Brandschutzzeiten besser berechnen

Brandschutzzeiten besser berechnen

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Mit dem neu entwickelten Berechnungsmodell für die raumabschliessende Funktion von massiven und mehrschichtigen Holzbauteilen erfüllt eine wesentlich grössere Anzahl von Konstruktionen die Brandschutzanforderungen, als es mit den bisherigen Nachweismethoden möglich war.
 
Der Brandschutz ist und bleibt im Holzbau ein wichtiges Thema. Im Brandfall ist zwar in Gebäuden das Holz als brennbarer Baustoff eine zusätzliche Brandlast, jedoch bietet das Holz durch die Bildung von Holzkohle seinen eigenen natürlichen Schutz vor direkter Brandeinwirkung. Mit der Revision der schweizerischen Brandschutzvorschriften wurde diesem Vorteil Rechnung getragen und für brennbare Bauteile die Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten auf eine Dauer von 60 Minuten verlängert. Damit wurde der Einsatz von Holzkonstruktionen in Gebäuden mit bis zu sechs Geschossen statt der bis dahin zugelassenen drei Geschosse ermöglicht.Bis 2005 wurde die Bemessung von Holzkon-struktionen im Brandfall auf der Grundlage der Dokumentation 83 «Brandschutz im Holzbau» durchgeführt. Um die dort angegebene Bemessung bis zu einer Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten auf 60 Minuten zu erweitern, wurde durch die Informationsstelle für Holz «Lignum» ein gross angelegtes Projekt «Brandsicherheit und Holzbau» ins Leben gerufen, das vom Bundesamt für Umwelt, dem Förderungsprogramm «holz21» und Partnern aus der Industrie unterstützt wurde. Die Teilprojekte Bauteile und Anschlüsse wurden am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Kolb und der Empa in Dübendorf ZH bearbeitet.
 
Mit dem Einsatz von Holzbauteilen in mehrgeschossigen Gebäuden können für die Einhaltung der geforderten Brandabschnitte vermehrt raumabschliessende Decken- und Wandkonstruktionen aus Holz eingesetzt werden, die eine Brandausbreitung im oder auf benachbarte Gebäude verhindern sowie sichere Rettungswege ermöglichen sollen. Diese Bauteile werden mit EI30 beziehungsweise EI60 gekennzeichnet, die für 30 Minuten beziehungsweise 60 Minuten eine raumabschliessende Funktion gewährleisten. Für den rechnerischen Nachweis dieser Holzbauteile gibt unter anderem der Eurocode 5 ein Modell an, das jedoch wie auch die weiteren vorhandenen Modelle aus Versuchen abgeleitet wurde und somit auf die geprüften Aufbauten begrenzt ist. Daher war das Ziel der hier dargestellten Forschungsarbeit die Entwicklung eines allgemeinen Berechnungsmodells zum Nachweis der raumabschliessenden Funktion von massiven und mehrschichtigen Holzbauteilen auf der Basis von physikalischen Modellen und experimentell abgesicherten numerischen Simulationen. Dabei bestehen die mehrschichtigen Bauteile aus Holzständern beziehungsweise -balken, die ihren Feuerwiderstand durch Bekleidungen und eventuell vorhandene Dämmungen erreichen. In Zusammenarbeit mit der Empa in Dübendorf wurden hierfür Brandversuche an Plattenelementen durchgeführt, die den numerischen Simulationen als Grundlage dienten. Im Vergleich mit den vorhandenen Modellen ist es daher möglich, mit dem neu entwickelten Berechnungsmodell erfüllt eine grössere Anzahl von Holzkonstruktionen den geforderten Feuerwiderstand.