i fachbereich bauingenieurwesen bachelorarbeit

FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN
B
A
C
H
E
L
O
R
A
R
B
E
I
T
SCHWERPUNKT
KONSTRUKTIVER INGENIEURBAU / BRANDSCHUTZ
THEMA DER ARBEIT
BEURTEILUNG DES BRANDVERHALTENS VON PETFLASCHEN IM RAHMEN DER ENTWICKLUNG VON
NEUEN MATERIALIEN FÜR DEN FASSADENBAU
VERFASSER (IN)
JONAS SCHWERING
REFERENT
PROF. DR.-ING. STRATMANN-ALBERT
KORREFERENT
DIPL.-ING. KOHMANN (HHPBERLIN)
AUSGABEDATUM
ABGABEDATUM
I
Hiermit bestätige ich, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit unter Anwendung der von mir genannten
Hilfsmittel selbstständig durchgeführt habe
Datum:
Die Bachelorarbeit umfasst
Unterschrift:
Seiten
und
Pläne
II
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung ................................................................................................... 1
1.1
2
Ziel der Arbeit ........................................................................................ 1
POLLI-BrickTM ............................................................................................ 3
2.1
Aufbau des Fassadensystems .............................................................. 4
2.2
Kunststoffe ............................................................................................ 5
2.2.1
2.3
Herstellung der POLLI-BricksTM............................................................. 8
2.3.1
Recycling ........................................................................................ 8
2.3.2
Streckblasformen............................................................................ 9
2.4
3
PET ................................................................................................ 6
Bauordnungsrechtliche Einstufung ...................................................... 10
Baurechtliche Grundlagen ...................................................................... 11
3.1
Musterbauordnung .............................................................................. 12
3.1.1
Schutzzieldefinition ....................................................................... 12
3.1.2
Gebäudeklassen........................................................................... 14
3.1.3
Standardbauten und Sonderbauten.............................................. 15
3.1.4
Abweichungen und Erleichterungen ............................................. 16
3.1.5
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen ............................. 17
3.1.5.1
Brandverhalten von Baustoffen .............................................. 18
3.1.5.2
Feuerwiderstand von Bauteilen.............................................. 18
3.1.6
Anforderungen an Außenwände ................................................... 20
3.1.6.1
Nichttragende Außenwände................................................... 22
3.1.6.2
Außenwandkonstruktionen mit geschossübergreifenden Hohl-
oder Lufträumen .................................................................................... 23
3.1.6.3
Oberflächen und Bekleidungen von Außenwänden ............... 23
3.1.6.4
Zusammenfassung ................................................................ 24
III
3.1.6.5
Außenwände und Außenwandbekleidung im
Brandwandbereich ................................................................................ 26
3.1.7
3.2
Feuerüberschlagsweg .................................................................. 30
Muster-Verkaufstättenverordnung ....................................................... 31
3.2.1
Anforderungen an Außenwände ................................................... 32
3.2.2
Feuerüberschlagsweg .................................................................. 35
3.3
Muster-Versammlungsstättenverordnung............................................ 35
3.3.1
Anforderungen an Außenwänden ................................................. 36
3.3.2
Feuerüberschlagsweg .................................................................. 36
3.4
Muster-Hochhausrichtlinie ................................................................... 36
3.4.1
Anforderungen an Außenwände ................................................... 37
3.4.2
Feuerüberschlagsweg .................................................................. 38
3.5
Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau .... 38
3.5.1
Anforderungen an Außenwände ................................................... 39
3.5.2
Brandwände und Wände zur Trennung von
Brandbekämpfungsabschnitten ................................................................. 40
3.5.3
3.6
Verwendung von Bauprodukten und Bauarten .................................... 44
3.6.1
Verwendung von Bauprodukten ................................................... 45
3.6.2
Verwendung von Bauarten ........................................................... 51
3.6.3
POLLI-BrickTM– Bauprodukt oder Bauart? .................................... 52
3.7
4
Feuerüberschlagsweg .................................................................. 41
Einsatzbeispiele der Feuerwehr .......................................................... 54
Brandversuche ........................................................................................ 59
4.1
DIN 4102 – Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen ................. 59
4.1.1
Baustoffklassifizierung nach DIN 4102-1 ...................................... 60
4.1.1.1
Kleinbrennertest – Baustoffklasse B2 .................................... 61
4.1.1.2
Brandschacht – Baustoffklasse B1 ........................................ 62
IV
4.1.2
Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102-2 und DIN 4102-3......... 65
4.1.2.1
4.2
Prüfverfahren der Feuerwiderstandsklasse F 30 ................... 68
Orientierende Prüfungen an POLLI-BrickTM......................................... 69
4.2.1
Prüfinhalt ...................................................................................... 69
4.2.2
Prüfaufbau .................................................................................... 69
4.2.3
Materialeigenschaften .................................................................. 71
4.2.4
Herstellung der Proben ................................................................. 72
4.2.5
Brandprüfung ................................................................................ 75
4.2.5.1
Brandversuch 1 ...................................................................... 76
4.2.5.2
Brandversuch 2 ...................................................................... 77
4.2.5.3
Brandversuch 3 ...................................................................... 78
4.2.5.4
Brandversuch 4 ...................................................................... 79
4.2.5.5
Brandversuch 5 ...................................................................... 80
4.2.5.6
Brandversuch 6 ...................................................................... 82
4.2.5.7
Brandversuch 7 ...................................................................... 84
4.2.5.8
Brandversuch 8 ...................................................................... 86
4.2.6
Ergebnisse ................................................................................... 88
4.2.6.1
Allgemein ............................................................................... 88
4.2.6.2
Vergleich Kanten- und Flächenbeflammung .......................... 89
4.2.6.3
Vergleich: Ausbuchtung und Einbuchtung ............................. 89
4.2.6.4
Vergleich: Probe A und Probe B ............................................ 89
4.2.6.5
Flaschenkopf und Flaschenboden ......................................... 90
5
Auswertung .............................................................................................. 91
6
Zusammenfassung der Arbeit ................................................................ 93
7
Ausblick.................................................................................................... 95
Abbildungsverzeichnis .................................................................................. 97
Tabellenverzeichnis ..................................................................................... 100
Literaturverzeichnis ..................................................................................... 100
Anlagenverzeichnis ..................................................................................... 101
V
VI
1 Einleitung
Die Fassade stellt den sichtbaren und repräsentativen Teil eines Gebäudes dar.
Per Definition ist die Fassade (lat. facies: Angesicht) die Ansichtsfläche eines
Gebäudes (z. B. Ansichtsfläche der Gebäudeaußenwand) und spiegelt neben
dem funktionalen Zweck auch die Qualität und den Charakter eines Bauwerkes
wider. Architekten bevorzugen es bei der Gestaltung und Ausführung der Fassade so frei wie möglich zu arbeiten, weil die Gestaltung der Fassade nicht nur
praktischen bauphysikalischen Überlegungen, sondern auch künstlerischen
Ansprüchen folgt. [40]
Im Zuge des nachhaltigen Bauens gibt es vor allem in Taiwan Entwicklungen
aus recycelten PET Getränkeflaschen Fassadenelemente herzustellen. Unter
dem Motto „Your trash, our building material“ („Dein Müll, Unser Baustoff“) wird
die weggeworfene PET Flasche eingeschmolzen und zu einem POLLI-BrickTM
verarbeitet - einer PET Flasche in Wabenform. Diese POLLI-BricksTM können
dann individuell zu Fassadenelementen (Modulen) montiert werden. [37]
Der neue Baustoff „Polyethylenterephthalat (PET)“ ist ein thermoplastischer
Kunststoff und brennbar. Diese Eigenschaft bringt Einschränkungen in der möglichen Verwendbarkeit des Baustoffes mit sich.
Die Fassade ist als Teil einer baulichen Anlage den bauordnungsrechtlichen
Bauteil- und Baustoffanforderungen sowie den allgemeinen Schutzzielen und
denen des Brandschutzes unterworfen. Die Einhaltung der Schutzziele ist
oberstes Gebot, denn es geht dabei um die Sicherheit des Lebens und der Gesundheit von Menschen.
1.1 Ziel der Arbeit
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, dass Brandverhalten von PET-Flaschen, am
Beispiel der POLLI-BricksTM, im Rahmen der Entwicklung von neuen Materialien für den Fassadenbau zu beurteilen.
Daher wird in dieser Arbeit zuerst der „neue“ Baustoff PET und der Aufbau des
Fassadensystems beschrieben. In einem weiteren Schritt wird untersucht, welche bauordnungsrechtlichen Anforderungen an Fassaden und Dämmungen in
1
der Musterbauordnung [2] und den Muster-Sonderbauvorschriften gestellt werden. Insbesondere soll herausgearbeitet werden, inwieweit brennbare Baustoffe
im Bereich der Fassade verwendet werden dürfen. Anschließend wird das Material am Beispiel der POLLI-BricksTM mittels orientierender Brandversuche in
Anlehnung an die DIN 4102-1 [12] getestet und brandschutztechnisch beurteilt.
Aus diesen Ergebnissen lassen sich in einem nächsten Schritt erste Aussagen
treffen, bei welchen Gebäuden die POLLI-BricksTM bei einer entsprechenden
Zulassung unter den jetzigen Voraussetzungen als Fassadenelemente und
Dämmung eingesetzt werden können. Zudem werden Miniwiz die Versuchsergebnisse zur Verfügung gestellt, sodass diese die Möglichkeit haben, das Material der POLLI-BricksTM in Bezug auf das Brandverhalten optimieren zu können.
Abschließend wird ein Ausblick gegeben, wie das Material oder der Aufbau der
Fassade in Bezug auf den Brandschutz ertüchtigt werden kann bzw. muss Außerdem wird in Aussicht gestellt, ob sich dadurch weitere Einsatzmöglichkeiten
des Baustoffes ergeben können.
2
2 POLLI-BrickTM
Das Produkt „POLLI-BrickTM“ (dt. Kunststoffziegel) ist eine Entwicklung des Architekten Arthur Huang der Firma MINIWIZ. Die taiwanesische Firma MINIWIZ
mit Hauptsitz in Taipeh hat sich auf die nachhaltige und zukunftsorientierte
Entwicklung von Produkten im Energiebereich spezialisiert.
POLLI-BrickTM ist der Markenname für eine Flasche aus recycelten Polyethylenterephthalat (PET), die in Wabenform (Sechseck) hergestellt wird und zu dem
sehr leicht und lichtdurchlässig ist. Das Volumen der PET-Flasche beträgt
sechs Liter. In Abbildung 1 ist ein POLLI-BrickTM– Vollmodul dargestellt. [37]
TM
Abbildung 1: POLLI-Brick -Vollmodul (Abmessungen in mm) [37]
Neben den Vollmodulen gibt es zusätzlich POLLI-BrickTM– Halbmodule, hier in
Abbildung 2 dargestellt.
TM
Abbildung 2: POLLI-Brick -Halbmodul (Abmessungen in mm) [37]
3
2.1 Aufbau des Fassadensystems
Aufeinandergestapelte POLLI-BrickTM– Halbmodule und POLLI-BrickTM– Vollmodule bilden ein POLLI-BrickTM– Element (siehe Abbildung 3).
Die POLLI-BrickTM– Module sind so geformt, dass sie sich mit den Nachbarflaschen fest über Nuten und Rippen verzahnen und keine chemischen Klebstoffe
zur Verbindung benötigt werden. [37]
TM
Abbildung 3: Aufbau des POLLI-Brick
– Elements [37]
Jedes POLLI-BrickTM– Element hat die Abmessungen 162,2 x 176 x 38,5 cm
und wiegt 63 kg. Die Abbildung 3 zeigt zwei zusammengefügte Elemente. Auf
die Außen- und Innenseite des POLLI-BrickTM– Elements wird eine Polycarbonat-Platte (PC-Platte) montiert. Diese sorgt für einen gleichmäßigen Abstand
der POLLI-BricksTM und dient außerdem als zusätzliches Befestigungselement
und Schutzmaterial. Die Polycarbonat-Außenplatte dient v.a. als Witterungsschutz. Befestigt wird die Polycarbonat- Platte an den POLLI-BrickTM– Elementen mit den Deckeln der POLLI-BricksTM. [37]
4
Abbildung 4 zeigt den vollständigen Aufbau des Fassadensystems. Über Befestigungselemente und Schienen werden die POLLI-BrickTM– Elemente an der
Gebäudekonstruktion befestigt. Mit 63 kg pro Element zeichnet sich das Fassadensystem durch besonders geringes Gewicht aus. [37]
TM
Abbildung 4: Aufbau des POLLI-Brick – Fassadensystems[37]
In die POLLI-BrickTM– Elemente können Fenster, Türen, Ventilatoren und andere Fassadenöffnungen integriert werden. [37]
Das Fassadensystem kann komplett zerlegt und an anderer Stelle, entsprechend des Baukastenprinzips, beliebig wieder zusammengesetzt bzw. vollständig recycelt werden.
Aufgrund der eingeschlossenen Luft werden gute Dämmwerte (U-Wert = 0,083)
erreicht und der Schallschutz sichergestellt. [37]
2.2 Kunststoffe
PET ist die Abkürzung für den Kunststoff Polyethylenterephthalat.
Die Kunststoffe sind Vertreter der organischen Chemie. Das Grundelement aller
Kunststoffe ist Kohlenstoff (C). Sie werden synthetisch aus niedermolekularen
5
Stoffen oder auch durch Umwandlung von Naturprodukten (z. B Cellulose) hergestellt. [23]
Kunststoffe bestehen meist aus langen Kettenmolekülen (Polymere), die aus
dem Zusammenschluss von kleineren Molekülen (Monomeren) entstanden
sind. [28]
Die Verkettung der Monomere zu Polymeren kann nach verschiedenen Polyreaktionen erfolgen:
 Polymerisation
 Polykondensation
 Polyaddition [28]
Kunststoffe lassen sich aufgrund ihres Verhaltens bei Erwärmung und bei mechanischer Belastung in drei Gruppen einteilen:
 Thermoplaste
 Duroplaste
 Elastomere [28]
Synthetische Kunststoffe werden aus Erdöl oder Erdgas produziert und enthalten deshalb als Grundelement Kohlenstoff (C). Daher sind sie brennbar. Jedoch
kann die Brandeigenschaft variieren, denn diese Eigenschaft hängt von dem
chemischen Aufbau, der Form und der Oberflächenstruktur des Kunststoffes
ab. [34]
Werden Kunststoffe als Baustoff verwendet, muss ihr Brandverhalten nach definierten Prüfverfahren der DIN 4102-1 bzw. der DIN EN 13501-1 bestimmt
werden.
2.2.1 PET
PET ist keine Erfindung des 21. Jahrhunderts. Schon 1941 gelang es
J. R. Whinfield und J. T. Dickson Textilfasern aus PET herzustellen. Damit
nahm die Erfolgsgeschichte von PET ihren Lauf. 1975 wurde erstmalig eine
PET-Flasche durch Pepsi-Cola ® eingeführt. [34]
Heute werden Folien, Flaschen und Textilfasern aus PET hergestellt.
6
PET ist ein Thermoplast und wird synthetisch durch Polykondensation erzeugt.
Thermoplaste erweichen bei Erwärmung allmählich und gehen mit steigender
Temperatur vom festen in den flüssigen Aggregatzustand über. Sie werden
plastisch verformbar, das heißt, sie nehmen nicht nach Entfernung der Wärmequelle wieder ihre ursprüngliche Form an. Thermoplaste bestehen aus langkettigen, linearen oder wenig verzweigten Molekülen. Zwischen den Molekülen der
Ketten
bestehen
Wasserstoffbrückenbindungen
oder
Van-der-Waals-
Wechselwirkungen. Durch die Erwärmung geraten die Makromoleküle in
Schwingung. Dadurch werden die Anziehungskräfte langsam überwunden und
die langen Ketten (Makromoleküle) können aneinander vorbeigleiten. Für das
menschliche Auge ist dieser Vorgang als erweichen und schmelzen sichtbar.
Nach dem Abkühlen erhärten sie wieder. Aufgrund dieser Eigenschaften lassen
sie sich leicht in Formen gießen bzw. blasen, zu Fäden ziehen und zu Folien
auswalzen. [35]
Abbildung 5: Strukturformel von PET [34]
TM
Abbildung 6: Eigenschaften des PETs der POLLI-Bricks
[37]
Bei der Polykondensation reagieren Monomere miteinander, die mindestens
zwei funktionelle Gruppen (Hydroxy-, Carboxy- und Amino-Gruppe) besitzen.
Die Monomere verbinden sich zu langen Ketten, indem die funktionellen Gruppen miteinander reagieren. Bei diesem Reaktionsschritt wird ein kleines Molekül
abgespalten. Reagieren bei der Polykondensation Monomere miteinander, die
7
zwei funktionelle Gruppen (bifunktionell) besitzen, so führt dies zur Bildung von
linearen, thermoplastischen Kunststoffen. [35]
Ein Ergebnis der Polykondensation ist ein Polyester. Der wichtigste Vertreter
der Polyester ist das PET, dessen Ausgangsstoffe Terephthalsäure und Ethandiol sind. Das PET entsteht durch Verknüpfung (Esterreaktion) der
Carboxylgruppen (-COOH) der Terephthalsäure mit der Hydroxylgruppen (-OH)
des Ethandiol. Während dieser Polykondensationsreaktion wird Wasser abgespalten. [36]
Abbildung 7: Veresterungsreaktion [43]
Abbildung 8: PET Polymer [43]
2.3 Herstellung der POLLI-BricksTM
Hergestellt werden die POLLI-BricksTM aus 100 % recycelten PET-Flaschen
bzw. aus 100 % recyceltem PET, dass bei der Herstellung von PET-Flaschen
als Abfall übrig bleibt.
2.3.1 Recycling
Unter „Recycling“ wird die Wiederverwendung eines bereits benutzten Rohstoffes verstanden.
8
Abbildung 9: Recycling Kreislauf [x]
Die weggeworfenen PET-Flaschen werden gesammelt, zu Pellets zerkleinert
und nach dem unter Ziffer 2.3.2 beschrieben Verfahren weiterverarbeitet. Am
Ende entsteht so aus Abfall ein neues Bauprodukt, das POLLI-BrickTM. Das gesamte Recyclingverfahren wird auch als werkstoffliches Recycling bezeichnet.
Da die POLLI-BricksTM aus recyceltem Material bestehen, müssen gewisse
Grenzwerte festgelegt werden, in denen sich die Eigenschaften des Materials
bewegen dürfen. Nur dadurch kann eine gleichbleibende Qualität gewährleistet
werden. Die Bauprodukte, deren Eigenschaften an den unteren Grenzwerten
liegen, müssen getestet werden. Insgesamt wird dadurch erreicht, dass durchgeführte Versuche repräsentativ sind.
2.3.2 Streckblasformen
Die einzelnen POLLI-BricksTM werden im Verfahren des Streckblasformens hergestellt. Mit diesem Verfahren erfolgt auch die Herstellung einer handelsüblichen PET- Flasche. Das Verfahren gliedert sich in zwei Hauptschritte:
 Die Kunststoffpellets werden geschmolzen und mittels Spritzgussverfahren zu einem Vorformling verarbeitet.
 Anschließend wird der Vorformling über die Glasübergangstemperatur
erhitzt und mithilfe hohen Luftdrucks in eine Metallform (in Gestalt des
9
POLLI-BricksTM) geblasen. Nach eine Abkühl- und Aushärtungsphase
wird der fertige POLLI-BrickTM aus der Metallform gelöst. [37]
Während des Herstellungsprozesses werden einige Zusatzstoffe eingesetzt, um
z. B die UV-Beständigkeit und Farbbeständigkeit zu erhöhen. Flammschutzmittel werden nach dem aktuellen Verfahren nicht hinzugegeben.
2.4 Bauordnungsrechtliche Einstufung
Die POLLI-BricksTM werden zu Fassadenelementen zusammengesetzt. Bauordnungsrechtliche Anforderungen an Fassaden direkt existieren in der MBO [2]
nicht, da die Fassade lediglich die äußere Ansichtsfläche eines Gebäudes darstellt. Deshalb muss im Rahmen einer bauordnungsrechtlichen Betrachtung die
Anwendung der POLLI-BricksTM als Fassadenelement differenziert betrachtet
werden.
1. Wird aus den POLLI-BrickTM Modulen eine komplette Außenwand hergestellt, so gewährleisten diese den Raumabschluss der Nutzungseinheiten
zur Umgebung und diese ist deshalb im Sinne der MBO [2] als nichttragende Außenwand zu betrachten.
2. Werden die POLLI-BricksTM als Dämmung oder aus architektonischen
Gründen vor eine Gebäudeaußenwand montiert, gelten sie im Sinne der
MBO [2] als Außenwandbekleidung.
Die bauordnungsrechtlichen Anforderungen an Außenwandbereiche werden im
nachfolgenden Kapitel 3 zusammengefasst.
10
3 Baurechtliche Grundlagen
Dieses Kapitel befasst sich mit den allgemeinen und für Außenwände relevanten bauordnungsrechtlichen Grundlagen.
Das Bauordnungsrecht ist, neben dem Städtebaurecht, Bestandteil des Öffentlichen Baurechts.
Öffentliches Baurecht
Städtebaurecht
BauGB
Bauordnungsrecht
Musterbauordnung
bzw.
Landesbauordnung
Abbildung 10: Struktur des Baurechts gemäß [22]
Es regelt unter anderem die baulich-technischen Anforderungen an ein Bauwerk sowie das Baugenehmigungsverfahren. Im Vordergrund des Bauordnungsrechts steht immer die Gefahrenabwehr.
In der Bundesrepublik Deutschland ist die Zuständigkeit der Gesetzgebung zwischen Bund und Ländern aufgeteilt. Durch ein rechtsverbindliches Gutachten
11
des Bundesverfassungsgerichtes von/im Jahre 1954 wurden die Kompetenzen
des Bundes und der Länder in Bezug auf das Bauwesen geregelt. In diesem
Gutachten wurde festgelegt, dass alle Bestimmungen, welche die öffentliche
Sicherheit und Ordnung zum Gegenstand haben, als Bauordnungsrecht zu betrachten sind und somit in die Kompetenz der Länder fallen. [20]
Demnach obliegt das Bauordnungsrecht den Ländern. Dies hat zur Folge, dass
in Deutschland 16 verschieden Bauordnungen existieren.
Aus diesem Grund wird in dieser Bachelorarbeit die Musterbauordnung (MBO)
als Grundlage gewählt. Die MBO hat zwar keinen Gesetzescharakter, aber sie
dient als Vorlage für die Bauordnungen der Bundesländer und ist daher repräsentativ für die Bundesrepublik Deutschland. Auf die einzelnen Anforderungen
der Landesbauordnungen wird nicht eingegangen. Für reale Bauvorhaben ist
jedoch immer die in dem Bundesland geltende Landesbauordnung maßgebend.
3.1 Musterbauordnung
Die MBO wird von der Fachkommission Bauaufsicht der Bauministerkonferenz
(ARGEBAU) erarbeitet. Die Fachkommission Bauaufsicht ist eine Arbeitsgemeinschaft der Obersten Bauaufsichtsbehörden der Bundesländer. Die aktuell
gültige Fassung der MBO vom November 2002, zuletzt geändert im Oktober
2008 [2], dient als Grundlage dieser Arbeit.
Am 01. Juni2011 wurde von der Fachkommission Bauaufsicht ein Entwurf zur
Änderung der MBO [4] herausgegeben. Die dort beschriebenen Änderungen
betreffen auch zum Teil die nachfolgend aufgeführten Anforderungen. Deshalb
werden die Änderungen des Entwurfs auch in diese Arbeit mit einfließen. Es
wird jedoch immer darauf hingewiesen, dass es sich um Anforderungen des
Entwurfs handelt.
3.1.1 Schutzzieldefinition
Die wichtigste Aufgabe des Bauordnungsrechts ist es, möglichen Gefahren, die
von baulichen Anlage (hier: Gebäude) ausgehen, durch entsprechende Regelungen vorzubeugen. Das oberste Ziel ist der Personenschutz, d. h. den Schutz
insbesondere von Leben und Gesundheit der Nutzer einer baulichen Anlage
12
sicherzustellen. Dieses oberste Ziel leitet sich aus Artikel 2 des Grundgesetzes
[1] ab, in dem das Recht des Einzelnen auf körperliche Unversehrtheit festgelegt wird. Aus diesem Grund wird für alle baulichen Anlagen ein allgemeines
Schutzziel aufgestellt. In § 3 (1) MBO [2] heißt es:
„Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten,
dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit
und die natürliche Lebensgrundlage, nicht gefährdet werden.“ [2]
Eine Hauptgefahr für die öffentliche Sicherheit und Ordnung ist die Brandgefahr. Deshalb wird in § 14 MBO [2] konkret auf die Gefahrenabwehr bei Bränden eingegangen und es werden dafür Schutzziele festgelegt:
„Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu
halten, dass
 der Entstehung eines Brandes und
 der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt
wird und
 bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie
 wirksamen Löscharbeiten möglich sind.“[2]
Die Umsetzung der Schutzziele ist die Aufgabe und das Ziel des vorbeugenden
Brandschutzes. Alle den Brandschutz betreffenden materiellen Anforderungen
der MBO werden aus den Schutzzielen abgeleitet.
Die Einhaltung der Schutzziele ist nicht nur für die Planung relevant, sondern
auch für die Bauphase und die spätere Nutzung.
Um die Schutzziele zu erfüllen, widmet die MBO eine Reihe von Bestimmungen
dem Brandschutz. So werden insbesondere Anforderungen
 an Zugänge und Zufahrten auf dem Grundstück,
 an die Anordnung, Länge und Gestaltung der Rettungswege,
13
 an das Brandverhalten von Baustoffen,
 an den Feuerwiderstand von Bauteilen und
 an Verschlüsse von Öffnungen in Bauteilen gestellt.
Aus dieser Aufzählung kann man erkennen, dass Brandschutz viele unterschiedliche Aspekte umfasst, die nur in ihrer Gesamtheit die Sicherheit von
Menschen gewährleisten können. Aus diesem Grund darf keine Brandschutzmaßnahme für sich isoliert betrachtet werden, denn nur die Summe aller Maßnahmen führt zum Erfolg.
Es ist allerdings im Rahmen dieser Bachelorarbeit nicht möglich, alle Maßnahmen des Brandschutzes detailliert zu betrachten und auf Konformität mit dem
Fassadensystem der POLLI-BricksTM zu prüfen. Daher wird hier der Schwerpunkt auf die brandschutztechnischen Anforderungen an Baustoffe und Bauteile
im Bereich der Außenwand gelegt.
Diese Anforderungen können je nach Höhe, Größe und Nutzung der Nutzungseinheiten des Gebäudes variieren. Um eine systematische Grundlage für die
Staffelung der brandschutztechnischen Anforderungen zu haben, werden Gebäude in Gebäudeklassen eingeteilt.
3.1.2 Gebäudeklassen
In der MBO [2] werden fünf Gebäudeklassen unterschieden. Die maßgebenden
Kriterien für die Einteilung der Gebäudeklassen sind die Gebäudehöhe und die
Zahl und Größe der Nutzungseinheiten eines Gebäudes. Mit der Einteilung in
die Gebäudeklassen erreicht man, dass den brandschutztechnischen Risiken
(hier: Brandausbreitung und Möglichkeiten zur Rettung und Brandbekämpfung)
eines Gebäudes mit den passenden baulichen Brandschutzanforderungen begegnet wird. Das brandschutztechnische Risiko soll möglichst gering gehalten
werden.
Die Brandschutzanforderungen sind anhand der Gebäudeklassen gestaffelt und
verschärfen sich mit jeder höheren Gebäudeklassen.
Als Gebäudehöhe gilt das Maß der Fußbodenoberkante des höchstgelegen
Geschosses mit einem Aufenthaltsraum über der mittleren Geländeoberfläche.
Die Gebäudeklassen sind in § 2 (3) MBO [2] aufgeführt:
14
„Gebäudeklasse 1:
a) freistehende Gebäude bis 7 m Höhe mit nicht mehr als zwei Nutzungseinheiten von insgesamt nicht mehr als 400 m²,
b) freistehende landwirtschaftlich genutzte Gebäude
Gebäudeklasse 2:
Gebäude mit einer Höhe bis zu 7 m und nicht mehr als zwei Nutzungseinheiten von insgesamt nicht mehr als 400 m²,
Gebäudeklasse 3:
sonstige Gebäude mit einer Höhe bis zu 7 m,
Gebäudeklasse 4:
Gebäude mit einer Höhe bis zu 13 m und Nutzungseinheiten mit jeweils
nicht mehr als 400 m²,
Gebäudeklasse 5:
sonstige Gebäude einschließlich unterirdischer Gebäude.“[2]
Die 400 m² Nutzungseinheiten „stellen für die Brandausbreitung und Brandbekämpfung durch die Feuerwehr ein geringeres Risiko dar als ausgedehnte Nutzungseinheiten“ [3]. Aus diesem Grund sind für diese Gebäude geringere
Brandschutzanforderungen vertretbar.
Die Einstufung in die Gebäudeklasse ist unabhängig davon, ob ein Gebäude als
Standardbau oder Sonderbau bewertet wird.
3.1.3 Standardbauten und Sonderbauten
Die MBO unterscheidet zwischen Standardbauten und Sonderbauten.
Als Standardbauten werden alle Gebäude bezeichnet,die nicht den Tatbestand
eines Sonderbaus erfüllen. Diese Gebäude können ausschließlich mithilfe der
Vorschriften der MBO [2] geplant und bewertet werden. Es werden keine weitergehenden brandschutztechnischen Anforderungen gestellt, denn die Vorschriften der MBO [2] reichen aus, um den Risiken eines Standardbaus zu begegnen. Hier wird von einem Wohngebäude oder einer damit vergleichbaren
Nutzung ausgegangen.
15
Als Sonderbauten werden bauliche Anlagen bezeichnet, die mindestens einen
der in § 2 (4) MBO [2] aufgeführten Tatbestände erfüllen. Bei Sonderbauten
sind die Risiken anders zu bewerten. Deshalb können nach § 51 MBO [2] an
Sonderbauten weitergehende (verschärfende) Anforderungen gestellt, aber
auch Erleichterungen zugelassen werden, sofern es der Erfüllung der Schutzziele dient.
Für einige Sonderbauten existieren Sonderbauvorschriften (geregelter Sonderbau) in denen die höheren Anforderungen oder Erleichterungen beschrieben
sind. Ist für einen Sonderbau keine weitergehende Regelung vorhanden (nicht
geregelter Sonderbau), so sind schutzzielorientierte Brandschutzanforderungen
festzulegen, die in einem Brandschutzkonzept in Abstimmung mit der Bauaufsichtsbehörde bzw. Brandschutzdienststelle zu beschreiben sind.
Die grundlegenden Forderungen der MBO sind bei der Bewertung von Sonderbauten ebenfalls zu beachten.
In dieser Bachelorarbeit wird im weiteren Verlauf auf die Sonderbauvorschriften
für Verkaufsstätten, Versammlungsstätten, Hochhäuser und Industriebauten
eingegangen. Da auch bei den Sonderbauvorschriften länderspezifische Abweichungen bestehen können, wird auf die Mustersonderbauvorschriften der
ARGEBAU Bezug genommen.
3.1.4 Abweichungen und Erleichterungen
Abweichungen und Erleichterungen dienen dazu, das Baurecht zu flexibilisieren. [3]
Es ist oftmals schwer bei komplexen Gebäuden alle Anforderungen des Bauordnungsrechts miteinander in Einklang zu bringen. Aus diesem Grund können
auf Antrag Abweichungen, § 67MBO [2], von Anforderungen des Bauordnungsrechts zugelassen werden, wenn durch diese Abweichungen öffentlich-rechtlich
geschützte nachbarliche Belange und öffentliche Belange, insbesondere
§ 3 (1) MBO [2], nicht beeinträchtigt werden. Eine Abweichung muss begründet
werden und Kompensationsmaßnahmen müssen erläutert werden. Die Gestattung der Abweichung liegt im Ermessensspielraum der Bauaufsicht („kann“).
16
Erleichterungen, § 51 Satz 2 MBO [2], spielen bei Sonderbauten eine Bedeutung. Hier ist immer ein Brandschutzkonzept notwendig. Die Erleichterungen
werden beschrieben und sind Teil des Brandschutzkonzeptes. Über die Erleichterungen wird im Rahmen der Genehmigung des Brandschutzkonzeptes mitentschieden (Ermessensentscheidung).
Über Abweichungen und Erleichterungen haben Planer die Möglichkeit von materiellen Anforderungen abzuweichen. Dieser Weg wird aber hier nicht weiter
verfolgt.
3.1.5 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
Das Brandverhalten wird differenziert nach Baustoff- und Bauteilverhalten. Das
Baustoffverhalten beschreibt das jeweilige Material hinsichtlich seiner Brennbarkeit (ggf. noch Rauchentwicklung, brennendes Abtropfen/Abfallen) unter definierten Randbedingungen. Das Bauteilverhalten gibt Auskunft darüber, wie
sich das Bauteil gegenüber einer definierten Brandbeanspruchung unter festgelegten Randbedingungen verhält. [28]
Der vorbeugende bauliche Brandschutz ist in Deutschland zweistufig aufgebaut.
Baustoffe
MBO
und
Anforderungen
an das
Brandveralten
Bauteile
DIN 4102 bzw.
DIN EN 13501
Prüfverfahren
Abbildung 11: Aufbau des baulichen Brandschutzes
Die erste Stufe stellt die MBO [2] dar, die brandschutztechnische Anforderungen an Baustoffe und Bauteile festlegt. Die Anforderungen werden aber nicht
näher erläutert. Die (technische) Konkretisierung der bauordnungsrechtlichen
Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen kann auf
nationaler, sowie auf europäischer Ebene erfolgen. So stellen die „DIN 4102 –
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen“ bzw. die „DIN EN 13501 – Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten“ die zweite
Stufe dar. Hier sind die Bedingungen aufgeführt, wie Baustoffe und Bauteile zu
prüfen und zu klassifizieren sind, damit sie den bauordnungsrechtlichen Anforderungen gerecht werden.
17
Nachfolgend sind die allgemeinen Anforderungen der MBO [2] an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen beschrieben. Der Bezug zur DIN 4102
wird im Abschnitt 4.1 hergestellt.
3.1.5.1 Brandverhalten von Baustoffen
Gemäß des Schutzziels (siehe Ziffer 3.1.1), dass der Entstehung eines Brandes
vorgebeugt werden soll, werden bestimmte Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen gestellt. Denn gerade in der Entstehungsphase eines Brandes kommt es auf das Brandverhalten der Baustoffe an. Eine schnelle Brandausbreitung soll verhindert werden. [21]
Grundsätzlich kann ein Baustoff nichtbrennbar oder brennbar sein. In
§ 26 (1) MBO [2] werden Baustoffe nach den Anforderungen an ihr Brandverhalten unterschieden in:
1. „nichtbrennbare Baustoffe,
2. schwerentflammbare Baustoffe,
3. normalentflammbare Baustoffe.“[2]
Leichtentflammbare Baustoffe dürfen grundsätzlich nicht verwendet werden, da
sie ein großes Risiko in Bezug auf die Brandentstehung und –ausbreitung darstellen. Sie dürfen nur dann verwendet werden, wenn sie im Einbauzustand ihre
Eigenschaft „leichtentflammbar“ verlieren und mindestens als „normalentflammbar“ eingestuft werden.
Die MBO schränkt die Verwendung von brennbaren Baustoffen zum Teil ein,
weil diese bei einem Brandgeschehen einen erheblichen negativen Beitrag zum
Brand leisten können. Aus diesem Grund sind die Anforderungen der MBO [2]
an das Brandverhalten von Baustoffen abhängig von der Gebäudeklasse, der
Gebäudeart und –nutzung und dem jeweiligen Schutzziel.
3.1.5.2 Feuerwiderstand von Bauteilen
Die MBO stellt Anforderungen an den Feuerwiderstand von Bauteilen, um der
Ausbreitung von Feuer und Rauch vorzubeugen (siehe Ziffer 3.1.1). Zudem
18
wird im Brandfall die Standfestigkeit einer baulichen Anlage erhöht, um wirksame Löscharbeiten zu ermöglichen.
Bauteile werden aus einem oder mehreren Baustoffen gefertigt. Das Brandverhalten von Bauteilen wird durch die Feuerwiderstandsfähigkeit beschrieben.
In § 26 (2) MBO [2] werden die bauordnungsrechtlich relevanten Feuerwiderstandsfähigkeiten aufgeführt:
„Bauteile werden nach den Anforderungen an ihre Feuerwiderstandsfähigkeit
unterschieden in
1. feuerbeständige,
2. hochfeuerhemmende,
3. feuerhemmende;
die Feuerwiderstandsfähigkeit bezieht sich bei tragenden und aussteifenden
Bauteilen auf deren Standsicherheit im Brandfall, bei raumabschließenden Bauteilen auf deren Widerstand gegen die Brandausbreitung.“ [2]
Darüber hinaus werden die Bauteile gemäß § 26 (2) Satz 2 MBO [2] auch hinsichtlich des Brandverhaltens ihrer Baustoffe unterschieden in
„(…)
1. Bauteile aus nichtbrennbaren Baustoffen,
2. Bauteile, deren tragende und aussteifende Teile aus nichtbrennbaren
Baustoffen bestehen und die bei raumabschließenden Bauteilen zusätzlich eine in Bauteilebene durchgehende Schicht aus nichtbrennbaren
Baustoffen haben,
3. Bauteile, deren tragende und aussteifende Teile aus brennbaren Baustoffen bestehen und die allseitig eine brandschutztechnisch wirksame
Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen (Brandschutzbekleidung)
und Dämmstoffe aus nichtbrennbaren Baustoffen haben,
4. Bauteile aus brennbaren Baustoffen.“ [2]
Für feuerbeständige und hochfeuerhemmende Bauteile werden gemäß
§ 26 (2) Satz 3 MBO [2] zusätzliche Anforderungen an das Brandverhalten der
19
verwendeten Baustoffe gestellt. An feuerhemmende Bauteile werden keine bestimmten Baustoffanforderungen gestellt. Tabelle 1 gibt einen Überblick über
die zusätzlichen Anforderungen.
Tabelle 1: Kombination der Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen mit den Anforderungen an die
Baustoffklasse [21]
In einem Gebäude werden gemäß MBO für bestimmte Bauteile Feuerwiderstandsdauern
gefordert.
Die
Anforderungen
feuerhemmend,
hochfeuer-
hemmend und feuerbeständig richten sich ebenfalls nach der vorhandenen Gebäudeklasse, der Gebäudeart und -nutzung und dem zu erreichenden Schutzziel.
3.1.6 Anforderungen an Außenwände
„Außenwände sind vertikale Bauteile, die das Gebäudeinnere gegenüber der
äußeren Umgebung abgrenzen und so den äußeren Raumabschluss eines Gebäudes bilden.“ [Band 2]
Außenwände können tragend oder nichttragend, raumabschließend oder nichtraumabschließend sein. Als raumabschließend Außenwände gelten Außenwandscheiben mit einer Breite > 1 m. [15]
Das Schutzziel für eine Außenwand ist in § 28 (1) MBO [2] festgelegt:
20
„Außenwände und Außenwandteile wie Brüstungen und Schürzen sind so auszubilden, dass eine Brandausbreitung auf und in diesen Bauteilen ausreichend
lange begrenzt ist.“ [2]
Durch die Umsetzung dieses Schutzziels soll verhindert werden, dass die gesamte Außenwand mit ihren Bestandteilen aktiv am Brand beteiligt ist. Bei einem Brand im Innern einer baulichen Anlage soll die Brandausbreitung nach
außen auf benachbarte Bebauungen bzw. obere Etagen des Gebäudes (Feuerüberschlag) behindert werden. Bei einem Brand außerhalb einer baulichen
Anlage soll die Außenwand verhindern, dass sich ein Brand nach innen ausbreiten kann. [21]
Um das festgelegte Schutzziel zu erfüllen, werden brandschutztechnische Anforderungen an die verwendeten Baustoffe und Bauteile gestellt. Werden diese
eingehalten, gilt das Schutzziel als gewahrt.
Die MBO unterteilt Außenwände in folgende Arten:
Außenwände
§ 27 MBO
tragende
(Außen-)
Wände
§ 28 MBO
nichttragende
Außenwänd
nichttragende
Teile tragender
Außenwände
§ 30 MBO
Oberflächen/
Bekleidungen
von
Außenwänden
Gebäudeabschlusswand
(Brandwand)
Abbildung 12: Übersicht der Außenwände
Die Zulässigkeit von brennbaren Baustoffen im Bereich der Außenwand (als
Baustoff der Außenwand oder als Außenwandbekleidung bzw. -oberfläche) ist
durch die bauaufsichtlichen Mindestanforderungen der MBO [2] und der Muster-Sonderbauvorschriften festgelegt. Ist dies nicht der Fall, da z. B. keine Vor21
schriften existieren (nichtgeregelter Sonderbau), müssen im Einvernehmen mit
der Bauaufsicht schutzzielorientierte Mindestanforderungen festgelegt werden.
Das Fassadensystem der POLLI-BricksTM ist im Sinne der MBO [2] nicht tragend, d. h., dass es sich nicht am Gesamtlastabtrag eines Gebäudes beteiligt
und nicht zur Aussteifung eines Gebäudes dient. Deshalb wird im Folgenden
nur auf die brandschutztechnischen Anforderung an nichttragende Außenwände eingegangen. Darüber hinaus ist es ist denkbar, die POLLI-BricksTM als
Dämmung vor eine Außenwand zu setzen, deshalb wird nachfolgend auch auf
die brandschutztechnischen Anforderungen an Oberflächen von Außenwänden
und Außenwandbekleidungen eingegangen. Im Bereich von Brandwänden ergeben sich besondere brandschutztechnische Anforderungen an Außenwände,
Oberflächen von Außenwänden und Außenwandbekleidungen, sodass auch
darauf Bezug genommen wird.
Die brandschutztechnischen Anforderungen sind von der Gebäudeklasse abhängig.
3.1.6.1 Nichttragende Außenwände
„Nichttragende Außenwände (...) sind raumhohe, raumabschließende Bauteile
wie Außenwandelemente, Ausfachungen usw. (…), die auch im Brandfall nur
durch ihr Eigengewicht beansprucht werden und zu keiner Aussteifung von
Bauteilen dienen. Die Bauteile können aber darüber hinaus auch auf ihre Fläche wirkende Windlasten und horizontale Verkehrslasten auf tragende Bauteile,
z. B. Wand- oder Deckenscheiben, abtragen.“ [14]
Die Standsicherheit eines Gebäudes wird durch das Versagen einer nichttragenden Außenwandwand nicht beeinträchtigt. Deshalb können die Anforderungen an die nichttragenden Außenwände auch deutlich geringer sein, als die an
tragende Außenwände.
Nichtragende Außenwände müssen gemäß § 28 (2) MBO [2] in den Gebäudeklassen 4 und 5 aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen.
22
Besteht die nichttragende Außenwand aus brennbaren Baustoffen, muss diese
als raumabschließendes Bauteil mindestens feuerhemmend sein.
nichttragende
Außenwand
Gebäudeklasse 4 und 5
nichtbrennbarer
Baustoff
brennbarer
Baustoff
feuerhemmend
Abbildung 13: Anforderung an nichttragende Außenwand
Diese Anforderungen gelten nicht für brennbare Fensterprofile, Fugenabdichtungen und brennbare Dämmstoffe in nichtbrennbaren, geschlossenen Profilen
der Außenwandkonstruktion, weil sie bei der Brandausbreitung eine untergeordnete Rolle spielen. [3]
An nichttragende Außenwände der Gebäudeklasse 1 bis 3 werden keine Anforderungen gestellt. Sie dürfen allerdings nicht aus leichtentflammbaren Baustoffen bestehen.
Brüstungen und Schürzen werden auch zu den nichttragenden Außenwänden
gezählt. Entsprechend gelten die oben genannten Anforderungen auch für diese Bauteile.
3.1.6.2 Außenwandkonstruktionen mit geschossübergreifenden Hohl- oder Lufträumen
Bei Außenwandkonstruktionen, die geschossübergreifende Hohl- oder Lufträume besitzen, sind gemäß § 28 (4) MBO [2] gegen Brandausbreitung besondere
Vorkehrungen zu treffen. Durch die Hohl- oder Lufträume kann eine Brandausbreitung begünstigt werden, dadurch, dass sich eine Art Kamineffekt einstellt.
Die Anforderungen gelten für Gebäude aller Gebäudeklasse. Nach dem Entwurf
der Fachkommission Bauaufsicht zur Änderung der MBO [4] soll die oben genannte Anforderung für Gebäude der Gebäudeklasse 1 und 2 nicht gelten.
3.1.6.3 Oberflächen und Bekleidungen von Außenwänden
23
Unter der Oberfläche einer Außenwand wird zum Einen die unmittelbare Oberfläche der Außenwand (Klinker, Mauerwerk, Sichtbeton) verstanden oder zum
Anderen darauf nachträglich aufgebrachte Beschichtungen bzw. Anstriche
(Putz, Farbe). [Band 2]
„Die Außenwandbekleidung ist die Bekleidung der Oberfläche der tragenden
bzw. nichttragenden Außenwand zur Wärmedämmung und zum Wetterschutz.“
[Band 2]
Oberflächen und Bekleidungen von Außenwänden werden baurechtlich als
Baustoffe angesehen und danach bewertet. [Band 2]
In der Gebäudeklasse 4 und 5 müssen sie gemäß § 28 (3) MBO [2] einschließlich der Unterkonstruktionen und Dämmstoffe aus schwerentflammbaren Baustoffen bestehen.
In der Gebäudeklasse 1 bis 3 werden keine Anforderungen gestellt, d. h., dass
sie aus mindestens normalentflammbaren Baustoffen bestehen müssen.
Nach dem Entwurf der Fachkommission Bauaufsicht zur Änderung der MBO [4]
dürfen Oberflächen von Außenwänden und Außenwandbekleidungen, die
schwerentflammbar sein müssen, nicht brennend abfallen und abtropfen.
3.1.6.4 Zusammenfassung
Abbildung 14 und Abbildung 15 geben eine Überblick über die brandschutztechnischen Anforderungen des § 26 MBO [2] „Außenwände“.
24
Abbildung 14: Anforderungen für GK 4 und 5 [29]
Abbildung 15: Anforderungen für GK 1, 2 und 3 [29]
Insbesondere bei Regelbauten der Gebäudeklasse 1 bis 3 ist die Brandausbreitung über die Fassade nicht als besonderes Risiko zu betrachten, weshalb hier
für nichttragende Wände, Außenwandbekleidungen und Oberflächen von Außenwände auch nur normalentflammbare Baustoffen gefordert werden. Bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 und 5 hingegen sind die Anforderungen höher.
Nichttragende Wände aus brennbaren Baustoffen müssen jetzt eine Feuerwiderstand von 30 Minuten aufweisen, Außenwandbekleidungen und Oberflächen
von Außenwänden müssen mindestens die Anforderungen der Schwerentflammbarkeit erfüllen.
25
Die Anforderungen der MBO [2] an Außenwände, Außenwandbekleidungen und
Oberflächen von Außenwänden gelten auch für Sonderbauten, soweit die Sonderbauvorschriften keine besonderen Regelungen hierfür treffen.
3.1.6.5 Außenwände und Außenwandbekleidung im Brandwandbereich
Im Bereich von Brandwänden gibt es einige Besonderheiten zu beachten, die
vor allem auch für Außenwände und Außenwandbekleidungen relevant sind.
Eine Brandwand dient als Gebäudeabschlusswand (äußere Brandwand) und
zur Unterteilung von ausgedehnten Gebäuden in Brandabschnitte (innere
Brandwand).
Brandwände müssen gemäß § 30 (3) Satz 1 MBO [2] unter zusätzlicher mechanischer Beanspruchung feuerbeständig sein und aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen.
Für Gebäude der Gebäudeklasse 1 bis 4 sind Wände mit deutlich geringer Anforderung anstelle von Brandwänden zulässig. So können für die Gebäudeklasse 4 Wände verwendet werden, die unter zusätzlicher mechanischer Belastung
hochfeuerhemmend sind. Für die Gebäudeklasse 1 bis 3 sind hochfeuerhemmende Wände zulässig. [2]
Anstelle einer Brandwand als Gebäudeabschluss ist für die Gebäudeklasse 1
bis 3 eine Wand zulässig, die von innen nach außen die Feuerwiderstandsfähigkeit der tragenden und aussteifenden Bauteile, mindestens jedoch feuerhemmende Bauteile und von außen nach innen die Feuerwiderstandsfähigkeit
feuerbeständig hat. [2]
a) Brandwände als Gebäudeabschluss
Eine Brandwand als Gebäudeabschluss ist gemäß § 30 (2) Nr.1 MBO [2] immer
dann erforderlich, wenn ein Gebäude
 unmittelbar an der Grundstücksgrenze oder
26
Abbildung 16: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 1 [30]
 in einem Abstand von weniger als 2,50 m zur Grundstücksgrenze errichtet wird.
Abbildung 17: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 2 [30]
Eine Brandwand braucht nicht errichtet werden, wenn der Abstand mindestens
5 m zum benachbarten Gebäude beträgt (unabhängig von der Grundstücksgrenze).
Abbildung 18: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 3 [30]
b) Geschossweise versetzt angeordnete Brandwände
Wenn innere Brandwände geschossweise versetzt angeordnet werden, dann
müssen gemäß § 30 (4) Nr. 4 MBO [2] die Außenwände in der Breite des Versatzes in dem Geschoss oberhalb oder unterhalb des Versatzes feuerbeständig
sein.
27
Abbildung 19: Innere Brandwand geschossweise versetzt [30]
c) Brandwände über Eck
Stoßen Gebäudeteile, die durch eine Brandwand getrennt werden müssen,
über Eck zusammen, so werden an diesen Bereich besondere brandschutztechnische Anforderungen gestellt. Hier gilt es den Feuerüberschlag über die
Brandwand zu verhindern. Die Anforderungen sind in § 30 (6) MBO [2] beschrieben. Der Abstand der Brandwand zur inneren Ecke muss 5 m betragen.
Abbildung 20: Brandwand innere Ecke 1 [30]
Kann die Brandwand nur in der inneren Ecke angeordnet werden, dann muss
mindestens eine Außenwand auf 5 m Länge als öffnungslose feuerbeständige
Wand aus nichtbrennbaren Baustoffen hergestellt werden.
28
Abbildung 21: Brandwand innere Ecke 2 [30]
Abbildung 22: Brandwand innere Ecke 3 [30]
Diese Anforderung hat für die Gebäudeklasse 1 bis 4 eine besondere Konsequenz. Hier sind anstelle von Brandwände auch andere Wände zulässig (siehe
oben). So dürfen zum Beispiel für ein Gebäude der Gebäudeklasse 3 Brandwände hochfeuerhemmend ausgebildet werden, der exponierte Bereich der
inneren Ecke muss aber feuerbeständig ausgebildet sein. Diese Ausführung ist
nicht sinnvoll. Das Feuer schlägt zwar nicht über die innere Ecke in den nächsten Brandabschnitt, jedoch wird die innere Brandwand vor der feuerbeständigen
Außenwand versagen, sodass sich das Feuer auf diese Weise im Gebäude
ausbreiten kann.
Diesen Sachverhalt hat auch die Fachkommission Bauaufsicht erkannt und in
ihrem Entwurf zur Änderung der MBO [3] korrigiert. Zukünftig soll dieser Bereich
in der gleichen brandschutztechnischen Qualität, wie für die Brandwand bzw.
eine Wand, die anstelle einer Brandwand zulässig ist, ausgeführt werden dürfen.
Die oben beschriebenen Anforderungen gelten nicht, wenn der Winkel der inneren Ecke mehr als 120° beträgt.
d) Führung von brennbaren Baustoffen über Brandwände
Erstreckt sich ein Gebäude über eine größere Länge, so ist diese gemäß
§ 30 (2) Nr. 2 MBO [2] durch innere Brandwände in Abständen von nicht mehr
als 40 m zu unterteilen.
29
Abbildung 23: Innere Brandwand [30]
Diese Brandwand darf gemäß § 30 (7) MBO [2] nicht von brennbaren Baustoffen überbrückt werden.
Die Anforderungen der MBO [2] an Außenwände im Bereich von Brandwänden
gelten auch für Sonderbauten, soweit die Sonderbauvorschriften keine besonderen Regelungen treffen.
3.1.7 Feuerüberschlagsweg
Als Feuerüberschlagsweg wird die senkrechte Entfernung zwischen der Fensteroberkante eines Geschosses und der Fensterunterkante des direkt darüber
liegenden Geschosses bezeichnet. [42]
Im Regelbau werden keine erhöhten brandschutztechnischen Anforderungen
für einen Feuerüberschlag vorgesehen. Es wird toleriert, dass es zu einem
Feuerüberschlag kommen kann. Man geht davon aus, dass der Löschangriff
der Feuerwehr rechtzeitig erfolgt und dadurch eine Brandausbreitung durch
Feuerüberschlag weitgehend verhindert werden kann.
30
3.2 Muster-Verkaufstättenverordnung (MVkVO)
Eine Verkaufsstätte ist je nach Warenangebot durch hohe Brandlast und eine
erhöhte Anzahl an meist ortsfremden Personen gekennzeichnet. Der Personenkreis ist inhomogen, d. h., dass Menschen jeden Alters anwesen sein können - vom Kleinkind bis zur mobilitätseingeschränkten. Ortskundiges Personal
ist ständig anwesend. Um dem daraus resultierenden erhöhten Risiko zu begegnen, wurde die Muster-Verkaufsstättenverordnung erarbeitet und veröffentlicht. Durch diese Sonderbauvorschrift werden weitergehende (verschärfende)
Anforderungen gestellt, aber auch Erleichterungen beschrieben.
In den Geltungsbereich der MVkVO [5] fallen gemäß § 1 MVkVO [5] alle Verkaufsstätten, die Verkaufsräume und Ladenstraße mit einer Fläche von mehr
als 2000 m² haben. Nach § 2 (4) Nr. 4 MBO [2] erfüllen allerdings Verkaufsstätten ab 800 m² bereits den Tatbestand eines Sonderbaus. Verkaufsstätten zwischen 800 m² und 2000 m² gelten daher als nicht geregelte Sonderbauten.
Die MVkVO differenziert zwischen erdgeschossigen und mehrgeschossigen
Verkaufsstätten.
Als
erdgeschossig
gelten
Verkaufsstätten
gemäß
§ 2 (2) MVkVO [5] dann, wenn sie nicht mehr als ein Geschoss haben und an
31
keiner Stelle mehr als 1 m unter der Geländeoberfläche liegen. Nicht in die Geschossigkeit mit eingerechnet werden Treppenraumerweiterungen und Technikgeschosse. Verkaufsstätten, die die Definition einer erdgeschossigen Verkaufsstätte nicht erfüllen, werden als mehrgeschossig bewertet.
3.2.1 Anforderungen an Außenwände
Die Anforderungen an Außenwände sind gegenüber der MBO höher und werden in § 4 MVkVO [5] genannt. Die Anforderungen unterscheiden nicht zwischen tragenden und nichttragenden Außenwänden und sind davon abhängig,
ob eine Verkaufsstätte erdgeschossig oder mehrgeschossig bzw. gesprinklert
oder nicht gesprinklert ist.
Erdgeschossige
Verkaufsstätten
müssen
Außenwände
aus
mindestens
schwerentflammbaren Baustoffen haben, unabhängig davon, ob die Verkaufsstätte gesprinklert ist oder nicht. Ist die Außenwand feuerhemmend ausgebildet,
gilt die Anforderung nicht.
Abbildung 24:Außenwand einer erdgeschossigen Verkaufsstätte [31]
Bei mehrgeschossigen Verkaufsstätten ohne Sprinkleranlage müssen Außenwände aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen.
32
Abbildung 25:Außenwand einer mehrgeschossigen Verkaufsstätte 1 [31]
Ist eine Sprinkleranlage vorhanden, müssen die Außenwände mindestens aus
schwerentflammbaren Baustoffen bestehen.
Abbildung 26:Außenwand einer mehrgeschossigen Verkaufsstätte 2 [31]
Beide Anforderungen gelten nicht, wenn die Außenwände feuerbeständig sind.
Die Anforderungen an Außenwandverkleidungen einschließlich der Dämmstoffe
und Unterkonstruktionen sind in § 9 (1) MVkVO [5] beschrieben. Bei gesprinklerten oder erdgeschossigen Verkaufsstätten muss die Außenwandverkleidung
einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen aus mindestens
schwerentflammbaren Baustoffen bestehen.
33
Abbildung 27: Außenwandbekleidung mehrgeschossiger Verkaufsstätten [31]
Abbildung 28: Außenwandbekleidung erdgeschossiger Verkaufsstätten [31]
Bei sonstigen, nicht gesprinklerten Verkaufsstätten ist diese aus nichtbrennbaren Baustoffen herzustellen.
Abbildung 29: Außenwandbekleidung einer sonstigen Verkaufsstätte [31]
34
3.2.2 Feuerüberschlagsweg
In der MVkVO [5] ist keine spezielle Ausbildung eines Feuerüberschlagwegs
gefordert. In der Begründung der MVKVO [6] heißt es dazu, dass auf die Herstellung eines Feuerüberschlagwegs von mindestens 1 m verzichtet werden
kann, weil gleichzeitig innerhalb der Verkaufsstätte offene Verbindungen zulässig sind. Maßnahmen zur Verhinderung eines einesFeuerüberschlags im Fassadenbereich würde keinen Sinn ergeben.
3.3 Muster-Versammlungsstättenverordnung (MVStättVO)
In einer Versammlungsstätte ist die Personendichte relativ hoch und die Besuchermenge ist auch hier durch eine inhomogene Zusammensetzung (variiert je
nach Art der Veranstaltung) gekennzeichnet. Besucher sind meist nicht ortskundig. Aus diesen Parametern ergibt sich ein höheres Risiko als durch die
MBO
abgedeckt
werden
kann.
Deshalb
werden
in
der
Muster-
Versammlungsstättenverordnung spezielle bauliche, anlagentechnische und
organisatorische Maßnahmen festgeschrieben.
Die MVStättVO [7] gilt gemäß § 1 MVStättVO [7] für den Bau und Betrieb von:
 Versammlungsstätten mit Versammlungsräumen, die einzeln mehr als
200 Besucher fassen.
 Versammlungsstätten mit mehreren Versammlungsräumen, die insgesamt mehr als 200 Besucher fassen, wenn diese Versammlungsräume
gemeinsame Rettungswege haben.
 Versammlungsstätten im Freien mit Szeneflächen, deren Besucherbereich mehr als 1000 Besucher fasst oder ganz oder teilweise aus baulichen Anlagen besteht.
 Sportstadien, die mehr als 5000 Besucher fassen.
Unterschieden wird zwischen erdgeschossigen und mehrgeschossigen Versammlungsstätten. Als erdgeschossig werden alle Versammlungsstätten bewertet, die nur ein Geschoss ohne Emporen und Ränge haben (Technikgeschosse bleiben außer Betracht) und nicht tiefer als 1 m unter der Geländeober-
35
fläche liegen. Versammlungsstätten, auf die die Definition nicht zutrifft, sind im
Sinne der MVStättV [7] mehrgeschossige Versammlungsstätten.
3.3.1 Anforderungen an Außenwände
Für Außenwände sind die Anforderungen in § 3 (2) MVStättVO [7] beschrieben.
Die MVStättVO [7] stellt gegenüber der MBO [2] höhere Anforderungen an Außenwände. Demnach müssen Außenwände mehrgeschossiger Versammlungsstätten aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen.
Abbildung 30:Außenwände mehrgeschossiger Versammlungsstätten [32]
Für erdgeschossige Versammlungsstätten wird keine Anforderung genannt,
sodass die Anforderungen der MBO, in Abhängigkeit von der Gebäudeklasse,
hier zu beachten sind.
Dies gilt in gleicher Weise für die Außenwandbekleidung.
3.3.2 Feuerüberschlagsweg
Ein Feuerüberschlagsweg oder andere Maßnahmen im Bereich der Außenwand zur Verhinderung eines Brandüberschlages sind in der bauaufsichtlich
geltenden MVStättVO [7] nicht gefordert.
3.4 Muster-Hochhausrichtlinie (MHHR)
Ein Gebäude wird als Hochhaus bezeichnet, wenn die Oberkante des Fertigfußbodens (OKFF) des höchstgelegenen Geschosses in dem Aufenthaltsräume
möglich sind, im Mittel 22 m über der Geländeoberfläche liegt. Die Höhe von
22 m wird deshalb auch als Hochhausgrenze bezeichnet. Hochhäuser werden
36
als Sonderbauten eingestuft, weil diese vor allem aufgrund ihrer Höhe spezielle
Risiken aufweisen, die nicht durch die Vorschriften der MBO abgedeckt werden
können. Die Risiken gehen hauptsächlich von der ausschließlich vertikalen
Haupterschließung, der großen Anzahl von Personen, der vielen Geschosse
auf kleiner Grundfläche und der begrenzten Außenangriffs- und zeitintensiver
Innenangriffsmöglichkeiten der Feuerwehr aus. [9]
Zudem endet mit Erreichen der 22 m die Möglichkeit, den zweiten Rettungsweg
über Hubrettungsfahrzeuge der Feuerwehr sicherzustellen. Um diese Risiken
abzudecken wurde die Muster- Hochhaus- Richtlinie (MHHR) [8] erarbeitet.
3.4.1 Anforderungen an Außenwände
Gemäß Punkt 3.4 MHHR [8] müssen nichttragende Außenwände und Außenwandbekleidungen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen, mit Ausnahme
der Fensterprofile, Dämmstoffe in nichtbrennbaren geschlossenen Profilen,
Dichtstoffe zu Abdichtung der Fugen zwischen Verglasungen und Traggerippe,
sowie Kleinteile ohne tragende Funktion, die nicht zu Brandausbreitung beitragen.
Abbildung 31:Außenwände von Hochhäusern [33]
Brennbare Baustoffe werden nicht zugelassen, da bei einem Fassadenbrand
die Feuerwehr, aufgrund begrenzter Wurfweite der Strahlrohre und Einsatzhöhe
37
der Hubrettungsfahrzeuge, keine Möglichkeit hat, den Brand zu bekämpfen
bzw. einen Feuerüberschlag von Geschoss zu Geschoss zu verhindern. [9]
3.4.2 Feuerüberschlagsweg
Die Verhinderung eines Feuerüberschlags (=Brandüberschlag) wird nach der
MHHR [8] durch die Einbeziehung des Fassadenbereichs in den Wirkbereich
der automatischen Feuerlöschanlage erreicht. [9]
Für Hochhäuser mit nicht mehr als 60 m Höhe in Zellenbauweise (Nutzungseinheiten mit nicht mehr als 200 m²) gibt es eine Ausnahme. Hier kann u. a. auf
die automatische Feuerlöschanlage verzichtete werden, wenn
 „(…) 2. der Brandüberschlag von Geschoss zu Geschoss durch eine
mindestens 1 m hohe feuerbeständige Brüstung oder 1 m auskragende
Deckenplatte behindert wird, (…).“ [9]
Bei Verzicht auf eine automatische Feuerlöschanlage muss ein Feuerüberschlagsweg, wie oben beschreiben, hergestellt werden.
3.5 Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (MindBuaRL)
Für den Regel- bzw. Sonderbau von Industriebauten gibt es die Muster- Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (MIndBauRL) [10].
Eine allgemeingültige Risikobeurteilung ist kaum möglich, da die Nutzung des
Industriebaus sehr unterschiedlich sein kann. Die Belegungsdichte schwankt
stark, von einem Arbeiter bis hin zu mehreren tausend Beschäftigten in einer
Halle. Der Personenkreis ist inhomogen, allerdings sind die Arbeiter ortskundig.
Die vorhandene Brandlast und die Brandentstehungsgefahr schwanken ebenfalls sehr stark und sind vor allem von der Art der Produktionsfirma bzw. des
Unternehmens abhängig. [18]
Die M IndBauRL [10] gilt gemäß Ziffer 2 M IndBauRL [10] für
 Industriebauten und
 Hochregallager ≤ 9 m Oberkante Lagergut.
„Industriebauten sind Gebäude oder Gebäudeteile im Bereich der Industrie und
des Gewerbes, die der Produktion (Herstellung, Behandlung, Verwertung, Ver38
teilung) oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen“[10]. Dies gilt unabhängig von ihrer Grundfläche und Größe.
Keine Anwendung findet die M IndBauRL bei
 Industriebauten, die lediglich der Aufstellung technischer Anlagen dienen
oder nur zu Wartungsarbeiten von Personen begangen werden.
 Industriebauten, die überwiegend offen sind, wie überdachte Freilager
oder Freianlagen.
Unterschieden wird zwischen erdgeschossigen und mehrgeschossigen Industriebauten. Gemäß Ziffer 3.6 M IndBauRL [10]gelten Industriebauten mit nicht
mehr als einem Geschoss, dessen Fußboden nicht mehr als 1 m unter der Geländeoberfläche liegt, als erdgeschossig. Eine differenzierte und genau Begriffsbestimmung eines „Geschosses“ findet sich unter Ziffer 3.5 M IndBauRL
[10] und ist in jedem Fall zu beachten.
3.5.1 Anforderungen an Außenwände
Die Anforderungen an nichttragende Außenwände und Außenwandbekleidungen sind unter Ziffer 5.10 M IndBauRL [10] beschrieben. Nichttragende Außenwände und Außenwandbekleidungen einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen müssen
 bei Industriebauten < 2000 m² mindestens aus normalentflammbar Baustoffen bestehen.
 bei erdgeschossigen Industriebauten > 2000 m² mit selbsttätige Feuerlöschanlage aus mindestens normalentflammbaren Baustoffen bestehen.
 bei erdgeschossigen Industriebauten > 2000 m² ohne selbsttätige Feuerlöschanlage aus mindestens schwerentflammbaren Baustoffen bestehen.
 bei mehrgeschossigen Industriebauten > 2000 m² mit selbsttätiger Feuerlöschanlage aus mindestens schwerentflammbaren Baustoffen bestehen.
 bei mehrgeschossigen Industriebauten > 2000 m² ohne selbsttätige Feuerlöschanlage aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. [10]
39
3.5.2 Brandwände und Wände zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitten
Bei Brandwänden und Wänden zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitten ist im Bereich der Außenwände gemäß Ziffer 5.8.2 M IndBauRL [10] durch
geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass eine (horizontale) Brandübertragung auf andere Brandabschnitte und Brandbekämpfungsabschnitte verhindert
wird. Geeignete Maßnahmen nach M IndBauRL [10] sind z.B.:
 Brandwände und Wände zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitte mindestens 0,5 m hervorstehend auszuführen.
Abbildung 32: Auskragende Brandwand bzw. Wand, zur Trennung von Brandbekämpfungsabschnitten [38]
 Einen Außenwandabschnitt mit mindestens 1,0 m Breite aus nichtbrennbaren Baustoffen einschließlich Außenwandbekleidung auszuführen.
40
Abbildung 33: Außenwandabschnitte [Band 5]
Besteht die Außenwandbekleidung aus brennbaren Baustoffen und ist durchgehend angeordnet, so gilt als geeignete Maßnahme eine horizontale Brandübertragung zu verhindern:
 eine Wand, in der Feuerwiderstandsklasse der trennenden Wand, auf
beiden Seiten der Brandwand bzw. der Wand, die zur Trennung von
Brandbekämpfungsabschnitten dient, mit einer Breite von jeweils 1,0 m
zu errichten. [10]
Abbildung 34: Durchgehende brennbarer Außenwandbekleidung [Band 5]
3.5.3 Feuerüberschlagsweg
Eine vertikale Brandübertragung zwischen versetzt übereinander angeordneten
Brandabschnitten und Brandbekämpfungsabschnitten muss gemäß Ziffer 5.9 M
IndBauRL [10] durch geeignete Vorkehrungen behindert werden.
41
Geeignete Vorkehrungen sind:
 mindestens 1,5 m weit auskragende ausreichend feuerwiderstandsfähige
Bauteile.
 ausreichend feuerwiderstandsfähige Bauteile mit einer Höhe von mindestens 1,5 m zwischen Öffnungen [10]
Bei Vorhandensein einer Werkfeuerwehr oder einer selbsttätigen Feuerlöschanlage (ausgedrückt durch die Sicherheitskategorien) ist eine Höhe
von 1 m als ausreichen anzusehen. [11]
Ausreichend feuerwiderstandsfähig sind Bauteile dann, wenn
 sie der Feuerwiderstandsklasse der Decke entsprechen und aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen oder
 mit eine brandschutztechnisch wirksamen Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen versehen sind. [10]
Abbildung 35: Sicherung des Feuerüberschlagweges - Auskragung [Band 5]
42
Abbildung 36:Sicherung des Feuerüberschlagweges - Außenwand [Band 5]
43
3.6 Verwendung von Bauprodukten und Bauarten
In diesem Kapitel werden die Grundlagen der Verwendung von Bauprodukten
und Bauarten erläutert.
Die MBO gibt in §§ 2 (9) und (10) MBO [2] zunächst eine Begriffsdefinition von
Bauprodukten und Bauarten:
„Bauprodukte sind
1. Baustoffe, Bauteile, die hergestellt werden, um dauerhaft in baulichen
Anlagen eingebaut zu werden,
2. aus Baustoffen und Bauteilen vorgefertigte Anlagen, die hergestellt werden, um mit dem Erdboden verbunden zu werden wie Fertighäuser, Fertiggaragen und Silos“. [2]
Baustoffe können z. B. Zement, Beton, Stahl, Glas und Holz sein. Dagegen sind
Bauteile z. B. Türen, Fenster, Fertigbauteile aus Stahlbeton, Stahl, Mauerwerk,
Kunstoffen oder Holz. [17]
Die „Bauart ist das Zusammenfügen von Bauprodukten zu baulichen Anlagen
oder Teilen von baulichen Anlagen.“ [2]
Unter Bauart ist z. B. der Mauerwerks-, Stahl-, Beton- und Holzbau zu verstehen. Aber auch Produktsysteme aus den Bereichen des Wärme-, Schall- und
Brandschutzes (z. B. auf der Baustelle zusammengefügte Lüftungsleitung) werden als Bauart bezeichnet. [17]
Allgemein dürfen Bauprodukte und Bauarten gemäß § 3 (2) MBO [2] verwendet
werden, wenn bei ihrer Verwendung gewährleistet werden kann, dass
 bei ordnungsgemäßer Instandhaltung
 während einer dem Zweck entsprechenden Zeitdauer
die bauliche Anlage die Anforderungen der MBO und aufgrund der MBO erfüllt
und gebrauchstauglich ist. Mit den Anforderungen werden vor allem
 der Gesundheitsschutz und der Schutz der natürlichen Lebensgrundlage,
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 die Standsicherheit,
 der Schutz gegen schädliche Einflüsse,
 der Brandschutz,
 der Wärme-, Schall- und Erschütterungsschutz und
 die Verkehrssicherheit gemeint.
Die Verwendbarkeit von Bauprodukten und Bauarten muss für die Bauaufsicht
nachgewiesen werden, denn die korrekte Verwendung geeigneter Bauprodukte
und deren richtige Anwendung gewährleisten, dass die grundlegenden bauaufsichtlichen Anforderungen (siehe oben) erfüllt werden.
Welche Voraussetzungen und Nachweise erfüllt werden müssen, damit nationale und europäische Bauprodukte und Bauarten verwendet werden dürfen,
wird in den §§ 17-25MBO [2] genauer geregelt.
Die Regelungsinhalte der §§ 17-25 MBO [2] sind in allen Landesbauordnungen
identisch. [21]
3.6.1 Verwendung von Bauprodukten
In § 17 MBO [2] werden die formalen bauaufsichtlichen Anforderungen an Bauprodukte aufgeführt. Die Regelungen für die Verwendung von Bauprodukten
gelten nur für solche Bauprodukte, an die Anforderungen durch die MBO [2]
gestellt werden. So dürfen Bauprodukte für die
 Errichtung,
 Änderung und
 Instandhaltung
baulicher Anlagen in Deutschland nur verwendet werden, wenn sie
1. von den in der Bauregelliste (BRL) [16] A, Teil 1 bekannt gemachten
technischen Regeln nicht oder nicht wesentlich abweichen (geregelte
Bauprodukte) und aufgrund des Übereinstimmungsnachweises ein
Übereinstimmungszeichen (Ü- Zeichen) tragen,
45
2. von den in der BRL [16] A, Teil 1 bekannt gemachten technischen Regeln wesentlich abweichen oder es Technische Baubestimmungen oder
allgemein anerkannte Regeln der Technik nicht gibt (nicht geregelte
Bauprodukte), aber sie eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung, ein
allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis oder eine Zustimmung im
Einzelfall haben und aufgrund des Übereinstimmungsnachweises ein ÜZeichen tragen,
3. wenn sie von allgemein anerkannten Regeln der Technik nicht abweichen und diese Regel nicht in der BRL [16] A genannt sind (sonstige
Bauprodukte),
4. in der Liste C öffentlich bekannt gemacht sind oder
5. nach den Vorschriften des Bauproduktengesetz (BauPG) oder nach anderen Vorschriften zur Umsetzung der Bauproduktenrichtlinie andere
Mitgliedstaaten der Europäischen Union (EU) und der Vertragsstaaten
des Abkommens über den EWR oder zur Umsetzung sonstiger Richtlinie
der
EU,
soweit
diese
die
wesentlichen
Anforderungen
nach
§ 5 (1) BauPG berücksichtigen, in Verkehr gebracht und gehandelt werden dürfen und die Konformitätskennzeichnung der europäischen Gemeinschaft (CE- Zeichen) tragen, unter Angabe der Klassen und Leistungsstufen, die für die Verwendung in Deutschland anzuwenden sind.
[2]
Aus den Bedingungen für die Verwendung von Bauprodukten erkennt man,
dass sowohl Bauprodukte nach nationalen, wie auch nach europäischen Regelungen verwendet werden dürfen. Sie müssen entweder das Ü- Zeichen (national) oder das CE- Zeichen (europäisch) tragen. Dies gilt nicht für Bauprodukte
nach Nr. 3 und 4.Nur auf nationale Ebene eingehen.
46
Die MBO unterscheidet zwischen geregelten, nicht geregelten, untergeordneten
und sonstigen Bauprodukten. In der MBO wurde ein System von Listen, den
Bauregellisten (BRL) [16], eingeführt. Die technischen Regeln der BRL [16] A
gelten als Technische Baubestimmungen. Das Deutsche Institut für Bautechnik
(DIBt) veröffentlich jährlich im Einvernehmen mit den obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder die BRL A und B, sowie die Liste C. [16]
 Nationale Regelung
Geregelte Bauprodukte entsprechen den in der BRL [16] A, Teil1 bekannt gemachten technischen Regeln oder weichen nicht wesentlich von diesen technischen Regeln ab. Die technischen Regeln sind für die Erfüllung der Anforderungen der MBO von Bedeutung.
Nicht geregelte Bauprodukte sind Bauprodukte, die wesentlich von den in der
BRL [16] A, Teil1 bekannt gemachten technischen Regeln abweichen oder für
die es keine Technischen Baubestimmungen oder allgemein anerkannte Regeln der Technik gibt.
Ein Teil der nicht geregelte Bauprodukte ist in der BRL [16] A, Teil 2 aufgeführt.
Voraussetzung für die Aufnahme in die BRL [16] A, Teil 2 ist, dass es für die
Bauprodukte
 keine allgemein anerkannten Regeln der Technik oder Technische
Baubestimmungen gibt und dass deren Verwendung nicht der Erfüllung erheblicher Anforderungen an die Sicherheit baulicher Anlagen
dient oder dass es
 allgemein anerkannte Regeln der Technik oder Technische Baubestimmungen nicht oder nicht für alle Anforderungen gibt und dass die
Bauprodukte hinsichtlich ihrer Anforderungen nach allgemein anerkannten Prüfverfahren (geregelte Prüfverfahren) beurteilt werden
können.
Untergeordnete Bauprodukte sind in der Liste C aufgeführt. Diese enthält nicht
geregelte Bauprodukte, für die es weder Technische Baubestimmungen noch
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allgemein anerkannte Regeln der Technik gibt und die für die Erfüllung bauordnungsrechtlicher Anforderungen nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Sonstige Bauprodukte sind Bauprodukte für die es allgemein anerkannte Regeln der Technik gibt, diese jedoch nicht in der BRL [16] A, Teil 1 enthalten
sind.
Einen Überblick über den Ablauf des nationalen Nachweisverfahrens für Bauprodukte gibt Abbildung 37:
Abbildung 37: Nationales Nachweisverfahren für Bauprodukte [39]
Der Nachweis der Verwendbarkeit von Bauprodukten erfolgt für die Bauaufsicht
über einen Verwendbarkeits- und Übereinstimmungsnachweis.
Verwendbarkeitsnachweis
Ein Verwendbarkeitsnachweis ist
 eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ, § 18 MBO [2]) des
Deutschen Instituts für Bautechnik,
 ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP, § 19 MBO [2]) einer
für das Bauprodukt bauaufsichtlich anerkannten Stelle oder
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 eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE, § 20 MBO [2]) der jeweils zuständigen obersten Bauaufsichtsbehörde.
Geregelte Bauprodukte dürfen verwendet werden, wenn sie mit den technischen Regel (aufgeführt in der BRL [16] A, Teil 1) übereinstimmen.
Bezüglich des Brandverhaltens müssen zwei Fälle unterschieden werden:
 Das Bauprodukt ist in der DIN 4102-4 [15] genormt. Ein Verwendbarkeitsnachweis ist nicht erforderlich.
 Das Bauprodukt ist in Bezug auf das Brandverhalten nicht geregelt. Das
Brandverhalten muss gesondert, durch ein allgemeines bauaufsichtliches
Prüfzeugnis, nachgewiesen werden. Die Prüfgrundlagen (Regeln bzw.
Normen) sind der BRL [16] A, Teil 1, Spalte 3 „Technische Regeln“ zu
entnehmen. [41]
Nicht geregelte Bauprodukte benötigen in jedem Fall einen bauordnungsrechtlichen Verwendbarkeitsnachweis.
Eine abZ wird nur vom DIBt auf Grundlage von Prüfungen erteilt. Durch das
Verfahren muss der Nachweis erbracht werden, dass das Bauprodukt die Anforderungen der MBO erfüllt, insbesondere darf die öffentliche Sicherheit und
Ordnung und das Leben und die Gesundheit nicht gefährdet werden.
Für nicht geregelten Bauprodukte, die in der BRL [16] A, Teil 2 aufgeführt sind,
reicht als Verwendbarkeitsnachweis an Stelle einer abZ ein abP aus. Ein abP
wird durch eine Prüfstelle, die vom DIBt ermächtigt wurde, auf Grundlage von
Prüfungen erstellt.
Die Möglichkeit einer ZiE besteht ebenfalls. Eine ZiE wird von der obersten
Bauaufsichtsbehörde erteilt und gilt nur für diesen einen beantragten Einzelfall
und ist damit nicht auf anderen Bauvorhaben übertragbar.
Weicht ein Bauprodukt von den technischen Regeln der BRL [16] A, Teil 1 oder
von dem Verwendbarkeitsnachweis wesentlich ab, dann darf das Bauprodukt
nur verwendet werden, wenn ein entsprechender Verwendbarkeitsnachweis
49
geführt wurde. Für geregelte Bauprodukte ist in der BRL [16] A, Teil 1 in Spalte 5 festgelegt, welcher Verwendbarkeitsnachweis durchzuführen ist.
Übereinstimmungsnachweis
Neben dem Verwendbarkeitsnachweis muss auch ein Übereinstimmungsnachweis geführt werden. Der Übereinstimmungsnachweis zeigt, dass das Bauprodukt
 den technischen Regeln (geregelte Bauprodukte) und/oder
 den Verwendbarkeitsnachweisen (abZ, abP, ZiE) entspricht.
In Abhängigkeit von der Bedeutung des Bauproduktes für Sicherheit und Gesundheit, gibt es drei Arten von Übereinstimmungsnachweisen:
 die Übereinstimmungserklärung des Herstellers (ÜH, § 23 MBO [2]),
 die Übereinstimmungserklärung des Herstellers nach vorheriger Prüfung
des Bauprodukts durch eine anerkannte Prüfstelle (ÜHP, § 23 MBO [2])
und
 das Übereinstimmungszertifikat durch eine anerkannte Zertifizierungsstelle (ÜZ, § 24 MBO [2]).
Bei geregelte Bauprodukten richtete sich die Art des Übereinstimmungsnachweises nach den Vorgaben der BRL [16] A, Teil 1, Spalte 4. Es wird nachgewiesen, dass das Bauprodukt mit den aufgeführten technischen Regeln übereinstimmt.
Die Übereinstimmung mit dem jeweiligen Verwendbarkeitsnachweis muss bei
nicht geregelten Bauprodukten nachgewiesen werden. Welcher Übereinstimmungsnachweis geführt werden muss, ergibt sich aus dem Verwendbarkeitsnachweis.
Für untergeordnete und sonstige Bauprodukte sind weder Verwendbarkeitsnoch Übereinstimmungsnachweis erforderlich.
50
Ist der Übereinstimmungsnachweis geführt, müssen geregelte und nicht geregelte Bauprodukte das Übereinstimmungszeichen (Ü- Zeichen) tragen. Damit
ist nachgewiesen, dass sie im Sinne des § 3 (2) MBO [2] verwendbar sind.
Abbildung 38:Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen) für Bauprodukte [23]
Die Prüfung, Überwachung und Zertifizierung von Bauprodukten darf nur von
einer nach Landesbauordnung anerkannten Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle erfolgen. Das DIBt veröffentlicht ein Verzeichnis der anerkannten
Stellen.
3.6.2 Verwendung von Bauarten
Geregelte Bauarten sind nur die Bauarten, deren technische Regeln in der Liste
der Technische Baubestimmungen (z. B. im Brandschutz die DIN 4102-4 [15])
aufgenommen wurden oder die allgemein anerkannten Regel der Technik entsprechen. Der Verwendbarkeitsnachweis gilt als erbracht, wenn die zuvor genannten Regeln eingehalten werden. [41]
Bauarten sind nicht geregelte Bauarten, wenn sie von den in der Liste der
Technischen Baubestimmungen aufgenommenen technische Regeln wesentlich abweichen oder wenn es für sie keine allgemein anerkannten Regeln der
Technik gibt. Nicht geregelte Bauarten dürfen für die
 Errichtung,
 Änderung und
 Instandhaltung
baulicher Anlagen nur verwendet werden, wenn sie einen Anwendbarkeitsnachweis in Form einer
51
 allgemeine bauaufsichtliche Zulassung,
 eine Zustimmung im Einzelfall haben. [2]
Die BRL [16] A, Teil 3 enthält nicht geregelte Bauarten für die als Anwendbarkeitsnachweis ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis ausreicht.
Ein
Übereinstimmungsnachweis
ist
für
geregelte
Bauarten,
die
nach
DIN 4102-4 [15] genormt sind, nicht erforderlich. Nicht geregelte Bauarten benötigen einen Übereinstimmungsnachweis.
Für nicht geregelte Bauarten gemäß BRL [16] A, Teil 3 ist als Übereinstimmungsnachweis eine Übereinstimmungserklärung des Anwenders erforderlich.
Der Anwender bestätigt, dass er die Bauart entsprechend den Anforderungen
des allgemein bauaufsichtlichen Prüfzeugnisses ausgeführt hat. Für alle anderen nicht geregelten Bauarten wird der Übereinstimmungsnachweis in dem Anwendbarkeitsnachweis festgelegt. [21]
Abbildung 39: Nationales Nachweisverfahren für Bauprodukte [39]
3.6.3 POLLI-BrickTM– Bauprodukt oder Bauart?
POLLI-BrickTM ist ein nicht geregeltes Bauprodukt (es gibt keine technischen
Regeln und ist daher nicht in der BRL A, Teil 1 zu finden). Das Material kann als
Außenwandbekleidung und als nichttragende Außenwand für die GK 1 bis 3 nur
verwendet werden, wenn ein bauaufsichtlicher Verwendbarkeitsnachweis in
Form einer allgemeinen bauaufsichtliche Zulassung vorhanden ist (oder für ein
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einzelnes Bauvorhaben eine ZiE). In dem bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis müssen Materialkennwerte genannt und das Brandverhalten klassifiziert werden, was nur auf Grundlage von Brandprüfungen erfolgen kann.
Werden die POLLI-BricksTM in Form von Modulen für die GK 4 und 5 als nichttragend Außenwände eingesetzt, so muss dies als nichtgeregelte Bauart gemäß BRL A, Teil 3, Lfd. Nr. 2.2 bewertet werden. Die Feuerwiderstandsdauer
muss durch ein abP nachgewiesen werden.
Die genaue Einordnung und Nachweisführung erfolgt durch die Vorgaben des
DIBt.
Werden aus Polli Brick Fassaden gebaut ist es eine Bauart, auch Zulassung
Polli Brick ist ein Bauprodukt, dass hergestellt wird, um dauerhaft in baulichen
Anlagen eingebaut zu werden.
PET = Baustoff; POLLI Brick = Bauteil; Modul = Bauart
53
3.7 Einsatzbeispiele der Feuerwehr
Zum Abschluss des Kapitels 3 soll anhand von Einsätzen der Feuerwehr die
Wichtigkeit des Brandschutzes an der Fassade (Außenwand) aufgezeigt werden. Die Einsätze werden kurz beschrieben und mit aussagekräftigen Bildern
hinterlegt. Für eine detailliertere Beschreibung wird auf die entsprechenden
Einsatzberichte bzw. Zeitschriftenartikel verwiesen.
a) Einsatz der Berufsfeuerwehr Frankfurt am Main
In der Nacht des 21.03.2010 kam es im Stadtteil Sachsenhausen zu einem
Brand eines Wohn- und Geschäftshauses. Brandentstehungsort waren Großraummüllbehälter, die unter einer Bedachung unmittelbar an der Außenwand
des Treppenraumes standen. Die Außenwand des Hauses war mit einem
Wärmedämmverbundsystem
aus Poly-Styrol-Dämmplatten
bekleidet.
Der
Brand breitet sich sehr schnell über die gesamte Fassade aus und setzte mehrere Wohnungen und Teile des Dachgeschosses in Brand. Die Folge war, dass
eine Person vor Eintreffen der Feuerwehr aus dem Fenster gesprungen war
und mehrere Personen an den Fenster standen und auf Rettung durch die Feuerwehr warteten. Die Feuerwehr leitete eine umfangreiche Menschenrettung
und Brandbekämpfung ein. [25]
54
Brandentstehungsort
Abbildung 40: Brandausbreitung über die Außenwand [25]
55
Abbildung 41: Brandausbreitung in das Gebäudeinnere [25]
Abbildung 42: Brandausbreitung im Dachgeschoss [25]
56
b) Berufsfeuerwehr Berlin
In Berlin kam es am 21.04.2005 zu einem Zimmerbrand in einem Wohn- und
Geschäftsgebäude. In einer Wohnung im Zweiten Obergeschoss kam es zu
einem Fernseherbrand. Durch ein offenes Fenster kam es relativ schnell zu einer Brandbeanspruchung der Fassade. Aufgrund baulicher Mängel der Gebäudefassade breitete sich das Feuer über die komplette Fassade aus. Durch
brennendes Abtropfen der Fassade breitete sich das Feuer auch nach unten
aus. Der Treppenraum war ebenfalls vom Brand erfasst worden. Dadurch fielen
der erste und zweite Rettungsweg für die Bewohner aus. Personen konnten nur
noch über die Gebäuderückseite gerettet werden. Bei diesem Brandeinsatz
kamen zwei Menschen ums Leben, drei weitere Menschen wurden verletzt. [26]
Abbildung 43: Brandausbreitung über die Fassade [26]
57
Abbildung 44: Brennendes Abtropfen [26]
Die Einsatzbeispiele zeigen, welche verheerenden Folgen die Wahl falscher
Baustoffe bzw. deren unsachgemäße Verwendung haben können. Die Bedeutung des vorbeugenden, baulichen Brandschutzes im Bereich der Außenwand
darf nicht unterschätzt werden.
Es muss darauf geachtet werden, dass die in den Landesbauordnungen und
Sonderbauvorschriften vorgeschrieben Mindestanforderungen an denBrandschutz eingehalten und umgesetzt werden. Deshalb ist immer zu prüfen, ob das
verwendete Bauprodukt diesen Anforderungen genügt und somit zur Erfüllung
der Schutzziele beiträgt.
58
4 Brandversuche
Damit die POLLI-BricksTM in Deutschland verwendet werden dürfen, muss im
Rahmen des Verwendbarkeitsnachweises durch Brandversuche deren Brandverhalten bestimmt werden.
Die Brandversuche müssen an einer vom DIBt anerkannte Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle durchgeführt werden. Welche Versuche
durchgeführt werden müssen, ist nachfolgend beschrieben. Ein genaues Prüfprogramm wird vom DIBt zusammengestellt und ist maßgebend.
4.1 DIN 4102 – Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
Um festzustellen welcher Baustoff welche bauordnungsrechtlich geforderte Eigenschaft bezüglich seines Brandverhaltens bzw. welches Bauteil welchen
Feuerwiderstand aufweist, müssen Baustoffe und Bauteile anhand von Brandversuchen geprüft und klassifiziert werden.
Dies geschieht national durch die Vorgaben der „DIN 4102 - Brandverhalten
von Baustoffen und Bauteilen“. Die Zuordnung der bauordnungsrechtlichen Begriffe zu den Baustoff- und Feuerwiderstandsklassen erfolgt über die BRL [16].
DIN 4102
Baustoffe
Bauteile
Baustoffklassen
Feuerwiderstandsklassen
Abbildung 45 Übersicht über die Klassifizierung der DIN 4102
Im
Zuge
der
europäischen
Harmonisierung
ist
seit
2002
auch
die
„DIN EN 13501 - Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem
Brandverhalten“ in Deutschland eingeführt und soll die DIN 4102 ersetzten. Für
59
eine unbestimmte Übergangsfrist sind die DIN 4102 und DIN EN 13501 gleichwertig bzw. alternativ anwendbar. Auf die Inhalte der DIN EN 13501 wird nicht
weiter eingegangen, da die orientierenden Brandversuche für diese Bachelorarbeit (siehe Ziffer 4.2) nach DIN 4102-1 [12] ausgeführt werden.
Die DIN 4102 besteht aus insgesamt 19 Teilen. In ihr sind die Prüfverfahren
und Klassifizierungen für Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile beschrieben.
Geprüft wird bei Baustoffen die Brennbarkeit und bei Bauteilen der Feuerwiderstand.
4.1.1 Baustoffklassifizierung nach DIN 4102-1
In der „DIN 4102-1: Baustoffe – Begriffe. Anforderungen und Prüfungen“ [12]
sind die einheitlichen Prüfverfahren (Brandversuche) für Baustoffe geregelt. Die
Baustoffe werden hier entsprechend ihres Brandverhaltens in die in
Tabelle 2 aufgelisteten Baustoffklassen unterteilt.
Beurteilt wird die Brennbarkeit und bei brennbaren Baustoffen das Abtropfverhalten (brennt tropfend ab oder brennt nicht tropfend ab).
Welche Prüfkriterien für eine bestimmte Klassifizierung erfüllt sein müssen, ist
in der Norm ausführlich beschreiben. Folgende Baustoffklassen werden gemäß
DIN 4102-1 [12] unterschieden:
Tabelle 2: Baustoffklassen [12]
Die offizielle Zuordnung der bauaufsichtlichen Begriffe zu den Baustoffklassen
erfolgt über die BRL [16] A, Teil1, Anlage 0.2.1.
Die nichtbrennbaren Baustoffe werden in A1 und A2 unterschieden. Baustoffe
der Baustoffklasse A1 enthalten keine brennbaren Bestandteile. Als A2 werden
60
Baustoffe klassifiziert die nichtbrennbar sind, aber brennbare Bestandteile enthalten.
Jeder geprüfte und klassifizierte Baustoff muss auch die Anforderungen der
niedrigeren Klasse erfüllen. So muss beispielsweise ein Baustoff der Baustoffklasse B1 auch die Prüfung des normalentflammbaren Baustoffes erfolgreich
bestehen.
Die Klassifizierung des Baustoffes wird durch ein Prüfzeugnis nachgewiesen.
Baustoffe können auch ohne Brandversuche in Baustoffklasse eingeteilt werden. In der „DIN 4102-4: Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter
Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile“ [15] sind alle Baustoffe genannt die
ohne Prüfung einer Baustoffklasse zugeordnet werden können.
4.1.1.1 Kleinbrennertest – Baustoffklasse B2
Die Verwendung von leichtentflammbaren Baustoffen ist durch die MBO [2]
grundsätzlich verboten (siehe Ziffer 3.1.5.1). Deshalb muss jeder verwendete
Baustoff mindestens normalentflammbar sein. Der Test der Normalentflammbarkeit (B2) erfolgt nach DIN 4102-1 [12], Abschnitt 6.2. Eine kleine Baustoffprobe wird durch einen Kleinbrenner im Brennkasten beansprucht.
Abbildung 46: Anordnung zur Normalentflammbarkeitsprüfung [21]
61
Die Beanspruchungsintensität entspricht der einer Streichholzflamme (Entstehungsbrand). Unter der Flammenbeanspruchung müssen die Entzündbarkeit
und die Flammenausbreitung begrenzt sein.
Die Baustoffproben müssen für die Kantenbeflammung in den Maßen
90 mm x 190 mm
und
für
die
Flächenbeflammung
in
den
Maßen
90 mm x 230 mm vorliegen. Die Stärke der Probe muss der Anwendungsdicke
entsprechen.
Die Prüfung gilt als bestanden, wenn die Flammenspitze der brennenden Probe
die gekennzeichnete Messmarke vor Ablauf von 20 Sekunden nicht erreicht.
Die Beflammungszeit beträgt 15 Sekunden, danach wird der Brenner entfernt.
Insgesamt wird die Dauer von Beginn der Beflammung bis zum Zeitpunkt gemessen, bei dem die Flammenspitze der brennenden Probe die Messmarke
erreicht, es sei denn, die Flamme erlischt schon vorher von selbst.
Zusätzlich wird auch das brennende Abfallen oder Abtropfen von Probenteilen
festgestellt. Wird das unter der Probe liegende Filterpapier innerhalb der Versuchszeit zum Brennen gebracht oder brennen Tropfen länger als zwei Sekunden auf dem Filterpapier, so wird der Baustoff als brennend abfallend bzw. abtropfend eingestuft.
Für die Probenherstellung der POLLI-BrickTM Proben gibt es zwei mögliche Wege: Entweder werden die genormten Maße aus dem POLLI-BrickTM Modul herausgeschnitten oder es werden extra flächige Platten aus dem Baustoff der
POLLI-BricksTM in der geringsten Anwendungsdicke hergestellt. Im Rahmen
des Zulassungsverfahrens ist deshalb mit dem DIBt zu klären, in welcher Form
die Baustoffproben hergestellt werden müssen. Eine flächige, glatte Probe ist
kritischer im Hinblick auf die Brandausbreitung zu sehen, als eine unebene,
strukturierte Platte und daher maßgebend.
Leider konnte der kritische Fall bei den orientierenden Brandversuche nicht geprüft werden, da ich dafür keine Proben erhalten habe.
4.1.1.2 Brandschacht – Baustoffklasse B1
Die allgemeinen Anforderungen und die Voraussetzung für die Klassifizierung
der Schwerentflammbarkeitsprüfung (B1) sind in der DIN 4102-1 [12], Ab62
schnitt 6.1 beschrieben. Für Baustoffe mit Ausnahme von Außenwandbekleidungen und Bodenbelägen wird als Brandmodell ein in Brand gesetzter Papierkorb in einer Raumecke angenommen. Die entstehenden Flammen greifen den
Wandbaustoff an. Unter dieser Beanspruchung darf sich der Brand nicht wesentlich außerhalb des Primärbereichs (Entstehungsbrandbereich) ausbreiten.
Darüber hinaus muss die Wärmefreisetzung begrenzt sein, damit sich nicht erst
infolge der brennenden Wandbaustoffe aus dem Entstehungsbrand ein Vollbrand entwickelt.
Die Prüfung für Außenwandbekleidungen simuliert die aus einer Wandöffnung
schlagenden Flammen. Unter einer derartigen Beanspruchung darf sich der
Brand ebenfalls nicht wesentlich außerhalb des Primärbereichs ausbreiten.
Beide Brandversuche werden im Brandschacht ausgeführt. Die Konstruktion
des Brandschachts und Ausstattung dessen mit Messtechnik wird in der DIN
4102-15 [xx] ausführlich beschrieben. Die Durchführung von Brandschachtprüfungen wird in der DIN 4102-16 [xx] geregelt.
Abbildung 47: Brandschacht [21]
Je vier Baustoffproben in Anwendungsdicke (maximal 80 mm) mit den Maßen
190 mm x 1000 mm werden unter konstanter Luftzufuhr im Brandschacht 10
Minuten beflammt und anschließend wird die Restlänge der Baustoffprobe aus63
gewertet. „Als Restlänge gilt der weder an der Oberfläche noch im Innern verbrannte oder verkohlte Teil einer Probe. Verfärbungen, Verrußungen und Gefügeveränderungen wie Verziehen, Sintern, Schmelzen, Kräuselung der Randzone, Blasenbildungen oder ähnliches bleiben außer Betracht.“ [4102-16]
Kommt es während der Beflammungszeit zum Brennen, Glimmen oder Schwelen der Probe, so ist die Probe nach Ablauf der 10 Minuten solange im Brandschacht zu belassen, bis sie vollständig erloschen ist. Die B1-Prüfung gilt als
bestanden, wenn die Restlänge mindestens 15 cm beträgt. Keine Probe darf
eine Restlänge von 0- cm aufweisen. Des Weiteren darf für Baustoffe mit Ausnahme von Außenwandbekleidungen und Bodenbelägen die mittlere Rauchgastemperatur bei keinem Versuch über 200 °C liegen.
Ein Baustoff gilt als brennend abtropfend bzw. abfallend, wenn bei mindestens
zwei Versuchen Tropfen oder Teile auf dem Siebboden des Brandschachtes
mindestens 20 Sekunden weiterbrennen. Ebenfalls als brennend abtropfend
bzw. abfallend gilt der Baustoff, wenn er aufgrund der Normalentflammbarkeitsprüfung entsprechend eingestuft wurde.
Damit Baustoffe als schwerentflammbar gelten, müssen sie den Brandschachttest und den Kleinbrennertest (Normalentflammbarkeitsprüfung) erfolgreich bestehen.
Die Proben für die Schwerentflammbarkeitsprüfungen der POLLI-BricksTM können auf zwei Arten hergestellt werden: Es können Platten mit der geringsten
Anwendungsdicke aus dem POLLI-BrickTM Material hergestellt oder POLLIBricksTM zu vier Prüfkörpern in den geforderten Maßen aufeinandergestapelt
werden. Die Prüfung in Plattenform ist allerdings nicht anwendungsorientiert,
sondern nur baustoffbezogen. Aus diesem Grund ist mit dem DIBt zu klären, ob
die Versuche als abdeckend bewertet werden können. Ansonsten sind gegebenenfalls Versuche im Originalaufbau durchzuführen. Die B1-Prüfung ist mit den
Platten kritischer zu bewerten, weil eine durchgehende ebene Fläche vorliegt,
sodass die Flammen „ungestört“ hochbrennen können. Daher könnte eine solche Prüfung als abdeckend für den Anwendungsfall gesehen werden. Bei der
64
Prüfung im Originalaufbau ist die Probenfläche uneben (abwechselnd Flaschenboden und Flaschenkopf).
4.1.2 Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102-2 und DIN 4102-3
Das Brandverhalten von Bauteile wird nach einer entsprechenden Prüfung im
Originalmaßstab und der daraus ermittelten Feuerwiderstandsdauer einer bestimmten Feuerwiderstandsklasse zugeordnet. Die Grundlage dafür ist die
„DIN 4102-2: Bauteile - Begriffe, Anforderungen und Prüfungen“ [13].
Die Feuerwiderstandsdauer ist die Mindestdauer in Minuten, während der ein
Bauteil den Durchgang von Feuer verhindert und seine Funktion beibehält. [13]
Jeder Brand verhält sich in Abhängigkeit der Gegebenheiten Vorort (Brandursache, Entstehungsort, Brennbarkeit der Baustoffe) unterschiedlich. Um eine
einheitliche Prüfgrundlage für das Brandverhalten zu haben, wurde die EinheitsTemperaturzeitkurve (ETK) entwickelt.
Die ETK schreibt den Brand- und Temperaturverlauf bei Brandprüfungen vor.
Bei einer Bauteilprüfung wird der Prüfkörper der ETK ausgesetzt. Die Brandraumtemperatur beträgt nach 30 Minuten ca. 850 °C und nach 90 Minuten ca.
1.000 °C. Geprüft werden die Bauteile erst von der einen und dann von der anderen Seite. Der Feuerwiderstand muss von beiden Seiten erbracht werden.
Die Prüfkriterien (Tragfähigkeit, Raumabschluss), welche die Bauteile während
der Brandprüfung erfüllen müssen, sind der DIN 4102-2 [13] zu entnehmen. Für
die Bezeichnung werden Kurzzeichen verwendet, die in Kombination mit Feuerwiderstandsdauer das Bauteil beschreiben.
Abbildung 48 zeigt die ETK:
65
Abbildung 48: ETK [13]
Folgende Feuerwiderstandsklassen „F“ werden für Bauteile, wie Wände Decken, Stützen, Unterzüge und Treppen, nach DIN 4102-2 [13] unterschieden:
Tabelle 3: Feuerwiderstandsklassen „F“ [13]
Zusätzlich erhalten die Bauteile je nach Art des verwendeten Baustoffes eine
bestimmte Zusatzbezeichnung [13]:
A:
Das Bauteil besteht aus nichtbrennbaren Baustoffen
AB:
Das Bauteil besteht in wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren
Baustoffen.
B:
Das Bauteil besteht aus brennbaren Baustoffen.
Zu den „wesentlichen Teilen“ gehören gemäß DIN 4102-2 [13] alle tragenden
oder aussteifenden Teile und bei nichttragenden Bauteilen Teile, die die Standfestigkeit bewirken. Bei raumabschließenden Bauteilen ist mit „wesentlichen
Teilen“ eine durchgehende Schicht, welche nicht zerstört werden darf, gemeint.
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Die Zuordnung von bauaufsichtlicher Benennung und Klassifizierung nach
DIN 4102-2 [13] erfolgt in der Bauregelliste [16] A, Teil 1, Anlage 0.1.1:
Abbildung 49:Zuordnung bauaufsichtliche Anforderung zu den Feuerwiderstandsklassen [16]
Die Feuerwiderstandsfähigkeit von hochfeuerhemmenden Bauteilen, deren tragende und aussteifende Teile aus brennbaren Baustoffen bestehen und die
deshalb eine allseitige wirksame brandschutztechnische Bekleidung benötigen
(siehe § 26 (2) Satz 2 Nr. 3 MBO [2]), kann nach DIN 4102-2 [13] nicht nachgewiesen werden und ist aus diesem Grund nicht in der Abbildung 49 eingetragen. [16], Teil A, Anlage 0.1.1
Neben den oben genannten Bauteilen gibt es auch noch Bauteile mit brandschutztechnischen Sonderanforderungen, wie z. B. Brandwände, nichttragende
Außenwände, Feuerschutzabschlüsse usw.
Für nichttragende Außenwände ist die „DIN 4102-3: Brandwände und nichttragende Außenwände: Begriffe, Anforderungen und Prüfungen“ [14] relevant.
Das Besondere an dem Prüfverfahren ist, dass die Wände mit der vollen ETK
von innen und mit einer abgemilderten ETK von außen geprüft werden.
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Abbildung 50: Abgeminderte ETK [14]
Nach 10 Minuten bleibt die Temperatur konstant auf 658° und steigt nicht weiter
an. Da die nichttragenden Außenwände von innen und außen unterschiedlich
geprüft werden, erhalten sie als Kurzzeichen nicht das „F“, sondern werden mit
dem Buchstaben „W“ abgekürzt.
Folgende Feuerwiderstandsdauern werden für nichttragende Außenwände
nach DIN 4102-3 [14] unterschieden:
Tabelle 4: Feuerwiderstandsklassen „W“ [14]
Bauteile und Sonderbauteile können auch ohne Brandversuche klassifiziert
werden. In DIN 4102-4 [14] sind die Bauteile und Sonderbauteile aufgelistet, die
ohne Prüfung einer Feuerwiderstandsklasse zugeteilt werden können.
4.1.2.1 Prüfverfahren der Feuerwiderstandsklasse F 30
Ein Prüfung der Feuerwiderstandsklasse würde bei den Polli Bricks zu nichts
führen, da ohne weitere Maßnahmen dieser wohl nicht erreicht wird.
68
4.2 Orientierende Prüfungen an POLLI-BrickTM
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit sollen orientierende Prüfungen der POLLI BricksTM durchgeführt werden, um Aufschluss über das Brandverhalten zu
bekommen.
Die Brandversuche wurden am 11.11.2011 an der Hochschule Darmstadt im
Chemiesaal des Gebäudes B 13 durchgeführt.
4.2.1 Prüfinhalt
Das Ziel der Prüfungen ist es, festzustellen, ob die POLLI-BricksTM mindestens
als normalentflammbar (B2) klassifiziert werden können. Ist das nicht der Fall,
gelten die POLLI-BricksTM als leichtentflammbar (B3) und dürfen im Sinne der
MBO [2] nicht verwendet werden (siehe 3.1.5.1).
Die Normalentflammbarkeit der POLLI-BricksTM kann mithilfe des Kleinbrennertests nach DIN 4102-1 [12] nachgewiesen werden. Aus diesem Grund dient die
DIN 4102-1 [12], hier insbesondere die Anforderungen und Voraussetzung für
die Einreihung in die Baustoffklasse B2, als Prüfgrundlage.
Die Vorgehensweise und die Voraussetzung für das Bestehen der Prüfung
wurden bereits im Kapitel 4.1.1.1 beschrieben und werden daher hier nicht weiter ausgeführt.
4.2.2 Prüfaufbau
Der Prüfaufbau des Kleinbrennertests ist in der DIN 4102-1 [12] beschrieben.
Um die Brandversuche möglichst normkonform durchzuführen, wurde die Apparatur nachgebaut (siehe Abbildung 51).
Die Proben werden mittels Schraubzwingen an dem Rahmen befestigt, sodass
sie senkrecht hängen. Die Flamme des Brenners trifft die Probe im 45° Winkel.
In dem Korb, der unterhalb der Probe steht, befinden sich zwei Lagen Filterpapier, um die Probe auf brennendes Abtropfen zu prüfen. Der Boden des Korbes
besteht aus Drahtmaschen.
69
Rahmen
Befestigung
Probe
Korb mit
Filterpapier
Brenner
Abbildung 51: Prüfaufbau
70
4.2.3 Materialeigenschaften
Bei den orientierenden Brandversuchen werden zwei Arten von POLLI-BricksTM
getestet:
 POLLI-BricksTM, die aus 100 % recycelten PET, das bei der Herstellung
von PET-Flaschen als Produktionsabfall anfällt, bestehen. Diese POLLIBricksTM sind transluzent und werden nachfolgend als Probe A bezeichnet.
TM
Abbildung 52: POLLI-Brick
Probe A
 POLLI-BricksTM, die aus recycelten PET-Flaschen bestehen, die schon
im Umlauf waren und daher gebraucht wurden (post consumer). Diese
POLLI-BricksTM sehen milchig aus und werden im weiteren Verlauf der
Arbeit als Probe B bezeichnet.
TM
Abbildung 53: POLLI-Brick
Probe B
71
4.2.4 Herstellung der Proben
Die Proben wurden entsprechend den erforderlichen Maßen aus den POLLI-BricksTM herausgeschnitten. Da die POLLI-BricksTM nicht eben, sondern
durch Aus-und Einbuchtungen gekennzeichnet sind (siehe Ziffer 2), entsprechen aus die Proben dieser Form.
Die Maße der Proben für den Kleinbrennertest sind in der DIN 4102-1 [12] vorgegeben:
 Für die Kantenbeflammung müssen die Proben eine Abmessung von
90 mm x 190 mm aufweisen.
Abbildung 54: Probe A, 90 mm x 190 mm
Die Messmarke befindet sich 15 cm vom unteren Rand entfernt.
72
 Für die Flächenbeflammung müssen die Proben eine Abmessung von
90 mm x 230 mm aufweisen.
Abbildung 55: Probe A, 90 mm x 230 mm
Die Messmarke befindet sich 19 cm vom unteren Rand entfernt. In 4 cm Höhe
trifft die Brennerflamme die Probe.
Die Probendicken betragen bei beiden Proben A und B an der dünnsten Stelle
ca. 0,9 mm und an der dicksten Stelle ca. 1,2 mm.
Die Abbildung 54 und Abbildung 55 zeigen beispielhaft die Probengrößen der
Probe A. Die Probengrößen der Probe B sind identisch und sind deshalb nicht
dargestellt. Zudem werden der Flaschenhals und der Flaschenboden der POL73
LI-BricksTM den Brandversuchen unterzogen. Der Flaschenhals und -boden
wurde von einem kompletten POLLI-BrickTM abgeschnitten.
Abbildung 56: Flaschenkopf
Abbildung 57: Flaschenboden
74
4.2.5 Brandprüfung
Das Brandverhalten eines Baustoffs ist unter anderem abhängig von seiner Gestalt und von der Oberfläche. Aus diesem Grund werden mehrere Brandversuche durchgeführt, da das Material sowohl in seiner Stärke, als auch in der
Struktur nicht gleichmäßig ist.
Da die Proben über ihre Länge nicht konstant dick sind, wird in den Brandversuchen der kritischere Fall getestet, nämlich dass die Kante bzw. Fläche mit der
dünneren Materialstärke beflammt wird.
Darüber hinaus haben die Proben Aus- und Einbuchtungen. Um dieser Tatsache gerecht zu werden, werden sowohl die Aus-, als auch die Einbuchtung beflammt. Aus diesem Grund werden die folgenden Versuche durchgeführt:
1. 3 x Probe A: Kantenbeflammung der Ausbuchtung
3 x Probe A: Kantenbeflammung der Einbuchtung
2. 3 x Probe B: Kantenbeflammung der Ausbuchtung
3 x Probe B: Kantenbeflammung der Einbuchtung
3. 3 x Probe A: Flächenbeflammung der Ausbuchtung
3 x Probe A: Flächenbeflammung der Einbuchtung
4. 3 x Probe B: Flächenbeflammung der Ausbuchtung
3 x Probe B: Flächenbeflammung der Ausbuchtung
5. 1 x Probe A: Kantenbeflammung des Flaschenkopfes
1 x Probe A: Kantenbeflammung des Flaschenbodens
6. 1 x Probe A: Flächenbeflammung des Flaschenkopfes
1 x Probe A: Flächenbeflammung des Flaschenbodens
7. 1 x Probe B: Kantenbeflammung des Flaschenkopfes
1 x Probe B: Kantenbeflammung des Flaschenbodens
8. 1 x Probe B: Flächenbeflammung des Flaschenkopfes
1 x Probe B: Flächenbeflammung des Flaschenbodens
Die Brandversuche wurden im Rauchabzug des Chemiesaals durchgeführt.
Nachfolgend sind Fotos der Proben nach den Brandversuchen zu sehen. Auf
die einzelnen Ergebnisse der acht Versuchsreihen wird nicht im Detail eingegangen, diese sind in den einzelne Prüfprotokollen zu finden.
75
4.2.5.1 Brandversuch 1
Abbildung 58: Probe A, Kantenbefammung, Ausbuchtung
Abbildung 59: Probe A, Kantenbeflammung, Einbuchtung
76
4.2.5.2 Brandversuch 2
Abbildung 60: Probe B, Flächenbeflammung, Ausbuchtung
Abbildung 61: Probe B, Kantenbeflammung, Ausbuchtung
77
4.2.5.3 Brandversuch 3
Abbildung 62: Probe A, Flächenbeflammung, Ausbuchtung
Abbildung 63: Probe A, Flächenbeflammung, Einbuchtung
78
4.2.5.4 Brandversuch 4
Abbildung 64: Probe B, Flächenbeflammung, Ausbuchtung
Abbildung 65: Probe B, Flächenbeflammung, Einbuchtung
79
4.2.5.5 Brandversuch 5
Abbildung 66: Probe A, Kantenbeflammung, Flaschenkopf
Abbildung 67: Nahaufnahme Flaschenkopf
80
Abbildung 68: Probe A, Kantenbeflammung, Flaschenboden
Abbildung 69: Nahaufnahme Flaschenboden
81
4.2.5.6 Brandversuch 6
Abbildung 70: Probe A, Flächenbeflammung, Flaschenkopf
Abbildung 71: Nahaufnahme Flaschenkopf
82
Abbildung 72: Probe A, Flächenbeflammung, Flaschenboden
83
4.2.5.7 Brandversuch 7
Abbildung 73: Probe B, Kantenbeflammung, Flaschenkopf
Abbildung 74: Nahaufnahme Flaschenkopf
84
Abbildung 75: Probe B, Kantenbeflammung, Flaschenboden
Abbildung 76: Nahaufnahme Flaschenboden
85
4.2.5.8 Brandversuch 8
Abbildung 77: Probe B, Flächenbeflammung, Flaschenkopf
Abbildung 78: Nahaufnahme Flaschenkopf
86
Abbildung 79: Probe B, Flächenbeflammung, Flaschenboden
87
4.2.6 Ergebnisse
Im Anhang dieser Bachelorarbeit befinden sich die Prüfprotokolle und auf der
beiliegenden CD sind Videos und Fotos aller Brandversuche vorhanden.
4.2.6.1 Allgemein
Als wichtigstes Ergebnis der orientierenden Brandversuche kann festgestellt
werden, dass von sämtlichen Probenköpern (Probe A und B) die nach
DIN 4102-1 [12], Ziffer 6.2 gestellten Anforderungen erfüllt wurden.
Das untersuchte Material kann daher als normalentflammbar (Baustoffklasse
B2) nach DIN 4102-1 [12] bezeichnet werden.
Allerdings trat bei einigen Proben (sowohl bei der Kanten-, als auch bei der Flächenbeflammung) innerhalb der ersten 20 Sekunden brennendes Abtropfen
bzw. eine Entzündung des Filterpapiers auf. Deshalb gilt das Material der POLLI-BricksTM als brennend abtropfend.
B2 – brennend abtropfend nach DIN 4102-1
Im Beflammungsbereich ist das Material geschmolzen. Dadurch hat sich das
Material der Energie der Brennerflamme entzogen, wodurch die verschieden
Proben nur im unmittelbaren Beflammungsbereich gebrannt haben.
Zu beobachten war auch, dass die Proben A und B des Materials nicht lange
nachgebrannt haben. Sobald die Brennerflamme (Stützfeuer) entfernt wurde,
erlosch die brennende Probe zeitnah.
Während des Brandversuchs haben sich die Proben zum Teil plastisch verformt, was nicht ungewöhnlich für einen thermoplastischen Kunststoff ist. Die
plastische Verformung ging jedoch mit so großer Kraft einher, dass zum Teil die
Probenhalterung regelrecht „abgesprengt“ wurde.
88
4.2.6.2 Vergleich Kanten- und Flächenbeflammung
Die Flächenbeflammung war kritischer als die Kantenbeflammung. Bei der Flächenbeflammung brannte die Probe zwar erst durchschnittlich nach ca.
7 Sekunden (Probe A) bzw. 9 Sekunden (Probe B), sie wurde aber in dieser
Zeit flächig so stark erwärmt, dass sie schlagartig in dem Bereich schmolz und
ein großes Loch entstand, an dessen Rand die Probe brannte. Dabei kamen die
Flammen der Messmarke näher als es bei der Kantenbeflammung der Fall war.
Abbildung 80: Vergleich Kanten- und Flächenbeflammung
4.2.6.3 Vergleich: Ausbuchtung und Einbuchtung
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass kein direkter Unterschied im Brandverhalten zwischen Proben mit Ausbuchtung bzw. Einbuchtung feststellbar ist.
4.2.6.4 Vergleich: Probe A und Probe B
Kantenbeflammung:
Probe A:
Entflammung nach durchschnittlich 2 Sekunden
Erloschen nach durchschnittlich 14 Sekunden
3 von 6 Proben tropften brennend ab.
Brennendes Abtropfen nach durchschnittlich 13,8 Sekunden
Probe B:
Entflammung nach durchschnittlich 1,5 Sekunden
Erloschen nach durchschnittlich 15,5 Sekunden
5 von 6 Proben tropften brennend ab.
Brennendes Abtropfen nach durchschnittlich 13,9 Sekunden
89
Flächenbeflammung:
Probe A:
Entflammung nach durchschnittlich 7 Sekunden
Erloschen nach durchschnittlich 15,5 Sekunden
3 von 6 Proben tropften brennend ab.
Probe B:
Entflammung nach durchschnittlich 9 Sekunden
Erloschen nach durchschnittlich 17 Sekunden
3 von 6 Proben tropften brennend ab.
Der Vergleich der Ergebnisse des Brandversuches der Proben A und B zeigt,
dass nur ein sehr kleiner Unterschied zwischen den beiden Materialien in Bezug auf das Brandverhalten besteht.
Probe B entflammt später als Probe A, brennt dafür aber etwas länger. Bei der
Kantenbeflammung fällt auf, dass bei fünf von sechs Versuchen der Probe B
brennendes Abtropfen auftritt, bei Probe A tritt dieses Phänomen nur zweimal
auf. Bei der Flächenbeflammung tritt brennendes Abtropfen bei Probe A und B
dreimal auf. Während des Brandversuchs fiel allerdings auf, dass die Rauchentwicklung der Proben des Materials B deutlich stärker war als die der Proben A. Der Brandrauch bei Probe B war schwarz und rußig, bei A hingegen war
der Rauch anfänglich weiß und dann leicht schwarz.
4.2.6.5 Flaschenkopf und Flaschenboden
Der Flaschenkopf bzw. –boden ist deutlich dicker als die Flaschenwände. Darüber hinaus ist die Form der Proben durch den ausgeprägten Verschluss des
Flaschenkopfes und die starke Einbuchtung des Flaschenbodens geprägt.
Dies ist auch der Grund dafür, dass der Brandverlauf hier weniger intensiv ablief, als dies der Fall bei den flächigen Proben der Flaschenwände war.
Aufgefallen ist, dass im Bereich des auskragenden Ringes bei der Flächenbeflammung des Flaschenkopfes der Proben A und B die Flammen rechts und
links am Verschluss nach oben gezüngelt sind. Durch den auskragenden Ring
kommt es zu einem Wärmestau in diesem Bereich, zusätzlich wirkt der Spalt
wie ein Kamin.
Im Bereich des Flaschenbodens war die Brandeinwirkung gering, die Probe ist
nicht durchgebrannt, lediglich geschmolzen.
90
5 Auswertung
Die orientierenden Brandversuche haben gezeigt, dass die POLLI-BricksTM
nicht leichtentflammbar, sondern mindestens normalentflammbar sind. Dies ist
ein wichtiges Resultat, da es somit möglich ist, die POLLI-BricksTM als Bauprodukt im Sinne der MBO [2] zu verwenden.
Andererseits haben die orientierenden Brandversuche auch gezeigt, dass die
POLLI-BricksTM im Brandfall schmelzen und brennend abtropfen.
Diese Feststellung führt dazu, dass die Anwendung der POLLI-BricksTM im Fassadenbereich brandschutztechnisch derzeit bedenklich ist.
Die MBO [2] geht zwar nicht näher auf die Problematik des brennenden Abtropfens ein, jedoch ist im Zuge einer schutzzielorientierten Betrachtung brennendes Abtropfen im Fassadenbereich kritisch zu sehen. Es führt nicht nur zu einer
Brandausbreitung nach unten, sondern gefährdet auch Gebäudenutzer, die sich
in Sicherheit bringen wollen und arbeitende Sicherheitskräfte. Deshalb muss
hier unbedingt materialspezifisch (z. B durch chemische Zusatzstoffe) nachgebessert werden.
Unter den jetzigen Voraussetzungen könnten die POLLI-BricksTM z. B. für folgende Gebäude als nichttragende Außenwand bzw. Außenwandbekleidung
verwendet werden:
-
Gebäude der Gebäudeklasse 1 und 2
-
Gebäude der Gebäudeklasse 3: Grundfläche von 1.600 m² und mit einer
Höhe der Fußbodenoberkante des höchstgelegenen Geschosses, in
dem ein Aufenthaltsraum möglich ist, von 7m über Geländeoberfläche.
-
Verkaufsstätten < 800 m² und einer Höhe von 7 m (Regelbau)
-
Erdgeschossige Versammlungsstätten < 1.600 m²
-
Industriebauten < 2.000 m²
-
Industriebauten > 2.000 m² mit selbsttätiger Feuerlöschanlage
Da es sich um eine nichttragende Außenwand aus brennbaren Baustoffen handelt, sind in jedem Fall die unter Ziffer 3.1.6.5 aufgeführten Besonderheiten im
Brandwandbereich zu beachten. Gebäudeabschlusswände, die als Brandwän91
de auszuführen sind, können mit dem POLLI-BrickTM Fassadensystem nicht
hergestellt werden, weil diese mindestens hochfeuerhemmend (F 60) sein müssen (für Gebäudeklasse 1 bis 3). Für hochfeuerhemmende Bauteile ist in der
MBO [2] genau festgelegt (siehe Ziffer 3.1.5.2), wie diese auszubilden sind. Die
tragenden und aussteifenden Bauteile dürfen aus brennbaren Baustoffen bestehen, müssen aber mit nichtbrennbaren Baustoffen verkleidet sein. Dies ist
bei dem zu bewertenden Fassadensystem nicht der Fall. Die brandschutztechnische Qualität des POLLI-BrickTM Fassadensystems kann maximal feuerhemmend (F 30) werden, aufgrund der Anforderungen der MBO [2] an das Brandverhalten von Baustoffen der Bauteile (siehe Ziffer 3.1.5.2).
Absolut ausgeschlossen ist die Verwendung der POLLI-BricksTM als Fassade
eines Hochhauses, da hier nur nichtbrennbare Baustoffe zugelassen sind.
1. Anwendung bei temporär begrenzte Bauwerke
Evtl. geeignet für Messebau  schnell aufbauen, schnell abbauen
92
6 Zusammenfassung der Arbeit
Ziel der Arbeit war es,
1. zu erarbeiten, inwieweit es möglich ist brennende Baustoffe im Bereich
der Fassade bzw. Außenwand zu verwenden und
2. das Brandverhalten von PET-Flaschen, am Beispiel der POLLI-BricksTM,
zu untersuchen und zu beurteilen.
Im fFlgenden werden die Feststellungen der Bachelorarbeit zusammengefasst.
Die Verwendung von brennbaren Baustoffen im Bereich der Außenwand (Fassade) ist in der MBO [2] bzw. den verschiedenen Muster-Sonderbauvorschriften
geregelt. Diese Vorschriften legen brandschutztechnische Anforderungen z. B
an Baustoffe und Bauteile fest und garantieren dadurch eine Art Mindestbrandschutz. Für jede bauliche Anlage müssen die Bestimmungen des Mindestbrandschutzes umgesetzt werden. Nur so können die aufgestellten Schutzziele
erfüllt werden.
Die brandschutztechnischen Anforderungen an Außenwände und Außenwandbekleidungen sind abhängig von der Art des Gebäudes (Regel- oder Sonderbau) und der Gebäudeklasse, in die das Gebäude eingestuft wird.
Im Regelbau können bis Gebäudeklasse 3 Außenwände ohne definierten Feuerwiderstand ausgebildet werden, die verwendeten Baustoffe müssen jedoch
als mindestens normalentflammbar (B2) klassifiziert sein. Für höhere Gebäudeklassen fordert die MBO [2] bei Verwendung von brennbaren Baustoffen zur
Herstellung von Außenwänden mindestens eine feuerhemmende Qualität, d. h.
einen Feuerwiderstand von mindestens 30 Minuten (W 30-B). Die Außenwandbekleidung muss mindestens schwerentflammbar (B1) sein.
Die Muster-Sonderbauvorschriften stellen zum Teil höhere brandschutztechnische Anforderungen an Außenwände und Außenwandbekleidungen, weil Sonderbauten meist ein höheres Risiko aufweisen als Regelbauten, was beispielsweise Brandausbreitung und Personenrettung betrifft. In dieser Bachelorarbeit
wurden
die
Muster-Verkaufsstättenverordnung
Versammlungsstättenverordnung
(MVStättV),
(MVkVO),
Muster-
Muster-Hochhausrichtlinie
93
(MHHR) und die Muster Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (M IndBauRL) betrachtet.
Die POLLI-BricksTM dürfen in Deutschland aber nicht einfach so verwendet werden, sondern die Verwendbarkeit muss für die Bauaufsicht nachgewiesen werden. Da es sich bei den POLLI-BricksTM um ein nicht geregeltes Bauprodukt
handelt, wird eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung benötigt. Das Zulassungsverfahren läuft über das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt). Das DIBt
stellt auch die Zulassung aus. Grundlage der Zulassung sind vor allem Brandprüfungen in denen das Brandverhalten bestimmt wird. Welche Prüfungen
durchgeführt werden müssen, legt das DIBt in einem Prüfprogramm fest bzw.
sind mit dem DIBt abzustimmen.
Das Zulassungsverfahren ist sehr aufwendig und zeitintensiv.
Da momentan noch keine Brandprüfungen nach einer gültigen deutschen bzw.
europäischen Norm vorliegen, sollte im Rahmen dieser Bachelorarbeit das
Brandverhalten der POLLI-BricksTM untersucht werden. Zurzeit gibt es seitens
Miniwiz noch keine klaren Richtlinien bzw. festgelegte Grenzwerte, die von den
POLLI-BricksTM eingehalten werden müssen. Aus diesem Grund wären Brandversuche an einer vom DIBt anerkannten Prüfstelle wenig sinnvoll, da die ermittelten Ergebnisse nicht im laufenden Zulassungsverfahren berücksichtigen werden würden. Um aber vorab schon Erkenntnisse über das Brandverhalten zu
bekommen, wurde die Prüfaparatur der Normalentflammbarkeitsprüfung nach
DIN 4102-1 nachgebaut. Zu klären, ob die POLLI-BricksTM normal- oder leichtentflammbar sind, ist zu Beginn der wichtigste Schritt, da nur mindestens normalentflammbare Baustoffe (B2) gemäß MBO [2] verwendet werden dürfen.
Untersucht wurden zwei Arten von POLLI-BricksTM, die sich in ihrem Material
unterscheiden. Das Material einer Probe wird aus recylten PET Abfällen hergestellt, während das Material der anderen Probe aus recycelten PET Flaschen
gewonnen wird.
Für beide Arten wurde das Brandverhalten auf Normalentflammbarkeit in Anlehnung an die DIN 4102-1 geprüft.
94
Das wichtigste Ergebnis der Brandversuche war, dass beiden Arten von POLLIBricksTM als normalentflammbar nach DIN 4102-1 gelten. Allerdings wurde festgestellt, dass das Material im Brandfall brennend abtropft. Im Anwendungsbereich von Fassaden ist brennendes Abtropfen als bedenklich anzusehen. Hier
wird eine Nachbesserung als erforderlich an gesehen.
7 Ausblick
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit kann nicht abschließend das gesamte Fassadensystem der Firma Miniwiz brandschutztechnisch bewertet werden. Folgende Punkte sind noch nicht hinreichend geklärt und benötigen deshalb eine
weitere Untersuchung bzw. Prüfung:
95
1. Im Rahmen der Brandversuche wurde nur das materialspezifische
Brandverhalten der POLLI-BricksTM im Kleinbrennertest nach DIN 4102-1
[12] ermittelt. Das Brandverhalten des gesamten Fassadensystems wurde nicht untersucht. Hier gilt es zu klären, was für einer Baustoffklasse
die PC-Platte zugeordnet werden kann und inwieweit sich der Luftraum
zwischen der PC-Platte und den POLLI-BricksTM auf das Brandverhalten
und insbesondere die Brandausbreitung auswirkt.
Klären inwieweit PC-Platte Schutz bietet
Gegebenenfalls müssen besondere Vorkehrungen siehe MBO, Feuer
nicht in Spalt kommen, wo darf muss eine Vorkehrung eventuell sein bei
allen GK
Sprinklerung in den Flaschen, evtl. jede zweite Reihe oder jeweils im
Deckenbereich (als Brandriegel)
Wenn es über B2 nicht hinausgeht, erfüllen sie der bauaufsichtlichen
Anforderungen an Außenwände für diese GK nicht
2. Getestet wurde im Zuge der orientierende Brandversuche nur die Normalentflammbarkeit des Baustoffs. Weitergehende Brandprüfungen
(Schwerentflammbarkeit, F30, Fassadenprüfstand bei Dämmung für GK
4 und 5) für die Verwendung des Systems auch bei anderen Gebäuden
empfehlenswert weiterführende Tests durchzuführen
B1 Versuch es kann nicht mit 100% Sicherheit gesagt werden, ob er bestanden werden kann, evtl. Material entzieht sich der Flamme
3. Zwischen dem Fassadensystems und der Geschossdecke existiert
zwangläufig durch die Montage der POLLI-BricksTM mittels Schienen an
das Gebäude ein Spalt. Die Geschossdecke ist in einer brandschutztechnischen Qualität ausgeführt, um der Ausbreitung von Feuer und
Rauch widerstand zu leisten. Es ist zu klären wie der Anschlussbereich
(insbesondere die entstehende Fuge) zwischen Geschossdecke und
POLLI-BrickTM Element auszubilden ist, damit eine Brand- und Rauch96
ausbreitung in das darüber liegende Geschoss möglichst lange verhindert wird.
4. Kunststoffe altern (Verwitterung, UV Einstrahlung) über die Zeit. Daher
gilt es zu prüfen, inwieweit sich das Altern auf die brandschutztechnischen Eigenschaften auswirkt.
5. Die Bewertung der Rauchentwicklung (insbesondere der Menge, Temperatur und Konsistenz an toxischen und korrosiven Brandgasen) ist nicht
Bestandteil der B2 Prüfung nach DIN 4102-1 [12] und daher keine Voraussetzung für deren Bestehen. Es fiel aber auf, dass die untersuchten
Proben zum Teil eine starke, rußige Rauchentwicklung aufwiesen. Kann
auch nach DIN EN 13501 geprüft werden hier auch Rauchentwicklung
und abtropfen bewertet
6. Vorkehrung gegen Brandausbreitung: Wasser in den Flaschen gefüllt als
Brandriegel, Flasche die so aussieht wie PET aber A- Material, Wasser
über die Fassade laufen lassen, Sprinklerung in den Flaschen, evtl. jede
zweite Reihe oder jeweils im Deckenbereich (als Brandriegel)
7. Evtl. in Gipskarton einpacken, F60
8. Bei den orientierenden Brandversuchen wurde festgestellt, dass sich das
Material während der Beflammung stark plastisch verformt. Es ist daher
interessant zu wissen, wie sich mehrere Elemente im Brandfall verhalten,
wenn sie sich plastisch verformen (Lastfall Brand). Hat das Auswirkung
auf die Befestigung der Elemente?
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: POLLI-BrickTM-Vollmodul (Abmessungen in mm) [37] ................... 3
Abbildung 2: POLLI-BrickTM-Halbmodul (Abmessungen in mm) [37] ................. 3
Abbildung 3: Aufbau des POLLI-BrickTM – Elements [37]................................... 4
97
Abbildung 4: Aufbau des POLLI-BrickTM– Fassadensystems[37] ....................... 5
Abbildung 5: Strukturformel von PET [34] .......................................................... 7
Abbildung 6: Eigenschaften des PETs der POLLI-BricksTM [37] ........................ 7
Abbildung 7: Veresterungsreaktion [43] ............................................................. 8
Abbildung 8: PET Polymer [43] .......................................................................... 8
Abbildung 9: Recycling Kreislauf [x] ................................................................... 9
Abbildung 10: Struktur des Baurechts gemäß [22] ........................................... 11
Abbildung 11: Aufbau des baulichen Brandschutzes ....................................... 17
Abbildung 12: Übersicht der Außenwände ....................................................... 21
Abbildung 13: Anforderung an nichttragende Außenwand ............................... 23
Abbildung 14: Anforderungen für GK 4 und 5 [29] ........................................... 25
Abbildung 15: Anforderungen für GK 1, 2 und 3 [29] ....................................... 25
Abbildung 16: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 1 [30] ........................ 27
Abbildung 17: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 2 [30] ........................ 27
Abbildung 18: Brandwand als Gebäudeabschlusswand 3 [30] ........................ 27
Abbildung 19: Innere Brandwand geschossweise versetzt [30] ....................... 28
Abbildung 20: Brandwand innere Ecke 1 [30] .................................................. 28
Abbildung 21: Brandwand innere Ecke 2 [30] .................................................. 29
Abbildung 22: Brandwand innere Ecke 3 [30] .................................................. 29
Abbildung 23: Innere Brandwand [30] .............................................................. 30
Abbildung 24:Außenwand einer erdgeschossigen Verkaufsstätte [31] ............ 32
Abbildung 25:Außenwand einer mehrgeschossigen Verkaufsstätte 1 [31] ...... 33
Abbildung 26:Außenwand einer mehrgeschossigen Verkaufsstätte 2 [31] ...... 33
Abbildung 27: Außenwandbekleidung mehrgeschossiger Verkaufsstätten [31] 34
Abbildung 28: Außenwandbekleidung erdgeschossiger Verkaufsstätten [31] .. 34
Abbildung 29: Außenwandbekleidung einer sonstigen Verkaufsstätte [31] ...... 34
Abbildung 30:Außenwände mehrgeschossiger Versammlungsstätten [32] ..... 36
Abbildung 31:Außenwände von Hochhäusern [33] .......................................... 37
Abbildung 32: Auskragende Brandwand bzw. Wand, zur Trennung von
Brandbekämpfungsabschnitten [38] ................................................................. 40
Abbildung 33: Außenwandabschnitte [Band 5]................................................. 41
98
Abbildung 34: Durchgehende brennbarer Außenwandbekleidung [Band 5] ..... 41
Abbildung 35: Sicherung des Feuerüberschlagweges - Auskragung [Band 5] . 42
Abbildung 36:Sicherung des Feuerüberschlagweges - Außenwand [Band 5] .. 43
Abbildung 37: Nationales Nachweisverfahren für Bauprodukte [39] ................ 48
Abbildung 38:Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen) für Bauprodukte [23] .... 51
Abbildung 39: Nationales Nachweisverfahren für Bauprodukte [39] ................ 52
Abbildung 40: Brandausbreitung über die Außenwand [25] ............................. 55
Abbildung 41: Brandausbreitung in das Gebäudeinnere [25] ........................... 56
Abbildung 42: Brandausbreitung im Dachgeschoss [25] .................................. 56
Abbildung 43: Brandausbreitung über die Fassade [26] .................................. 57
Abbildung 44: Brennendes Abtropfen [26] ....................................................... 58
Abbildung 45 Übersicht über die Klassifizierung der DIN 4102 ........................ 59
Abbildung 46: Anordnung zur Normalentflammbarkeitsprüfung [21] ................ 61
Abbildung 47: Brandschacht [21] ..................................................................... 63
Abbildung 48: ETK [13] .................................................................................... 66
Abbildung 49:Zuordnung bauaufsichtliche Anforderung zu den
Feuerwiderstandsklassen [16].......................................................................... 67
Abbildung 50: Abgeminderte ETK [14] ............................................................. 68
Abbildung 51: Prüfaufbau ................................................................................. 70
Abbildung 52: POLLI-BrickTM Probe A.............................................................. 71
Abbildung 53: POLLI-BrickTM Probe B .............................................................. 71
Abbildung 54: Probe A, 90 mm x 190 mm ........................................................ 72
Abbildung 55: Probe A, 90 mm x 230 mm ........................................................ 73
Abbildung 56: Flaschenkopf ............................................................................. 74
Abbildung 57: Flaschenboden .......................................................................... 74
Abbildung 58: Probe A, Kantenbefammung, Ausbuchtung .............................. 76
Abbildung 59: Probe A, Kantenbeflammung, Einbuchtung .............................. 76
Abbildung 60: Probe B, Flächenbeflammung, Ausbuchtung ............................ 77
Abbildung 61: Probe B, Kantenbeflammung, Ausbuchtung ............................. 77
Abbildung 62: Probe A, Flächenbeflammung, Ausbuchtung ............................ 78
Abbildung 63: Probe A, Flächenbeflammung, Einbuchtung ............................. 78
99
Abbildung 64: Probe B, Flächenbeflammung, Ausbuchtung ............................ 79
Abbildung 65: Probe B, Flächenbeflammung, Einbuchtung ............................. 79
Abbildung 66: Probe A, Kantenbeflammung, Flaschenkopf ............................. 80
Abbildung 67: Nahaufnahme Flaschenkopf ..................................................... 80
Abbildung 68: Probe A, Kantenbeflammung, Flaschenboden .......................... 81
Abbildung 69: Nahaufnahme Flaschenboden .................................................. 81
Abbildung 70: Probe A, Flächenbeflammung, Flaschenkopf ............................ 82
Abbildung 71: Nahaufnahme Flaschenkopf ..................................................... 82
Abbildung 72: Probe A, Flächenbeflammung, Flaschenboden ........................ 83
Abbildung 73: Probe B, Kantenbeflammung, Flaschenkopf ............................. 84
Abbildung 74: Nahaufnahme Flaschenkopf ..................................................... 84
Abbildung 75: Probe B, Kantenbeflammung, Flaschenboden .......................... 85
Abbildung 76: Nahaufnahme Flaschenboden .................................................. 85
Abbildung 77: Probe B, Flächenbeflammung, Flaschenkopf ............................ 86
Abbildung 78: Nahaufnahme Flaschenkopf ..................................................... 86
Abbildung 79: Probe B, Flächenbeflammung, Flaschenboden ........................ 87
Abbildung 80: Vergleich Kanten- und Flächenbeflammung ............................. 89
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Kombination der Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen mit den
Anforderungen an die Baustoffklasse [21] ....................................................... 20
Tabelle 2: Baustoffklassen [12] ........................................................................ 60
Tabelle 3: Feuerwiderstandsklassen „F“ [13] ................................................... 66
Tabelle 4: Feuerwiderstandsklassen „W“ [14] .................................................. 68
Literaturverzeichnis
100
Anlagenverzeichnis
Anlage 1
Geheimhaltungsvertrag
Anlage 2
Prüfprotokoll Probe A
Anlage 3
Prüfprotokoll Probe B
Anlage 4
Prüfprotokoll Probe A, Flaschenkopf und –boden
Anlage 5
Prüfprotokoll Probe B, Flaschenkopf und –boden
101
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Bezug zu Abbildungen herstellen, gerade im theoretischen Teil sind sie
einfach nur „da“
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Seitenumbrüche
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Geschütztes Leerzeichen und geschützter Bindestrich
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Abkürzungsverzeichnis
102