Brandschutz im Holzbau: Teil 1
Neben dem Weg, Holzbauteile abzuschotten, spielt beim Brandschutz im Holzbau zunehmend der sogenannte Abbrand des Holzes eine wichtige Rolle: Die Tatsache nämlich, dass sich Holz selbständig vor einem unkontrollierten Versagen durch Feuer schützen kann und sehr berechenbar abbrennt.
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Das Tragwerk
Der Nachweis, dass tragende Konstruktionen aus Holz mit Feuerwiderständen von 60 bzw. 90 Minuten oder als Brandwandersatzkonstruktion mit Stoßbeanspruchung möglich sind, ist bereits durch viele Forschungsergebnisse erbracht worden. Die Forderung, nichtbrennbare Baustoffe für tragende Bauteile des Gebäudes verwenden zu müssen, geht davon aus, dass die Tragfähigkeit der Konstruktion bei einem realen Brandereignis auch ohne wirksame Löscharbeiten der Feuerwehr erhalten bleiben soll.
Für die Feuerwehren, die in allen Gemeinden Deutschlands auf Lösch- und ggf. Rettungsmaßnahmen bei Bränden vorbereitet sind, ist es entscheidend, ob das Brandszenario insgesamt beherrschbar bleibt. Die Brennbarkeit oder Nichtbrennbarkeit einer Konstruktion ist deshalb von untergeordneter Bedeutung, wenn der Gesamtkontext (freiwillige Feuerwehr, Berufsfeuerwehr, Innenangriff unter Atemschutz möglich etc.) stimmt. Konstruktionen, die einen ausreichend langen Feuerwiderstand aufweisen, die Ausbreitung von Feuer und Rauch auf benachbarte Nutzungseinheiten behindern und damit eine wirkungsvolle Brandbekämpfung erlauben, können auch in Holzbauweise die Schutzziele des Brandschutzes zumindest bis zur Hochhausgrenze erfüllen.
Bemessung unbekleideter tragender Holzbauteile
Die Bemessung tragender Holzbauteile beruht auf einer Brandschutzbetrachtung zum Thema Holz, die schon lange bekannt, aber seit 100 Jahren nicht angewendet wurde: Holz hilft sich im Brandfall selbst. Durch eine Verkohlungsschicht, die sich exakt nach dem Brandverlauf berechnen lässt, schützt es über einen definierten Zeitraum den tragenden oder raumabschließenden Holzkern vor dem Einsturz oder dem Durchbrand. Zu dem statisch erforderlichen Holzquerschnitt wird der z.B. für 90 Minuten Branddauer errechnete Abbrand addiert und damit sichergestellt, dass das Gebäude innerhalb dieser Zeit weder einstürzt, noch sich Brände in andere Brandabschnitte ausbreiten können.
Grundsätzlich sind bei der Tragwerksbemessung für den
Brandfall folgende Vorgaben festzulegen:
- Vorgabe 1: Gebäudeklasse (GKl 1 bis 5)
- Vorgabe 2: Bauaufsichtliche Anforderungen an die nachzuweisenden Bauteile
- Vorgabe 3: Anforderungen an das Brandverhalten der Baustoffe
- Vorgabe 4: Klassifizierung nach der
Feuerwiderstandsfähigkeit
Die Bemessung mit reduzierter Festigkeit und Steifigkeit (Tm-Methode) wird mit dem um d0 reduzierten Restquerschnitt geführt. Für die temperaturabhängige Reduzierung der Biege-, Druck- und Zugfestigkeit sowie des Elastizitätsmoduls werden Rechenfunktionen in Abhängigkeit vom Verhältnis des beflammten Umfangs des Restquerschnitts zur Fläche des Restquerschnitts angegeben. Diese Bemessung darf nur für Rundhölzer mit allseitiger bzw. Rechteckquerschnitte aus Nadelholz mit drei- oder vierseitiger Brandbeanspruchung angewendet werden.
