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BERATUNGSLEISTUNGENMachbarkeitsstudienBrandschutzkonzepteRauchschutznachweise EvakuierungsnachweiseBemessung SonderbauteileGutachterliche Detailstellungnahmen
INGENIEURMETHODENCFD-RauchgassimulationZonenmodellsimulationPlumemodellePersonenstromsimulationFinite-Elemente-MethodeProbabilistische Ansätze
Sicher hoch hinaus – Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige HolzbautenDr.-Ing. Michael Dehne
Neue Regelungen und Innovationen im Holzbau – Chancen für die Praxis
Dehne, Kruse & PartnerBrandschutzingenieureWindmühlenweg 2238518 Gifhorn
Tel.: +49(0) 5371 9376059Fax: +49(0) 5371 9376061Mail: [email protected]://www.kd-brandschutz.de
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Inhalt
• Einleitung
• Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK)
• Knackpunkte für BSK im Holzbau• Praxisbeispiele
– Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg – Pflegeheim in Salzwedel
• Zusammenfassung
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Einleitung
• Ganzheitliche Brandschutzkonzepte bei– Sonderbauten (Verkaufsstätten, Hochhäuser…etc.)
– generell bei Abweichungen vom Baurecht
• Nachweis der Schutzziele gemäß § 14 MBO– Ausbreitung von Feuer und Rauch vorbeugen
– Flucht und Rettung sowie wirksame Löscharbeiten der Feuerwehr gewährleisten
Wirksame LöscharbeitenFlucht und Rettung
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Inhalt
• Einleitung
• Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK)
• Knackpunkte für BSK im Holzbau• Praxisbeispiele
– Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg– Pflegeheim in Salzwedel
• Zusammenfassung
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Aufbau von Brandschutzkonzepten
Baulicher Brandschutz
Baulicher Brandschutz
Anlagentechnischer Brandschutz
Anlagentechnischer Brandschutz
Abwehrender Brandschutz
Abwehrender Brandschutz
Organisatorischer Brandschutz
Organisatorischer Brandschutz
GesamtkonzeptGesamtkonzept
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Gliederung von Brandschutzkonzepten
• Angaben zum Gebäude– Lage, Abmessungen, Nutzung– Risikobetrachtung– Bauordnungsrechtliche Einstufung
• Beurteilungsgrundlagen– Rechtliche Grundlagen– Planungsunterlagen
• Äußere Erschließung– Flächen für die Feuerwehr– Feuerwehrzugänge– Löschwasserversorgung
• Rettungskonzept– Horizontale Rettungswege– Vertikale Rettungswege
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Gliederung von Brandschutzkonzepten
• Bauliche Brandschutzmaßnahmen– Tragende Wände, Decken…– Dachtragwerk– Außenwände– Brandwände (Brandabschnitte, Rauchabschnitte)– Treppen und Treppenräume– Flure– Trennwände– Ausbau (Schächte, Unterdecken, Hohlraumestriche,
Doppelböden, Wand- und Deckenverkleidungen, Fußbodenbeläge, Dämmungen)
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Gliederung von Brandschutzkonzepten
• Anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen– Brandmeldeanlage– Alarmierungsanlage– Anlagen für die Feuerwehr (trockene und nasse
Steigleitungen, Gebäudefunkanlage, Feuerwehraufzug)– Selbsthilfeanlagen (Feuerlöscher, Wandhydranten)– Löschanlagen– Brandfallsteuerung von Aufzügen– Rauchableitung, Entrauchungsmaßnahmen– Feststellanlagen für Brand- und Rauchschutztüren– Ersatzstromversorgung– Sicherheitsbeleuchtung– Funktionserhalt– Blitzschutz
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Gliederung von Brandschutzkonzepten
• Organisatorische Brandschutzmaßnahmen– Brandschutzordnung– Flucht- und Rettungspläne– Feuerwehrpläne– Selbsthilfekräfte für den Brandschutz– Brandschutzbeauftragter– Brandschutz während der Bauzeit
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Inhalt
• Einleitung
• Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK)
• Knackpunkte für BSK im Holzbau• Praxisbeispiele
– Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg– Pflegeheim in Salzwedel
• Zusammenfassung
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Knackpunkte für BSK im Holzbau
• Kompensation von brennbaren Bauteiloberflächen (sichtbare Holzelemente)
• Kapselung von Hohlräumen in Holzbauteilen (Holzrahmenbau, Holztafelbau)
• Öffnungen für Durchführungen in raumabschließenden Holzbauteilen (Abschottungen R/S/K – 30/60/90)
• Brennbare Fassaden
• Unterspannungen von Holzbindern im Hallenbau
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Kompensation sichtbarer Holzbauteile
• Brandschutzbeschichtungen in Verbindung mit automatischen Brandmeldern
Frühzeitige Entdeckung eines Brandes und Schutz der Holzkonstruktion durch eine Brandschutzbeschichtung bis zum Beginn von Löschmaßnahmen
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• fünfgeschossig, OKF < 13 m
• Hotelnutzung (Sonderbau!)
• Anforderung F 90-AB
Fallbeispiel
Gebäude in Brettstapelbauweise
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Fallbeispiel
• Treppenräume u. Kerne massiv
• F 90-AB + M (Brandwandqualität)
• 2 bauliche Rettungswege (im Rettungswegbereich ausschließlich nichtbrennbare Bauteiloberflächen)
F 90-AB
Treppenraum
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Fallbeispiel
• tragende Wände F 90-B
• in NE sichtbare Holzstützen F 90-B
F 90-AB
Treppenraum
F 90-B
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Fallbeispiel
• Decken F 90-B
• in NE sichtbare Unterseiten
• Brandschutzbeschichtung B1
F 90-AB
Treppenraum
F 90-B
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Fallbeispiel
• Wände Fluchtwege F 30(-BA)
• Trennwände Hotelzimmer F 30-B
• Unterdecken Flur A-Baustoffe
• Türen zum Treppenraum RS
F 90-AB
Treppenraum
F 90-B
Flur
F 30(-BA)
F 30-B
T 30
RS
RSRS
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Fallbeispiel
• Brandmeldeanlage
• Rauchmelder in Fluren (MBeVO)
• Rauchmelder in Hotelzimmern
• Alarmierungsanlage
F 90-AB
Treppenraum
F 90-B
Flur
F 30(-BA)
F 30-B
RS
T 30
RSRS
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Kompensation sichtbarer Holzbauteile
• Vollsprinklerung– Verhinderung der Entstehung eines Brandes,
der die Holzkonstruktion entzünden könnte– Im Holzbau Hochdruckwassernebelanlagen
sonnvoller als gewöhnliche Sprinkleranlagen (geringerer Wasserverbrauch, weniger Löschwasserschäden)
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Fallbeispiel
• Vollsprinklerung nach VdS 4001
• Tragkonstruktion F 30-B
• Wände Fluchtwege F 30(-BA)
• Türen zum Treppenraum RS
F 90-AB
Treppenraum
F 30-B
Flur
F 30-A T 30
RS
RSRS
(-BA)
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Kapselung von Hohlräumen
• Verhinderung eines Brandeintrages in die Holzbauteile– Glutnester im Inneren– Verdeckter Glimmbrand– Verzögerter Tragfähigkeitsverlust
• Holztragkonstruktion beteiligt sich für definierte Zeiträume (z.B. 60 Minuten bei Kapselklasse K 60) nicht am Brand
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Kapselung von Hohlräumen
• Häufige Fehler: keine Volldämmung, Installationen direkt neben Holzständern, brennbare aussteifende Teile, kein Fugenversatz
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Kapselung von Hohlräumen
• Ausschließlich nichtbrennbare Bekleidungen• Volldämmung• Mindestabstand Holzständer von Installationen
≥15 cm
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Kapselung von Hohlräumen
• Optimale Lösung zur Vermeidung von Hohlraumbränden: Volldämmung aus Mineralwolle Schmelzpunkt > 1000°C, Brandschutzbekleidung und Installationen in Vorwandebene
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Abschottungen
• Nach § 40 (1) MBO 2002:– Bei Durchführung von Leitungen durch
raumabschließende Bauteile Maßnahmen gegen Brandübertragung erforderlich!
– Ausnahmen: GK 1 und GK 2, innerhalb von Wohnungen, innerhalb von 400 m²-Nutzungseinheiten über ≤ 2 Geschosse
⇒ zugelassene Abschottungen in F 30-Holzbauteilen der GK 3 erforderlich!
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Abschottungen
• Möglichkeiten der Installationsführung:– Schächte ohne Feuerwiderstand mit Abschottungen in
Deckenebene, die den Feuerwiderstand der Decken aufweisen
– Durchgehende Schächte mit Feuerwiderstand ohne Abschottung in Deckenebene und mit Abschottung der Rohre/Kabel aus dem Schacht heraus
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Abschottungen
60
hochfeuerhemmende
hochfeuerhemmende
60
60
6060 60 60 60
Abschottung in Decken-bzw. Wandebene
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Abschottungen
durchgehen-der F 60-Schacht und Abschottung aus Schacht heraus
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Abschottungen in Holzbalkendecken
• Problem: Auf dem Markt erhältliche Abschottungen für Durchführungen besitzen keine Zulassung für Holzbauteile
• Lösungsansätze: – Auslaibung der Bauteilöffnung und Einsatz von für Massivbauteile
zugelassenen Abschottungen über Zustimmung im Einzelfall oder– Einbau von Teilstücken aus Porenbeton mit Aussparungen für die
Abschottungen
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Abschottungen in Holzbalkendecken
F 30-DeckeGebäudeklasse 3
RahmenK/R/S-30-Schott12,5 mm GKF-oder GF-Platte
F 60-Decke Gebäudeklasse 4
RahmenK/R/S-60-SchottBrandschutz-bekleidung
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Abschottungen in Holzbalkendecken
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Gefahrenpotential brennbarer Fassaden
• Gefahr einer vertikalen Brandausbreitung über die gesamte Fassade
• Bei hinterlüfteten Holzfassaden ohne Abschottung in Geschossdeckenebene:– Brandausbreitung im Fassadenzwischenraum (insbesondere bei
brennbaren Dämmstoffen)– Kamineffekt– zweiseitige Brandbeanspruchung
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Lösungsansätze
• Bildung von Feuerüberschlagswegen– Abschnitte ≥ 1,0 m mit B1- bzw. A2-Platten– über Fenstern und links und rechts von Wohnungstrennwänden
und Brandwänden
• Abschottung in Geschossdeckenebene– durch nichtbrennbare Dämmstoffe oder– im Brandfall dämmschichtbildende Dichtstreifen
• Verhinderung des Kamineffektes– durch nichtbrennbare Baustoffe in der Hinterlüftungsebene
• Sprinklerung– verdichtet im Fassadenbereich– Abstand letzte Sprinklerreihe zur Fassade (≤ 1,5 m)
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Feuerüberschlagsweg und Abschottung
Brüstungselement mit Bekleidung aus B1- oder A-Baustoff, h ≥ 1,0 m
Hinterlüftungsebene der Fassade im Bereich der Geschossdecke durch dämmschichtbildendeDichtstreifen schließen
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Sprinklerung
Sprinkler
≤ 1,5 m
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Abstandsproblematik bei Fassaden
• Nach § 6 Abs. 8 Landesbauordnung Berlin:– Tiefe der Abstandsflächen von Gebäuden mit
Wandoberflächen aus normalentflammbaren Baustoffen mind. 5 m
⇒ Problem im innerstädtischen Bereich– Nachweis der Unbedenklichkeit mittels
Ingenieurmethoden (Brandsimulation), wenn vorhandener Abstand ≥ 3 m
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Abstandsproblematik
3 m
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Unterspannte Bogenbinder
• Auf Zug beanspruchte Unterspannungen nur bei kleinen U/A-Werten und Spannungen in F 30 möglich
• Einsatz von Brandschutzbeschichtungen bei Stahlzuggliedern durch Zulassung nicht abgedeckt
Versagensmechanismus
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Unterspannte Bogenbinder
• Lösung: Nachweis, dass die Stahldehnung begrenzt bleibt; Stahldehnung nimmt ab 300°C stark zu
• Ermittlung der Zuggliedtemperatur durch Brandsimulation (Tkrit ≈ 300 °C)
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Inhalt
• Einleitung
• Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK)
• Knackpunkte für BSK im Holzbau• Praxisbeispiele
– Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg– Pflegeheim in Salzwedel, Sachsen-Anhalt
• Zusammenfassung
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Ausführungsbeispiel 1
• viergeschossige Wohnanlage in Freiburg (Baden-Württemberg) in Holztafelbauweise
• Fußbodenhöhe oberstes Geschoss bei ca. 9,1 m
• 8 Nutzeinheiten (Wohnungen)
• 4 Wohnungen erstrecken sich über 2 Geschosse (Maisonette)
• begrünte Dachterrassen
• Treppe, Aufzugsschacht und Kellergeschoss in Massivbauweise (Stahlbeton)
• Baubeginn Ende 2005 (Vorfertigung); Errichtung Frühjahr 2006
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Einstufung und Beurteilungsgrundlagen
• nach § 2 MBO 2002 Einstufung in Gebäudeklasse 4
• nach § 2 LBO Gebäude mittlerer Höhe
• Beurteilung des Gebäudes nach LBO mit Ausnahme der tragenden, aussteigenden und/oder raumabschließendenBauteile, die nach MBO 2002 beurteilt werden
• Herstellung der tragenden, aussteifenden und/oderraumabschließenden Bauteile nach M-HFHHolzR
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Abweichungen
• nach § 26 MBO in Verbindung mit Ziffer 3.2 M-HFHHolzR: Ausführung der Brandschutzbekleidung in Kapselklasse K 60 nach DIN EN 13501-2. Im vorliegenden Fall Ausführung in K 30 geplant
• nach § 26 MBO und Ziffer 3.1.2 M-HFHHolzR sind inhochfeuerhemmenden Bauteilen ausschließlich nichtbrennbare Dämmstoffe zulässig.Im vorliegenden Fall sind in den Wänden brennbareDämmstoffe vorgesehen (ISOFLOC Zellulosedämmung B2)
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Kompensationsmaßnahmen
• flächendeckende Rauchmelderüberwachung nach DIN 14676
• sorgfältige Ausbildung der Bauteilanschlüsse hinsichtlich ihrer Rauchdichtigkeit
• abgestimmtes Haustechnikkonzept (Abschottungen durchraumabschließende Bauteile, Installationsebenen etc.)
• kurze Fluchtweglängen (maximal 20 m)
• optimale Bedingungen für die Freiburger Feuerwehr: 2 Unterflurhydranten, gesicherte Zufahrt und Feuerwehrbewegungsfläche + Aufstellflächen auf der Rückseite; Treppe in Massivbauweise
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Rauchwarnmelder nach DIN 14676
• Rauchmelder für Wohnungen und wohnungsähnliche Nutzung
• geringere Anforderungen und Kosten gegenüber Anlagen nach DIN 14675 und DIN VDE 0833 (keine Übertragungsanlage, BMZ, Funktionserhalt etc.)
• Vernetzung der Melder
• Verbindung der Melder mit Schnittstellenmodul, Aufschaltung aufTelefonwählgerät⇒ Wachdienst ⇒ Feuerwehr
• Zentraleinheit mit Display im Treppenhaus
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Rauchmelderausstattung im UG
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Rauchmelderausstattung im 1. OG
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Rettungskonzept
Feuerwehraufstellflächen nach DIN 14090
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Baulicher Brandschutz
- Gipskartonbauplatte 12,5 mm
- Vorwandschale 60 mm
- Abstand 10 mm
- Gipsfaserplatte 10 mm
- Gipsfaserplatte 12,5 mm
- OSB-Platte 15 mm
- KVH / Dämmung 160 mm
- OSB-Platte 15 mm
- Gipsfaserplatte 12,5 mm
- Gipsfaserplatte 10 mm
- Installationsebene 40 mm
- Gipskartonbauplatte 12,5 mm
• Aufbau Wohnungstrennwände F 60 / K 30
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Baulicher Brandschutz
• Aufbau Decken F 60 / K 30- Parkett 20 mm
- Zementestrich 45 mm
- Trittschalldämmung 20 mm
- Fermacell Wabenschüttung
- BFU-Platte 21 mm
- Deckenbalken / Dämmung
- Federschiene 28 mm
- Gipsfaserplatte 12,5 mm
- Gipsfaserplatte 10 mm
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Anschluss Außenwand/Decke
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Brandschutzbekleidung
• Derzeit keine Prüfzeugnisse für Wandaufbauten mit Brandschutzbekleidungen der Kapselklasse K 30 nach DIN EN 13501-2 vorhanden.
• Brandversuch in Anlehnung an DIN EN 14135 zum Nachweis der Kapselwirkung (MPA Braunschweig)
• Zustimmung im Einzelfall auf Grundlage eines Gutachtens der MPA basierend auf den Versuchsergebnissen
∆ Tmittel ≤ 250 K ∆ Tmax ≤ 270 K
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Brandversuch (Nachweis K 30)
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Brandversuch (Nachweis K 30)
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Temperaturen
Temperaturen auf der Holzwerkstoffplatte < 100 °C
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Brandversuch (Nachweis K 30)
Wandelement
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Brandversuch (Nachweis K 30)
Deckenelement
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Brandversuch (Nachweis K 30)
Keine Verkohlungen, sogar im Bereich der Schrauben!
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Brandversuch (Nachweis K 30)
Keine Pyrolyseprodukte in der Dämmstoffebene (ISOFLOC Zellulosedämmung) feststellbar
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Visualisiertes Brandschutzkonzept
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Ausführungsbeispiel 2
• dreigeschossiges Pflegeheim in Salzwedel (Sachsen-Anhalt)
• Fußbodenhöhe oberstes Geschoss bei ca. 5,8 m (Gebäude geringer Höhe)
• zwei dreigeschossige Gebäudeflügel (Abmessungen ca. 30 m x 15 m) und ein zweigeschossiger Verbindungsflügel
• Nach § 56 BauO LSA Sonderbau
• Beurteilung nach BauO LSA in Verbindung mit derBbgKPBauV und der M-HFHHolzR
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Abweichungen
• Nach § 3 BbgKPBauV sind tragende Bauteile in mehrgeschossigen Pflegeheimen feuerbeständig (F 90-AB) auszuführen. Im vorliegenden Fall Ausführung in F 90-B mit Bekleidung der Kapselklasse K 30 geplant.
• Nach § 3 BbgKPBauV sind Außenwände mehrgeschossiger Pflegeheime nichtbrennbar herzustellen.Im vorliegenden Fall Ausführung der tragenden Außenwände mit Holzfaserdämmplatten und mineralischen Putz in F 90-B (System INTHERMO).
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Kompensationsmaßnahmen
• sorgfältige Ausbildung der Bauteilanschlüsse hinsichtlich ihrer Rauchdichtigkeit
• abgestimmtes Haustechnikkonzept (Abschottungen durchraumabschließende Bauteile, Installationsebenen etc.)
• kurze Fluchtweglängen (maximal 25 m)
• optimale Bedingungen für die Feuerwehr Salzwedel, die nächste Feuerwache befindet sich in 200 m Entfernung
• Trepperäume und Brandwände in Massivbauweise
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Anlagentechnik
• Gemäß § 14 BbgKPBauV müssen Pflegeheime eine Brandmeldeanlage mit nichtautomatischen und automatischen Brandmeldern sowie Alarmierungsanlagen aufweisen (DIN 14675 und DIN VDE 0833).
• Sicherheitsbeleuchtung nach § 11 BbgKPBauV
• Ersatzstromversorgung nach VDE 0108
• Trockene Steigleitungen nach § 13 BbgKPBauV
• Funktionserhalt für der Sicherheit dienende elektrische Anlagen nach MLAR; E 30 für– Brandmeldeanlage, Alarmierungsanlage, Sicherheitsbeleuchtung,
Rauchabzugsanlagen, Brandfallsteuerung Aufzüge
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Aufbau tragende Wände
• 2 x 12,5 mm Gipsfaserplatte (Fermacell)
• Ständerwerk ca. 60/120 mm, Volldämmung aus nichtbrennbaren Baustoffen (Mineralfaser der Rohdichte mind. 30 kg/m³, Schmelzpunkt > 1000 °C)
• 2 x 12,5 mm Gipsfaserplatte (Fermacell)
• F 90-B Kapselklasse K 30
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Inhalt
• Einleitung
• Prinzipieller Aufbau von ganzheitlichen Brandschutzkonzepten (BSK)
• Knackpunkte für BSK im Holzbau• Praxisbeispiele
– Viergeschossige Wohnanlage in Freiburg – Pflegeheim in Salzwedel
• Zusammenfassung
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Zusammenfassung
• Durch ganzheitliche Brandschutzkonzepte lassen sich die Risiken der Holzbauweise kompensieren.
• Die Verwendung moderner Anlagentechnik und neuer Produkte ermöglicht auch Holzbauten, die den Rahmen der MBO 2002 und der Muster-Holzbaurichtlinie sprengen
• Bei Abweichungen von den Beurteilungsgrundlagen ist darauf zu achten, dass die allgemeinen Schutzziele durch geeignete Ersatzmaßnahmen trotzdem erfüllt werden
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Dehne, Kruse & PartnerBrandschutzingenieure
Windmühlenweg 2238518 Gifhorn
http://www.kd-brandschutz.de