Fachbeiträge & Interviews
Samstag, 26. Mai 2018
Ausgabe 6123 | Nr. 146 | 17. Jahrgang
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Herausgeber: Bauen mit Stahl e.V. Bauen mit Stahl e.V. email-weiterempfehlendruckansicht

Brandschutz im Stahlbau - Stützen und Träger - Teil 1/2

# 03.09.2001

Planungsgrundlagen und Brandschutzmaßnahmen

1. Baulicher Brandschutz

Mindestdicke für kastenförmige Ummantelung mit Silikat-Platten, Abb.: Bauen mit Stahl e.V. Mindestdicke für kastenförmige Ummantelung mit Silikat-Platten, Abb.: Bauen mit Stahl e.V.

Gebäude und deren Teile sind so zu bemessen, daß sie im Brandfall ausreichend lang funktionsfähig bleiben. Stahlkonstruktionen erreichen mit geeigneten Brandschutzmaßnahmen jede gewünschte Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102 Teil 2: F 30 (= Feuerwiderstandsdauer min. 30 Min.), F 60, 90, 120 und 180. Allerdings: Brand ist ein Lastfall wie alle anderen in der Statik; Brandschutzmaßnahmen sollten daher stets "nach Maß" bemessen werden – also nach der jeweils von Bauart und Nutzung abhängigen Brandgefährdung.

Eine höhere Feuerwiderstandsklasse als hiernach erforderlich ist unwirtschaftlich. Der Stahlbau hat viele Brandschutz Lösungen entwickelt, die zugleich auch wichtige Aufgaben der Gestaltung, des Schall-, Wärme- und Korrosionsschutzes erfüllen.

2. Brandschutzaufwand verringern

Mindestdicke für Putzbekleidung, Abb.: Bauen mit Stahl e.V. Mindestdicke für Putzbekleidung, Abb.: Bauen mit Stahl e.V.

Der Brandschutz von Bauteilen ist nicht immer der einzige und günstigste Weg: Brandgefahr und Brandschutzaufwand lassen sich oft auch durch andere, gleichwertige Maßnahmen verringern. Beispiele, wie der Planer so den Ermessensspielraum der bauaufsichtlichen Vorschriften ausschöpfen kann:

  • Begrenzungen des Brandes durch Unterteilung in Brandabschnitte
  • Konzentration der Brandbelastung in besonderen Gebäudeabschnitten
  • Dachöffnungen für Wärmeabzug und Selbsttätige Feuerlöschanlagen (z.B. Sprinkler)

3. Brandverhalten stählerner Stützen und Träger

Gebräuchliche Ummantelung für Stützen und Träger, Abb.: Bauen mit Stahl e.V. Gebräuchliche Ummantelung für Stützen und Träger, Abb.: Bauen mit Stahl e.V.

Bei Erwärmung auf mehr als 500 °C verlieren voll beanspruchte Stahlbauteile ihre Funktionsfähigkeit. Wo der Zeitraum bis zur Erreichung dieser "kritischen Temperatur" nicht der geforderten Feuerwiderstandsdauer entspricht, kann er durch folgende Maßnahmen verlängert werden: Verzögerung des Wärmedurchganges durch Bekleidungen (z.B. Ummantelungen, Beschichtungen, Unterdecken) oder durch Betonummantelung bei Stützen; Kombination von Stahl mit Beton (Kernfüllung von Hohlprofilstützen mit Beton, ausbetonierte Kammern bei Trägern und Stützen) und Ableiten der Wärme (Wasserfüllung von Hohlprofilstützen).

Grundsätzlich gilt: Massige Stahlprofile (=kleines Verhältnis von Profilumfang U zu Profilfläche A) erwärmen sich langsamer und haben daher eine größere Feuerwiderstandsdauer als dünnwandige Profile; dies wird auch in DIN 4102 berücksichtigt.

4. Gebräuchliche Brandschutz-Bekleidungen

Brandschutzmaßnahmen bei Träger und Stützen, Abb.: Bauen mit Stahl e.V. Brandschutzmaßnahmen bei Träger und Stützen, Abb.: Bauen mit Stahl e.V.

Bei stählernen Stützen und Trägern – abgesehen von Verbundkonstruktionen und sehr massigen Profilen – werden Brandschutzmaßnahmen erforderlich, wenn eine Feuerwiderstandsklasse F 30 und darüber erreicht werden muß. Man unterscheidet direkten Schutz durch Ummantelungen bzw. Beschichtungen und direkten Schutz durch Abschirmungen. Die für den Brandschutz verwandten Materialien bzw. Bauweisen sind entweder genormt (aufgelistet in DIN 4102 Teil 4) oder herstellergebunden (Prüfzeugnis oder allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich).

Tabellen für Mindestdicken von Bekleidungen sind in DIN 4102 Teil 4, im Stahlbau-Kalender bzw. in den Prüfzeugnissen enthalten. Bei größeren Bauten ist es wirtschaftlich, die Bekleidungsdicke entsprechend dem Verhältnis U/A abzustufen.

5. Spritzputzummantelungen

Spritzputzummantelungen sind besonders wirtschaftlich für den Schutz vollwandiger Träger und Fachwerkträger; für Stützen sind sie ebenfalls geeignet, wenn die Oberfläche vor mechanischen Beschädigungen im Verkehrsbereich geschützt wird. Wo nicht spritzrauhe, sondern gebrauchsfertige Oberflächen gewünscht werden, können Zement-Hartmantelputze oder Metallverkleidungen (gleichzeitig mechanischer Schutz) eingesetzt werden. Die bewährten Vermiculite- und Mineralfaser-Spritzputze, ggf. mit Haftmittelzusätzen, haften ohne Putzträger sicher auf den Stahlbauteilen.

Voraussetzung ist, daß der vorhandene Untergrund (Korrosionsschutzbeschichtung) verträglich d. h. verseifungsbeständig ist. Bewährt haben sich Beschichtungen mit Bindemitteln auf Acrylharz-, Epoxidharz- und Epoxidesterharzbasis. Näheres ist den Zulassungsbescheiden zu entnehmen. Bei geringer Korrosionsbeanspruchung können Spritzputze auch ohne besonderen Korrosionsschutz unmittelbar auf die gestrahlte Stahloberfläche aufgebracht werden.

Quellen-und-Verweise  QUELLEN UND VERWEISE:
Bauen mit Stahl e.V.
Teil 2 des Beitrags
Stahlbau, Stahlverbundbau, Brandschutz, DIN 4102, Beschichtung, aufschäumende Bekleidung, Silikatplatten, Gipskartonplatten, Dämmschichtbildner Spritzputzummantelung, Sand Stahlbau Stahlbau https://www.bauingenieur24.de/fachbeitraege/stahlbau/brandschutz-im-stahlbau-stuetzen-und-traeger-teil-1-2/145.htm 542 de-DE
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