werden für höhere Gebäude Großversuche zusätzlich zur Prüfung im Labormaßstab gefordert
Diese basieren auf Einer Analyse der möglichen Brandszenarien an der Fassade Einer Analyse der für die Sicherheit erforderlichen
Eigenschaften von Fassadenbekleidungen Einer Analyse der Faktoren, die im Laborversuch nicht
ausreichend dargestellt werden können
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1. Brand eines benachbarten Gebäudes
3. Brand innerhalb eines Gebäudes
2. Brand außerhalb des Gebäudes
Strahlung
Fassadenbrände in der Realität Brandszenarien
Eine Analyse der zu erwartenden Brandlasten zeigte, dass beim Brand aus einem Raum eine maximale Brandbelastung der Fassade zu erwarten ist
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Brandübersprung von Stockwerk zu StockwerkSteinfassade ohne Dämmung
12. Minute„flash-over“
1. Etage
20. Minute„flash-over“
2. Etage
25. Minute
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Beispiele für FassadenbrändeStein Fassaden
Flashover in einem Raum in Kopenhagen
Gebäudebrand in UK
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Voraussetzungen und Anforderungen an die Fassade für die Sicherheit im Brandfall
Wenn in einem Raum ein flash-over stattfindet, werden die Flammen immer das nächste Stockwerk erreichen
Nach einiger Zeit werden die Fenster im nächsten Stockwerk zerbrechen –der Raum wird entzündet und erreicht nach einer Weile den flash-over
Es ist aber wichtig, zu verhindern, dass der Brand sich schnell über die Fassade nach oben ausbreitet
Es dürfen keine großen brennenden Teile abfallen
Dies ist nur für höhere Gebäude relevant (mehr als zwei oder drei Stockwerke)
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Was kann zu einer Brandausbreitung führen? Thermoplasticher Dämmstoff – Verhalten über dem Sturz wenn Flammen aus einem Raum schlagen
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Was kann zu einer Brandausbreitung führen? Thermoplasticher Dämmstoff – Verhalten über dem Sturz wenn Flammen aus einem Raum schlagen
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Brand und hinterlüftete Fassaden
Wenn keine Brandsperren vorhanden sind, breiten sich die Flammen wie in einem Kamin nach oben aus
Sogar wenn nichtbrennbare Dämmstoffe verwendet werden, kann diese Brandausbreitung stattfinden
Nur in Großversuchen kann die Wirksamkeit von Brandsperren nachgewiesen werden
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Labor-Versuche oder Großversuche?
Laborversuche (Kleinbrenner, SBI) für die Bestimmung von: Brandverhalten und Durchbrandwiderstand der Oberfläche Brandverhalten der verwendeten Komponenten
Laborversuche reichen nicht aus zur Bestimmung von: Mechanischem Verhalten des Systems im Brandfall Versagen an besonderen konstruktiven Stellen, wie Sturz Brandausbreitung in Hinterlüftungsspalten Wirksamkeit von Brandschutzmaßnahmen
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Anforderungen in Deutschland
Gebäude bis 7 m* Alle Baustoffe und die verwendeten Systeme mindestens
normalentflammbar Gebäude bis 22 m* Dämmstoffe mindestens normalentflammbar Systeme (einschließlich Dämmstoffen mindestens
schwerentflammbar Großversuch (bei WDVS mit EPS ab einer Dicke von 100 mm)
Höhere Gebäude (Hochhäuser + bestimmte Sonderbauten) Alle Baustoffe (auch Dämmstoffe) nichtbrennbar Zusätzliche Anforderungen für hinterlüftete Fassaden
(zu prüfen ggf. In Großversuch mit verschärften Bedingungen)
* Oberste Geschossdecke
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Großversuch in DeutschlandGebäude > 7 m* und bis 22 m* und Dämmstoffdicke >100 mm oder hinterlüftete Fassade
Prüfstand nach DIN 4102-20 Höhe 6 m Simulierte Fensteröffnung am
unteren Ende Zündquelle (für Gebäude bis 22m): Holzkrippe, 25 kg
oder Gasbrenner, ca. 340 kW, 20
Minuten Simuliertes Szenario: Raumbrand (flashover)
*oberste Geschossdecke
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„Sturzabschottung“ geprüft nach DIN 4102-20
Mit Putz nach Prüfung Dämmung nach der Prüfung (Putz entfernt)
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Brandriegel um das Gebäude
Realistische Prüfungen an echten Gebäuden
Nach der Prüfung nach DIN 4102-20
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Akzeptierte konstruktive Lösungen für Fassaden mit EPS WDVS in Deutschland (Dämmdicke > 100 mm)Gebäude von 7m bis 22m
Voraussetzung: Ausreichend stabile DeckschichtenEine Lösung ist der Sturzschutz Eine weitere Lösung
sind Brandriegel um das Gebäude
Zusätzlicher vertikaler Schutz bei vorgesetzten Fenstern notwendig
BR
BR
Zusätzliche vertikale Barrieren werden an Brandwänden gefordert
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Anwendung von Brandriegeln – Beispiele für geprüfte und zugelassene Lösungen in Deutschland
Detailinformationen für unterschiedliche Gebäude wurden vom Fachverband WDVS erarbeitet (Systeminfo))
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Vergleich der Vorgehensweise in verschiedenen Ländern
Kleine Gebäude – mindestens Klasse E Baustoffe
Mittlere Gebäude (bis 22 m) Mindestens Klasse B oder C
(bisher B1 DIN 4102) für das System
Zusätzlich Großversuche Hochhäuser Nichtbrennbare Produkte Ggf. zusätzlich Großversuche
Kleine und mittlere Gebäude (bis18 m) Keine speziellen Anforderung
Höhere Gebäude(>18 m) und andere als riskant bewerteteGebäude: Brennbare Produkt können
verwendet werdenaber Ein Großversuch mit härterer
Beanspruchung als nach DIN 4102-20 muss bestandenwerden
Deutschland, Österreich … Grundsätzlich anderer Ansatz, UK
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Zwei Levels: - Unterschiedlich große Versuchsstände- Unterschiedliche Brandbeanspruchung
Zukünftiger Großversuch in Europa? (EOTA)2 Levels
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Beurteilung von WDVS heute und in Zukunft –Warum gibt es immer wieder Hochhausbrände? Beipiele
Berlin – WDVS auf verlorener Schalung – nicht zulassungskonform Delmenhorst
– Unverantwortlich hohe Brandlast vor der Gebäudewand– WDVS wurde mit zerstört war aber nicht ursächlich für die
Brandausbreitung in den Dachstuhl CCTV Tower in Peking: Hinterlüftete Fassade mit brennbarem
Dämmstoff an Hochhaus (ohne jegliche Brandsperren) Brand in Roubaix in Frankreich:
– Hinterlüftete Verkleidungen aus B2 Alucobond, Glasfaserdämmung– Keine Brandsperren Polat Tower in der Türkei
– Hinterlüftete Verkleidungen aus B2 Alucobond, Mineralwolle-dämmung
Fassadenbrand in Rostock – Kunststoffbalkonverkleidungen – keinWDVS - Brand über alle Stockwerke
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Die großen Fassadenbrände der letzten Jahre zeigten also , dass die in Deutschland festgelegten Regelungen vernünftig sind
Alle Versuche und Regelungen konzentrierten sich jedoch bisher auf das fertige Fassaden-System
Die Sicherheit auf Baustellen wird im deutschen Baurecht bisher nicht geregelt
Aber WDVS werden oft an bereits bewohnten Gebäuden angebracht (Renovierung)
Es gab einige Brandfälle, nach denen begonnen wurde dieses Thema genauer zu untersuchen
Sicherheit während der Bauphase
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Brand in Shanghai 2010
58 Tote Brennbare Bambusgerüstplatten und
Sicherheitsnetze aus Nylon PU Dämmung bis zum 12. Stockwerk –
verputzt nur bis zum 8. Stockwerk B3 Dämmung – entzündet durch
Schweissfunken, während des Anbringens des Sprühschaums
Die Hauptgründe für dieses Unglückwaren Schlechtes Baustellenmanagement Leicht entflammbare Dämmung Schweissarbeiten gleichzeitig mit
Schäumarbeiten
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Brand Adickesalle in Frankfurt - Fakten
Brand auf einer Baustelle Mai 2012 Fassade auf der abgebrannten Seite
bereits mit Putz und Armierung Längsseite des Gebäudes (kaum
betroffen) unverputzt Brandursache unbekannt Vermutet wird als primäre Brandlast
gelagertes Styropor (vermutlich auch andere brennbare Materialien wie Dachpappe)
Keine Toten oder Verletzten da das Gebäude unbewohnt war
Schnelle Brandentwicklung und extreme Rauchentwicklung
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Brand in Frankfurt, 2012Kein Personenschaden, aber große Aufmerksamkeit von Medien und Gesetzgebern
Fassadendämmsystem nicht vollständig fertiggestellt
Größere Mengen an brennbaren Materialien gelagert vor dem Gebäude
Zustand nach Beseitigung des Brandschadens
August 2012
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Halbfertiges Fassadensystem - Zustand
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Unverputzte, „offene“ Anschlüsse am Sockel und dem Eingang
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Fragen nach diesem Brand
Welche Risiken bestehen während der Bauphase, wenn WDVS angebracht werden?
Unverputztes EPS
Teilweise verputztes EPS
Kann gelagertes EPS durch kleinere Zündquellen entzündet werden?
Versehentlich
Durch Vandalismus
Durch Schweissarbeiten etc.
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Brandausbreitung an EPS – B1/E im Bauzustand
Flammgeschütztes EPS wird nicht spontan abbrennen wenn ein Raumbrand auftritt
Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass unter besonders ungünstigen Umständen eine Brandausbreitung eintritt (wenn zuviel geschmolzenes Material sich sammeln kann und einer intensiven Zündquelle ausgesetzt wird)
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Weitere Untersuchungen Unverputztes EPS an einer Wand
Flammgeschütztes EPS wird von Zündquellen, wie einem Bengalo, nicht nachhaltig entzündet
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Weitere Untersuchungen –Gelagertes EPS auf Baustelle
Zündquelle: Brennendes Papier
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Weitere Untersuchungen –Gelagertes EPS auf Baustelle
Zündquelle: Bengalo
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Weitere Untersuchungen –Gelagertes EPS auf Baustelle
Zündquelle: 1 Liter Benzin
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Weitere Untersuchungen –Gelagertes EPS auf Baustelle
Zündquelle: Gasbrenner
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Gelagertes EPS wird nicht von kleinen und mittleren Zündquellen entzündet
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Aber jedes brennbare Produkt kann entzündet werden, wenn ausreichend intensive Zündquellen vorhanden sind
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EPS kann in Fassaden sicher verwendet werden Flammgeschütztes EPS bietet zusätzliche Sicherheit, besonders während der BauphaseDie Sicherheit des Dämmsystems hängt vom gesamten Systemaufbau ab, nicht nur von der Brandklasse der verwendeten Baustoffe
Zusammenfassung – EPS gedämmte FassadenBrandsicherheit von WDVS
Brandversuche in GrazEin brennender
Müllcontainer zerstört das WDVS im Bereich der Brandeinwirkung,
führt aber nicht zu einer Brandausbreitung über
die Fassade
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Zusammenfassung – Brandsicherheit von WDVS mit brennbaren Dämmstoffen
Die Sicherheit im Brandfall wird beeinflusst durch die Eigenschaften von Dämmstoff Putze, Armierung und Endbeschichtung Konstruktive Brandschutzmaßnahmen (wie Brandriegel)
Wichtig ist korrekte (der Zulassung entsprechende Verarbeitung Verwendung der Komponenten, die der Zulassung
entsprechen
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Solange ein WDVS mit brennbarem Dämmstoff nichtfertiggestellt ist (nicht oder nur teilweise verputzt) besteht einhöheres Brandrisiko als nach der Fertigstellung
Keine größeren Mengen an brennbaren Materialien solltendirekt an einer solchen Fassade gelagert werden
Allgemeine Regeln für sicheres Arbeiten (z. B. fürSchweißarbeiten) müssen beachtet werden
Es gibt bereits entsprechende Leitlinien (z.B. http://vds.de/fileadmin/vds_publikationen/vds_2021_web.pdf)
ZusammenfassungBrandsicherheit auf der Baustelle
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Abschließende Bewertung der Risiken
Jährlich gibt es in Deutschland Hunderte von Brandtoten Die meisten Todesfälle gibt es in der Wohnung, in der der
Brand ausgebrochen ist Brand- und Rauchausbreitung über mehrere Stockwerke findet
in der Regel im Inneren des Hauses statt (Brand in Backnang, Brand in Metzingen, Brand im Behindertenheim imSchwarzwald)
Bei kleineren Gebäuden findet die Brandausbreitung in den Dachstuhl oft unabhängig von der Fassade statt
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Abschließende Bewertung der Risiken
Bei Fassaden gibt es mehrere Möglichkeiten einerBrandausbreitung In Hohlräumen Über Balkonverkleidungen Über WDVS, wenn
– Das WDVS nicht fertiggestellt ist– Verarbeitungsfehler vorliegen
In Deutschland sorgen die Vorschriften dafür, dass in der Brandstatistik Fassadenbrände keine Rolle spielen
Durch sorgfältige Verarbeitung und Einhaltung der Zulassungen können wir dafür sorgen, dass das so bleibt
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