Bauphysik-Kalender 2021. Группа авторов
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Rauchentwicklung pro verbrannter Materialmenge zeigen, aber da durch den Flammschutz ein Weiterbrennen weniger wahrscheinlich ist, ist die gesamte entstehende Rauchmenge im realen Brandfall oft wesentlich geringer, als bei Produkten, die zu einer schnelleren Brandausbreitung beitragen.
Besser als durch die Einstufung in Klassen und darauf basierende Vorschriften im Baurecht können mit Methoden des „Fire Safety Engineering“ die entstehenden Rauchmengen in Abhängigkeit vom Rauchentwicklungspotenzial der brennenden Produkte und von der Menge des brennenden Materials abgeschätzt werden. Auch die baulichen Gegebenheiten bzw. das Vorhandensein von Rauchabzügen werden in Modellrechnungen einbezogen. Damit kann dann das tatsächliche Risiko hinsichtlich der Rauchentwicklung beim Brand in einem Gebäude dargestellt werden.
Trotz dieser Schwierigkeiten wurde in Deutschland mit der neuen Fassung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (Fassung 2019, veröffentlicht im Januar 2020) für schwer entflammbare Produkte zwingend eine Einstufung in die Rauchklasse s2 oder besser eingeführt. Insbesondere wegen der SMOGRA-Anforderung werden damit bestimmte Bauprodukte wie z. B. PVC-Platten schlechter eingestuft als dies früher mit der Einstufung nach DIN 4102 der Fall war.
4.3 SBI-Prüfung für lineare Produkte
Ein Beispiel für die erfolgreiche Erarbeitung eines realistischen Bewertungssystems sind die Rohrdämmstoffe. Während bei einer Prüfung im Brandschacht nach DIN 4102 die vertikale Brandweiterleitung direkt beurteilt werden konnte, zeigte sich bei ersten SBI-Prüfungen, dass mit der Prüfung und Klassifizierung, wie sie für flächige Produkte verwendet wird, keine sinnvolle Bewertung des Brandverhaltens von Rohrdämmstoffen möglich ist.
Um eine realistische Basis für die Einstufung solcher Produkte zu bekommen, wurde von der Industrie zusammen mit dem Schwedischen Forschungsinstitut SP ein Raumversuch in Anlehnung an den Room Corner Test definiert, der die tatsächliche Anwendung dieser Produkte reflektiert (Bild 6).
Die Rohrdämmstoffe wurden auf Stahlrohre montiert, und der Prüfraum wurde mit insgesamt 90 m isolierten Rohren versehen. Parallel dazu wurden SBI-Versuche durchgeführt.
Hersteller für die wichtigsten Produktgruppen für diese Bauanwendung beteiligten sich an dem Forschungsprojekt und es wurden die folgenden Produkte geprüft:
– Flexibler Polyethylen-Schaum
– Mineralwolle
– Flexibler Elastomer-Schaum
– Schaumglas
– Melamin-Schaum
– Extrudierter Polystyrol-Schaum (XPS)
– Polyurethan-/Isocyanurat-Schaum (PUR, PIR)
– Halbstarres Polyurethan
– Flachsmaterial
– PVC-Umhüllungsprodukte
Bild 6. Modifizierter Room Corner Test für Rohrdämmstoffe
Tabelle 3. Klassifizierungskriterien für brennbare Rohrdämmstoffe im SBI
| Brand klasse | FIGRAmax [W/s] | THR600s [MJ] | Rauch klasse | SMOGRAmax [m2/s2] | TSP600 [m2] |
| B *) (oder besser) | ≤ 270 | ≤ 7,5 | s1 | ≤ 105 | ≤ 250 |
| C *) | ≤460 | ≤15 | s2 | ≤ 580 | ≤ 1600 |
| D | ≤ 2100 | ≤ 100 | s3 | - | - |
*) Seitliche Flammenausbreitung bis zur Außenkante des langen Probenflügels nicht erlaubt
Bild 7. SBI-Prüfung für Rohrdämmstoffe
Auf Basis dieser und einiger ergänzender Versuche (doppelte Brandlast im Raumversuch und Variation der Dämmstoffdicke) konnte ein eigenes Klassifizierungssystem für die Einstufung von Rohrdämmstoffen im SBI erstellt werden. Die Probenanordnung im SBI ist in Bild 7 dargestellt. Der Abstand zwischen den Außenseiten der einzelnen Rohrisolierungen beträgt jeweils 25 mm. Dass Klassifizierungssystem hat andere Grenzwerte als das für flächige Produkte, ist aber geeignet, die Produkte risikogerecht einzustufen.
Das hat auch der Ständige Ausschuss für Bauprodukte der EU anerkannt. Deshalb wurde die vorgeschlagene Klassifizierungstabelle offiziell für diese Produkte eingeführt (Tabelle 3).
Thermoplastische Abwasserrohre, von denen einige bisher in Deutschland die Klasse B1 erreichen konnten, werden in der Regel im SBI wesentlich schlechter bewertet als bisher im Brandschacht. Wenn diese Rohre im SBI über die ganze Probenfläche montiert werden, fließt die Schmelze in die Rinne hinter dem Brenner, wird dort gesammelt und bis zur Zündung erhitzt und dadurch entsteht ein „pool fire“, das sehr viel Wärme freigibt. Um hier zu einer vernünftigen Bewertung zu kommen, wurde im Anhang H der Norm DIN EN 877 festgelegt, dass im SBI nur ein vertikales und ein horizontales Rohr einzubauen ist.
4.4 Glimmverhalten
Auf Betreiben Deutschlands wurde ergänzend zu den im Jahr 2002 eingeführten Normen für die Prüfung und Klassifizierung des Brandverhaltens für Baustoffe eine zusätzliche Norm zur Prüfung des Glimmverhaltens eingeführt (Bild 8). Während z. B. in der deutschen Brandschachtprüfung nach DIN 4102 das Glimmen nach Beendigung der Brandbeanspruchung beobachtet werden konnte, müssen im SBI die Proben nach Ende der Prüfdauer abgelöscht werden. Damit kann ein Nachglimmen nicht beobachtet und bewertet werden. Kunststoffe neigen in der Regel nicht zum Glimmen. Bei einer Reihe von Holzwerkstoffen, Dämmstoffen aus Stein- und Glasfasern sowie bei Schüttdämmstoffen, z. B. aus Zellulose, kann Glimmen auftreten. Diese Produkte müssen für einen Nachweis der Schwerentflammbarkeit zusätzlich einen Nachweis des Glimmverhaltens erbringen. Ein senkrecht in einem Rahmen angebrachter Probekörper wird einer Gasbrennerflamme ausgesetzt. Das Schwelen wird ermittelt durch Temperaturmessung mit Thermoelementen sowie die Beobachtung von andauerndem Brennen nach erneuter Entzündung.
In Abstimmung mit der deutschen Bauaufsicht hat die EU-Kommission eine Liste der Produkte erstellt, die hinsichtlich ihres Glimmverhaltens geprüft werden müssen. (CPR 09/4a/3). Dämmstoffe aus Kunststoffen und andere Kunststoffprodukte sind in dieser Liste nicht enthalten.
5 Fußbodenbeläge
Fußbodenbeläge werden häufig aus brennbaren Baustoffen hergestellt. Neben Holz und Wolle kommen häufig Kunststoffe