Читать книгу Vorbeugender baulicher Brandschutz - Joseph Messerer - Страница 17

Stahl gilt wegen seines anorganischen Aufbaus als nichtbrennbar ohne besonderen Nachweis (Baustoffklasse A 1).

Bauteile aus Stahl haben im ungeschützten Zustand in der Regel keine normierte Feuerwiderstandsdauer (»F 0«). Die Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) als Prüfkriterium gibt nach fünf Minuten eine Temperaturerhöhung um 556 K vor. Dies ist beginnende Braunglut. Das Bauteil folgt der Ofentemperatur in Abhängigkeit von seiner Masse und dem Verhältnis Umfang zu Querschnitt (U/A) mit einer gewissen Verzögerung, die aber aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit von Stahl nur wenige Minuten beträgt. Ein tragendes Bauteil aus Stahl hat seine Tragfähigkeit demnach nach etwa zehn Minuten verloren, es kommt zum Einsturz. Eine unzulässige Erwärmung kann im Brandfall auch durch eine Löschanlage (z. B. Sprinkleranlage) verhindert werden; damit kann die fehlende Feuerwiderstandsdauer kompensiert werden.

[43]Bild 6: EinheitsTemperaturzeitkurve (ETK) [zurück]

Tabelle 4: Werte zur EinheitsTemperaturzeitkurve

t [min]	ϑ – ϑ0 [K]
0	0
5	556
10	658
15	719
30	822
60	925
90	986
120	1029
180	1090
240	1133
360	1194

ϑ Brandraumtemperatur in Kelvin

ϑ₀ Temperatur der Probekörper bei Versuchsbeginn in Kelvin t Zeit in Minuten

Stahlbauteile müssen deshalb durch einen Feuerschutz-Anstrich, Ummantelung oder Einbau geschützt werden, wenn sie eine klassifizierte Feuerwiderstandsdauer haben sollen. Diese kann auch durch Verbund mit Beton erreicht werden. Ausgenommen hiervon sind nur bestimmte Stahlsorten mit einem sehr geringen U/A-Faktor, die in der Praxis jedoch kaum zum Einsatz kommen.

[44]Ungeschützt können Stahlbauteile, die auf Zug beansprucht werden, Verwendung finden, wenn ihre zulässige Zugspannung nur zu etwa drei Prozent beansprucht wird und durch Formschluss ein Aufbiegen von Haken oder Ösen verhindert wird. Bei normalem Baustahl beträgt die zulässige Spannung dann 9 N/mm². Diese Methode wird insbesondere für Abhänger von feuerhemmenden Unterdecken angewendet.

Der größte Anteil des Baustahles wandert in Form von Bewehrung in den Beton, wo die Überdeckung den Stahl gegen Erwärmung schützt.

Stahl hat bei Erwärmung ein starkes Ausdehnungsbestreben (12 × 10^-6/K) und führt bei ungleichmäßiger Erwärmung starke Eigenbewegungen aus. Dabei entstehen Kräfte, die andere Bauteile zum Einsturz bringen können.

Bild 7: Ungeschützte Stahlkonstruktion nach einem Großbrand

Beispielsweise bewirkt der – nicht der Zulassung entsprechende und damit unzulässige – Einbau einer Brandschutztür aus Stahl in eine leichte Trennwand mit der Feuerwiderstandsdauer F 90, dass das System bei der Prüfung gemäß DIN 4102 nach ganz kurzer Zeit (drei bis fünf Minuten) versagt, da die Stahltür und ihre Zarge die leichte Trennwand in Stücke brechen.

[45]Als negativ ist das gute Wärmeleitvermögen des Stahls anzusehen. Stahl ist anfällig gegen Korrosion, wobei an den speziellen Brandfall gedacht ist, wo das durch die Verbrennung von Polyvinylchlorid (PVC) entstehende Chlorwasserstoffgas durch die Überdeckung von Baustählen hindurch diffundiert, diese angreift und die Decken zu einem späteren Zeitpunkt einen Teil ihrer Tragfähigkeit einbüßen.

Wegen der Eigenschaft der Nichtbrennbarkeit erhöhen andererseits Stahlbauteile die Brandlast am Gebäude nicht, sie müssen nicht gelöscht werden und können nach dem Brand als Stahlschrott kostengünstig wiederverwendet werden.