Brandverhalten von Holz und Feuerwiderstand – Klassifizierung und Zuordnung

Um das Schutzziel zu erreichen, steigen mit der Gebäudeklasse auch die brandschutztechnischen Anforderungen, die von der Bauordnung abstrakt formuliert werden. So ist das Brandverhalten eines Baustoffes mit der Eigenschaft „schwerentflammbar” und der Feuerwiderstand eines Bauteils mit der Eigenschaft „hochfeuerhemmend” nicht direkt messbar. Es bedarf somit eines Systems, welches

• 1. die relevanten brandschutztechnischen „Leistungseigenschaften“ von Bauteilen und den dafür verwendeten Baustoffen bestimmt,
• 2. die „Eigenschaften“ in vorgegebene Klassen einordnet und
• 3. diese den bauaufsichtlichen Begriffen/Benennungen zuordnet.

Punkt 3., die Zuordnung der klassifizierten Leistungseigenschaften zu den bauaufsichtlichen Begriffen/Benennungen, erfolgt in Anhang 4 der MVV TB. Der Anhang 4 „Bauaufsichtliche Anforderungen, Zuordnung der Klassen, Verwendung von Bauprodukten, Anwendung von Bauarten” wird von der MVV TB selbst als technische Regel eingeführt.

Brandverhalten von Holz als Baustoff

Holz ist ein brennbarer Baustoff und wird sowohl national als auch europäisch als solcher klassifiziert.

Die DIN 4102-1 weist Holz die Klasse B2 (normalentflammbar) zu (➤ Tabelle 1).

_{Tab. 1: Baustoffklassen nach DIN 4102-1 (1)}

Europäisch werden Baustoffe nach DIN EN 13501-1 mit der Brennbarkeitsklasse (➤ Tabelle 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.

_{Tabelle. 2: Bauaufsichtliche Benennungen und Brennbarkeitsklassen nach DIN EN 13501-1 (2)}

^{1) Leicht entflammbare Baustoffe dürfen im Bauwesen i.d.R. nicht eingesetzt werden}

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 (➤ Tabelle 3).

^{Tabelle 3: Kennzeichnung der Leistungseigenschaften nach DIN EN 13501-2 (3)}

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

^{Tabelle 4: mögliche Klassifizierungszeiten nach DIN EN 13501-2 (4)}

National werden Bauteile nach DIN 4102-2: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen 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 DIN 4102-3: Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Brandwände und nichttragende Außenwände, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen 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 1995-1-2:2010). 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.

Fachwissen zum Thema