Brandverhalten von Holz

Brennbarkeitsklassen und Brandschutzklassifizierungen

Holz ist ein brennbarer Baustoff und wird sowohl national als auch europäisch als solcher klassifiziert. Die DIN 4102-2: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen weist Holz die Klasse B2 (normalentflammbar) zu (siehe Tab. 1).

Tab. 1: Baustoffklassen nach DIN 4102-1

Europäisch werden Baustoffe nach Teil 1 der DIN 13501: Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten mit der Brennbarkeitsklasse (siehe Tab. 2), der Klasse der Rauchentwicklung (s1, s2, s3) und der Abtropfrate (d0, d1, d2) gekennzeichnet. Ein höherer Wert bedeutet für die jeweilige Brandnebenerscheinung eine höhere Intensität. Die im Holzbau verwendeten Holz- und Holzwerkstoffe sind zum Großteil der europäischen Klassifizierung D-s2 d0 zugeordnet, das heißt „normalentflammbar“, mit begrenzter Rauchentwicklung und nicht brennend abtropfend. Hierzu zählen Voll-, Brettschicht- oder Brettsperrholz sowie Holzwerkstoffe wie OSB, Furnierschicht- oder Sperrholz.

Tab. 2: Bauaufsichtliche Bezeichnungen und Brennbarkeitsklassen nach DIN EN 13501-1

Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen

Die Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen wird unterschieden in feuerbeständig, hochfeuerhemmend und feuerhemmend (§ 26 Absatz 2 Satz 1 MBO).

Die Bauordnungen beziehen die Feuerwiderstandsfähigkeit bei tragenden und aussteifenden Bauteilen auf deren Standsicherheit im Brandfall und bei raumabschließenden Bauteilen auf deren Widerstand gegen die Brandausbreitung (Feuer und Rauch).

In einem Brandfall kann als wesentliche Eigenschaft eines Bauteils die Dauer seiner Widerstandsfähigkeit gegen Feuer eingestuft werden. Diese Widerstandsfähigkeit steht dabei immer in Bezug auf eine oder mehrere Leistungseigenschaften. Wesentliche Leistungseigenschaften sind die Tragfähigkeit, der Raumabschluss und die Wärmedämmung unter Brandeinfluss (siehe Tab. 3).

Tab. 3: Kennzeichnung der Leistungseigenschaften nach Teil 2 der DIN EN 13501

Europäisch erfolgt die Kennzeichnung unter Angabe der festgestellten Leistungseigenschaften und der Klassifizierungszeit in Minuten (siehe Tab. 4).

Tab. 4: mögliche Klassifizierungszeiten nach Teil 2 der DIN EN 13501

National werden Bauteile nach DIN 4102-2 mit ihrer Feuerwiderstandsklasse, d.h. dem Buchstaben F, gefolgt von der Klassifizierungszeit beschrieben. Zusätzlich enthält die Bezeichnung Angaben über die Brennbarkeit der verbauten Baustoffe nach DIN 4102-1, z.B. F 30-B, F 90-A.

Klassifizierung des Feuerwiderstandes von Holzbauteilen

Die Ermittlung der Klassifizierungszeit von Bauteilen kann mit Brandprüfungen nach DIN 4102-2 oder -3 sowie auf europäischer Ebene nach DIN EN 13501-2 erfolgen. Zudem ist eine Klassifizierung mithilfe der DIN 4102-4 möglich. Mit dieser Norm können Bauteile in „tabellarischer Form” nachgewiesen werden, sofern sie mit den dort aufgeführten bereits klassifizierten Aufbauten übereinstimmen bzw. nicht wesentlich davon abweichen.

Ein Bemessungsverfahren beinhaltet der Eurocode 5 (DIN EN 1995-1-2: Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-2: Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung für den Brandfall). Dabei wird mit einer holzartspezifischen Abbrandrate (DIN EN 1995-1-2, Tab. 3.1) und der Branddauer ein Restquerschnitt bestimmt. Grundlage dieses Verfahrens ist das kalkulierbare Abbrandverhalten von Holz. Vorteilhaft für den Feuerwiderstand eines Holzbauteils ist die sich beim Brand ausbildende Holzkohleschicht. Aufgrund ihrer geringeren Wärmeleitfähigkeit fungiert sie als Schutzschild und verringert die Abbrandgeschwindigkeit. Bei der Berechnung wird dieses Verhalten berücksichtigt.

Konkretisierung der bauordnungsrechtlichen Anforderungen für den mehrgeschossigen Holzbau

Das DIBt macht die Technischen Baubestimmungen in der Muster-Verwaltungsvorschrift bekannt (MVV TB). Mit dieser werden die allgemeinen bauordnungsrechtlichen Anforderungen an Teile baulicher Anlagen u.a. durch Bezugnahme technischer Regelungen (z.B. Verordnungen, Normen und Richtlinien) präzisiert. Zur Gewährleistung von Standsicherheit und/oder Raumabschluss im Brandfall konkretisiert die MVV TB mit Bezug auf die Begrifflichkeiten der MBO (feuerhemmend, hochfeuerhemmend, feuerbeständig) die allgemeinen Mindestanforderungen an die Brennbarkeit und die Feuerwiderstandsdauer funktioneller Bauteile. Dies erfolgt durch verbale Beschreibung und ist in Tab. 5 vereinfacht zusammengefasst.

Tab. 5: Mindestanforderungen an die Brennbarkeit und die Feuerwiderstandsdauer gemäß MVV TB

Die MHolzBauRL hat mit der Ausgabe 2021/1 in die MVV TB Einzug gehalten und löst die Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an hochfeuerhemmende Bauteile in Holzbauweise – M-HFHHolzR aus dem Jahr 2004 ab. Sie ist als technische Regel für den mehrgeschossigen Holzbau eingeführt. Neben der Holztafelbauweise in GK 4 sind damit auch die Massivholzbauweise sowie Außenwandbekleidungen aus Holz in GK 4 und 5 geregelt.

Tab. 6 zeigt eine Matrix aus den fünf Gebäudeklassen und den üblichen Bauteilen und nennt die brandschutztechnischen Mindestanforderungen nach MBO. Farblich hinterlegt ist die regelungstechnische Umsetzbarkeit für den Holzbau.

Tab. 6: Anwendung der Holzbauweisen

Quelle: Holzbau Deutschland Institut / Informationsdienst Holz, Düsseldorf

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