Musterbauordnung und Musterholzbaurichtlinie - Dehne, Kruse ...
Musterbauordnung und Musterholzbaurichtlinie - Dehne, Kruse ...
Musterbauordnung und Musterholzbaurichtlinie - Dehne, Kruse ...
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
INGENIEURMETHODEN<br />
CFD-Rauchgassimulation<br />
Zonenmodellsimulation<br />
Plumemodelle<br />
Personenstromsimulation<br />
Finite-Elemente-Methode<br />
Probabilistische Ansätze<br />
BERATUNGSLEISTUNGEN<br />
Machbarkeitsstudien<br />
Brandschutzkonzepte<br />
Rauchschutznachweise<br />
Evakuierungsnachweise<br />
Bemessung Sonderbauteile<br />
Gutachterliche Detailstellungnahmen<br />
<strong>Musterbauordnung</strong> <strong>und</strong> <strong>Musterholzbaurichtlinie</strong> –<br />
von der Forschung zur Praxis<br />
Dr.-Ing. Michael <strong>Dehne</strong><br />
Neue Regelungen <strong>und</strong> Innovationen im Holzbau – Chancen für die Praxis<br />
<strong>Dehne</strong>, <strong>Kruse</strong> & Partner<br />
Brandschutzingenieure<br />
Windmühlenweg 22<br />
38518 Gifhorn<br />
Tel.: +49(0) 5371 9376059<br />
Fax: +49(0) 5371 9376061<br />
Mail: dehne@kd-brandschutz.de<br />
http://www.kd-brandschutz.de
Inhalt<br />
• Einleitung<br />
• Bauordnungsrechtliche Einstufung des<br />
Holzbaus nach MBO 2002<br />
• Forschungsergebnisse zum Brandschutz<br />
mehrgeschossiger Holzbauten<br />
• Einbringen der Ergebnisse in eine Muster-<br />
Richtlinie für mehrgeschossige Holzbauten<br />
• Zusammenfassung
Einleitung<br />
• Erweiterung des mehrgeschossigen Holzbaus von drei<br />
auf fünf Vollgeschosse durch<br />
– MBO 2002 in Verbindung mit<br />
– Muster-Holzbaurichtlinie 2004 (www.is-argebau.de)<br />
• Lösungsansätze zur Beibehaltung des<br />
brandschutztechnischen Sicherheitsniveaus<br />
• Beherrschung des Brandrisikos durch „BA-Bauweise“<br />
– Hochfeuerhemmende Bauteile (F 60-BA)<br />
– Bauteiloberfläche nichtbrennbar<br />
– Kapselung der brennbaren Tragkonstruktion
Inhalt<br />
• Einleitung<br />
• Bauordnungsrechtliche Einstufung des<br />
Holzbaus nach MBO 2002<br />
• Forschungsergebnisse zum Brandschutz<br />
mehrgeschossiger Holzbauten<br />
• Einbringen der Ergebnisse in eine Muster-<br />
Richtlinie für mehrgeschossige Holzbauten<br />
• Zusammenfassung
Gebäudeklassen nach MBO 2002
Bauordnungsrechtliche Anforderungen<br />
• Gebäude geringer Höhe (Fußbodenhöhe ≤ 7 m):<br />
– Gebäudeklassen 1 bis 3<br />
– feuerhemmend (F 30-B) i.d.R. ausreichend (KG GK 3 F 90-AB)<br />
• Gebäude mittlerer Höhe (7 m < Fußbodenhöhe ≤ 13 m):<br />
– neue Gebäudeklasse 4<br />
– Hochfeuerhemmende Konstruktionen (F 60-BA)<br />
• Gebäude mittlerer Höhe (> 13 m)<br />
– Gebäudeklasse 5<br />
– feuerbeständige Konstruktionen (F 90-AB)<br />
– Holzbauten hier nur über ganzheitliche Brandschutzkonzepte<br />
möglich
Anforderungen GK 3 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
• Wohnnutzung<br />
• dreigeschossig, OKF < 7 m
Anforderungen GK 3 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
F 30<br />
• Tragende Wände F 30-B<br />
(Ausnahme: Kellergeschoss)<br />
• Treppenraum F 30 (–BA)<br />
• Treppen A oder F 30-B<br />
• Flurwände F 30 (–BA)
Anforderungen GK 3 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
F 30<br />
• Trennwände F 30-B<br />
• Decken F 30-B (Ausnahme<br />
Kellergeschoss)<br />
• Außenwandoberflächen<br />
normalentflammbar
Anforderungen GK 4 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
• Wohnnutzung<br />
• fünfgeschossig, OKF < 13 m
Anforderungen GK 4 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
F 60<br />
F 30<br />
• Tragende Wände F 60-BA<br />
(Ausnahme: Kellergeschoss)<br />
• Treppenraum F 60-BA + M<br />
• Treppen aus A-Baustoffen<br />
• Flurwände F 30 (–BA)
Anforderungen GK 3 (MBO 2002)<br />
Notw. Treppenraum<br />
Notw. Flur<br />
F 60<br />
F 30<br />
• Trennwände F 60-BA<br />
• Decken F 60-BA<br />
(Ausnahme Kellergeschoss)<br />
• Außenwandoberflächen<br />
schwerentflammbar B1
Brandschutz bei Holzbauten<br />
Folgende Punkte müssen bei Holzbauten besonders<br />
beachtet werden:<br />
• Zusätzlicher Eintrag von Brandlasten<br />
• Beteiligung an der Rauchgasentwicklung <strong>und</strong> an<br />
Pyrolyseprodukten<br />
• Gefahr von Nachentzündungen<br />
• Bildung von Glutnestern<br />
• Brandentstehung innerhalb der Konstruktion (Kurzschluss o.ä.)<br />
• Brandeinleitung <strong>und</strong> Brandweiterleitung über Installation<br />
• Rauchweiterleitung über Anschlüsse
Brandschutz bei Holzbauten<br />
Hohlraumkonstruktionen<br />
Konstruktive Maßnahmen gegen<br />
die Ausbreitung von Feuer <strong>und</strong> Rauch<br />
erforderlich!
Inhalt<br />
• Einleitung<br />
• Bauordnungsrechtliche Einstufung des<br />
Holzbaus nach MBO 2002<br />
• Forschungsergebnisse zum Brandschutz<br />
mehrgeschossiger Holzbauten<br />
• Einbringen der Ergebnisse in eine Muster-<br />
Richtlinie für mehrgeschossige Holzbauten<br />
• Zusammenfassung
Auswertung bisheriger Versuche<br />
• im Brandfall erforderliche Sicherheit mit<br />
Holzkonstruktionen gr<strong>und</strong>sätzlich erreichbar<br />
• offene Fragen hinsichtlich der Abschottungs- <strong>und</strong><br />
Anschlussproblematik<br />
– Führung von Installationen<br />
– Rauchdichtigkeit<br />
• Vergleich Holzständerbauweise - Stahlständerwände<br />
– vergleichbare Feuerwiderstandsdauer bei gleicher Bekleidung<br />
– größere Verformungen bei Stahlständerwänden
Realbranduntersuchungen<br />
10 min<br />
nach<br />
Brandbeginn
Realbranduntersuchungen<br />
15 min<br />
nach<br />
Brandbeginn
Realbranduntersuchungen<br />
35 min<br />
nach<br />
Brandbeginn
Realbranduntersuchungen<br />
Zustand nach<br />
dem Brand<br />
T<br />
Realbrand<br />
ETK<br />
t
Experimentelle Untersuchungen<br />
iBMB<br />
Brandversuche am Institut für Baustoffe, Massivbau<br />
<strong>und</strong> Brandschutz (iBMB) der<br />
Technischen Universität Braunschweig:<br />
• Laborversuche<br />
• Kleinbrandversuche<br />
• Großmaßstäbliche<br />
Versuche
Laborversuche<br />
iBMB<br />
• Definition der Schutzziele einer „brandschutztechnisch<br />
wirksamen Bekleidung“<br />
• Versuche mit dem Cone-Calorimeter gemäß ISO 5660<br />
– Abbrandverhalten von Holzständern<br />
– Bestimmung der Entzündungstemperatur<br />
– Wärmedurchgangverhalten der Bekleidungsmaterialien
Versuchsaufbau<br />
iBMB<br />
Cone-Heizer<br />
Probekörper<br />
Thermoelemente
Entzündungstemperatur<br />
iBMB<br />
700<br />
600<br />
Temperatur [°C]<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Entzündung des<br />
Holzständers bei ca. 320°C<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40<br />
Zeit [min]
Kleinbrandversuche<br />
iBMB
Brandbeanspruchung<br />
iBMB
Wärmedurchgang<br />
iBMB<br />
1000<br />
900<br />
27<br />
28<br />
Temperatur [°C]<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
29<br />
30<br />
31<br />
32<br />
33<br />
300 °C<br />
28 maßgebend!<br />
200<br />
100<br />
0<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
Zeit [min]
Großmaßstäbliche Versuche<br />
iBMB<br />
• Brandwandähnliche Wand in „BA“-Bauweise<br />
• Eckausbildungen Wand/Wand <strong>und</strong> Wand/Decke zur<br />
Beurteilung des Raumabschlusses<br />
• Untersuchung des Rauchdurchgangs<br />
• Verifizierung der Kleinbrandversuche im Großmaßstab<br />
• Bewertung von Holzständerkonstruktionen zukünftig auf<br />
der Basis von Kleinbrandversuchen
Brandwandersatzwand<br />
Holzständer<br />
Steinwolle<br />
15 mm + 12,5 mm<br />
Gipsfaserplatte<br />
Stahlblech 0,38 mm<br />
15 mm Gipsfaserplatte
Brandwandersatzwand<br />
iBMB
iBMB<br />
Probekörper nach Bleisackstoß<br />
• Raumabschluss <strong>und</strong><br />
Tragfähigkeit auch nach 6<br />
Stößen vollständig<br />
vorhanden<br />
Bleisack<br />
• Entzündung erst nach 90<br />
Minuten<br />
Brandbeanspruchung (ETK)<br />
• maximale Verformung in<br />
Wandmitte 3 cm
Eckausbildung Wand/Decke<br />
iBMB<br />
15 mm GF<br />
16 mm zem.-geb. Spanplatte B1<br />
Messung des<br />
Rauchdurchgangs<br />
Trockenunterbodenelement<br />
GF 2 x 12,5 mm<br />
Holzständer 80/180 mm<br />
100 mm Steinwolle<br />
Unterdecke (ungedämmt)<br />
12,5 mm GKF<br />
Messung des<br />
Rauchdurchgangs
Versuchsaufbau<br />
iBMB<br />
3 m<br />
3,5 m
Ergebnisse<br />
iBMB<br />
Brandversuch unter<br />
Normbrandbeanspruchung<br />
(ETK)<br />
• maximal 200 °C am Holz<br />
nach 60 Minuten<br />
Brandbeanspruchung (ETK)<br />
• Holzständer nach dem<br />
Brandversuch völlig unversehrt
Holzständer nach Brandversuch<br />
iBMB
Inhalt<br />
• Einleitung<br />
• Bauordnungsrechtliche Einstufung des<br />
Holzbaus nach MBO 2002<br />
• Forschungsergebnisse zum Brandschutz<br />
mehrgeschossiger Holzbauten<br />
• Einbringen der Ergebnisse in eine Muster-<br />
Richtlinie für mehrgeschossige Holzbauten<br />
• Zusammenfassung
Geltungsbereich <strong>und</strong> Begriffe<br />
• Muster-Richtlinie über brandschutztechnische<br />
Anforderungen an hochfeuerhemmende Bauteile in<br />
Holzbauweise – M-HFHHolzR<br />
• Gebäude der Gebäudeklasse 4<br />
• tragende <strong>und</strong> aussteifende Teile aus Holz oder<br />
Holzwerkstoff<br />
• Bauteile hochfeuerhemmend (F 60)<br />
– Brandschutztechnisch wirksame Bekleidung<br />
(Brandschutzbekleidung für Kapselkriterium K 60)<br />
– nichtbrennbare Dämmstoffe<br />
Aktueller Stand: In Hessen wurde die M-HFHHolzR im Juni 2005<br />
eingeführt!
Ziele der M-HFHHolzR<br />
• Regelung der Anforderungen an Holzbauten der<br />
Gebäudeklasse 4, insbesondere an<br />
– Planung <strong>und</strong> Ausführung von Wand- <strong>und</strong><br />
Deckenbauteilen, Stützen <strong>und</strong> Trägern<br />
– Auswahl der Baustoffe<br />
– Planung <strong>und</strong> Ausführung von Installationen<br />
– Verwendung von Einbauten<br />
– Überwachung der Herstellung <strong>und</strong> Ausführung
Gr<strong>und</strong>idee der M-HFHHolzR<br />
• Maximum an Sicherheit gegenüber der Ausbreitung von<br />
Feuer <strong>und</strong> Rauch gewährleisten<br />
• Vielfalt der Holzbauweise erhalten<br />
• jene konstruktiven Details aufführen, die für die<br />
Gewährleistung der Sicherheit entscheidend sind<br />
• nur diese werden in der Richtlinie vorgeschrieben
Konstruktive Anforderungen<br />
Durch konstruktive Mindestanforderungen soll<br />
• ein vorzeitiges Brennen der Holzkonstruktionen mit der<br />
Gefahr des verzögerten Tragfähigkeitsverlustes verhindert<br />
werden<br />
• die Einleitung von Feuer <strong>und</strong> Rauch in die Wand- <strong>und</strong><br />
Deckenbauteile über Installationen <strong>und</strong> Einbauten sowie<br />
eine Brandweiterleitung innerhalb dieser Bauteile<br />
ausgeschlossen werden<br />
• die Weiterleitung von Feuer <strong>und</strong> Rauch, auch im Bereich<br />
von Eckfugen angrenzender Wand- <strong>und</strong> Deckenbauteile,<br />
verhindert werden
Brandschutzbekleidung<br />
• Schutzziel: Verhinderung eines vorzeitigen Brennens der<br />
Holzbauteile<br />
• Die Brandschutzbekleidung muss daher folgendes<br />
Leistungskriterium erfüllen:<br />
• Verhinderung der Entzündung von Holzbauteilen<br />
während eines Zeitraumes von mindestens 60 Minuten<br />
bei der Prüfung nach prEN 14135:2000<br />
• Temperaturerhöhung unter der Bekleidung im Mittel<br />
nicht höher als 250 K <strong>und</strong> im Maximum nicht höher als<br />
270 K
Brandprüfung nach DIN EN 14135<br />
Bestimmung der Brandschutzwirkung (Kapselkriterium K 60)<br />
im Deckenofen<br />
Draufsicht<br />
Schnitt A-A<br />
1 Spanplatte<br />
2 Fugen<br />
3 zu prüfende Brandschutzbekleidung<br />
4 Wand des Prüfofens<br />
5 Mineralwolle<br />
6 Holzbalken mindestens 45/95<br />
7 Thermoelemente an der Unterseite<br />
8 Unterseite
Brandprüfung nach DIN EN 14135
Leistungskriterium 270 K<br />
Entzündung der Spanplatte (OSB) bei 290°C!!!<br />
Bei Spanplatten kann die Entzündungstemperatur je nach Produkt u.a. aufgr<strong>und</strong> des<br />
Bindemittelanteils unterhalb von 300°C liegen!!!<br />
DIN EN 14135 in Verbindung mit DIN EN 13501 berücksichtigt dies in der Vorgabe des<br />
Grenzwertes der Temperaturerhöhung von 270 K.
Anschlüsse Wand/Decke<br />
• Erkenntnis des Forschungsvorhabens:<br />
Die Art der Fugenausbildung bei Bauteilanschlüssen hat<br />
erheblichen Einfluss auf den Durchtritt von Rauch <strong>und</strong><br />
Brandgasen.
Anschlüsse Wand/Decke<br />
Wand<br />
durchgehende<br />
Fuge<br />
Decke
Anschlüsse Wand/Decke<br />
Messkanal
Anschlüsse Wand/Decke<br />
Wand<br />
Fugenversatz<br />
Decke
Anschlüsse Wand/Decke<br />
Messkanal
Anschlüsse Wand/Decke<br />
1<br />
2<br />
Anschluss<br />
OHNE<br />
Fugenversatz<br />
Transmissionsgrad [%]<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
2<br />
1<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Anschluss MIT<br />
Fugenversatz<br />
Zeit [min]
Anschlüsse Wand/Decke<br />
• Umsetzung der Erkenntnisse in der Muster-<br />
Richtlinie:<br />
– Ausbildung der Brandschutzbekleidung im Anschlussbereich mit<br />
Fugenversatz, Stufenfalz oder Nut- <strong>und</strong> Federverbindungen<br />
(keine durchgängigen Fugen erlaubt)<br />
– Abstand der Verbindungsmittel ≤ 50 cm<br />
– Schaftdurchmesser der Schrauben ≥ 12 mm<br />
– Einschraubtiefe ≥ 70 mm um eine zugfeste Verbindung<br />
herzustellen<br />
– Fugen sind mit nichtbrennbaren Baustoffen zu verschließen<br />
(z. B. Verspachtelung oder Deckleisten).
• Umsetzung der<br />
Erkenntnisse<br />
in der Muster-<br />
Richtlinie:<br />
Abstand der<br />
Schrauben ≤ 500 mm
Change language