Nachträglich ertüchtigen

  Die Anforderungen an den Brandschutz bei Holzkonstruktionen haben sich in den letzten Jahren bei der Brandschutzaufsicht wie auch beim Nutzer verstärkt verändert. Nach deutschem Baurecht muss die Feuer­widerstandsfähigkeit von Decken sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben erfüllt sein. Grundsätzlich sind brandschutztech­nische Ertüchtigungen im Holzbau Einzelfallentscheidungen - wann, wo und wie sollte zur Sicherheit nachgerüstet werden?

Holzbalkendecken bestehen aus lastab­tragenden Holzbalken und zumindest einer oberseitigen horizontalen Beplan­kung. Diese Beplankung besteht in der Regel aus Holzwerkstoffen, bei einer sichtbaren Konstruktion raumseitig häufig aus einer Vollholzschalung. Eine Vollholz­schalung wird oft aus statischen Gründen durch eine oberseitige Holzwerkstoff- platte ergänzt. Die Beplankungen sind durch mechanische Verbindungsmittel auf den Deckenbalken befestigt. Für die brandschutztechnische Beurtei­lung spielt die Ausführung eine wesent­liche Rolle. Abschnitt 5.2 der DIN 4102-4 regelt Decken in Holztafelbauart, bei der die Deckenbalken durch unterseitige Be­plankungen brandschutztechnisch ge schützt sind. Der Abschnitt 5.3 der DIN 4102-4 behandelt dagegen Holzbalken­decken, bei denen die Deckenbalken drei­seitig beziehungsweise nur teilweise dem Feuer ausgesetzt sind und entsprechend ihrem Abbrand dimensioniert werden müssen.

Bei Holzbalkendecken haben verschiedene brandschutztechnische Untersuchungen gezeigt, dass bei historischen Decken­konstruktionen in aller Regel eine Min­destfeuerwiderstandsdauer von 30 Minu­ten sowohl von unten als auch von oben vorliegt. Für Ertüchtigungen in brand­schutztechnischer Hinsicht kann eine Bewertung von Unterdeckenkonstruktio­nen anhand der allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnisse für Holzbalken­decken erfolgen.
Oft können bestehende Holzbalken­decken erhalten bleiben. Eine unterseitige Verkleidung und/oder die Verlegung eines Estrichs können ihren Feuerwiderstand erhöhen. Bei belasteten Deckenkonstruk­tionen bietet das niedrige Flächengewicht rein mineralischer Brandschutzplatten statische Vorteile. Ihre hohe Sorptions­fähigkeit ist auch bauphysikalisch be­sonders günstig. Qualifiziert nachgerüstet erreichen Holzdecken mit brennbarem Putzträger und Strohlehm die Feuerwider­standsklasse F90-B. In der Musterholz­baurichtlinie (M-HFHHoIzR) muss die Brandschutzbekleidung eine Entzündung der tragenden einschließlich der aus steifenden Bauteile aus Holz oder Holz­werkstoffen während eines Zeitraums von mindestens 60 Minuten verhindern und als K60 nach DIN EN 13501-2 klassifiziert werden. Eine Brandschutz­bekleidung mit der Klassenbeschreibung K ist demnach eine nichtbrennbare Be­kleidung, die für das direkt hinter ihr liegende Material für eine festgelegte Zeit einen Schutz gegen Entzündung, Verkohlung und anderen Schaden bietet.
 


 


Stützen und Träger aus Holzbauweise



Für diese Holzbauteile ist festzustellen: Ein F30-Zustand wird von unbekleideten Biegeträgern mit vorliegender dreiseitiger Beflammung bereits bei einem Quer­schnitt von b/h = 140/180 mm erreicht. Die Feuerwiderstandsfähigkeit von hoch feuerhemmenden Bauteilen, deren tra­genden und aussteifenden Teile aus brennbaren Baustoffen bestehen und die allseitig eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung aus nicht brenn­baren Baustoffen (Brandschutzbeklei­dung) und Dämmstoffen haben, kann nicht nach DIN 4102-2 nachgewiesen werden und ist deshalb nicht aufgeführt. Bei den hoch feuerhemmenden Bauteilen ist das Brandschutzvermögen der brand­schutztechnisch wirksamen Bekleidung aus nicht brennbaren Baustoffen zusätz­lich zur Feuerwiderstandsklasse nachzu­weisen und nach DIN EN 13501-2 zu klassifizieren. Bestehende Vollholzstützen erreichen unter Umständen die Feuer­widerstandsdauer von 30 Minuten (F30- B). Nur die Verkleidung mit Brandschutz- platten erhöht diese.


Brandschutzertüchtigung bei Holzbalkendecken- und Stützen


 


Im Gewerbe- und Wohnungsbau erweist sich die Sanierung von Holzbalkendecken als unverhältnismäßig aufwändig. Lö­sungen, die in Relation zu den sonstigen Renovierungsmaßnahmen einen ge­rechtfertigten Kostenaufwand bedeuten, erfüllen nur mit erhöhtem Aufwand die heute geforderten Kriterien an Wohn­komfort und lassen sich in der Praxis häufig nur mühsam unter Einhaltung der einschlägigen Normen ausführen. So sind bei der Ertüchtigung von Holz­balkendecken- und Stützen insbesondere die Forderungen nach zeitgerechtem Schallschutz und schwingungs- bezie­hungsweise durchbiegungsarmer Belast­barkeit sowie die aktuellen Vorschriften zur Feuerwiderstandsdauer aus Sicht vieler Planer nicht nur durch Rückbau der alten Substanz und Einbau neuer Betondecken realisierbar. Die produkt­herstellende Industrie hat für die brand­schutztechnische Ertüchtigung und Sa­nierung von Geschossdecken in Holz­bauweise sowohl kostenseitig als auch vom Ergebnis her gesehen gute Möglich­keiten entwickelt. Meist entsprechen alte Holzbalkendecken nicht den gültigen Anforderungen des Brandschutzes im Normtrittschall und beim Luftschalldämmmaß. Im Sanierungs­fall ist daher eine schallschutztechnische Aufrüstung notwendig, erweist sich jedoch in der Praxis aufgrund der akus­tischen Eigenschaften der Decken als schwer abschätzbar. Da in Altbauten Decken mit verdeckten Holzbalken dominieren, hat Knauf speziell für diese Bauart zwei neue Vorzuglösungen  für die Sanierung entwickelt und geprüft. Beiden Knauf-Systemen gemein ist, dass sie zum einen F90- Qualität bei Brandbeanspruchung »von unten« und in Verbindung mit entspre­chenden Fußbodenaufbauten auch F90- Qualität bei Brandbeanspruchung »von oben« erreichen. Zum anderen bewirken beide Systeme eine erhebliche Verbesse­rung des Tritt- und Luftschallschutzes. 


 


Freitragend: Ideal bei ausreichender Raumhöhe


 


Die freitragende Decke D131/K219 er­reicht durch eine völlige Entkopplung von der Altdecke das höchste Niveau an Tritt- und Luftschallschutz. Möglich sind Raumbreiten bis fünf Meter. Die Brandschutzqualität F90 »von unten« wird mit einer einlagigen Beplankung mit 20 mm dicken Knauf Fireboard er­zielt. Zugleich erreicht die Decke bereits durch diese Maßnahme einen bewerteten Normtrittschall von 57 dB. Mit einem schwimmend verlegten Trockenunter­boden Knauf Brio 18 verbessert sich der bewertete Normtrittschall auf 52 dB, das Luftschalldämmmaß auf über 65 dB. 


 


Direktbekleidung:


 


Wirksam bei geringer Raumhöhe:


 


Die Direktbekleidung von Holzbalken ist vor allem in Gebäuden mit geringer Raumhöhe häufig die einzig praktikable Möglichkeit, um eine brandschutztech­nische Verbesserung zu erwirken. Allge­mein praktizierte Lösungen sind jedoch als schallschutztechnisch ungenügend einzustufen. Jetzt können teilentkernte Holzbalkendecken zugleich schall- und brandschutztechnisch aufgerüstet wer­den. Das Knauf System D150 basiert auf dem Prinzip der Entkopplung: Einseitig am Holzbalken befestigte MW-Profile garantieren dabei einen Abstand der Beplankung vom Holzbalken von mindes­tens 1 bis 2 mm. Beplankt mit 25 mm dicken Knauf Fireboard wird ein Brand­schutz von F90 B erreicht. Die mögliche Spannweite der Platten beträgt bis zu 1000 mm. Die Konstruktion erreicht einen bewer­teten Normtrittschall von 60 dB. Mit schwimmend verlegten Trockenunter­boden Knauf Brio 18 verbessert sich der bewertete Normtrittschall lauf Knauf auf 51 dB, das Luftschalldämmmaß auf 60 dB. Die neue Komplettlösung ist im Detail­blatt D15 dokumentiert. Es bietet auch eine Beispielrechnung, mit der Prognosewerte über die erreichbare Trittschall­dämmung von Holzbalkendecken im Einbauzustand ermittelt werden können.


Grundschule Neuruppin: Anspruchsvolles Brandschutzkonzept


 


Ein Beispiel für die Sanierung und Er­tüchtigung von Holzbalkenkonstruktionen im Geschossdecken-, Mansarden- und Dachgeschossbereich ist die Grundschule Neuruppin. Insgesamt acht Klassenzim­mer, zwei Atelierbereiche, mehrere Ver­anstaltungs- und Gruppenräume sowie eine Dachterrasse mit einem Schulgarten (dem »Grünen Klassenzimmer«) finden in dem ehemaligen Wirtschaftsgebäude der »Alten Seekaserne« in Neuruppin ausreichend Platz. Rund 50 Grundschüler pro Jahrgang absolvieren hier den ersten Abschnitt ihrer schulischen Laufbahn. Im Verlauf der auszuführenden Ertüchti­gung der vorhandenen Holzbalkenkons­truktionen- und -stützen wurden die Produkte von Saint-Gobain Rigips ver­arbeitet. Die anstehenden Arbeiten er­wiesen sich als sehr anspruchsvoll und konnten im Verbund mit dem techni­schen Service der Rigips-Berater kom­fortabel gelöst werden. Zur Stabilisierung der Dachkonstruktion wurden zusätzliche Stahlträger in ver­schiedenen Abmessungen eingezogen. Die geplanten Brandschutzmaßnahmen mussten entsprechend sowohl auf die Stahlträgerkonstruktion als auch auf das vorhandene Holzgebälk abgestimmt sein. Die Holzbalkenkonstruktionen im Geschossdecken- und Mansardenbereich sowie im Dachgeschoss machten den Einsatz verschiedener Brandschutzsysteme notwendig. Entsprechend lag ein Schwer­punkt der Trockenbauarbeiten darin, diese Geschossdecken und neu einge­baute Stahlträger und -stützen brand­schutztechnisch zu ertüchtigen. Neben der neuen Grundrissgestaltung, die mit Hilfe von Einfach- und Doppelständer- wänden geschaffen wurde, gab damit gleichzeitig der Brandschutz die Struk­turen der neuen Räumlichkeiten vor: So entstand beispielsweise im Dachgeschoss ein Multifunktionsraum, dessen Raum­aufteilung im Wesentlichen durch die brandschutztechnischen Verkleidungen bestimmt wurde. 


 


Neue Stahlträger, vorhandene Holzbalken


 


Zunächst erhielt der Rohboden im Dach­geschoss zum Ausgleich einen belast­baren Belag aus 20 mm dicken »Rigidur Estrichelementen« (F30) auf einer 20 bis 50 mm dicken Trockenschüttung. Die aus statischen Gründen neu eingesetz­ten Stahlträger (260 x 280 mm, 260 x 260 mm und weitere Maße) erhielten einen Mantel aus einlagig montierten 25 mm dicken »Glasroc F (Ridurit)«-Feuer­schutzplatten (F90-A). Diese Feuerschutz- platten der Baustoffklasse Al nach DIN 4102-1 bieten aufgrund ihrer Material­zusammensetzung aus Gips und einer Armierung aus Glasfaservlies einen be­sonders hohen Gefügezusammenhalt und erlauben die brandschutztechnische Ertüchtigung von Stahlträgern und -stützen bei vierseitiger Brandbeanspru­chung bis zu F 120-A - je nach Beklei­dungsdicke. Durch die verschiedenen Formen und Stärken der Stahlträger war hier ein sehr präzises Zuschneiden und Anarbeiten der Feuerschutzplatten ge­fordert. Die Vorhandenen, unmittelbar an die Stahlträger angrenzenden Holzbalken wurden anschließend dreilagig mit »Ri­gips Feuerschutzplatten RF« (12,5 mm) auf F90 ertüchtigt. Für die restlichen Holzbalken war eine F30-Beplankung aus 12,5 mm starken Feuerschutzplatten ausreichend. 


 


Selbstständige Brandschutzdecke



Gleichermaßen in F90 ertüchtigt wur­den Geschossdecken sowie der gesamte Mansardenbereich und alle Holzbalken­konstruktionen. Zur Ertüchtigung der Ge­schossdecken wurde eine selbstständige Brandschutzdecke mit Metall-Unterkons­truktion als System realisiert. Hierfür wurde das Grund- und Tragprofil (CD 60/27 - 06) der Unterkonstruktion über Noniusabhänger zirka 120 bis 200 mm tief - an einigen Stellen auch direkt - von den vorhandenen Decken abgehängt. Der Achsabstand betrug 750 mm. An­schließend konnten die Tragprofile zwei­lagig mit »Rigips Die Dicke 20« beplankt werden. Durch diese Lösung wurde sogar auf die sonst bei F90-Holzbalkendecken vorgeschriebene Mineralwolle verzich­tet, so dass eine maximale Deckenhöhe beibehalten werden konnte.


Hinweis für die Praxis


 


Zunächst sollte im Rahmen einer brand­schutztechnischen Bestandsanalyse ge­wissenhaft überprüft werden, ob bau­liche brandschutztechnische Nachrüs­tungsmaßnahmen erforderlich sind. Durch Trockenbau-Bekleidungen können bei Erfordernis brennbare und nicht­brennbare Tragkonstruktionen brand­schutztechnisch ertüchtigt werden. Die Feuerwiderstandsdauer von hochfeuer­hemmenden Bauteilen, bestehend aus hölzernen Tragkonstruktionen mit all­seitiger Brandschutzbekleidung, kann jedoch nicht nach DIN 4102-2 [2] nach­gewiesen werden. Eine vergleichsweise  Betrachtung als F60 BA-Bauteil ist aus brandschutztechnischer Sicht aber ver­tretbar.
Bei der Ausführung von Trockenbau- Konstruktionen ist wegen des notwen­digen Vermeidens von unkontrollierbaren Hohlräumen auf Sorgfalt zu achten. Diese Hohlräume können eine mögliche Schwelbrandbildung fördern. Planmäßige Hohlräume sind mit geeigneten Schwel­brandmeldern zu überwachen.
Abhänge-Vorrichtungen für unter der brandschutztechnischen Konstruktion liegende Unterdecken sind bereits bei der Ertüchtigung zu integrieren. Durch den Unternehmer ist nach Ausführung der Arbeiten für brandschutztechnisch wirksame Trockenbauarbeiten eine Über­einstimmungserklärung mit der jeweiligen allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung zu erbringen.
Vor Beginn einer brandschutztechnischen Ertüchtigung ist die konkrete Einbau­situation zu überprüfen und gegebenen­falls bei Antreffen einer abweichenden Situation die Bauleitung zu informieren. Auf jeden Fall sollte bei Abweichungen das eigenmächtige Einbauen der nach­träglichen Konstruktion ohne vorherige Abstimmung unterbleiben. Unter Um­ständen ist dann zuvor eine Zustimmung im Einzelfall durch den Bauherrn bezie­hungsweise den Planer beizubringen. Bedenken sind an dieser Stelle angebracht und zeugen vom Verantwortungsbewusst­sein des Ausführenden.
Für manche in der Praxis anwendbare Konstruktionen liegen keine allgemei­nen bauaufsichtlichen Zulassungen vor. Soll dennoch eine derartige Sonderkon­struktion Anwendung finden, was oft­mals auch möglich ist, bedarf es im Regelfall einer Zustimmung im Einzelfall. Auch kleinere Abweichungen von genau definierten Randbedingungen einer all­gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung können zur Abnahmeverweigerung und damit zum Vergütungsaus- oder sogar zum Haftungsfall führen.
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