Bauphysik-Kalender 2021. Группа авторов
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Die Kabel verfügen über eine spezielle Bewicklung der Kupferleiter aus Glasseide oder Glimmerband.
– Im Brandfall verbrennt die Isolierung der Kabel vollständig und bildet eine isolierende Ascheschicht. Diese wird von den Bewicklungen zusammengehalten und sorgt dafür, dass die Kupferleiter voneinander getrennt bleiben und kein Kurzschluss mit dem Tragsystem stattfindet.
– Neuere Kabeltypen setzen statt auf Bewicklungen auf spezielle keramisierende Kunststoffisolierungen. Das in der Isolierung enthaltene Aluminiumhydroxid bildet bei der Verbrennung eine weiche Keramikhülle. Diese sorgt für die gewünschte Isolierung der stromführenden Adern untereinander und zum Tragsystem.
– Zusätzlich werden in der Regel weitere Schutzmaßnahmen, wie z. B. die Verlegung in geprüften Kanälen bzw. unter entsprechenden Abdeckungen, getroffen. Für die Prüfung des Funktionserhaltes werden Kabel und Leitungen bzw. Kabeltrassen der Einheitstemperaturkurve (Basis für die Bestimmung des Feuerwiderstands) ausgesetzt. Eine Reihe von DIN-, EN- und IEC-Nor-men beschreibt diese Prüfverfahren für die verschiedenen Arten von Kabeln.
9 Fassadendämmung
Ein wichtiger Anwendungsbereich für Kunststoffe im Bau ist die Wärmedämmung von Fassaden. Bei Gebäuden unterhalb der Hochhausgrenze können brennbare Dämmstoffe verwendet werden, wenn die Grundanforderungen zum Brandverhalten für die Fassadensysteme eingehalten werden. Im Beitrag D3 werden die Anforderungen an Fassadendämmung im Detail beschrieben.
10 Brandsichere Auslegung von Dächern
Bei Dächern gibt es eine Vielzahl von Anwendungsbereichen für Kunststoffe. Neben Klebern und Abdichtungsbahnen werden große Mengen von Dämmstoffen verarbeitet. Wegen ihrer Wärmeleitfähigkeit, Langzeitbeständigkeit, Druckfestigkeit und der geringen Wasseraufnahme haben in Dächern Kunststoffschäume unbestreitbare Vorteile gegenüber anorganischen Dämmstoffen aus Glas- oder Steinwolle. Da aber die organischen Dämmstoffe brennbar sind, ist es erforderlich, brandschutztechnische Konzepte zu finden, die größtmögliche Sicherheit gewährleisten. Auch das Brandverhalten der Abdichtungsschichten und Dampfsperren, die häufig aus Kunststoffen hergestellt werden, muss berücksichtigt werden.
10.1 Brandbeanspruchung von außen
Bei praktisch allen Gebäuden kann man davon ausgehen, dass das Brandverhalten des Daches sicherheitsrelevant ist, wenn durch Flugfeuer und/oder strahlende Wärme von außen die Gefahr einer Entzündung des Daches und einer Brandausbreitung auf angrenzende Gebäudeteile oder in das Gebäude hinein besteht. Daher wurde in Deutschland für fast alle Gebäude in den Bauordnungen festgelegt, dass das Dach als „harte Bedachung“ ausgeführt werden muss. Es darf bei Beanspruchung von außen nicht durchbrennen und innerhalb der Dachkonstruktion oder auf der Dachoberfläche keine Brandweiterleitung erfolgen.
In Europa wurden in der europäischen Norm CEN TS 1187 vier verschiedene Prüfverfahren für Dächer definiert, die im Wesentlichen den früher in Deutschland, Frankreich, England und Skandinavien verwendeten Verfahren entsprechen. Während bei dem bisherigen deutschen Verfahren ausschließlich eine Zündquelle auf den simulierten Dachaufbau einwirkt (brennender Holzwollekorb), wirken bei den übrigen Verfahren, Wärmestrahlung und Wind zusätzlich zu einer Beflam-mung auf den simulierten Dachaufbau. In allen Fällen ist das gesamte System zu prüfen und die verwendeten Werkstoffe können nicht unabhängig voneinander hinsichtlich ihrer Brandsicherheit beurteilt werden.
Die Anforderung an eine solche harte Bedachung kann mit einer geeigneten Außenhaut, z. B. mit Ziegeln, erfüllt werden, auch wenn die darunterliegenden Schichten brennbar sind. Bei Flachdächern erreicht man z. B. durch eine Lage Kies über der Abdichtung und dem Dämmstoff einen ausreichenden Schutz vor Brandbeanspruchung von außen. Auch Faserzement- oder Blechabdeckungen mit einer bestimmten Mindestdicke schützen den darunterliegenden Dachaufbau ausreichend gegen eine Brandbeanspruchung von außen. Derartige Dächer müssen nicht bezüglich ihres Brandverhaltens geprüft werden, auch wenn unter der oberen Schutzschicht brennbare Produkte wie Dampfsperren oder Dämmstoffe aus Kunststoffen verwendet werden, denn die EU hat für eine Reihe von Produkten festgelegt, dass ohne Prüfung angenommen werden kann, dass sie den Anforderungen für das Merkmal „Verhalten bei einem Brand von außen“ entsprechen.
Die Klassifizierung von Dachdämm- und Abdichtungssystemen erfolgt immer als Systemprüfung. Der gesamte Dachaufbau wird auf dem vorgesehenen Untergrund und mit verschiedenen Dachneigungen geprüft. Auch nichtbrennbare Dämmstoffe wie Steinoder Glaswolle müssen in Verbindung mit den übrigen für ein Dachsystem vorgesehenen Schichten geprüft werden, um auszuschließen, dass eine versteckte Brandausbreitung durch Glimmen auftritt.
Um den Prüfaufwand zu verringern, wurde in Deutschland eine Norm mit Anwendungsregeln für Prüfergebnisse für Bedachungen erstellt und in Europa wird daran gearbeitet, den erweiterten Anwendungsbereich der Prüfergebnisse aus der CEN TS 1187 zu regeln.
10.2 Brandbeanspruchung von innen
Bei Industriebauten sind in der Regel große Innenräume mit erheblichen Brandlasten vorhanden. Dies können Produktionsanlagen, aber auch z. B. Lager für gro-ße Mengen brennbarer Produkte sein. In solchen Räumen können sich große Brände mit erheblicher Wärmefreisetzung entwickeln. Dann ist es wichtig, dass die Dachkonstruktion nicht durchbrennt, und über das Dach keine Brandweiterleitung auf andere Brandabschnitte oder Gebäude zu erwarten ist. Es muss auch möglichst lang verhindert werden, dass die Dachkonstruktion einstürzt, damit Lösch- und Rettungsarbeiten durchgeführt werden können.
Häufig werden im Industriebau Stahltrapezprofildächer verwendet. Auf einem Tragwerk aus Stahltrapezblechen werden die Außenschichten angeordnet, die der Wärmedämmung und dem Schutz vor Nässe dienen. Die Stahlbleche selbst sind nicht feuerwiderstandsfähig. Nur wenn geeignete Dämm- und Deckschichten verwendet werden, kann dieses Schutzziel erreicht werden.
Daher werden in Deutschland an solche Dächer in der Industriebaurichtlinie besondere Anforderungen gestellt, wenn die Fläche eines Brandabschnitts > 2500 m2 ist.
In der DIN 18234 Teil 1 wird ein Verfahren definiert, mit dem das Verhalten solcher Dächer im Falle eines Brandes von innen untersucht werden kann. In der bis 2018 gültigen Norm wurde ein Großversuch definiert, für den ein dreiseitig geschlossener Prüfraum aufgebaut werden musste, der 11 m lang, 4,5 m breit und 4 m hoch ist. In diesem Prüfraum wurden Holzkrippen aus insgesamt 400 kg Fichtenholz abgebrannt.
Aufgrund der Größe des Prüfstands und der Brandlast war die Durchführung dieser Prüfung sehr aufwendig. Daher wurde ein neuer Prüfstand entwickelt, der unter Einhaltung der aktuellen Vorschriften zur Luftreinhaltung und mit weniger Aufwand eine reproduzierbare Prüfmethode darstellt, die mit der Realität übereinstimmende Resultate erzeugt. Der neue Prüfstand hat Abmessungen von 8m x 2m x 1,8m (Länge x Breite x Höhe).
Als Brandlast reichen bei dieser Raumgeometrie zwei Holzkrippen mit je 30 kg aus. Zusätzlich wurde alternativ eine Gas-Zündquelle entwickelt, die zu einer vergleichbaren Brandbelastung führt, aber besser reproduzierbar ist als die Holzkrippen.
Durch Messungen und Simulationsrechnungen konnte nachgewiesen werden, dass die Beanspruchung des Daches mit dieser Prüf-Geometrie und diesen Brandlasten vergleichbar ist mit der vorherigen Normversion.
Die wesentlichen Kriterien für das Bestehen dieses Versuches sind:
– Das Dach darf während des Versuchs nicht einstürzen.
– Auf der Oberseite des Daches darf keine Brandweiterleitung bis zum Prüfstandsrand auftreten.
– Es dürfen keine brennenden Teile vom Dach abfallen.
– Anschließend an den Versuch wird das Dach geöffnet, und im Inneren des Dachaufbaus darf kein Aufflammen oder fortschreitendes Glimmen auftreten.
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