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10.2 Brandbeanspruchung von innen
ОглавлениеBei 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.
In der DIN 8234-2 sind Dachaufbauten gelistet, die geprüft sind, und die Anforderungen nach Teil 1 der Norm erfüllen.
Wird auf einem Dach aus Stahltrapezprofilen ein Polystyrolhartschaum als Dämmstoff verwendet und direkt auf die Bleche gelegt, so würde dieser bei Brandbeanspruchung von unten wegen der Wärmeleitung durch die metallische Dachkonstruktion schnell schmelzen. Die Schmelze würde sich in den Sicken der Trapezbleche nach einiger Zeit entzünden können. Werden aber zusätzliche Schutzschichten unter dem Dämmstoff eingesetzt, so tritt dieser Effekt nicht auf. Polystyrolhartschaum darf daher laut DIN 18234-2 auf Stahltrapezblechen für Industriedächer eingesetzt werden, wenn eine darunterliegende Schicht aus Perlite oder Holzwolle-Leichtbauplatten dafür sorgt, dass die Dämmung nicht direkt auf dem heißen Blech liegt. Damit wird das Schmelzen der Dämmschicht begrenzt und die vorhandene Schmelze kann ihre Zündtemperatur wegen der Isolationswirkung der untenliegenden Schutzschicht nicht erreichen.
Für nicht thermoplastische Schäume, wie Polyurethan oder Phenolharzschaum, sind derartige Schutzschichten nicht erforderlich. Abhängig von der Art der Ver-legung/Befestigung und mit einer definierten Mindestdicke können sie ohne weitere Schutzmaßnahmen auf großflächigen Industriedächern eingesetzt werden.