gen an hochfeuerhemmende Bauteile in Holzrahmenbauweise

Hochschule
Zittau/Görlitz (FH)
Europäisches Institut für
postgraduale Bildung an
der TU Dresden e. V.
Brandschutztechnische Anforderungen
an hochfeuerhemmende Bauteile
in Holzrahmenbauweise
Arbeit zur Erlangung des akademischen Grades
Master of Engineering
eingereicht von: Dipl.–Ing. (FH) Christoph Terhardt
Betreuer: Dipl.–Ing. Architekt Gerd Geburtig, Planungsgruppe
Geburtig, Weimar
Gutachter: Prof. Dr. Ing. Bert Oschatz,
Hochschule Zittau/Görlitz (FH)

Aufgabenstellung
In der neuen Musterrichtlinie für hochfeuerhemmende Holzbauteile werden Konstruktionsdetails
zu Wand- und Deckenaufbauten angegeben, mit denen das Kapselkriterium
K 60 bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 in Holzbauweise zu erfüllen ist. Diese Konstruktionen
sind in der Praxis jedoch eher unwirtschaftlich. Grund hierfür ist die notwendige
Mehrfachbeplankung mit Gipskartonplatten. Daher wird in der Gebäudeklasse 4
bevorzugt die Massivbauweise an Stelle der Holzbauweise gewählt.
Im Rahmen dieser Masterarbeit ist zu analysieren, wie das Kapselkriterium K 60 in der
Schweiz und in Österreich gewährleistet wird und ob die dort verwendeten Konstruktionen
auch in der Bundesrepublik Deutschland Anwendung finden können.
Zudem soll untersucht werden, ob eine mit Sorelzement beschichtete Gipskartonplatte
die kritische Temperatur von 250 °C durch die Freigabe von kristallin gebundenem
Wasser über einen Zeitraum von 60 Minuten auf der Holzoberfläche zu verhindern
vermag.
Neben dem Literaturstudium sind dazu auch Kleinbrandversuche von mit Sorelzement
beschichteten Gipskartonplatten auszuwerten.
I

Kurzfassung
In Deutschland können nach neuer Musterbauordnung Gebäude bis 13 Meter Höhe in
Holzbauweise errichtet werden, wenn die tragenden Teile hochfeuerhemmend (F- 60)
ausgeführt werden. Ausführungsdetails sind in der Muster- Holzbau Richtlinie beschrieben,
um das so genannte Kapselkriterium K 60 zu erfüllen.
In dieser Masterthese mit dem Titel „Brandschutztechnische Anforderungen an hochfeuerhemmende
Bauteile in Holzrahmenbauweise“ wird analysiert, welche Anforderungen
an Holzbauteile bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 gestellt werden, für welche
Baumaßnahmen im Holzbau die Muster- Holzbau Richtlinie Anwendung findet und gibt
Auskunft darüber, welche Stellen dieser Richtlinie durch neu gewonnene Kenntnisse in
Bezug auf das Brandverhalten von Holz überdacht werden sollten.
In einem zweiten Teil werden die brandschutztechnischen Anforderungen an mehrgeschossige
Holzbauten in der Schweiz erläutert. Ferner wird geprüft, ob einige in der
Schweiz angewendete Konstruktionen auch in Deutschland anwendbar sind.
Im letzten Teil der Masterthese wird beschrieben, ob mit Sorelzement beschichtete
Gipskartonplatten eine Alternative zu der in Deutschland momentan eingesetzten
Brandschutzbekleidung darstellt. Zu diesem Zweck wurde die Brandschutzwirkung der
beschichteten Platten in Kleinbrandversuchen geprüft.
Abstract
The new German model construction regulations permit timber structure buildings of up
to 13 m in height, provided that the load-bearing elements are of highly fire resistant
class F60. Construction details are laid down in the model timber construction regulations,
to fulfil the so-called “Kapselkriterium” K60 (that ignition temperature of 300° C is
not reached for 60 mins).
This Masters thesis, entitled “Technical Fire Protection Requirements for Highly Fire
Resistant Structural Elements in Timber Construction”, analyses the requirements
placed on timber construction elements for buildings of Building Class 4 (buildings up
to 13 m height with a total usable area of 400m²), considers which aspects of timber
construction work the model timber construction regulations apply to and gives information
about which aspects of the regulations should be revised in the light of new knowledge
about how timber performs in fire.
In the second part, the technical fire protection requirements for timber construction
buildings of several storeys in Switzerland are explained. Whether some types of construction
used in Switzerland would be suitable for use in Germany is also considered.
In the last part of the Master’s thesis, the issue of whether Sorel cement coated plasterboard
could provide an alternative to types of fire resistant coating currently used in
Germany is discussed. For this purpose, the fire resistant performance of coated
boards was tested in small scale fire tests.
II

Inhaltsverzeichnis
Aufgabenstellung ............................................................................................................. I
Kurzfassung .................................................................................................................... II
Inhaltsverzeichnis........................................................................................................... III
1 Einleitung ................................................................................................................. 1
2 Der Baustoff Holz ..................................................................................................... 3
2.1 Die Entflammbarkeit von Holz und Holzwerkstoffen ......................................... 3
2.2 Das Abbrandverhalten von Holz und Holzwerkstoffen ...................................... 6
3 Gesetzliche Grundlagen für hochfeuerhemmende Bauteile .................................... 8
3.1 Bestimmungen der Musterbauordnung 2002 .................................................... 8
3.2 Die Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an
hochfeuerhemmende Bauteile in Holzbauweise ............................................... 9
3.3 Regelungen in DIN EN 13501-2 ...................................................................... 11
4 Unterschiede zwischen Feuerwiderstand und Kapselkriterium .............................. 15
4.1 Feuerwiderstand ............................................................................................. 15
4.2 Kapselkriterium ............................................................................................... 18
5 Ausgewählte Ausführungsdetails nach Muster-Holzbau-Richtlinie ........................ 19
5.1 Generelle Hinweise zur Befestigung der brandschutztechnischen Bekleidung
sowie zur Ausführung der Fugen .................................................................... 19
5.2 Anschlüsse zwischen Wandbauteile ............................................................... 20
5.3 Anschlüsse zwischen Wänden und Decken ................................................... 21
5.4 Installationen und Installationsöffnungen in Wänden und Decken .................. 23
5.5 Öffnungen in Wänden ..................................................................................... 25
6 Anforderungen des Brandschutzes an mehrgeschossige Gebäude in der Schweiz
............................................................................................................................... 26
III

6.1 Mindestkantenlängen der tragenden Holzbauteile .......................................... 27
6.2 Feuerwiderstände des Tragwerks und der Brandabschnitte ........................... 29
6.3 Einsatz von Sprinkleranlagen .......................................................................... 31
7 Rettungswege beim mehrgeschossigen Holzbau .................................................. 32
7.1 Anforderungen an Treppenraumwände .......................................................... 32
7.2 Holztreppen ..................................................................................................... 34
7.3 Holzoberflächen .............................................................................................. 35
8 Kompensationsmaßnahmen .................................................................................. 36
8.1 Brandmeldeanlagen ........................................................................................ 36
8.2 Feuerlöschanlagen .......................................................................................... 38
8.3 Entrauchung .................................................................................................... 40
9 Brandschutztechnische Beschichtungen im Holzbau ............................................ 42
9.1 Dämmschichtbildner ........................................................................................ 42
9.2 Hochleistungs-Brandschutzbeschichtungen ................................................... 43
9.3 Prognose über den zukünftigen Einsatz ......................................................... 44
10 Analyse durchgeführter Kleinbrandversuche ......................................................... 46
10.1 geprüfte Baustoffe ..................................................................................... 46
10.2 Versuchsaufbau in Anlehnung an DIN 14135 ........................................... 48
10.3 Versuchsabläufe und -auswertungen ........................................................ 51
11 Ergebnisse und Schlussfolgerungen ...................................................................... 58
12 Anhang ................................................................................................................... 60
13 Literaturverzeichnis ................................................................................................ 70
14 Abbildungsverzeichnis ........................................................................................... 74
15 Tabellenverzeichnis ............................................................................................... 79
Eidesstattliche Erklärung ............................................................................................... 80
IV

1 Einleitung
Da sowohl bei der Errichtung von Gebäuden im mehrgeschossigen Wohnungsbau als
auch bei der Erstellung öffentlicher Gebäude die Massivbauweise dominiert und viele
Planer, Bauherren als auch zuständige Personen bei Bauaufsichtsbehörden unberechtigter
Weise Vorurteile gegenüber dem Einsatz von Holz als tragende Elemente bei
mehrgeschossigen Bauwerken haben, gab den Anlass zum Verfassen dieser Arbeit.
Da in der neuen Musterbauordnung von 2002 nunmehr auch hochfeuerhemmende,
tragende und aus brennbaren Baustoffen hergestellte Bauteile bei Gebäuden mit bis zu
5 Geschossen zulässig sind, werden dem Holzbau große und interessante Aufgabengebiete
erschlossen. Die für die Detailplanung entwickelte Muster-Holzbau-Richtlinie
legt jedoch mit einigen Ausführungen dem Holzbau sozusagen wieder die „Zügel an“
und erschwert bzw. verhindert unnötigerweise oftmals aus wirtschaftlichen Gründen die
Realisierung von Holzbauvorhaben.
Die Arbeit befasst sich mit drei Themenschwerpunkten. Im ersten Teil werden die baurechtlich
für den Holz-Brandschutz in Deutschland relevanten Gesetze und Verordnungen
analysiert. Dabei wurden einige sehr interessante Details herausgearbeitet, die
verdeutlichen, für welche Bauvorhaben sich die Anwendung der Muster-Holzbau-
Richtlinie untersagt bzw. an welchen Stellen diese Richtlinie überarbeitet werden soll.
Im zweiten Teil werden die Brandschutzvorschriften, die in der Schweiz aus brandschutztechnischer
Sicht von Bedeutung sind, erläutert. Weiterhin sind Möglichkeiten
zur sinnvollen Planung und Gestaltung von Rettungswegen, geeignete Kompensationsmaßnahmen
sowie heute gebräuchliche als auch in der Entwicklung befindliche alternative
Brandschutzbeschichtungen im Holzbau genannt. Im letzten Teil werden
mehrere Brandversuche mit beschichteten Gipskartonplatten sowie mit Mineralfaser-
Verbundplatten beschrieben und ausgewertet.
Entgegen der Formulierung in der Aufgabenstellung, wonach die Anforderungen an
das Kapselkriterium sowohl in der Schweiz als auch in Österreich untersucht werden
sollten, stellte sich während des Anfertigens der Arbeit heraus, dass die Untersuchung
der schweizerischen Brandschutzvorschriften in Verbindung mit den umfangreich
durchgeführten Brandversuchen als ausreichend anzusehen sind, um Vergleiche mit
den deutschen Brandschutzvorschriften vornehmen zu können. Zudem basiert die in
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 1

Österreich für den Brandschutz gebräuchliche ÖNORM 3800 in großen Teilen auf die
deutsche DIN 4102, so daß hinsichtlich der Umsetzung des Kapselkriteriums keine
abweichende Ausführung zu erwarten ist.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 2

2 Der Baustoff Holz
Holz erfreut sich als Baustoff aus nachwachsenden Rohstoffen einer zunehmenden
Beliebtheit. Auch im Hinblick auf die Verdichtung von Wohnraum in Ballungsgebieten
wird Holz in Zukunft eine wesentliche Rolle spielen. Mit Holz lassen sich relativ leichte
Konstruktionen erstellen, die in Verbindung mit Dämmstoffen zudem noch hoch dämmende
Eigenschaften aufweisen. Somit ist es mit der Holzbauweise möglich, in dicht
besiedelten Gebieten zum Beispiel auf Altbauten, deren tragende Bauteile und Fundamente
keine zusätzlich großen Lasten aufnehmen können, durch die so genannte
„Nachverdichtung“ Aufstockungen zu realisieren. Es muss jedoch auch gewährleistet
sein, dass Holz als brennbarer Baustoff, über einen definierten Zeitraum, sein Tragverhalten
während eines Brandes beibehält.
Abb. 1: Dreigeschossiges, massiv errichtetes Gebäude mit Staffelgeschoss in Holzbauweise
2.1 Die Entflammbarkeit von Holz und Holzwerkstoffen
Holz und Holzwerkstoffe werden aufgrund der chemischen Zusammensetzung nach
DIN 4102 als normal entflammbar eingestuft (B2), wenn die Rohdichte des Holzes bzw.
des Holzwerkstoffes
- entweder ≥ 400 kg/m³ ist bei einer Dicke des Holzes von > 2mm oder
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 3

Holz
- ≥ 230 kg/m³ bei einer Dicke des Holzes von > 5 mm misst. 1
Neben seinen festen Bestandteilen enthält jedes Holz Feuchtigkeit. Je höher der
Feuchtegehalt des Holzes ist, desto geringer ist seine Entflammbarkeit. Bei der Beflammung
des Holzes wird das als Feuchte „gespeicherte“ Wasser an die Holzoberfläche
transportiert und verdunstet. Dadurch wird die Oberfläche, je nach Holzfeuchte,
über einen gewissen Zeitraum gekühlt. Hölzer, die in Bauwerken eingebaut werden,
haben in der Regel einen Feuchtegehalt, der zwischen 10 % und 20 % beträgt. Die
Entzündungstemperatur des Holzes ist keine Konstante und wird außer durch die
Feuchte noch von weiteren Einflussgrößen bestimmt.
Nach Kordina und Meyer-Ottens entzünden sich kleine Holzproben bei Temperaturen
ab ca. 350 °C nach bereits wenigen Minuten. 2 Werden solche Holzproben wesentlich
niedrigeren Temperaturen ausgesetzt (120 – 160 °C), kann es ebenfalls zu einer Entzündung
kommen. Vorraussetzung hierfür ist, dass eine ausreichend lange andauernde
Erwärmung erfolgt. Die Dauer der Erwärmung bis zur Entzündung wird angegeben
mit etwa zwanzig Stunden. 3
Neben dem Feuchtegehalt und der Erwärmungsdauer hat die Rohdichte des Holzes -
wenn auch in geringerem Maße als die beiden vorgenannten Faktoren - einen Einfluss
auf die Entzündungstemperatur. Bei Hölzern mit hoher Rohdichte wird bei gleicher Erwärmungsintensität
weniger Masse zersetzt als bei solchen mit geringer Rohdichte.
Aus diesem Grund muss Hölzern mit hoher Rohdichte mehr Verbrennungsenergie zugeführt
werden, um diese zu entzünden als „leichteren“ Holzarten. 4
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Verbandes Schweizerische Türenbranche
(VST) wurde untersucht, ob auch andere Holzarten, als solche, die nach europäischen
Normen geprüft sind, in Brandschutztüren eingesetzt werden können. Es wur-
1 DIN 4102-4 (1994), Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Abschnitt 2.3.2.
2
Kordina/Meyer-Ottens, Holz Brandschutz Handbuch, S. 46.
3
Ebd.
Die Angabe der Stunden wird abgeleitet aus einem Diagramm, das die Entzündungstemperatur von unbehandelten
Hölzern in Abhängigkeit von der Zeit darstellt. Es wurden Hölzer untersucht, die eine Rohdichte ≥ 400 kg/m³ und eine
Feuchte u ≈ 15 Masseprozent hatten. Das Diagramm ist eine schematische Darstellung. Die Entzündungszeit im
Textteil kann daher nicht exakt angegeben werden.
4
Ebd.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 4

den zwölf Holzarten hinsichtlich ihres Abbrandverhaltens, unter Berücksichtigung der
Holzdichte sowie der Sauerstoffpermeabilität, untersucht.
Die Sauerstoffpermeabilität beschreibt die Durchlassfähigkeit des Holzes für Sauerstoff.
Angegeben wird dieses durch den Sauerstoffpermeabilitätsindex OPI. Ein hoher
OPI bedeutet eine geringe Sauerstoffpermeabilität, ein niedriger OPI eine hohe Menge
an Sauerstoffdurchlässigkeit.
Ein Ergebnis der Studie war, das sich ein hoher OPI günstig auf die Abbrandgeschwindigkeit
auswirkt.
Holzwerkstoffe
Im Gegensatz zu den vorgenannten Hölzern bzw. Holzarten bestehen Holzwerkstoffe
aus einem Konglomerat von Holzteilen und Klebe- bzw. Bindemitteln. Als Holzteile
können Bretter, Stäbe, Furniere, Furnierstreifen, Späne oder auch Fasern in Betracht
kommen. Als Klebstoff findet unter anderem Kunstharz Verwendung. Aus wirtschaftlichen
Aspekten, wie den relativ geringen Kosten und der einfachen Verarbeitbarkeit
solcher Holzwerkstoffe, werden im Holzbau größtenteils Spanplatten oder OSB-Platten
eingesetzt. Brandschutztechnisch werden sie als normal entflammbar (B2) nach
DIN 4102 eingestuft. 5
Durch Beimischung spezieller Feuerschutzmittel oder durch Beschichten der Oberflächen
mit dämmschichtbildenden, bauaufsichtlich zugelassenen Mitteln können diese
Baustoffe auch in die Baustoffklasse B1, also schwer entflammbar, eingestuft werden.
Daneben werden auch Holzwerkstoffe hergestellt, denen als mineralische Bindemittel
Gips, Zement oder Magnesit beigemischt wird. Dabei dienen die Holzspäne oder
-fasern dem Bindemittel als Armierung. 6 Holzwerkstoffe mit Gips als Bindemittel werden
der Baustoffklasse A2, also nicht brennbar, zugeordnet. Mit Zement gebundene
Holzwerkstoffe werden entweder der Baustoffklasse B1, also schwer entflammbar,
oder der Baustoffklasse A2 zugeordnet. 7
5 DIN 4102-4, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Abschnitt 2.3.2.
6 Radovic/Cheret/Heim, Konstruktive Holzwerkstoffe, S. 4.
7 Ebd.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 5

2.2 Das Abbrandverhalten von Holz und Holzwerkstoffen
Neben dem Zeitpunkt der Entzündung bzw. der Entzündungstemperatur von Holz ist
das Abbrandverhalten aus brandschutztechnischer Sicht ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal
von Holz und Holzwerkstoffen. Ging man aufgrund früherer Studien davon
aus, dass die Abbrandgeschwindigkeit von Holz weitestgehend von der Holzfeuchte
und der Rohdichte des Baustoffes abhängig war, hat man am Institut für
Holzforschung, München in den Jahren 1989 – 1992 festgestellt, dass auch die Zellstruktur
des Holzes einen entscheidenden Einfluss auf das Abbrandverhalten hat. Man
fand heraus, dass z. B. Buchenholz aufgrund seiner zerstreutporigen Struktur und röhrenförmigen
Gefäße eine höhere Rohdichte und infolgedessen eine schnellere Abbrandgeschwindigkeit
als Fichtenholz aufweist. 8
Der Einfluss der Holzfeuchte auf das Abbrandverhalten bleibt gleichwohl entscheidend.
Nachfolgend sind die Abbrandgeschwindigkeiten ausgewählter Holzarten im Hinblick
auf Holzfeuchte und Rohdichte tabellarisch aufgeführt (s. Tab. 1).
Zeile Holzart Holzfeuchte
%
1
2
3
4
5
6
Fichte 8
20
Buche 8
20
Meranti 8
20
Tab. 1: Abbrandgeschwindigkeiten ausgewählter Holzarten
Rohdichte
kg/m³
433
459
700
689
544
559
v in
mm/min
0,74
0,68
0,82
0,76
0,65
0,56
Die Abbrandgeschwindigkeit von Holzwerkstoffen der Baustoffklasse B2 beträgt auf
der dem Brand zugewandten Seite im Mittel 1,1 mm/min. Die dem Brand abgewandte
Seite (Unterseite) weist im Mittel eine Abbrandgeschwindigkeit von 0,60 mm/min auf.
Die Rohdichten der getesteten Holzwerkstoffe, hier handelte es sich um Spanplatten,
lagen bei 450 kg/m³. 9
8
Kordina/Meyer-Ottens, …(wie Anm.2), S. 51, Nr. 2.4.1.3.
9
Ebd., S. 53, Nr. 2.5.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 6

Werden Spanplatten dagegen mit Borsäure oder Diammonphosphat behandelt, erhöhen
sich die Durchbrandzeiten um ca. 10 % gegenüber unbehandelten Platten. Das
Temperaturkriterium war hier das Überschreiten von 180 K gegenüber der Ausgangstemperatur
auf der dem Feuer abgewandten Seite. 10
10 Kordina/Meyer-Ottens, …(wie Anm.2), S. 55, Nr. 2.5.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 7

3 Gesetzliche Grundlagen für hochfeuerhemmende
Bauteile
3.1 Bestimmungen der Musterbauordnung 2002
Die Musterbauordnung 11 teilt Gebäude in fünf Gebäudeklassen ein. Zur Gebäudeklasse
1 gehören freistehende Gebäude mit einer Höhe von 7 m 12 und nicht mehr als zwei
Nutzungseinheiten von insgesamt nicht mehr als 400 m² bzw. freistehende land- oder
forstwirtschaftlich genutzte Gebäude. 13 Der Gebäudeklasse 2 gehören Gebäude mit
einer Höhe von 7 m und nicht mehr als zwei Nutzungseinheiten von insgesamt nicht
mehr als 400 m² an. 14 Der Gebäudeklasse 3 werden alle sonstigen Gebäude mit einer
Höhe von 7 m zugerechnet. 15 Die Gebäudeklasse 4 erfasst alle Gebäude mit einer Höhe
von 13 m und Nutzungseinheiten mit jeweils nicht mehr als 400 m² 16 . In die Gebäudeklasse
5 sind alle anderen Gebäude, einschließlich unterirdischer Gebäude, einzuordnen,
die nicht den zuvor genannten Gebäudeklassen angehören. 17
Die Musterbauordnung 18 sieht vor, dass die tragenden und aussteifenden Wände und
Stützen in Gebäuden der Gebäudeklasse 4 als hochfeuerhemmende Bauteile ausgeführt
werden können. Tragende Holzbauwerke hochfeuerhemmend auszuführen bedeutet,
dass die tragenden Bauteile über einen Zeitraum von 60 Minuten weder ihre
statische Funktion verlieren, noch eine Brandweiterleitung innerhalb der Konstruktion
über den vorgenannten Zeitraum möglich ist.
11
Musterbauordnung 2002.
12
Mit der Höhe der Gebäude ist hier, als auch bei den anderen Gebäudeklassen, die Höhe des Fußbodens des höchst
gelegenen Aufenthaltsraumes gemeint.
13
Musterbauordnung 2002, §2 (3) Nr. 1.
14
Ebd., §2 (3) Nr. 2.
15
Ebd., §2 (3) Nr. 3.
16
Ebd., §2 (3) Nr. 4.
17
Ebd., §2 (3) Nr. 5.
18
Ebd., § 27.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 8

3.2 Die Muster-Richtlinie über brandschutztechnische An-
forderungen an hochfeuerhemmende Bauteile in Holz-
bauweise
In der Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an hochfeuerhemmende
Bauteile in Holzbauweise 19 wird geregelt, wie Wand- und Deckenbauteile
sowie Stützen und Träger in Holzbauweise auszuführen sind, um einerseits als hochfeuerhemmend
zu gelten und andererseits den Anforderungen an eine allseitig brandschutztechnischen
Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen zu genügen. 20 Um einen
Eintrag von Feuer und Rauch in die Konstruktion zu verhindern, ist es wichtig,
dass die Stöße der Bekleidungen exakt hergestellt werden.
Fugenversatz
Fugen von Bekleidungen aus Gipsbauplatten werden mit Gipsspachtel verschlossen.
Der Gipsspachtel weist durch den Auftrag von Hand nicht die gleiche Dichte wie das
Plattenmaterial selbst auf. Bei einer Brandbelastung ist davon auszugehen, dass die
Fugen schneller versagen, als die Bekleidungsfläche selbst. Bei der mehrlagigen Bekleidung
sind die Fugen der ersten zur zweiten Lage daher versetzt anzuordnen.
Stufenfalz und Nut- und Federverbindungen
Alternativ zu dem vorgenannten Fugenversatz können die Kanten der Bekleidungen
als Stufenfalz oder Nut- und Federverbindung ausgeführt werden. Diese Kantenformen
haben den Vorteil, dass die Beplankung einlagig erfolgen kann. Dadurch können Montagekosten
eingespart werden. Die Bekleidungen müssen dicker sein als die einzelnen
Platten der zweilagigen Ausführung.
Dämmstoffe
Die Dämmstoffe, die in Holzkonstruktionen eingebaut werden, sollen nicht brennbar
sein und einen Schmelzpunkt > 1 000 °C haben. Weiterhin sollen einlagig eingebaute
19
Nachfolgend Muster-Holzbau-Richtlinie genannt.
20
Muster-Holzbau-Richtlinie 2004, Nr. 1, Satz 1.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 9

Dämmstoffe dicht gestoßen sein, zweilagig eingebaute sollen mit Fugenversatz ausgeführt
werden. 21
In einem Verbundforschungsvorhaben an Konstruktionen aus Holz mit brennbaren
Dämmstoffen wurde unter Leitung von Prof. Dietmar Hosser herausgefunden, dass
diese bei Einhaltung bestimmter Konstruktionsregeln sehr wohl eingesetzt werden
können, ohne das Brandentstehungs- bzw. Brandweiterleitungsrisiko zu erhöhen. 22
Vordergründig erscheint der Einsatz brennbarer Dämmstoffe nicht möglich, da die
Konstruktion durch deren Einbau mit zusätzlichen Brandlasten versehen wird. Des weiteren
können diese Dämmstoffe brennbare Gase bilden, die bereits dann entstehen,
wenn deren Entzündungstemperaturen noch längst nicht erreicht ist.
In dem oben genannten Forschungsvorhaben wurden daher zuerst verschiedene
brennbare Dämmstoffe dahin gehend untersucht, ab welchen Temperaturen diese
Verkohlungen bzw. Verfärbungen aufwiesen. Der Zeitraum der Temperaturbelastung
wurde in Anlehnung an das Kapselkriterium für hochfeuerhemmende Bauteile in Holzbauweise
mit 60 Minuten festgesetzt. Die so ermittelten Grenztemperaturen, also die
Temperaturen, bei denen die untersuchten Dämmstoffe keine Verfärbungen nach 60
Minuten aufwiesen, lagen, je nach Dämmstoff, zwischen 225 °C (z. B. Cellulose-
Dämmstoff, Flachs, Seegras) und 150 °C (z. B. Holzfaserdämmplatte). 23
Eine weitere Bedingung für den Einsatz brennbarer Dämmstoffe besteht darin, dass
die Rauchgasentwicklung dieser Baustoffe nicht höher als die nichtbrennbarer Dämmstoffe
ist. Untersucht wurde die Rauchgasentwicklung im Bereich der Grenztemperaturen.
Die Prüfungen wurden in Anlehnung an die Prüfung nach DIN 4102-1 Anhang A
„Prüfverfahren für die Bestimmung der Rauchentwicklung von Baustoffen - Zersetzung
unter Verschwelungsbedingungen“ vorgenommen. Gemessen wird über einen Zeitraum
von 25 Minuten die Lichtschwächung, die durch die Rauchentwicklung entsteht.
Alle Dämmstoffe bewirkten eine Lichtschwächung von 5 % und lagen damit weit unter
den erlaubten 30 % Lichtschwächung durch Rauchentwicklung nichtbrennbarer
Dämmstoffe. 24
21
Ebd., Nr. 3.1.2.
22
Hosser/Kampmeier, Anwendung brennbarer Dämmung im mehrgeschossigen Holzbau, 2007, S. 313 – 318.
23
Ebd., 2007, S 314.
24
Ebd., 2007, S. 314.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 10

Abschließend wurden Kleinbrandversuche durchgeführt, bei denen unterschiedliche
Brandschutzbekleidungen in Verbindung mit den brennbaren Dämmstoffen unter
Normbedingungen, also bei einer Beflammung mittels Einheitstemperaturkurve, untersucht
wurden. Durch die Versuchsreihe wurde nachgewiesen, dass brennbare Dämmstoffe
in Holzkonstruktionen der Gebäudeklasse 4 eingesetzt werden können. Voraussetzung
ist aber, dass eine brandschutztechnische Bekleidung und eine
Holzwerkstoffplatte aufgebracht werden, die sowohl das Holztragwerk als auch den
Dämmstoff schützen. Durch die Brandschutzbekleidung wird die Konstruktion vor
Temperaturen geschützt, die höher als 270 °C sind. Durch die Holzwerkstoffplatte wird
der Dämmstoff vor Temperaturen, die höher als die jeweiligen Grenztemperaturen
sind, geschützt. 25
Holzgüte
Bauschnittholz, das zur Herstellung von hochfeuerhemmenden Bauteilen verwendet
wird, muss den Anforderungen der Muster-Holzbau-Richtlinie genügen. Danach müssen
diese Hölzer der Sortierklasse S 10 nach DIN 4074 zuzuordnen sein. Die Holzfeuchte
muss zwischen 12 und 18 % liegen und die Maßhaltigkeit der Holzquerschnitte
darf ± 1 mm nicht überschreiten. 26
Folien
In die Holzbauteile eingebaute Folien, die der Wind- oder Luftdichtheit dienen, dürfen
Verwendung finden, wenn sie mindestens der Baustoffklasse B2 (normal entflammbar)
angehören. 27
3.3 Regelungen in DIN EN 13501-2
Die DIN EN 13501-2 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten
28 verfolgt das Ziel, ein harmonisiertes Verfahren zur Klassifizierung von Bauprodukten
und Bauteilen im Hinblick auf die Feuerwiderstandsdauer zu definieren. Im
speziellen werden von dieser Norm die tragenden und nichttragenden Bauteile ohne
25 Hosser/Kampmeier, Anwendung brennbarer Dämmung im mehrgeschossigen Holzbau, 2007, S. 317.
26 Muster-Holzbau-Richtlinie 2004, Nr. 3.1.1.
27 Ebd., Nr. 3.1.3.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 11

aumabschließende Funktion sowie die tragenden Bauteile mit raumabschließender
Funktion, mit oder ohne Verglasung, haustechnischer Anlagen und Befestigungen erfasst.
Darüber hinaus werden Produkte und Systeme zum Schutz von Bauteilen oder
Teilen von Bauwerken, Fahrschachttüren nach EN 1634-1 sowie die brandschutztechnisch
wirksame Bekleidungen von Wänden und Decken in dieser Norm behandelt. 29
Die Muster-Holzbau-Richtlinie behandelt die Ausführung von hochfeuerhemmenden
Bauteilen mit einer Brandschutzbekleidung in Holzbauweise, die der Feuerwiderstandsprüfungen
als REI-60 bzw. EI-60 und bei hochfeuerhemmenden Wänden in
Bauart einer Brandwand als REI-M 60 bzw. EI-M 60 auf Grundlage der DIN EN 13501-
2 standhalten.
Zur Verdeutlichung seien im nachfolgenden die einzelnen Abkürzungen erläutert:
Tragfähigkeit “R“
Die Tragfähigkeit eines Bauteils beschreibt die Fähigkeit der tragenden Bauteile, für die
Dauer einer Brandbelastung die Standsicherheit nicht zu verlieren. Die Standsicherheit
bezieht sich hierbei auf die Durchbiegung bei Decken oder Dächern oder auf die axiale
Belastung z. B. von Stützen oder Wänden. 30
Raumabschluss “E“
Der Raumabschluss eines Bauteils bedeutet, dass dieses Bauteil während einer definierten
Zeit verhindert, dass Feuer und Rauch von der dem Feuer zugewandten Seite
auf die dem Feuer abgekehrten Seite durchtritt. Die 3 Versagenskriterien, bei denen
der Raumabschluss nicht mehr gewährleistet ist, sind hierbei Spalte und Öffnungen im
Bauteil, die über eine bestimmte Größe hinausgehen, das Entzünden eines auf der
Kaltseite des Bauteils vorgehaltenen Wattebausches sowie die Entflammung auf der
dem Feuer abgewandten Seite. Der Versuch zur Bestimmung des Raumabschlusses
wird an Bauteilen so lange fortgeführt, bis alle drei Versagenskriterien erfüllt sind. 31
28 Nachfolgenden DIN EN 13501-2 genannt.
29 DIN EN 13501-2, Nr. 1.
30 DIN EN 13501-2, Nr. 5.2.1.
31 Ebd., Nr. 5.2.2.1.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 12

Wärmedämmung “I“
Die Wärmedämmung eines Bauteils beschreibt die Fähigkeit, während einer Beflammung
die Temperatur auf der dem Feuer abgewandten Seite im Mittel nicht höher als
140 °C über die Ausgangstemperatur ansteigen zu lassen. An Einzelpunkten ist eine
Temperaturerhöhung von 180 °C über die Ausgangstemperatur zulässig. Die zuletzt
genannte maximale Temperaturerhöhung gilt insbesondere für Bauteilfugen. 32 Das
Wärmedämmkriterium soll dazu dienen, dass in der Nähe des Bauteils befindliche Gegenstände
oder Personen auf der dem Feuer abgewandten Seite geschützt werden.
Widerstand gegen mechanische Beanspruchung “M“
Der Widerstand gegen mechanische Beanspruchung bedeutet, dass ein Bauteil nach
einer definierten Brandbelastung einer Stoßbeanspruchung widersteht. Sollte ein anderes
Bauteil die Tragfähigkeit während eines Brandes verlieren und gegen das betroffene
Bauteil stürzen, so muss dieses Bauteil dieser Belastung widerstehen können. 33
Brandschutzfunktion “K“
Die Brandschutzfunktion, auch Kapselkriterium genannt, beschreibt die Fähigkeit, das
hinter der Bekleidung befindliche Material vor Entzündung oder Verkohlung über eine
vordefinierte Zeit zu schützen. Die zu schützenden Materialien werden unterschieden
in Materialien mit geringer Rohdichte (kleiner als 300 kg/m³) und Materialien, deren
Rohdichte mehr als 300 kg/m³ beträgt.
Die Funktionskriterien bei Materialien mit einer Rohdichte von weniger als 300 kg/m³
sehen vor, dass die mittlere Temperatur, die an der Unterseite der Bekleidung gemessen
wird, die Anfangstemperatur um 250 °C nicht überschreitet. Die maximale Temperatur,
die an einer beliebigen Stelle gemessen wird, darf die Anfangstemperatur um
270 °C nicht übersteigen. Zusätzlich darf an keiner Stelle des Materials eine Entzündung,
eine Verkohlung oder ein anderer Schaden entstehen. 34 Bei den Materialien höherer
Dichte ohne dahinter liegenden Hohlräumen darf die mittlere Temperatur, die an
der Unterseite einer 19 mm Spanplatte, deren Rohdichte größer als 680 kg/m³ ist, gemessen
wird, die Anfangstemperatur um 250 °C nicht überschreiten. Die maximale
32
Ebd., Nr. 5.2.3.2.
33
DIN EN 13501-2, Nr. 5.2.5.
34
Ebd., Nr. 7.6.4 c).
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Temperatur, die an einer beliebigen Stelle gemessen wird, darf die Anfangstemperatur
um 270 °C nicht übersteigen. Zusätzlich darf an der Unterseite der Spanplatte keine
Entzündung oder Verkohlung entstehen. 35 Bei den Materialien höherer Dichte mit dahinter
liegenden Hohlräumen darf die mittlere Temperatur, die an der Unterseite einer
19 mm Spanplatte (Rohdichte kleiner als 680 kg/m³) sowie an der unbeflammten Seite
der Brandschutzbekleidung gemessen wird, die Anfangstemperatur von 250 °C nicht
überschreiten. Die maximale Temperatur, die an einer beliebigen Stelle dieser beiden
Seiten gemessen wird, darf die Anfangstemperatur um 270 °C nicht übersteigen. An
einer beliebigen Stelle der Unterseite der Spanplatte oder der unbeflammten Seite der
Brandschutzbekleidung darf auch hier keine Entzündung oder Verkohlung entstehen. 36
Je nach Länge der Branddauer wird die Brandschutzfunktion in verschiedene Klassen
eingeteilt. Entsprechend der Beflammung von 10, 30 oder 60 Minuten werden die Bekleidungen
als K 10, K 30 oer K 60 bezeichnet. 37
35
DIN EN 13501-2, Nr. 7.6.4 a).
36
Ebd., Nr. 7.6.4 b).
37
Ebd., Nr. 7.6.5.
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4 Unterschiede zwischen Feuerwiderstand und
Kapselkriterium
4.1 Feuerwiderstand
Der Feuerwiderstand von Bauteilen sagt aus, über welchen Zeitraum ein Bauteil den
Anforderungen der Prüfung nach DIN 4102-2 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen,
Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen 38 entspricht. 39 Unterschieden
werden nach DIN 4102-2 folgende Feuerwiderstandsdauern:
30 Minuten Feuerwiderstand F 30 (feuerhemmend)
60 Minuten Feuerwiderstand F 60 (hochfeuerhemmend)
90 Minuten Feuerwiderstand F 90 (feuerbeständig)
120 Minuten Feuerwiderstand F 120 (feuerbeständig)
180 Minuten Feuerwiderstand F 180 (feuerbeständig)
Tab. 2: Feuerwiderstandszeiten und deren Bezeichnungen
Für bestimmte Bauteile können auch höhere Feuerwiderstandsdauern verlangt werden.
Die obige Aufzählung dient nur der Verdeutlichung der Begriffe und ist daher nicht
als vollständig anzusehen.
Da Bauteile sowohl aus brennbaren als auch aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen
können, wird bei der Beurteilung des Feuerwiderstandes dahin gehend unterschieden,
ob überwiegend brennbare oder nicht brennbare Baustoffe im Bauteil vorhanden
sind. So trägt ein feuerhemmendes Bauteil aus Holz die Bezeichnung F-30 B,
ein feuerbeständiges Bauteil aus Mauerwerk F-90 A 40 .
Bauteile, die auf ihren Feuerwiderstand geprüft werden sollen, sind in einem Brandofen
nach der Einheitstemperaturkurve (ETK) zu beflammen. Die ETK gibt eine genau defi-
38
Nachfolgend DIN 4102-2 genannt.
39
DIN 4102-2, Abschnitt 6.
40
brennbare Baustoffe werden unterschieden in: leicht entflammbare (B1), normal entflammbare (B2) und schwer entflammbare
(B3); nicht brennbare Baustoffe in: Baustoffe ohne brennbare Anteile (A1) und Baustoffe mit geringfügigen
brennbaren Anteilen (A2).
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nierte Temperaturerhöhung über einen Zeitraum von 0 bis 360 Minuten an. Somit erfährt
jedes geprüfte Bauteil die gleiche Temperaturbelastung. Dies erlaubt die Klassifizierung
verschiedenster Bauteile in die unterschiedlichen Feuerwiderstandsklassen.
Die in Deutschland gebräuchlichen Bezeichnungen der Feuerwiderstandsklassen geben
lediglich die Dauer des Widerstandes sowie die Zusammensetzung der Baustoffe
an. Bei der Prüfung des Feuerwiderstandes nach DIN EN 13501-2 werden neben der
Dauer jedoch auch der Raumabschluss, die Wärmedämmung und die mechanische
Beanspruchung bewertet (s. Ziffer 3.3). Durch die europäische Harmonisierung werden
in Zukunft die Feuerwiderstände gemäß den Bezeichnungen der DIN EN 13501-2 angegeben,
so dass aus der Bezeichnung neben den zuvor aufgeführten Kriterien zusätzlich
ablesbar sein wird, welche Eigenschaften die Bauteile bezüglich des brennenden
Abtropfens oder der Rauchentwicklung haben.
Die detaillierte Ausführung von klassifizierten Holzbauteilen wird in DIN 4102-4 angegeben.
Unbekleidete Holzbauteile, wie zum Beispiel Holzstützen, müssen nach
DIN 4102-4 aus Nadelvollholz oder aus Nadelbrettschichtholz mit einem dort definierten
Seitenverhältnis bestehen. Diese unbekleideten Stützen können danach einen
Feuerwiderstand von bis zu 60 Minuten aufweisen (F-60 B).
Schwierig erscheint dagegen die Angabe des Feuerwiderstandes bei Holzbauteilen,
wie man sie bei der Sanierung von alten Bauwerken des Öfteren antrifft. Alte Bestandsdecken
zum Beispiel werden nur bedingt durch die DIN 4102-4 erfasst. Man unterscheidet
grundsätzlich drei Arten von Holzbalkendecken:
• Decken mit freiliegenden Holzbalken,
• Decken mit teilweise freiliegenden Holzbalken und
• Decken mit verdeckten Holzbalken. 41
Die zuerst genannten Decken mit freiliegenden bzw. teilweise freiliegenden Holzbalken
können, wenn die Holzbalken nach der Sanierung sichtbar sein sollen, lediglich auf
Grund der Balkenquerschnitte und –abstände nach DIN 4102-4 als feuerhemmende
(F-30 B) oder hochfeuerhemmende Bauteile (F-60 B) eingestuft werden.
41 Krämer, Altes Holz auf neuestem Stand, S. 48.
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Bei den Decken mit verdeckten Holzbalken ist es häufig so, dass die meisten im Bestand
anzutreffenden Decken, obwohl sie aufgrund der damals verwendeten Baustoffe
nicht eindeutig klassifiziert sind, ohne brandschutztechnische Ertüchtigung feuerhemmend
sind. 42 Eine Beurteilung, ob eine Bestandsdecke in Holzbauweise den Anforderungen
an feuerhemmende Bauteile genügt, bedarf jedoch einer ausreichenden Sachkenntnis
auf diesem Gebiet. Das Wissen über den vorhandenen Feuerwiderstand alter
Holzbalkendecken sollte den Planer dazu ermutigen, dort, wo es aus brandschutztechnischer
Sicht möglich ist, alte Bausubstanz im ursprünglichen Zustand zu belassen
oder gegebenenfalls nur auszubessern.
Analog zu den Bestandsdecken aus Holz verhält es sich bei historischen Fachwerkwänden.
Die DIN 4102-4 beschreibt im Abschnitt 4.11 die Ausführung von Fachwerkwänden.
Dabei können neu zu errichtende Fachwerkwände nach DIN 4102-4 geplant
werden, erfüllen jedoch nur die Anforderungen an feuerhemmende Bauteile (F-30 B).
Im Umkehrschluss würde dieses bedeuten, dass historische Fachwerkwände, die zu
einem Großteil nicht der DIN 4102-4 entsprechen, den Anforderungen an den Brandschutz
nicht oder eventuell nur teilweise genügen würden. Tatsächlich aber haben
Brandprüfungen 43 gezeigt, dass Fachwerkwände mit zum Teil historischen Gefachausfüllungen
und Bekleidungen, Feuerwiderstände aufwiesen, die höher waren, als die
DIN 4102-4 angibt (bis F-90 B). Diese Tatsache sollte bei der Beurteilung historischer
Fachwerkwände berücksichtigt werden, um zu verhindern, dass erhaltenswerte Bausubstanz
unnötig „versteckt“ wird.
Die Ergebnisse der Brandprüfungen an den Bestandsdecken und den Fachwerkwänden
lassen hinsichtlich der hohen Feuerwiderstandsdauern dieser Bauteile den
Schluss zu, dass die Querschnitte der tragenden Teile wesentlich größer sind, als dies
aus statischer Sicht erforderlich wäre. Auch wurden in diese Bauteile Holzarten, wie
z. B. Eiche, verbaut, die bessere Abbrandraten aufweisen als die heute üblicherweise
eingesetzten Nadelhölzer 44 . Von einer Anwendung der Muster-Holzbau-Richtlinie auf
die Beurteilung bzw. Sanierung von historischen Holztragwerken ist daher abzuraten.
42
Ebd., S. 49
43
Leimer, Bestimmung der Feuerwiderstandsdauer von Fachwerkwänden, S. 70 – 75.
44
WTA Merkblatt8-12-04/D, S. 10.
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4.2 Kapselkriterium
Aus den Ausführungen des Kap. 4.1 wird deutlich, dass bei der Beurteilung des
Feuerwiderstands eines Bauteils der gesamte Querschnitt der Konstruktion zu betrachten
ist.
Das Kapselkriterium hingegen bezieht sich lediglich auf den Bereich von Bauteiloberfläche
bis zum Tragwerk der Konstruktion (siehe Abb. 2).
Abb. 2: Leistungskriterien K 60 und F 60 im Vergleich
An die Brandschutzbekleidung werden zum Erreichen einer Kapselklasse wesentlich
höhere Anforderungen gestellt als an vergleichbare Bekleidungen zur Erfüllung eines
Feuerwiderstandes.
Veranschaulichen lässt sich das am Beispiel einer Holzständerwand mit Gipsfaserplatten.
Eine von beiden Seiten mit 2 x 12,5 mm starken Gipskarton-Feuerschutzplatten
bekleidete und verspachtelte Holzwand weist einen Feuerwiderstand von 60 Minuten
auf (F-60 B). 45 Sollen dagegen die Holzriegel 60 Minuten vor einem Entzünden geschützt,
d. h. das Kapselkriterium K 60 erfüllt werden, so sind von jeder Seite 2 x
18,0 mm Gipskarton-Feuerschutzplatten, beide Lagen verspachtelt, aufzubringen.
45 Brandschutz mit Knauf, S. 37.
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5 Ausgewählte Ausführungsdetails nach Muster-
Holzbau-Richtlinie
Um Gebäude der Gebäudeklasse 4 als Holzbaugebäude so zu errichten, dass diese
den Anforderungen an hochfeuerhemmende Bauteile nach Musterbauordnung und
Muster-Holzbau-Richtlinie genügen, ist es wichtig, dass die Anschlüsse und Öffnungen
der tragenden Bauteile exakt ausgeführt werden. Dies setzt Fachwissen und handwerkliches
Können der Ausführenden voraus. Da sich der moderne Holzbau durch ein
hohes Maß an Vorfertigung auszeichnet, müssen einerseits die Unternehmen in ihren
Produktionsstätten einen hohen Qualitätsanspruch bei der Herstellung der Elemente
an sich selbst stellen. Andererseits kommt der Schulung und Sensibilisierung des Montagepersonals,
das auf der Baustelle die Holzkonstruktionen zusammenbaut, besondere
Bedeutung zu. Oftmals werden die Ausführenden vor Ort durch Zeit- bzw. Kostendruck
dazu verleitet, die Objekte in Rekordzeit fertig zu stellen. Zudem mangelt es
häufig an Kenntnissen, um die Details so auszuführen, dass die Bekleidung im Brandfall
den Belastungen standhält.
Nach einer Statistik des VDI stellt die fehlerhafte Ausführung mit 64 % die häufigste
Ursache für Mängel im baulichen Brandschutz dar. 46 Diese Statistik stellt die Fehlerquellen
des gesamten Bausektors, und nicht des Holzbaus im Speziellen, dar. Es wird
jedoch deutlich, an welcher Stelle eine Qualitätsverbesserung stattfinden muss. Denn
dem Feuerschutz ist nicht gedient, wenn ein Planer zuvor eine Feuerschutztür in einer
Wand fordert, der Verarbeiter auf der Baustelle aber nicht weiß, mit welchen Materialien
er diese Tür zulassungskonform einbauen soll. 47
5.1 Generelle Hinweise zur Befestigung der brandschutz-
technischen Bekleidung sowie zur Ausführung der Fu-
gen
Ausführungsdetails, die generell für die brandschutztechnische Bekleidung aller hochfeuerhemmenden
Bauteile in Holzbauweise gelten, betreffen die Abstände und Ab-
46
Kuhn, Mängel im baulichen Brandschutz, S. 17 Abb. 1
47
Ebd., S. 17.
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messungen der Schrauben sowie das Verschließen der Fugen und Schraubenköpfe.
Demnach sind nach Muster-Holzbau-Richtlinie 48 Schrauben mit einem Mindestdurchmesser
von 12 mm zu verwenden. Die Abstände der Schrauben untereinander dürfen
maximal 500 mm betragen und die Einschraubtiefe soll größer als 70 mm sein. Die Fugen
der brandschutztechnischen Bekleidungen jeder einzelnen Plattenlage sind entweder
mit nichtbrennbaren Baustoffen zu verspachteln oder mit Deckleisten zu verschließen.
5.2 Anschlüsse zwischen Wandbauteile
Damit angrenzende Wände sich im Brandfall nicht frühzeitig verformen und ihre raumabschließende
Wirkung verlieren, sind sie miteinander kraftschlüssig zu verbinden.
Dazu sind in den einbindenden Bereichen einzelne Stiele einzubauen. Die Brandschutzbekleidung
ist mit einem Fugenversatz anzubringen (siehe Abb. 3). Andernfalls
ist die Fuge zwischen der einbindenden Wand und der Brandschutzbekleidung mit einem
20 mm dicken, aus einem nicht brennbaren Dämmstoff bestehenden Streifen vorkomprimiert
einzubauen (siehe Abb. 4).
Abb. 3: Anschluss zweier tragender Wände mit Fugenversatz der Brandschutzbekleidung
48 Muster-Holzbau-Richtlinie, Nr. 3.4.1.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 20

Abb. 4: Anschluss zweier tragender Wände mit vorkomprimiertem Dämmstreifen
5.3 Anschlüsse zwischen Wänden und Decken
Zunächst sind die Anschlussdetails der tragenden und die der nicht tragenden Wandbauteile
zu unterscheiden. Bei tragenden Wänden, auf denen eine Decke aufliegt, wird
die Brandschutzbekleidung der Decke im Bereich der Wand unterbrochen und diese
vertikal an der Wand entlang weitergeführt. Im Deckenzwischenraum ist oberhalb der
tragenden Wand passgenau ein Deckenbalken einzubauen, an dem die Wand kraftschlüssig
mit der Decke verbunden werden kann (siehe Abb. 5). 49
Abb. 5: Anschluss einer tragenden Wand an eine Decke
Bei nicht tragenden Wänden ist die Brandschutzbekleidung der Decke im Wandbereich
nicht unterbrochen (siehe Abb. 6). Die Unterbrechung ist nicht notwendig, da nichttragende
Wände den Anforderungen an hochfeuerhemmende Bauteile nicht genügen
müssen und es somit bei einem Brand zu einer frühzeitigen Brandweiterleitung in die
diese Bauteile kommen darf. Im Deckenzwischenraum ist an der Stelle, an der die
49 Ebd.. Nr. 3.4.3.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 21

nicht tragende Wand gestellt wird, lediglich ein Füllholz in die Decke eingesetzt, an
dem die Wand befestigt werden kann.
Abb. 6: Anschluss einer nicht tragenden Wand an eine Decke
Schließen Deckenbauteile an hochfeuerhemmende Wände an, die zusätzlich einer
mechanischen Beanspruchung standhalten müssen (REI-M 60), wie zum Beispiel
Treppenraumwände der Gebäudeklasse 4, so ist die Brandschutzbekleidung der Wände
im Bereich der Decke weiterzuführen, wenn die Spannrichtung der Decke parallel
zur Wand verläuft (siehe Abb. 7). Die Decke muss dann kraftschlüssig an die Treppenraumwand
angeschlossen werden.
Abb. 7: Anschluss einer Decke an eine Treppenraumwand, Spannrichtung parallel
Verlaufen die Deckenbalken senkrecht zur Treppenraumwand, d. h. sie binden die Deckenbalken
in die Treppenraumwand ein, so folgt die Brandschutzbekleidung der
Wand dem Verlauf der Decke (siehe Abb. 8). Die freien Felder zwischen den Holzständern,
auf denen die Deckenbalken aufliegen, sind mit passgenau zugeschnittenen Balken
zu füllen und mit den Deckenbalken kraftschlüssig zu verbinden. 50
50 Muster-Holzbau-Richtlinie ,Nr. 3.4.3.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 22

Abb. 8: Anschluss einer Decke an eine Treppenraumwand, Spannrichtung senkrecht
5.4 Installationen und Installationsöffnungen in Wänden und
Decken
Durch Installationsdurchführungen wird die brandschutztechnisch wirksame Bekleidung
der Holzbauteile geschwächt, so dass es zu einem früheren Durchbrand kommen
kann. Aus diesem Grund dürfen nur einzelne elektrische Leitungen oder Hüllrohre aus
nichtbrennbaren Baustoffen mit bis zu drei elektrischen Leitungen in den Wänden und
Decken verlegt werden. Rohrleitungen und Leitungen für Lüftungsanlagen sind nicht in
die Bauteile, sondern vor der Brandschutzbekleidung zu verlegen. Empfehlenswert
sind Installationsschächte oder Installationsebenen, wie sie auch in Außenwänden von
Holzhäusern eingebaut werden, um die luft- und winddichte Ausführung zu realisieren.
Übertragen auf den erforderlichen Brandschutz von hochfeuerhemmenden Bauteilen in
der Gebäudeklasse 4 bedeutet dies jedoch, dass auch die tragenden Innenwände mit
Installationsebenen zu versehen sind (siehe Abb. 9). Eine sorgfältige Planung der
technischen Gebäudeausrüstung kann somit zu einer erheblichen Kostenreduzierung
beitragen, wenn verschiedene Wände ohne Installationsebenen gebaut werden können.
Abb. 9: Aufbau einer Installationsebene vor der brandschutztechnischen Bekleidung
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 23

Die Führung von elektrischen Leitungen in den Bauteilen wird in der Muster-Holzbau-
Richtlinie ähnlich gehandhabt wie in der Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie 51 . Einzelne
elektrische Leitungen können aus den Bauteilen und damit auch durch die Brandschutzbekleidung
geführt werden, wenn sie angrenzende Räume versorgen. Das gilt
jedoch nicht, wenn die angrenzenden Räume zu einer anderen Nutzungseinheit gehören.
Die Öffnungen in der Brandschutzbekleidung sind mit nichtbrennbaren Spachtelmassen
dicht zu verschließen. Hohlwanddosen für Schalter, Steckdosen usw. dürfen
eingebaut werden, wenn gewährleistet ist, dass der Abstand zum nächsten Holzständer
mindestens 150 mm beträgt 52 . Gegenüber liegende Hohlraumdosen in einer Wand
sind unzulässig. Diese sind gefachversetzt einzubauen. Für die praktische Umsetzung
bedeutet dies unter der Annahme eines üblichen Holzständers mit einer Breite von 60
mm, da die Hohlraumdose von einem Holzständer 150 mm entfernt sein muss, dass
gegenüber liegende Steckdosen einen Mindestabstand von 360 mm aufweisen müssen
(siehe Abb. 10).
Abb. 10: Anordnung von Hohlraumdosen in tragende Wände oder Decken
Der hinter den Dosen verbleibende freie Querschnitt der Wand ist mit nicht brennbarer
Dämmung auszufüllen. Es ist darauf zu achten, dass der Dämmstoff eine Mindestdicke
von 30 mm aufweist.
Eine Besonderheit bei der Verlegung von elektrischen Leitungen in hochfeuerhemmenden
Wänden stellen die Treppenraumwände der Gebäudeklassen 1 - 3 dar. Einzelne
elektrische Leitungen dürfen nur dann in diese Wände verlegt werden, wenn sie
ausschließlich der Versorgung des Treppenhauses dienen. 53 In Treppenraumwänden
51
Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie 2005.
52
Muster-Holzbau-Richtlinie, Nr. 4.2.
53
Muster-Holzbau-Richtlinie, Nr. 4.2.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 24

der Gebäudeklasse 4 (in Bauart einer Brandwand) dürfen keine elektrische Leitungen
eingebaut werden.
5.5 Öffnungen in Wänden
Sind in hochfeuerhemmenden Holzbauwänden Öffnungen in Form von Türen oder
Fenstern vorhanden, so sind die Leibungen ebenfalls mit derselben brandschutztechnische
Bekleidung wie die der Wände zu versehen. Auch hier ist darauf zu achten, die
doppellagige Beplankungen mit Fugenversatz und der notwendigen Verspachtelung
beider Lagen auszuführen. 54
Werden an Türen in diesen Wänden Brandschutzanforderungen gestellt, so ist zu prüfen,
ob es für diese Türen eine Zulassung für den Einbau in Holzbauwände gibt. Anderenfalls
ist eine Zulassung im Einzelfall oder das Einholen einer gutachterlichen Stellungnahme
erforderlich.
Abb. 11: Führung der Brandschutzverkleidungen im Bereich von Wand- oder Deckenöffnungen
54 Ebd., Nr. 3.5.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 25

6 Anforderungen des Brandschutzes an mehrge-
schossige Gebäude in der Schweiz
In der Schweiz sind für die Belange des Brandschutzes die Kantone zuständig. Bis
1993 gab es in den einzelnen Kantonen zum Teil unterschiedliche Anforderungen zur
Umsetzung und Realisierung des Brandschutzes. Das änderte sich erst im April 1993,
als die Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen (VKF) als Dachorganisation der
neunzehn einzelnen kantonalen Monopol-Gebäudeversicherungen, mit der sogenannten
VKF 1993: “Brandschutznorm und Brandschutzrichtlinien“, die erste in allen Kantonen
einheitliche Brandschutznorm in Kraft setzte. 55 Aufgrund neuer Erkenntnisse hinsichtlich
des positiven Brandverhaltens und der erweiterten Anwendungsmöglichkeiten
von Holz in der Bautechnik sind ab dem 1. Januar 2005 die neuen schweizerischen
Brandschutzvorschriften VKF 56 gültig. 57
In den Brandschutzvorschriften und –richlinien der VKF werden Standardanforderungen
an Bauvorhaben, die sowohl in Massiv- als auch in Holzbauweise geplant und errichtet
werden sollen, definiert. Für ein- und zweigeschossige Bauten kann Holz als
Tragwerk eingesetzt werden. Bei Gebäuden, die drei- bis achtgeschossig sind, verbietet
sich der Einbau von tragenden Holzbauteilen, da diese mindestens 60 Minuten dem
Feuer widerstehen und darüber hinaus aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen
müssen. 58 Um dennoch drei- bis achtgeschossige Bauvorhaben in Holzbauweise zu
realisieren, sind objektbezogene, also auf ein Bauvorhaben speziell abgestimmte
Brandschutzkonzepte zu erstellen. Diese enthalten dann Kompensationsmaßnahmen,
um die Schutzziele, die Brandverhütung sowie bei einem ausgebrochenen Brand wirksame
Brandbekämpfung, sicher zu stellen. Diese objektbezogenen Brandschutzkonzepte
sind in jedem Fall den Brandschutzbehörden vorzulegen und mit diesen abzustimmen.
55 Wiederkehr, Holzbau-Beispiele in der Schweiz, S. 199.
56 Schweizerische Brandschutzvorschriften VKF, Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen, Zürich 2003.
57 Bauten in Holz-Brandschutz-Anforderungen, S. 3.
58 Wiederkehr, …(wie Anm.55), S. 200.
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6.1 Mindestkantenlängen der tragenden Holzbauteile
Im deutschen Baurecht werden Bauteile erst dann mit der Bezeichnung „feuerhemmend“
versehen, wenn diese unter einer definierten Brandeinwirkung dem Feuer mindestens
30 Minuten widerstehen. Aus diesem Grund werden Stahlbauteile, deren
Tragverhalten bei einem Vollbrand nach Einheitstemperaturkurve (ETK) nach ca. 10
bis 15 Minuten verloren geht, als Bauteile mit der Feuerwiderstanddauer F-0 bezeichnet.
Tatsächlich haben diese Bauteile jedoch einen Feuerwiderstand von ca. 10 Minuten.
Ähnlich verhält es sich bei Nagelplattenkonstruktionen. Diese weisen, je nach statischer
Auslastung, einen Feuerwiderstand von 15 bis 20 Minuten auf. In der Schweiz
können tragende Wände oder Decken, deren Feuerwiderstand weniger als 30 Minuten
beträgt, dennoch eingesetzt werden, wenn die tragenden Holzstützen eine minimale
Kantenlänge von 100 mm haben. Diese Konstruktionen übernehmen lediglich tragende
Funktion, können aber nicht als brandabschnittsbildende Bauteile verwendet werden. 59
Der Feuerwiderstand solcher Bauteile ist nicht genau definiert. Dennoch können die
Schutzziele, und zwar die Selbst- bzw. Fremdrettung und wirksame Löscharbeiten, bei
bestimmten Gebäuden durch diese Konstruktionen erreicht werden. Solche Holzbauteile
können zum Beispiel bei zweigeschossigen Bauwerken mit einer maximalen Geschossfläche
von 600 m² als tragende Wandelemente im Erdgeschoss eingesetzt werden.
Auch sind Holzdecken mit sichtbaren Balken und einer oberseitigen brennbaren
Schalung bei einem Gebäude von zuvor genannter Größe zugelassen. 60
Bei zweigeschossigen Gebäuden, die eine Geschossfläche von mehr als 600 m² aufweisen
und bei denen aufgrund der vorgesehenen Nutzung mit einer geringen Brandbelastung
(kleiner als 500 MJ/m²) (siehe Tab. 3) zu rechnen ist, müssen das Tragwerk
sowie die tragenden Außenwände im Erdgeschoß aus nicht brennbaren Baustoffen
hergestellt sein. Um dieses im Holzbau umzusetzen, müssen diese Tragwerke der Anforderung
„Mindestkantenlänge nicht brennbar (nbb)“ genügen. 61 Dabei bezieht sich
die Bezeichnung „nbb“ auf die aus nicht brennbaren Baustoffen bestehenden Beplankungen
von Holzständerwänden bzw. oberseitigen Belägen von Holzbalkendecken.
59
Wiederkehr/Kolb, Brandschutz im Holzbau, S. 88.
60
Ebd.
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Art der Brandbelastung
Beispielhafte Nutzung Brandbelastung Q
des Brandabschnittes
in MJ/m²
Sehr klein Sämtliche bis 250
Klein Lager für nicht brennbare Güter 251 bis 500
Mittel Wohnungen, Büros, Schulen 501 bis 1000
Groß Lager mit hohem Anteil brennbarer Güter
über 1000
Tab. 3: Beispielhafte Nutzungen und die zugeordnete Brandbelastung zweigeschossiger Bauten
Die Dämmung in den Hohlräumen der Wände und Decken müssen der Brandkennziffer
BKZ6q.3 entsprechen. Anhand der Kennziffer kann ein Baustoff hinsichtlich seines
brennbaren Verhaltens und der Menge der während eines Brandes freigesetzten
Rauchmenge klassifiziert werden.
Brennbarkeitsgrad Brandverhalten des Baustoffs
1 und 2 äußerst leicht brennbar
3 leicht brennbar
4 mittel brennbar
5 schwer brennbar
5 (200°C)
6q quasi nicht brennbar
6 nicht brennbar
schwer brennbar (bei erhöhten Umgebungstemperaturen
von 200 °C)
Tab. 4: Brandschutztechnische Einteilung von Baustoffen in Brennbarkeitsgrade
61 Ebd., S. 90.
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Die Brennbarkeitsgrade 3 bis 5 sind mit den in Deutschland gebräuchlichen Baustoffklassen
B1 bis B3 vergleichbar. Der Brennbarkeitsgrad 6q entspricht der deutschen
Baustoffklasse A2, der Grad 6 der Baustoffklasse A1. Die bei einem Brand freigesetzte
Rauchmenge wird bei der Beurteilung eines Baustoffes durch den Qualmgrad angegeben.
Unterschieden werden der Qualmgrad 1 (starke Qualmbildung), Qualmgrad 2
(mittlere Qualmbildung) und Qualmgrad 3 (schwache Qualmbildung). Demnach besteht
ein Dämmstoff mit der Brandkennziffer 6q.3 aus einem nicht brennbaren Baustoff mit
geringen Anteilen an brennbaren Komponenten, die bei einem Brand nur geringe Mengen
Rauch freisetzen.
6.2 Feuerwiderstände des Tragwerks und der Brandab-
schnitte
Der Feuerwiderstand des Tragwerkes ist so zu bemessen, dass eine Evakuierung der
Personen möglich ist. Die Entscheidung, ob bei Gebäuden in der Schweiz Holztragwerke
bzw. brandabschnittsbildende Holzbauteile ausgeführt werden können, richtet
sich nach der Geschosshöhe und der Nutzung. Bei zweigeschossigen Gebäuden mit
einer größeren Geschossfläche als 600 m² und einer mittleren Brandbelastung von
weniger als 1000 MJ/m² muss das Tragwerk einen Feuerwiderstand von 30 Minuten
aufweisen und kann aus brennbaren linearen bzw. flächigen Holzbauteilen bestehen
(F-30 bb). Gleiches gilt für die brandabschnittsbildenden Bauteile, wie zum Beispiel
Korridorwände und -decken. Lediglich die Treppenhauswände müssen einen Feuerwiderstand
von 60 Minuten haben, wobei in diesen Fällen die raumseitige Bekleidung der
Wände mit nicht brennbaren Baustoffen auszuführen ist. 62 Vergrößert sich bei zweigeschossigen
Gebäuden die Brandbelastung auf über 1000 MJ/m², wie dies bei großen
Industrie- oder Gewerbebetrieben, die hohe Mengen an brennbaren Materialien beoder
verarbeiten, der Fall sein kann, sind Holztragwerke nur noch im obersten Geschoss
im Rahmen einer brandschutztechnischen „Standardbeurteilung“ nach VFK 63
möglich. Alle übrigen tragenden sowie brandabschnittsbildene Bauteile sind hochfeuerhemmend
auszuführen. 64
62
Wiederkehr/Kolb, …(wie Anm.59), S. 42 f.
63
Schweizerische Brandschutzvorschriften …(wie Anm.56).
64
Wiederkehr/Kolb, …(wie Anm.59), S. 44 f.
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Im Gegensatz zu den Bauteilen der Feuerwiderstandsklasse F-30 bb, bei denen alle
Bestandteile brennbar sein können, wird bei der Feuerwiderstandsklasse F-30 gefordert,
das die sichtbaren Oberflächen aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen müssen,
die sich im Inneren des Bauteils befindlichen tragenden Teile aus brennbaren
Baustoffen bestehen können. Für F-30-Konstruktionen zugelassene Bekleidungen
können zum Beispiel aus 25 mm Gips bzw. 18 mm Gipskarton- oder Gipsfaserplatten
bestehen. 65 Eine Ausnahme bilden die so genannten Holz-Verbundkonstruktionen. So
benötigen zum Beispiel Holzbalkendecken, die einen oberseitigen Aufbau aus Massivholzschalung
und Betonbelag mit Armierungsnetz haben, keine unterseitige Verkleidung,
sondern können frei sichtbar eingebaut werden. Dabei ist der Betonbelag meistens
60 mm stark, die Massivholzschalung 20 mm dick. Die Abmessungen der
tragenden Teile sind gemäß SIA 160 66 rechnerisch nachzuweisen bzw. können aus
Tabellen entnommen werden. Bei der Berechnung wird, wie bei der Berechnung nach
Eurocode 5 67 , unter Berücksichtigung der Abbrandgeschwindigkeit des Holzes unter
Brandlast, der Restquerschnitt des Tragwerks ermittelt.
F-60 oder F-90 Bauteile müssen über 60 bzw. 90 Minuten tragfähig und/oder brandabschnittsbildend
sein und zusätzlich in Gänze aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen.
Diese Bauteile können nur in Absprache mit der Brandschutzbehörde in Holzbauweise
erstellt werden. Dieses geschieht im Regelfall durch ein schutzzielorientiertes
Brandschutzkonzept. Die Konstruktionsart dieser Bauteile ist gleich der von F-30-
Bauteilen, jedoch sind die Anforderungen an die Bekleidungsdicken und die Querschnitte
der Holzbauteile höher. Beispielhaft sei hier die 2-lagige Bekleidung eines
F-60 Bauteils mit 12,5 mm Gipsfaserplatten genannt. F-60 Decken können, analog zu
F-30 Decken, mit einem sichtbaren Holztragwerk hergestellt werden. Die Abmessungen
der Holzquerschnitte müssen jedoch gem SIA 160 rechnerisch nachgewiesen
werden und können nicht aus Tabellen entnommen werden.
Konstruktionsvorschläge zu den vorgenannten Bauteilen sind der SIA Dokumentation
83 zu entnehmen.
65 Ebd., S. 113.
66 SIA Norm 160, Einwirkungen auf Tragwerke, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich, 1989.
67 DIN V EN 1995-1-1/NA 1 - Nationaler Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten.
.
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6.3 Einsatz von Sprinkleranlagen
Neben den oben genannten objektbezogenen Konzepten gibt es die Möglichkeit, durch
den Einsatz einer Sprinkleranlage den Feuerwiderstand von Tragwerken bzw. der
brandabschnittsbildenden Wänden und Decken zu reduzieren. Dieses gilt jedoch nur,
wenn nicht bereits aus anderen Gründen eine Sprinklerung (Sprinklervollschutz) einzuplanen
ist. Diese „Erleichterung“ gilt für Gebäude bis zur Hochhausgrenze (22,0 m).
Ohne einen weiteren rechnerischen Nachweis kann die Feuerwiderstandsdauer um
maximal 30 Minuten reduziert werden. 68 So ist es beispielsweise mit dieser Methode
möglich, ein sechsgeschossiges Gebäude mit einer hohen Brandbelastung von mehr
als 1000 MJ/m² in Holzbauweise zu errichten.
68 Bauten in Holz, (wie Anm.57), S. 6.
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7 Rettungswege beim mehrgeschossigen Holzbau
Sowohl die Selbst- als auch die Fremdrettung durch die Einsatzkräfte der Feuerwehr
muss über einen gewissen Zeitraum gewährleistet sein. Die Musterbauordnung 69 fordert,
dass zwei voneinander unabhängige Rettungswege vorhanden sind. Zudem werden
bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 an gewisse Bauteile von Rettungswegen, wie
z. B. Treppen oder Treppenraumwände, Anforderungen gestellt, die auch im Holzbau
zu erfüllen sind.
Nachfolgend werden die Anforderungen an Treppenraumwände, an Holztreppen sowie
an in den Rettungswegen vorhandenen Oberflächen aufgeführt und eine Beurteilung
hinsichtlich der Verwendung von Holzbauteilen in Rettungswegen vorgenommen.
7.1 Anforderungen an Treppenraumwände
Nach Musterbauordnung 70 muss jede notwendige Treppe in einem eigenen Treppenraum
liegen. Ausgenommen hiervon sind nicht nur Treppen bei Gebäuden der Gebäudeklasse
1 und 2, sondern auch Treppen, die lediglich zwei Geschosse in derselben
Nutzungseinheit überbrücken und Außentreppen.
Der Treppenraum soll an einer Außenwand liegen und zu öffnende Fenster haben,
damit eventuell eindringender Rauch aus dem Treppenraum ins Freie entweichen
kann. Bei innen liegenden Treppenräumen muss der Rauch anderweitig entweichen
können.
Die Wände der Treppenräume bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 müssen nach
§ 35 MBO 71 raumabschließend und hochfeuerhemmend sein. Zusätzlich müssen diese
nach 60 Minuten Brandbelastung einer mechanischen Beanspruchung standhalten
(REI-M 60). Bei der Brandprüfung nach DIN 4102-3 72 wird die Wand nach 55 Minuten
Brandbelastung durch einen 200 kg schweren Bleischrotsack auf der dem Feuer ab-
69
Musterbauordnung 2002, § 33.
70
Ebd., § 35.
71
Ebd., § 35 (4) Nr. 2.
72
DIN 4102-3, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Brandwände und nichttragende Außenwände, Begriffe,
Anforderungen und Prüfungen, Berlin, September 1977.
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gewandten Seite beansprucht. Danach muss die raumabschließende Funktion der
Wand noch gewährleistet sein.
Um dieses Kriterium auch bei Holzbauwänden zu realisieren, werden zwischen den
einzelnen Lagen der Brandschutzbekleidung Stahlblecheinlagen eingearbeitet. Das
Stahlblech nimmt die Belastung des Stoßes auf und gibt sie an die benachbarten
Ständer weiter.
Abb. 11: Konstruktionsvorschlag einer F-60 Brandwand in Holzbauweise
Am 25. Oktober 2006 wurde darüber hinaus bei der Materialprüfanstalt für das Bauwesen
in Braunschweig eine „Brandwand-Ersatzwand“, bestehend aus einer Holzständerkonstruktion
mit einer Beplankung aus einer 1x 19 mm Spanplatte und 2x 18 mm
Gipskartonfeuerschutzplatten, auf ihre Eignung hinsichtlich des Kapselkriteriums getestet.
Dabei betrug der Ständerabstand 31, 5 cm. Die Wand hielt der dreimaligen Stoßbelastung
nach 60 minütiger Beflammung nach Einheitstemperaturkurve stand und kann
somit z. B. als Treppenraumwand bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 eingesbaut
werden. 73
73 Abschlußbericht Nr. (3049/9435)-20-TP v. 20.12.2006, S.12
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7.2 Holztreppen
Sowohl im Neubau von Gebäuden in Holzbauweise, als auch bei der Sanierung von
Altbauten sollen Holztreppen eingebaut werden bzw. sind dort vorhanden. Sollen diese
Treppen als erster Rettungsweg benutzt werden, widerspricht das jedoch den Forderungen
des § 34 MBO, wonach die tragenden Teile notwendiger Treppen bei Gebäuden
der Gebäudeklasse 4 aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen müssen. Bei
Neubauten muss daher hinterfragt werden, ob dort überhaupt Holztreppen geplant und
eingebaut werden können bzw. welche Anforderungen an solche Treppen zu stellen
sind.
Bei Neubauten sind hinsichtlich der Holztreppen in Flucht- und Rettungswegen Kompromisse
möglich, die einerseits solche Treppen ermöglichen, andererseits aber das
gebotene Maß an Sicherheit gewährleisten. Die Funktionsfähigkeit dieser Treppen als
Flucht- und Rettungsweg ist im Wesentlichen von der Verhinderung zweier Aspekte
abhängig:
a) der Entzündung von im Treppenhaus abgestellten Gegenständen,
b) der Übertragung eines Brandes aus einer Wohnung ins Treppenhaus.
Die von Rösler und Stiller durchgeführten Realbrandversuche in Treppenhäusern zeigten,
dass auch bereits geringe Mengen brennbarer Materialien zur Brandübertragung
auf die Holztreppen beitrugen und eine Benutzung der Treppe als Rettungsweg nach
kurzer Zeit nicht mehr möglich war. 74 Daher sollte im Rahmen des organisatorischen
Brandschutzes darauf geachtet werden, dass Treppenräume mit Holztreppen frei von
Brandlasten bleiben.
Bei den oben genannten Brandversuchen wurde ebenfalls der Einfluss von Feuer und
Rauch, der aus einer Wohnung in das Treppenhaus eindringt, untersucht. Es wurden
sowohl Treppen mit unterseitiger Verkleidung aus nichtbrennbaren Platten als auch
unverkleidete Treppenläufe getestet. Ein Ergebnis dieser Untersuchung war, dass die
unterseitige Verkleidung keine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Benutzbarkeit
der Treppen erbrachte. Eine gravierende Verbesserung zum Schutz von aus Woh-
74 Rösler/Stiller, Sicherheitsbetrachtungen für Treppenhäuser mit Holztreppen in mehrgeschossigen Altwohngebäuden.
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nungen übergreifenden Flammen und Rauch stellt jedoch der Austausch von alten
Wohnungseingangstüren bzw. deren Ertüchtigung dar. Eine Vielzahl von Wohnungseingangstüren
sind entweder teilweise verglast oder haben Oberlichte aus Glas. Weiterhin
weisen diese Türen oft zu geringe Holzdicken auf, um einen angemessenen
Feuerwiderstand darzustellen. Eine weitere Annahme war, dass die Bewohner ihre
Wohnungen in Panik verlassen und die Wohnungstür offen stehen lassen 75 . Werden
oben genannte Türen gegen solche ausgetauscht, die dicht- und zusätzlich selbstschließend
sind, so ist das eine wirksame Maßnahme zur Verzögerung des Übergriffs
von Flammen und Rauch auf den Holztreppenraum.
Die Holzart selbst hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Tragfähigkeit der Treppe.
Beispielsweise lassen einige Bundesländer, z. B. Baden-Württemberg, den Einsatz von
aus Hartholz hergestellten Holztreppen zu. Als Hartholz werden Laubhölzer, außer Buche,
bezeichnet, deren Rohdichte mehr als 600 kg/m³ beträgt 76 .
7.3 Holzoberflächen
Die Musterbauordnung sieht sowohl in Treppenräumen als auch in notwendigen Fluren
Bekleidungen aus nichtbrennbaren Baustoffen vor. Holz wird von Bauherren aber oft
als Wand- oder Deckenbekleidung in den vorgenannten Bereichen gewünscht. Wie unter
Kap. 2.1 erläutert, besteht die Möglichkeit, Holzwerkstoffen Bindemittel aus Zement,
Wasserglas oder Gips beizumischen. Dadurch können diese Werkstoffe in die Baustoffklasse
A2 eingeordnet und in Rettungswegen als Wand- bzw. Deckenbekleidungen
eingesetzt werden.
Zudem besteht die Möglichkeit, Bauplatten der Baustoffklasse A1, durch Aufleimen eines
Holzfurniers als Bauplatten der Baustoffklasse A2 einzustufen. 77
75
Ebd., S. 5.
76
Kordina/Meyer-Ottens, …(wie Anm.2), S. 403.
77
Meyer-Ottens, Feuerhemmende Bauteile F-30 B; S. 4.
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8 Kompensationsmaßnahmen
Da die Kapselung tragender Holzbauteile über einen Zeitraum von 60 Minuten mit hohem
materiellem Aufwand verbunden ist, wird häufig beantragt, bei entsprechenden
Bauvorhaben die Kapselklasse K 60 in eine Kapselklasse K 30 abzuschwächen. Doch
dazu sind dann kompensierende, also ausgleichende Maßnahmen erforderlich, um die
Schutzziele der Musterbauordnung zu erfüllen.
Einige der am häufigsten eingesetzten Kompensationsmaßnahmen sind nachfolgend
erläutert.
8.1 Brandmeldeanlagen
Um Brandmeldeanlagen als anlagentechnische Kompensationsmaßnahmen im Holzbau
einsetzen zu können, muss man die Schutzziele, die hinter dem Kapselkriterium
K 60 stehen, kennen und richtig beurteilen können.
Die Schutzziele, die bauordnungsrechtlich gefordert werden, sollen primär der Entstehung
eines Brandes sowie der Ausbreitung von Feuer und Rauch vorbeugen. Sofern
ein Feuer bereits ausgebrochen ist, müssen sowohl die Rettung von Menschen und
Tieren als auch wirksame Löscharbeiten möglich sein. 78
Mit der Erfüllung des Kapselkriteriums K 60 soll die Brandausbreitung über einen Zeitraum
von 60 Minuten verhindert werden. Dieser Zeitraum dient nicht vordergründig der
Selbstrettung der Personen aus einem Gebäude, sondern den Einsatzkräften der
Feuerwehr für wirksame Löschmaßnahmen. Als problematisch erwiesen sich im
Brandfall häufig Hohlräume im Innern von hochfeuerhemmenden Holzkonstruktion.
Durch das Eindringen von Feuer und Rauch in die Konstruktion können sich Brände
unbemerkt weiterentwickeln. Es bilden sich Glutnester; zudem kann das Holztragwerk
versagen, während die Einsatzkräfte im Innern des Gebäudes noch Rettungs- oder
Löschmaßnahmen vornehmen 79 .
78 MBO 2002, § 14.
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Soll der wirksame Schutz der tragenden Holzbauteile zeitlich verringert werden, kann
als Ausgleich eine wesentlich frühere Branddetektion durch eine geeignete Branderkennung
erfolgen. Um eine Brandmeldeanlage sinnvoll als Kompensation einzusetzen,
muss man die möglichen Brandszenarien des jeweiligen Objektes einschätzen. Im Folgenden
wird nur auf die Verwendung von Brandmeldern in zu Wohnzwecken genutzten
Gebäuden eingegangen.
Aus einer Brandursachenstatistik nach Bussenius [BUSS96] sind ca. 68 % aller Brände
überwiegend Schwelbrände 80 . In der Schwelbrandphase wird eine erhebliche Menge
toxischer Brandgase produziert. Mit dieser Art von Bränden ist auch im Geschoßwohnungsbau
überwiegend zu rechnen. Daher bieten sich für Wohngebäude der Gebäudeklasse
4 optische Rauchmelder an.
Die anlagentechnische Peripherie solcher Melder ist sehr unterschiedlich. Die Bandbreite
reicht vom mit Akku betriebenen Rauchmelder, der im Einzelhandel erhältlich ist
bis zur Brandmeldeanlage gem. DIN 14675 81 und DIN VDE 0833-2 82 . Anlagen nach
diesen Normen, die im Baurecht für bestimmte Sonderbauten, wie z. B. Verkaufs- oder
Versammlungsstätten, vorgeschrieben sind, sind für Gebäude der Gebäudeklasse 4
nicht zu empfehlen. Denn sie erfordern neben den Meldern zusätzliche, technische
Einrichtungen, wie z. B. die Brandmeldezentrale und eine Ersatzstromanlage. Sämtliche
Kabel und Leitungen, die die Anlagenkomponenten miteinander verbinden, müssen
einen Feuerwiderstand von 30 Minuten aufweisen. Um die Einsatzkräfte der
Feuerwehr frühzeitig zu alarmieren, ist eine Übertragungsanlage zu installieren. Der
Zugang zur Brandmeldezentrale ist durch eine Blitz- oder Drehleuchte zu kennzeichnen;
für die Feuerwehr erforderliche Schlüssel, die zur Erschließung des Gebäudes
notwendig sind, sind in einem Feuerwehrschlüsseldepot aufzubewahren. Der Einbau
solcher Anlagen ist jedoch angesichts hoher Anschaffungs- und laufender Unterhaltungskosten
nur selten wirklich darstellbar.
Im mehrgeschossigen Wohnungsbau sind daher die so genannten Heimrauchmeldeanlagen
nach DIN 14676 83 zu favorisieren. Anlagen dieses Typs weisen ein geprüftes
79
Dehne/Pape/Kruse/Krolak, Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und Aufstockungen in Holzbauweise,
S. 19.
80
Mayr/Battran, Brandschutzatlas, Baulicher Brandschutz, Kap. 6.14.1, S. 4.
81
DIN 14675, Brandmeldeanlagen, Aufbau und Betrieb, Berlin, November 2003.
82
DIN VDE 0833- 2.
83
DIN 14676.
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Sicherheitsniveau auf, sind jedoch weniger kostenintensiv. Die Melder können sowohl
mit Akku als auch am Netz betrieben sein, sind in jeden Raum (außer in Nasszellen) zu
installieren und können miteinander vernetzt werden. Die Vernetzung ist dann sinnvoll,
wenn neben dem alarmgebenden Rauchmelder im Brandraum auch Personen in entfernter
gelegenen Aufenthaltsräumen gewarnt werden sollen. Ein wesentlicher Vorteil
gegenüber den Anlagen nach DIN 14675 ist, dass eine Meldung nicht zwingend zu einer
Feuerwehrdienststelle weitergeleitet werden muss. Dieses kommt auch den
Feuerwehren entgegen, die häufig zu Einsätzen ausrücken, die durch Fehlalarme hervorgerufen
werden. Neben der frühzeitigen Alarmierung der Bewohner besteht die
Möglichkeit, zusätzliche Komponenten, etwa Ansteuerungen für Entrauchungssysteme,
Melder zum Auslösen von Löschanlagen oder akustische Evakuierungshilfen an die
Anlage anzukoppeln. 84
Bei einem geplanten Einsatz einer solchen Anlage ist es jedoch ratsam, frühzeitig den
Dialog mit den zuständigen Brandschutzdienststellen als auch den Baugenehmigungsbehörden
zu suchen, um zu klären, ob die Schutzziele des abwehrenden Brandschutzes
durch diese Kompensationsmaßnahme realisierbar sind.
8.2 Feuerlöschanlagen
Im Gegensatz zu Rauchmeldern, die bereits in einem Stadium detektieren, in dem die
Rauchmenge hoch, die Temperatur der Brandgase jedoch noch niedrig ist, benötigt die
Feuerlöschanlage als alleinige Kompensationsmaßnahme Raumluft- oder Brandgastemperaturen,
die größer als ca. 70 °C sind, um auszulösen.
Man unterscheidet folgende Feuerlöschanlagen:
• Sprinkler-Feuerlöschanlagen,
• Wassernebel-Feuerlöschanlagen und
• Gas-Feuerlöschanlagen.
Die Wirkungsweisen und Einsatzmöglichkeiten dieser Anlagentypen sind grundverschieden.
Ein wesentlicher Unterschied der Sprinkler- gegenüber der Wassernebel-
84 Geburtig, Maßnahmen für den vorbeugenden Brandschutz bei historischen Fachwerkgebäuden, S 66.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 38

Feuerlöschanlage ist die Tropfengröße. Die Tropfen der Sprinkler-Feuerlöschanlagen
sind erheblich größer als die der Wassernebel-Feuerlöschanlage. Ihr Löscheffekt beruht
auf der Kühlung der dem Brand ausgesetzten Bauteile. Durch die Verdampfung
der Wassertropfen wird den heißen Brandgasen Wärme entzogen. Weiterhin werden
die Brandgase im fein verteilten Wasser gebunden und teilweise niedergeschlagen.
Die Tropfengröße bei Wassernebel-Feuerlöschanlagen ist gegenüber denen bei
Sprinkleranlagen wesentlich kleiner. Neben dem Kühleffekt durch das Verdampfen des
Wassers in der Flammen- und Brandgaszone, der Sauerstoffverdrängung am Brandherd
und der Unterbindung von chemischen Flammenreaktionen verhindern sie die
Strahlungswärmeübertragung von brennenden auf noch nicht brennende Bauteile. 85
Zusätzlich wird durch eine wesentlich geringere Menge Wasser der entstehende Sachschaden
durch Löschwasser reduziert.
Die Funktionsweise von Gas-Feuerlöschanlagen beruht auf einer Sauerstoffreduzierung
im Brandraum. Als Gase kommen hierfür Kohlendioxid oder spezielle Löschgase,
die neben einem, für den menschlichen Organismus ungefährlichen Anteil an Kohlendioxid
auch Edelgase, wie etwa Argon sowie Stickstoff aufweisen. 86 Diese Löschanlagen
finden Anwendung bei besonders schützenswerten Kulturgütern oder Bibliotheken
mit großen Beständen an wertvollen Büchern. Der Vorteil dieser Löschanlagen ist,
dass kein Löschwasser eingesetzt wird und somit auch kein zusätzlicher Löschwasserschaden
entstehen kann.
Der Einsatz von Feuerlöschanlagen ist durchaus eine geeignete Kompensationsmaßnahme,
bedingt jedoch hohe Investitions- und Unterhaltskosten. Daher wird diese Form
der Kompensation Sonderbauten, wie z. B. Schulen oder Alten- und Pflegeheimen in
Holzbauweise, vorbehalten bleiben und im mehrgeschossigen Wohnungsbau eher selten
Anwendung finden. 87
85 Geburtig, Anlagentechnische Maßnahmen für den Brandschutz von Burgen und Schlössern, S. 39.
86 Ebd.
87 Dehne/Pape/Kruse/Krolak, Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und Aufstockungen in Holzbauwei-
se, S. 21.
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8.3 Entrauchung
Die Entrauchung ist sowohl im Wohnungsbau als auch im industriellen Bereich ein wesentlicher
Bestandteil zur Sicherstellung der bauordnungsrechtlich geforderten Schutzziele.
Beispielhaft sei hier der Nachweis der Entrauchung von innen liegenden Treppenhäusern
in mehrgeschossigen Wohngebäuden erwähnt. Aber auch die Muster-
Industriebau-Richtlinie 88 fordert den Nachweis einer raucharmen Schicht bei Industriegebäuden
mit mehr als 1.600 m² Grundfläche. Andere Sonderbauvorschriften verlangen
eine Benutzbarkeit der Flucht- und Rettungswege. Stellvertretend dafür sei die
Schulbaurichtlinie 89 genannt, die eine Rauchabzugsanlage vorschreibt, wenn ein Rettungsweg
durch eine Halle geführt wird.
Die Ableitung von Rauch und Brandgasen aus Gebäuden ist aus folgenden Gründen
erforderlich: Eine Verrauchung von Rettungswegen erschwert oder verhindert vor allem
Personen, die nicht ortskundig sind, die Flucht aus einem brennenden Gebäude. Zudem
führt das Einatmen der toxischen Rauchgase schnell zu Bewustlosigkeit bzw. zu
einem raschen Tod. Die Einhaltung einer raucharmen Schicht dient den Einsatzkräften
der Feuerwehr, um wirksame Löscharbeiten durchführen zu können.
Im Laufe eines Brandes wird der Sauerstoff im Raum durch den Verbrennungsprozess
aufgezehrt. Der Brandraum füllt sich mit brennbaren Gasen und es entsteht ein Unterdruck.
Wird im Brandraum zum Beispiel durch Öffnen einer Tür oder eines Tores
Sauerstoff nachgeführt, kann es zu einem schlagartigen Durchzünden der heißen
Brandgase kommen (flash-over). Eine funktionsfähige und richtig geplante Entrauchungsanlage
minimiert das Risiko eines flash-over, da die Brandgase ins Freie abgeführt
werden. Die thermische Belastung der tragenden Bauteile wird infolge des Abtransportes
der heißen Rauch- und Brandgase ins Freie reduziert.
Im übertragenen Sinne kann eine Entrauchung in Gebäuden der Gebäudeklasse 4, deren
Tragwerk aus Holz besteht, sehr wohl als Kompensationsmaßnahme für eine reduzierte
Kapselklasse eingesetzt werden, denn sowohl jeder Feuerwiderstand als auch
jede Kapselklasse ist auf Basis der Einheitstemperaturkurve festgelegt worden. Die
Einheitstemperaturkurve wiederum bewirkt eine definierte thermische Belastung so-
88 Muster-Industriebau Richtlinie, März 2000.
89 Richtlinie über bauaufsichtliche Anforderungen an Schulen (Muster Schulbaurichtline), Juli 1998.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 40

wohl des Tragwerks als auch der brandschutztechnisch wirksamen Bekleidung. Wenn
demnach die thermische Belastung durch Abtransport der Brandgase ins Freie reduziert
wird, kann davon ausgegangen werden, dass das Tragwerk, auch bei einer
schwächeren Kapselung, über einen Zeitraum von 60 Minuten geschützt wird.
Bei Gebäuden großer Ausdehnung wie Flughäfen oder Multifunktionshallen sind „klassische“
Brandschutzkonzepte auf Grundlage der öffentlichen Bauvorschriften nur selten
möglich. Um dennoch eine Genehmigungsfähigkeit solcher Gebäude, gerade im
Hinblick auf die Entrauchung von verlängerten Flucht- und Rettungswegen, zu erlangen,
werden Brandschutzkonzepte entwickelt, die auf computergestützten Simulationsberechnungen
beruhen. Diese Programme ermitteln unter zu Hilfenahme der eingegebenen
Gebäudegeometriedaten die Ausbreitung von Brandrauch und errechnen
raucharme Schichten, die sowohl für die Eigenrettung als auch für die Rettungs- und
Löschmaßnahmen der Feuerwehren vorhanden sein müssen. Einige dieser Programme
verwenden Stoffdaten zur Simulation von Rauch- und Brandgasen, wie sie bei der
Verbrennung von Einzelstoffen auftreten. Bei realen Bränden sind dagegen mehrere
Stoffe involviert, so dass die Rauchgasmenge und auch die Toxizität des Brandrauches
je nach Zusammensetzung der verbrannten Stoffe sehr stark differieren können.
Die Verwendung solcher Berechnungen zum Nachweis von Rettungswegüberschreitungen
soll daher nur als Orientierungshilfe herangezogen werden und kann nicht als
realitätsnah angesehen werden. 90
Beim Zusammenwirken einer automatischen Feuerlöschanlage und einer Rauchabzugsanlage
ist zu beachten, dass sich diese beiden Anlagentypen gegenseitig behindern
können. In diesem Zusammenhang sei hier auf das Merkblatt VdS 2815 91 hingewiesen,
welches Planungshilfen bezüglich des Zusammenwirkens von
Wasserlöschanlagen und Rauch- und Wärmeabzugsanlagen gibt.
90 Klingsch, Akzeptanzprobleme von Toxizitätsberechnungen bei Brandschutznachweisen, S 16.
91 VdS Schadenverhütung, Zusammenwirken von Wasserlöschanlagen und Rauch- und Wärmeabzugsanlagen.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 41

9 Brandschutztechnische Beschichtungen im Holz-
bau
Da Holz in der Architektur sehr häufig als gestalterisches Element verwendet wird, ist
oftmals gewünscht, dass die tragenden Holzbauteile sichtbar sind und nicht durch
Gipsfaserplatten oder eine ähnliche wirksamen Bekleidung verdeckt werden. Daher
werden diese Holzoberflächen oftmals mit Mitteln behandelt, um sie gegenüber Brandeinwirkung
widerstandsfähiger zu machen. Nachfolgend sind zwei dieser Mittel näher
beschrieben.
9.1 Dämmschichtbildner
Als Dämmschichtbildner werden Mittel bezeichnet, die auf Brandeinwirkung intumeszent,
das heißt aufquillend, reagieren. Werden die so genannten Grenztemperaturen
überschritten, quillen diese Mittel auf und es entsteht eine vulominöse Kohlenstoffschicht,
die das Holz von weiterer Temperatureinwirkung schützt.
Abb.12: Holzprobe ohne und mit dämmschichtbildender Beschichtung
Ein Nachteil dieser Dämmschichtbildner ist, dass der ursprüngliche Holzcharakter verloren
geht und die Oberfläche mit einem farbig deckenden und sehr rauhen Lack überzogen
ist. Zusätzlich wird das Holz lediglich in die Baustoffklasse „schwer entflammbar“,
also B1, eingestuft. Ein weiterer Nachteil ist die mangelnde mechanische
Beanspruchung dieser Beschichtungen. Daher sind sie für strapazierte Flächen, wie
zum Beispiel als Fußbodenbeschichtung, ungeeignet. Auch können sie nicht in Räu-
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 42

men mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit über 70 %, wie zum Beispiel Wäschereien oder
Schwimmbäder, eingesetzt werden. 92
Abb.13: beschichtete Holzprobe nach 10 minütiger Beflammung mit Gasbrenner
9.2 Hochleistungs-Brandschutzbeschichtungen
Da die Einsatzmöglichkeiten für Dämmschichtbildner auf Holzbauteile begrenzt sind,
weil z. B. die Oberflächenbeschaffenheit unbefriedigend ist und zudem mit diesen Mitteln
keine Feuerwiderstandsdauer bei Holzbauteilen erzielt werden kann, wird seit einiger
Zeit an so genannten „Hochleistungsbeschichtungen“ geforscht. Bei diesem Forschungsprojekt,
das im Verbund zwischen dem Institut für Baustoffe, Massivbau und
Brandschutz (IBMB), dem Fraunhofer Institut für Holzforschung (WKI), dem Fraunhofer
Institut für chemische Technologie (ICT) und der Versuchsanstalt für Trockenbau
(VHT) durchgeführt wird, sollen Stoffe entwickelt werden, die unter Brandeinwirkung
eine Dämmschicht bilden und die Holzoberfläche zwischen 30 und 60 Minuten vor Entzündung
und Verkohlung schützen.
92 Hosser/Kampmeier: Entwicklung einer Hochleistungs-brandschutzbeschichtung für Holzkonstruktionen, S.1.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 43

Abb.14: Querschnitt eines beschichteten Kantholzes nach 30-minütiger ETK Beanspruchung
Basisstoff des Dämmschichtbildners sind keramisierende Elastomere, wie sie als Isolationsmaterial
in der Raketentechnik verwandt werden. Die Schichtstärke der aufgetragenen
Beschichtung beträgt nur etwa 1,5 Millimeter. Dieses Material hat jedoch im
Brandfall die Eigenschaft, zu einer mehreren Zentimeter dicken isolierenden Schicht
aufzuquillen. Die geringe Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung wurde durch Beimischen
von Gasbildnern erreicht. Damit das Gemisch an das Holz fixiert werden kann,
wurde dem Gemisch ein Harz zugegeben. Neben den farbigen sind auch nahezu
transparente Brandschutzbeschichtungen entwickelt worden, deren Schutzwirkung jedoch
noch geringer ist. Ebenfalls weisen diese Materialien sehr gute Eigenschaften
bezüglich ihrer Abriebfestigkeit sowie Stoßbeanspruchung auf. 93
9.3 Prognose über den zukünftigen Einsatz
Die Hochleistungs-Brandschutzbeschichtungen stellen für die Praxis eine gute Alternative
zu den heute verwendeten Bekleidungen dar. Die deckenden Beschichtungssysteme
schützen das Holz zwischen 40 und 50 Minuten vor Überschreitung einer Oberflächentemperatur
von 270 C. Die transparenten Beschichtungen sind zu sehr dünnen
und mechanisch beanspruchbaren B1- Systemen weiter entwickelt worden. Des weiteren
wird noch an Beschichtungen gearbeitet, die einen Einsatz auf Holzbauteile zulässt,
die der Witterung ausgesetzt sind.
Aufgrund der zuvor genannten Eigenschaften und vorbehaltlich der bauaufsichtlichen
Zulassung dieser Produkte, bieten diese Beschichtungssysteme Lösungsansätze zu
93 Hosser/Kampmeier/Kruse/Simon, Aus der Forschung, Neuartiger Hochleistungsbrandschutz für Holzbauteile,
S. 6 - 8
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 44

andschutztechnischen Fragen z. B. des mehrgeschossigen Holzbaus, zur brandschutztechnischen
Ertüchtigung von Holzbauteilen in der Sanierung oder im Denkmalschutz.
Ferner ist davon auszugehen, dass die Produktions- als auch die Verarbeitungskosten
für eine solche Beschichtung nicht höher sind als die der Beschichtungen
für Stahlbauteile. 94
94 Hosser/Kampmeier/Kruse/Simon, …(wie Anm.93), S. 9
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 45

10 Analyse durchgeführter Kleinbrandversuche
Im nachfolgenden Kapitel werden fünf Brandversuche beschrieben, die unter Mitwirkung
des Verfassers durchgeführt wurden. Das Ziel dieser Versuche war, herauszufinden,
ob der im nachfolgenden Kapitel beschriebene Sorelzement sowohl in Plattenform
als auch im Verbund mit Mineralfaser-Dämmstoff positive Eigenschaften hinsichtlich
der Freisetzung kristallin gebundenen Wassers aufweist und damit eine alternative
brandschutztechnische Bekleidung darstellen kann.
Abb.15: Kleinprüfstand
10.1 geprüfte Baustoffe
Sorelzementplatte
Der Sorelzement, auch Magnesiabinder genannt, entsteht durch das Brennen von
Magnesit und dem anschließenden Löschen mit einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung.
Die Bestandteile des erhärteten Sorelzementes sind neben Magnesiumoxid,
Magnesiumchlorid und Magnesiumhydroxid auch kristallin gebundenes Wassers 95 .
Dem Sorelzement, der in Plattenform bei den nachfolgend beschriebenen Versuchen
getestet wurde, werden während der Herstellung Glasfasern eingestreut, um die Biegesteifigkeit
zu erhöhen.
95 Scholz, Baustoffkenntnis, S.152.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 46

Sorelzementplatten werden als anorganischer Baustoff der Baustoffklasse A1 zugeordnet.
Abb.16: Sorelzementplatte
Mineralfaser-Verbundplatte
Diese Verbundplatte besteht aus einem 25 mm starken Mineralfaser-Dämmstoffkern,
der Schmelzpunkt des Dämmstoffes liegt bei mehr als 1000 °C und die Rohdichte des
Kerns beträgt 135 Kg/m³. Da die Verbundplatten unter anderem im Schiffsbau als Kabinentrennwände
eingesetzt werden, wird der Dämmstoff in 20 mm breite Lamellen
geschnitten. Anschließend werden die Lamellen gedreht und wieder aneinander geleimt.
Dadurch wird die Biegesteifigkeit der Platte erhöht.
Abb.17: Verbundplatte aus Mineralfaserdämmstoff und beidseitigem Sorelzement
Beidseitig des Kerns ist eine Beschichtung aus Sorelzement in einer Dicke von jeweils
2,5 mm aufgebracht. Die Rohdichte des Sorelzementes beträgt 1.700 kg/m³.
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Die Verbundplatte wird der Baustoffklasse A2 zugeordnet.
Gipskarton Bau- bzw. Feuerschutzplatte
Gipskartonbauplatten bestehen aus einem Gipskern und einer allseitigen Kartonummantelung.
Die Bestandteile des Gipses sind Calciumsulfat und kristallin gebundenes
Wasser (etwa 20 Masse-%). 96 Neben den Gipskartonbauplatten wurden in zwei Versuchen
so genannte Gipskarton-Feuerschutzplatten untersucht. Diesen werden bei der
Herstellung Glasfasern als Armierung beigemischt. Dadurch erhalten sie einen besseren
Gefügezusammenhalt während einer Brandbelastung.
Gipskartonplatten werden der Baustoffklasse A2 zugeordnet und werden in verschiedenen
Dicken zwischen 9,5 und 25 mm produziert.
10.2 Versuchsaufbau in Anlehnung an DIN 14135
Bei den Versuchen wurden unbehandelte Holzspanplatten mit einer Dicke von 19 mm
als Trägermaterial verwendet. Die Dichte der Platten betrug 680 kg/m³.
Die Probekörper hatten Abmessungen von 485 x 495 mm. Die Temperatur- und relative
Feuchte wurden gemäß DIN EN 14135 mit 23 ± 2 °C und 50 ± 5 % eingehalten.
Da die Versuche in einem Kleinbrandofen durchgeführt wurden und die Probekörper in
ihren Abmessungen mit ca. 0,25 m² wesentlich kleiner waren, als die in DIN EN 14135
geforderten 6,00 m², wurde die Anzahl der Thermoelemente von acht Stück auf drei
Stück reduziert.
Die Befestigung der Thermoelemente erfolgte mittels Verklammerung der Drähte mit
Heftklammern.
Weiterhin wurden jeweils drei Thermoelemente auf der unbeflammten Rückseite der
Probekörper aufgebracht.
96 Scholz,…(wie Anm.95), S. 140.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 48

Abb.18: 19 mm Spanplatte mit 3 Stück Thermoelementen
Sowohl die beiden Lagen Gipskarton- als auch die Verbundplatte wurden mit handelsüblichen
Schnellbauschrauben auf der Spanplatte befestigt. Die Abstände der Schrauben
betrugen max. 15 cm untereinander. Die Schraubenköpfe wurden mit Gipsspachtel
verspachtelt.
Abb.19: mit einer 12,5 mm starken Gipskartonplatte bekleidete und verschraubte Trägerplatte
Die Beflammung der Brandschutzbekleidung erfolgte über einer Zeitraum von 60 Minuten
bei einem Temperaturverlauf nach Einheits- Temperaturkurve (ETK). Die Probekörper
sollten solange der Temperaturbelastung ausgesetzt werden, bis eine Mitteltemperatur
von 250 °C bzw. eine maximale Einzeltemperatur von 270 °C über der
Ausgangstemperatur überschritten war.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 49

Probekörper1 (GK Bauplatte mit Sorelzement)
Bei diesem Probekörper wurde auf die Spanplatte eine doppellagige Bekleidung aus 2
x 12,5 mm starken Gipskarton- Bauplatten nach DIN 18180 aufgebracht. Die Rohdichte
dieser Platten betrug 900 kg/m³. Zwischen der ersten und zweiten Lage Gipskarton
und zwischen der zweiten Lage und der Trägerplatte wurde jeweils eine 2,65 mm starke,
geschliffene Platte aus Sorelzement eingelegt und mit den Schrauben der jeweiligen
Lage an die Trägerplatte befestigt
Probekörper 2 (Verbundplatte)
Auf die Trägerplatte wurde eine unter Kapitel 10.1 beschriebene Verbundplatte aufgebracht.
Abb.20: Scheiben- Thermoelement nach EN 1363- 1
Probekörper 3 (GK Bauplatte mit Plattenfuge in der ersten Lage)
Dieser Probekörper hat den gleichen Schichtaufbau wie Probekörper 1 (2x Gipskarton-
Bauplatte und 2 Platten Sorelzement), jedoch sind sowohl die untere Platte Sorelzement
als auch die erste Lage Gipskartonplatte durch eine Plattenfuge getrennt und
verspachtelt worden.
Dieser Versuch sollte zeigen, ob eine Plattenfuge einen negativen Einfluss auf die Widerstandsdauer
der Brandschutzbekleidung besaß.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 50

Abb.21: Plattenfuge in der unteren Lage Gipskarton
Probekörper 4 (GK Feuerschutzplatte mit Sorelzement)
Beim Probekörper vier wurde eine doppelte Beplankung aus 2 x 12,5 mm starken
Gipskarton- Feuerschutzplatten nach DIN 18180 aufgeschraubt. Die Rohdichte dieser
Platten betrug 900 kg/m³ .Auch hier wurden zwischen beiden GK- Feuerschutzplatten
und zwischen der zweiten Lage GKF und der Trägerplatte auf der Rückseite, wie beim
Probekörper 1 und 3, eine 2,65 mm starke, geschliffene Platte aus Sorelzement eingelegt
und mit den Schrauben der jeweiligen Lage an die Trägerplatte befestigt
Probekörper 5 (18 mm GK Feuerschutzplatte ohne Sorelzement)
Der letzte Probekörper bestand aus einer 2- lagigen Bekleidung aus 18 mm Gipskarton-
Feuerschutzplatten, bei der jedoch keine Sorelzementplatten eingelegt wurden.
Diese Ausführung ist bauaufsichtlich geprüft und wird momentan als Brandschutzbekleidungen
für das Kapselkriterium K 60 im Holzbau favorisiert.
Die Ergebnisse dieses Versuchs sollten als Vergleichsgrundlage zu den zuvor genannten
Brandversuchen dienen.
10.3 Versuchsabläufe und -auswertungen
Die Probekörper eins, drei und vier, die aus einer doppellagigen Gipskartonbeplankung
und dazwischen liegenden Sorelzementplatten bestanden, wiesen bei den Brandversuchen
ein vergleichbares Verhalten auf. Bis zur fünften Minute stiegen die Temperaturen
von etwa 20 °C auf ca. 25 °C an. Bis zur dreißigsten Minute erhöhte sich die Tem-
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 51

peratur auf etwa 90 °C. Ab der dreißigsten Minute verlangsamte sich der Temperaturanstieg.
Nach 60 Minuten wurden auf der Holzoberfläche Temperaturen von etwa 110
°C gemessen. In diesen dreißig Minuten wurde sowohl aus den Gipskarton- als auch
aus den Sorelzementplatten das meiste kristallin gebundene Wasser abgegeben. Danach
stiegen die Temperaturen innerhalb jeder Minute um ca. 6°C bis 8°C an.
Der Brandversuch wurde beim Probekörper eins nach achtzig Minuten abgebrochen,
da die Temperatur am Messpunkt drei das Einzeltemperaturkriterium von 290 °C überschritten
hatte.
Bei Probekörper drei wurde der Versuch nach 72 Minuten beendet. Hier wurde ebenfalls
das Einzeltemperaturkriterium am Messpunkt zwei überschritten. Der Messpunkt
zwei befand sich direkt unterhalb der Spachtelfuge der ersten Lage Gipskarton. Der direkte
Vergleich der Versuche eins und drei lässt den Schluss zu, dass eine Spachtelfuge
keinen gravierend negativen Einfluss auf die Wirksamkeit der Brandschutzbekleidung
hat.
Der Versuchsabbruch bei Probekörper vier fand in der neunzigsten Minute statt, da am
Messpunkt zwei die Temperaturdifferenz von 270 Kelvin überschritten wurde. Diese,
gegenüber den Probekörpern eins und drei, verlängerte Versuchsdauer von ca. zehn
Minuten wurde begünstigt durch die in den Platten enthaltenen Glasfasern. Diese Armierung
bewirkt somit einen besseren Gefügezusammenhalt innerhalb der Platten.
Der Probekörper zwei, der mit einer Verbundplatte aus einem Steinwollekern mit beidseitiger
Sorelzementbeschichtung als Brandschutzbekleidung versehen war, versagte
bereits in der 47 Minute. Die Temperatur stieg zwischen der ersten und fünften Minute
nach Versuchsbeginn bereits von 30 °C auf 86 °C an. Die erste Lage Sorelzement bewirkte
durch die Abgabe von kristallin gebundenem Wasser, dass die Temperatur zwischen
der fünften und zwanzigsten Minute nur langsam auf etwa 105 °C anstieg. Danach
stieg die Temperatur innerhalb der nächsten siebenundzwanzig Minuten um
einhundertfünfundachtzig Kelvin auf über 290 °C an, so dass der Versuch abgebrochen
werden musste.
Dieser Versuch zeigt auf, dass die Wärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffes bei hohen
Temperaturen, wie sie durch den Temperaturverlauf nach der ETK erzeugt werden, eine
untergeordnete Rolle spielen. Wesentlich wichtiger in Bezug auf einen verzögerten
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 52

Temperatur [°C]
Temperaturdurchlass ist die Dichte des Materials. So haben z B die Mineralfaser-
Dämmstoffeinlagen von Feuerschutztüren Dichten bis 180 Kg/m³. Es wäre daher ein
weiterer Versuch mit einer Verbundplatte durchzuführen, die eine Dichte von
180 Kg/m³ aufweist, um zu untersuchen, nach welcher Zeit bei einer solchen Platte das
Temperaturkriterium überschritten wird. Da die Biegesteifigkeit bei der brandschutztechnischen
Bekleidung eine untergeordnete Rolle spielt, braucht der Dämmstoff nicht
in Lamellen geschnitten und erneut verleimt zu werden.
300
250
200
150
100
50
Vergleich Holzoberflächenmitteltemperaturen P1-P5
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.22: Vergleichsdiagramm aller Mittelwertkurven der Proben eins bis fünf
Der Brandversuch an Probekörper fünf, der aus einer doppellagigen Bekleidung aus 2
x 18 mm Gipskarton- Feuerschutzplatten bestand, wurde durchgeführt, um einen direkten
Vergleich zwischen den mit Sorelzement beschichteten Platten und dieser durch
die Materialprüfanstalt Braunschweig geprüfte Brandschutzbekleidung vornehmen zu
können. Bis zur 60 Minute verhielt sich diese Probe nahezu identisch wie die Proben
eins, drei und vier. Zwischen der sechzigsten und achtzigsten Minute gaben die Gipskarton-
Feuerschutzplatten weiterhin noch kristallin gebundenes Wasser ab, so dass in
der achtzigsten Minute eine Holzoberflächentemperatur von 127 °C. gemessen wurde.
Danach war das gebundene Wasser aus der Probe entwichen und die Temperaturen
stiegen je Minute um etwa sechs bis acht Grad Celsius an. Der Versuch wurde nach
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 53
θ-Mittel P1
θ-Mittel P2
θ-Mittel P3
θ-Mittel P4
θ-Mittel P5

Überschreiten des Einzeltemperaturkriteriums an Messpunkt drei nach einhundertvier
Minuten abgebrochen.
Die Temperaturen, die bei allen fünf Versuchen auf der dem Feuer abgewandten Seite
der Spanplatte, der so genannten Kaltseite, gemessen wurden, betrugen zum Zeitpunkt
der Versuchsabbrüche etwa 100 °C – 110 °C. Diese Ergebnisse bestätigen die
Untersuchungen von brennbaren Dämmstoffen in Holzkonstruktionen (vgl. Kap. 3.2)
und zeigen, dass die verwendete Spanplatte einen zusätzlichen Beitrag zum Schutz
der Holzkonstruktion leistet.
Temperatur [°C]
300
250
200
150
100
50
Probekörper 1, Holzoberflächentemperaturen auf der Aussenseite der Spanplatte
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.23: Holzoberflächentemperaturen auf der Außenseite der Probe 1
Die Zeiträume, bis auf der Kaltseite der Spanplatte ebenfalls die maximal zulässigen
Temperaturen überschritten wurden, konnte nicht ermittelt werden, da die Proben mittels
Wasser abgekühlt wurden, um den Grad der Verfärbungen auf den Spanplatten
unmittelbar nach Versuchsabbruch feststellen zu können.
Die Gipskartonbauplatten der Proben eins und drei hatten ihre Festigkeit gänzlich verloren.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 54
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
Grenzwert θ-Einzel
Grenzwert θ-Mittel

Die oberen Lagen Gipskarton der beiden Proben waren nur noch teilweise vorhanden,
die unteren Lagen waren durch die Sorelzementplatten geschützt worden, so dass diese
noch nahezu vollständig erhalten waren. Nach Entfernen der ersten Platte Sorelzement
zerfiel diese jedoch auch komplett. Ähnlich verhielt es sich bei den Gipskarton-
Feuerschutzplatten der Proben vier und fünf. Die obere Lage Gipskarton wies einige
Risse auf, durch die eingebetteten Fasern innerhalb der Platte war diese jedoch noch
nahezu vollständig erhalten.
Abb.24: nahezu unbeschädigte Spanplattenrückseite des Probekörpers vier
Auffällig war bei allen Proben, bei denen auf der Holzoberfläche eine Platte Sorelzement
aufgebracht war, dass diese nach Versuchsende noch eine hohe Festigkeit aufwies.
Bei der Probe vier war die Platte auf der Unterseite, bis auf einige Verfärbungen,
fast vollständig unbeschädigt.
Um die Ursache zu untersuchen, wurde ein Probestück des Sorelzementes über einen
Zeitraum von dreizehn Stunden einer kontinuierlichen Temperaturerhöhung um jeweils
20 Kelvin je 30 Minuten ausgesetzt, um festzustellen, wie viel kristallin gebundenes
Wasser über diesen Zeitraum freigesetzt wird.
Als Ergebnis konnte festgestellt werden, dass etwa 40-Masse Prozent kristallin gebundenes
Wasser aus dem Sorelzement entwichen waren. Bei einer Temperatur von
270 °C waren jedoch erst etwa 15-Masse Prozent Wasser aus der Probe entwichen.
Bei einer Temperatur von ca. 420 °C war dann das restliche gebundene Wasser komplett
aus der Probe verdampft. Somit liegt die Vermutung nahe, dass das bei 290 °C
noch nicht entwichene Wasser im Sorelzement in Verbindung mit den als Armierung
dienenden Glasfasern innerhalb der Platte die hohe Festigkeit begründet.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 55

Masse [%]
100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Masseverlust von Sorelzement-Deckschichten über Temp. & Zeit (alle 30 min. 20 K
Temp.erh. )
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Temperatur [°C]
Abb.25:Masseverluste von kristallin gebundenem Wasser aus einer Sorelzementplatte
Nach Entfernung sämtlicher Bekleidungen konnten die Spanplatten auf ihre Konsistenz
geprüft werden. Bis auf die Spanplatte der Probe zwei (Verbundplatte), deren Oberfläche
stark verkohlt war, zeigten diese nur mäßige Verfärbungen.
Abb.26: Stark verkohlte Spanplatte der Probe 2 (Verbundplatte)
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 56

Im Bereich der Schrauben und der Spachtelfuge der Probe drei waren stärkere Verfärbungen
sichtbar, welche aber als nicht bedenklich eingestuft werden konnten.
Abb.27: Span- und Sorelzementplatte der Probe drei nach dem Brandversuch
Hinsichtlich der Befestigung der Platten kann festgestellt werden, dass sich die
Schrauben mit einem doppelt geschnittenen Gewinde (sog. „Gips in Gips“ Schrauben),
nach der Brandprüfung noch fest in der Spanplatte befanden und nicht heraus gezogen
werden konnten. Vergleichend dazu wurden Schrauben mit einem Feingewinde eingeschraubt,
die jedoch nach der Prüfung aus der Spanplatte herausfielen. Nahezu gleiche
negative Eigenschaften weisen Grobgewindeschrauben auf. Diese sind für die Befestigung
von Gipsplatten in Bauhölzern oder Brettschichtholz, jedoch nicht für die
Befestigung der Platten in Holzwerkstoffplatten geeignet.
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 57

11 Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Nach dargelegter Beschäftigung mit den brandschutztechnischen Anforderungen an
hochfeuerhemmende Bauteile in Holzbauweise können folgende Schlussfolgerungen
gezogen werden, die hier zusammengefasst dargelegt werden.
Sowohl aufgrund der in Kapitel 10 beschriebenen Brandversuche als auch durch die
Untersuchungen an der MPA Braunschweig 97 kann festgestellt werden, dass die Oberflächentemperaturen
auf der Kaltseite einer verwendeten Spanplatte nach Erreichen
der Maximaltemperaturen unterhalb der Brandschutzbekleidung von 270 °C etwa
110 °C betragen. Der Einsatz brennbarer Dämmstoffe ist daher, unter Einhaltung der
Detailausbildung nach Muster-Holzbau-Richtlinie, in Holzkonstruktionen möglich.
Die Muster-Holzbau-Richtlinie ist für alte Holzbauwerke; wie z. Β. Fachwerkgebäude,
nicht anwendbar, da die Holztragwerke in diesen Gebäuden größere Querschnitte aufweisen
und daher einen wesentlich längeren Feuerwiderstand haben. Da die Details
der Muster-Holzbau-Richtlinie für wesentlich kleinere Querschnitte ausgelegt sind, gelten
solche Gebäude als brandschutztechnisch „überdimensioniert“. Zudem besteht
das Holztragwerk historischer Gebäude häufig aus Eichen- oder anderen Laubhölzern,
die ein wesentlich besseres Abbrandverhalten zeigen als die heute üblicherweise verwendeten
Bauhölzer. Auch dieses positive Verhalten solcher Hölzer verlängert den
Feuerwiderstand.
Die in Kleinbrandversuchen durchgeführten Prüfungen mit Sorelzement beschichteten
Gipskartonplatten zeigten keine wirtschaftlichen Verbesserungen zu den momentan
durch Prüfzeugnis nachgewiesenen Brandschutzbekleidungen. Da jedoch der Sorelzement
bei Erreichen der Maximaltemperaturen noch eine hohe Festigkeit aufwies, wo
hingegen die Gipskartonplatten durch die restlose Freigabe des kristallin gebundenen
Wassers ihre Festigkeit verloren hatten, sollten weiter gehende Prüfungen mit diesem
Material stattfinden. Denkbar wäre ein Einsatz dieser Platten als Ersatz der Spanplatten
in „Brandwand-Ersatzwänden“.
Weiterhin sollte die Verbundplatte, bei der bereits nach 47 Minuten die Maximaltemperatur
an einem Messpunkt überschritten war, ebenfalls weitergehenden Prüfungen un-
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 58

terzogen werden. Dazu ist aber die Rohdichte des Mineralfaser-Dämmstoffkerns von
135 Kg/m³ auf 180 Kg/m³ zu erhöhen. Da diese Platten nach Herstellerangaben auch
mit Nut und Feder konfektioniert werden können, ergäbe sich eine einlagige Beplankung,
die einen wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber der heutigen zweilagigen
Bekleidung brächte.
In der Schweiz wird das Kapselkriterium dahin gehend definiert, dass 6-geschossige
Gebäude mit einem Sprinklervollschutz als Kompensationsmaßnahme für die Ausführung
des Tragwerkes in Holzbauweise durchaus realisierbar sind. In den durchgeführten
Brandversuchen konnten die Ergebnisse aus voran gegangenen Untersuchungen,
wonach die K 60 Brandschutzbekleidungen die Holzoberfläche bis etwa 100 Minuten
vor Temperaturen größer als 270 °C schützen, validiert werden. Da nach Erreichen der
„kritischen“ Temperatur von 270 °C das Holz zu brennen beginnt, jedoch immer noch
eine längere Zeit seine Tragfähigkeit beibehält, kann diesen Konstruktionen durchaus
ein Feuerwiderstand von 90 Minuten zuerkannt werden. Sofern bei einem 8geschossigen
Gebäude die raumabschließenden Bauteile sowie die Treppen aus nicht
brennbaren Baustoffen hergestellt sind, spricht nichts gegen eine Holzbauweise einschließlich
einem Sprinklervollschutz nach Schweizer Vorbild, deren Tragwerk mit einer
K 60 Brandschutzbekleidung versehen ist. Dementsprechend sollte die Einführung
einer bauaufsichtlich noch nicht definierten „K 30“ Brandschutzbekleidung für Gebäude
der Gebäudeklasse 4 diskutiert werden.
97 Abschlußbericht …(wie Anm.73)
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 59

12 Anhang
Im Anhang sind die Diagramme mit den Temperaturverläufen der drei Messpunkte auf
der Heißseite der Spanplatte aller Versuche sowie die vom Verfasser angefertigten Fotos
dargestellt.
Probekörper 1
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Probekörper 1, Ofen- & Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.28: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen
Temperatur [°C]
300
250
200
150
100
50
Probekörper 1, Holzoberflächentemperaturen
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.29: Holzoberflächentemperaturen
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 60
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
θ-Ofen
ETK
θ-M1
θ-M2
θ-M3
Grenzwert θ-Einzel
Grenzwert θ-Mittel

Abb.30: Probekörper 1 vor dem Einbau in den
Brandofen
Abb.32: Probekörper 1 nach dem Brandversuch
Abb.34: Sorelzementplatte nach dem Brandversuch
sowie Reste der zweiten GK- Platte
Abb.31: Probekörper 1 in Brandofen eingebaut
Abb.33: Probekörper 1 nach dem Brandversuch
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 61

Probekörper 2
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Probekörper 2, Ofen- & Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.35: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 2
Temperatur [°C]
300
250
200
150
100
50
Probekörper 2, Holzoberflächentemperaturen
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.36: Holzoberflächentemperaturen Probe 2
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 62
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
θ-Ofen
ETK
θ-M1
θ-M2
θ-M3
Grenzwert θ-Einzel
Grenzwert θ-Mittel

Abb.37: Spanplatte mit 3 Stck. Thermoelementen
Abb.39: Verspachtelte Verbundplatte
Abb.41: Rückseite der Verbundplatte nach dem
Brandversuch
Abb.38: verschraubte Verbundplatte auf Trägerplatte
Abb.40: Verbundplatte nach dem Brandversuch
Abb.42: stark verkohlte Spanplatte
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 63

Probekörper 3
Temperatur [°C]
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Probekörper 3, Ofen- & Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10
0
Zeit [min]
Abb.43: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 3
Temperatur [°C]
300
250
200
150
100
50
0
Probekörper 3, Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10
0
Zeit [min]
Abb.44: Holzoberflächentemperaturen Probe 3
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 64
10
5
10
5
θ-Ofen
ETK
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
Grenzw ert θ-Einzel
Grenzw ert θ-Mittel

Abb.45: verspachtelte Probe 3
Abb.47: Probe nach dem Brandversuch
Abb.49: teilweise sichtbare Spanplatte sowie Reste
der Gipsbauplatte
Abb.46: in Brandofen eingebaute Probe 3
Abb.48: Probe nach dem Brandversuch
Abb.50: Verfärbungen der Schraubenlöcher
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 65

Probekörper 4
Temperatur [°C]
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
Probekörper 4, Ofen- & Holzoberflächentemperaturen
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.51: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 4
Temperatur [°C]
300
250
200
150
100
50
0
Probekörper 4, Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10
0
Zeit [min]
Abb.52: Holzoberflächentemperaturen Probe 4
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 66
10
5
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
Grenzwert θ-Einzel
Grenzwert θ-Mittel
θ-Ofen
ETK
θ-M1
θ-M2
θ-M3

Abb.53: aus Probe 4 entweichendes Wasser
Abb.55: erste lage Gipsbauplatte nach Brandversuch
Abb.57: Spanplatte und Unterseite der Sorelzementplatte
Abb.54: erste lage Gipsbauplatte nach Brandversuch
Abb.56: zweite Lage Gipsbauplatte mit darunter
befindlicher Sorelzementplatte
Abb.58: Spanplatte nach dem Brandversuch
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 67

Probekörper 5
Temperatur [°C]
Temperatur [°C]
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Probekörper 5, Ofen- & Holzoberflächentemperaturen
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.59: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 5
300
250
200
150
100
50
Probekörper 5, Holzoberflächentemperaturen
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Zeit [min]
Abb.60: Holzoberflächentemperaturen Probe 5
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 68
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Ofen
ETK
θ-M1
θ-M2
θ-M3
θ-Mittel M1-M3
Grenzwert θ-Einzel
Grenzwert θ-Mittel

Abb.61: Thermoelemente auf Spanplatte
Abb.63: entweichendes Wasser aus Probe 5
Abb.65: Rückseite der Spanplatte nach dem
Brandversuch
Abb.62: entweichendes Wasser aus Probe 5
Abb.64: Spanplatte nach dem Brandversuch
Abb.66: Spanplatte nach dem Brandversuch
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 69

13 Literaturverzeichnis
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Zürich 2005.
Brandschutz mit Knauf, Knauf Bauphysik, hrsg. v. Knauf Gips KG, Iphofen 2007.
Dehne, M., H. Pape, D. Kruse und M. Krolak: Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige
Gebäude und Aufstockungen in Holzbauweise, Informationsdienst Holz,
HOLZABSATZFONDS, Absatzförderungsfonds der deutschen Forst- und Holzwirtschaft
Bonn und Deutsche Gesellschaft für Holzforschung e. V. München, Bonn
2005.
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Berlin, Dezember 2003.
DIN EN 14135 Brandschutzbekleidungen - Bestimmung der Brandschutzwirkung;
Deutsche Fassung EN 14135:2004, Berlin 2004.
DIN 14675 Brandmeldeanlagen, Aufbau und Betrieb, Berlin, November 2003.
DIN 14676 Rauchwarnanlagen für Wohnhäuser, Wohnungen und Räume mit wohnungsähnlicher
Nutzung - Einbau, Betrieb und Instandhaltung, Berlin, März 2003.
DIN 4102-2, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Bauteile, Begriffe, Anforderungen
und Prüfungen, Berlin, September 1977.
DIN 4102-4, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Zusammenstellung und
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© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 73

14 Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Dreigeschossiges, massiv errichtetes Gebäude mit Staffelgeschoss in
Holzbauweise ................................................................................................. 3
(Quelle: Dehne/Pape/Kruse/Krolak: Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und
Aufstockungen, S.38)
Abb. 2: Leistungskriterien K 60 und F 60 im Vergleich ............................................. 18
(Quelle: Dehne/Pape/Kruse/Krolak, Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und
Aufstockungen in Holzbauweise, S. 12)
Abb. 3: Anschluss zweier tragender Wände mit Fugenversatz der
Brandschutzbekleidung ................................................................................ 20
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 5)
Abb. 4: Anschluss zweier tragender Wände mit vorkomprimiertem Dämmstreifen .. 21
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 5)
Abb. 5: Anschluss einer tragenden Wand an eine Decke ......................................... 21
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 3)
Abb. 6: Anschluss einer nicht tragenden Wand an eine Decke ................................ 22
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie., Anhang, Bild 4)
Abb. 7: Anschluss einer Decke an eine Treppenraumwand, Spannrichtung parallel 22
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie., Anhang, Bild 2.
Abb. 8: Anschluss einer Decke an eine Treppenraumwand, Spannrichtung
Senkrecht ...................................................................................................... 23
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 1)
Abb. 9: Aufbau einer Installationsebene vor der brandschutztechnischen Bekleidung
...................................................................................................................... 23
(Quelle: Dehne/Pape/Kruse/Krolak, Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und
Aufstockungen in Holzbauweise, S. 10)
Abb. 10: Anordnung von Hohlraumdosen in tragende Wände oder Decken ........... 24
(Quelle: Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 9)
Abb. 11: Führung der Brandschutzverkleidungen im Bereich von Wand- oder
Deckenöffnungen .......................................................................................... 25
(Muster-Holzbau-Richtlinie, Anhang, Bild 7)
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Abb. 11: Konstruktionsvorschlag einer F-60 Brandwand in Holzbauweise .............. 33
(Quelle: Dehne/Pape/Kruse/Krolak, Brandschutzkonzepte für mehrgeschossige Gebäude und
Aufstockungen in Holzbauweise, S. 24)
Abb.12: Holzprobe ohne und mit dämmschichtbildender Beschichtung .................... 42
(Quelle: Verfasser)
Abb.13: beschichtete Holzprobe nach 10 minütiger Beflammung mit Gasbrenner ... 43
(Quelle: Verfasser)
Abb.14: Querschnitt eines beschichteten Kantholzes nach 30-minütiger ETK
Beanspruchung ............................................................................................. 44
Quelle: Hosser/Kampmeier, Entwicklung und Qualifizierung einer Hochleistungsbrandschutzbeschichtung für
Holzkonstruktionen, Bild 1, S.2)
Abb.15: Kleinprüfstand .............................................................................................. 46
(Quelle: Verfasser)
Abb.16: Sorelzementplatte ........................................................................................ 47
(Quelle: Verfasser)
Abb.17: Verbundplatte aus Mineralfaserdämmstoff und beidseitigem Sorelzement . 47
(Quelle: Verfasser)
Abb.18: 19 mm Spanplatte mit 3 Stück Thermoelementen ................................... 49
(Quelle: Verfasser)
Abb.19: mit einer 12,5 mm starken Gipskartonplatte bekleidete und verschraubte
Trägerplatte ............................................................................................... 49
(Quelle: Verfasser)
Abb.20: Scheiben- Thermoelement nach EN 1363- 1 ........................................... 50
(Quelle: Verfasser)
Abb.21: Plattenfuge in der unteren Lage Gipskarton ............................................. 51
(Quelle: Verfasser)
Abb.22: Vergleichsdiagramm aller Mittelwertkurven der Proben eins bis fünf .......... 53
(Quelle: Verfasser)
Abb.23: Holzoberflächentemperaturen auf der Außenseite von Probe 1 .................. 54
(Quelle: Verfasser)
Abb.24: nahezu unbeschädigte Spanplattenrückseite des Probekörpers vier .......... 55
(Quelle: Verfasser)
Abb.25:Masseverluste von kristallin gebundenem Wasser aus einer Sorelzementplatte
...................................................................................................................................... 56
(Quelle: Verfasser)
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 75

Abb.26: Stark verkohlte Spanplatte der Probe 2 (Verbundplatte) ............................. 56
(Quelle: Verfasser)
Abb.27: Span- und Sorelzementplatte der Probe drei nach dem Brandversuch ...... 57
(Quelle: Verfasser)
Abb.28: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen ..................................................... 60
(Quelle: Verfasser)
Abb.29: Holzoberflächentemperaturen ...................................................................... 60
(Quelle: Verfasser)
Abb.30: Probekörper 1 vor dem Einbau in den Brandofen ........................................ 61
(Quelle: Verfasser)
Abb.31: Probekörper 1 in Brandofen eingebaut ......................................................... 61
(Quelle: Verfasser)
Abb.32: Probekörper 1 nach dem Brandversuch ....................................................... 61
(Quelle: Verfasser)
Abb.33: Probekörper 1 nach dem Brandversuch ....................................................... 61
(Quelle: Verfasser)
Abb.34: Sorelzementplatte nach dem Brandversuch sowie Reste der zweiten GK-
Platte ............................................................................................................. 61
(Quelle: Verfasser)
Abb.35: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 2 ........................................ 62
(Quelle: Verfasser)
Abb.36: Holzoberflächentemperaturen Probe 2 ......................................................... 62
(Quelle: Verfasser)
Abb.37: Spanplatte mit 3 Stck. Thermoelementen ..................................................... 63
(Quelle: Verfasser)
Abb.38: verschraubte Verbundplatte auf Trägerplatte ............................................... 63
(Quelle: Verfasser)
Abb.39: Verspachtelte Verbundplatte ........................................................................ 63
(Quelle: Verfasser)
Abb.40: Verbundplatte nach dem Brandversuch ....................................................... 63
(Quelle: Verfasser)
Abb.41: Rückseite der Verbundplatte nach dem Brandversuch ................................ 63
(Quelle: Verfasser)
Abb.42: stark verkohlte Spanplatte ............................................................................ 63
(Quelle: Verfasser)
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Abb.43: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 3 ........................................ 64
(Quelle: Verfasser)
Abb.45: verspachtelte Probe 3 ................................................................................... 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.46: in Brandofen eingebaute Probe 3 ................................................................. 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.47: Probe nach dem Brandversuch .................................................................... 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.48: Probe nach dem Brandversuch .................................................................... 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.49: teilweise sichtbare Spanplatte sowie Reste der Gipsbauplatte .................... 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.50: Verfärbungen der Schraubenlöcher .............................................................. 65
(Quelle: Verfasser)
Abb.51: Ofen- und Holzoberflächentemperaturen Probe 4 ........................................ 66
(Quelle: Verfasser)
Abb.52: Holzoberflächentemperaturen Probe 4 ......................................................... 66
(Quelle: Verfasser)
Abb.53: aus Probe 4 entweichendes Wasser ............................................................ 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.54: erste lage Gipsbauplatte nah Brandversuch ................................................. 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.55: erste lage Gipsbauplatte nah Brandversuch ................................................. 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.56: zweite Lage Gipsbauplatte mit darunter befindlicher Sorelzementplatte ...... 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.57: Spanplatte und Unterseite der Sorelzementplatte ........................................ 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.58: Spanplatte nach dem Brandversuch ............................................................. 67
(Quelle: Verfasser)
Abb.61: Thermoelemente auf Spanplatte .................................................................. 69
(Quelle: Verfasser)
Abb.62: entweichendes Wasser aus Probe 5 ............................................................ 69
(Quelle: Verfasser)
Abb.63: entweichendes Wasser aus Probe 5 ............................................................ 69
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 77

(Quelle: Verfasser)
Abb.64: Spanplatte nach dem Brandversuch ............................................................. 69
(Quelle: Verfasser)
Abb.65: Rückseite der Spanplatte nach dem Brandversuch ...................................... 69
(Quelle: Verfasser)
Abb.66: Spanplatte nach dem Brandversuch ............................................................. 69
(Quelle: Verfasser)
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 78

15 Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Abbrandgeschwindigkeiten einiger Holzarten ...................................................... 6
(Quelle: Kordina/Meyer-Ottens, Holz Brandschutz Handbuch, S. 51)
Tab. 2: Feuerwiderstandszeiten und deren Bezeichnungen ........................................ 15
Quelle: vom Verfasser erstellt nach DIN 4102-2, Nr. 5.1, Tab.1
Tab. 3: Beispielhafte Nutzungen und die zugeordnete Brandbelastung
zweigeschossiger Bauten ..................................................................................... 28
(Quelle: vom Verfasser erstellt nach SIA 83, S.40 - 44)
Tab. 4: Brandschutztechnische Einteilung von Baustoffen in Brennbarkeitsgrade ... 28
(Quelle vom Verfasser erstellt nach SIA 83, S. 215)
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 79

Eidesstattliche Erklärung
Ich, Christoph Terhardt
geboren am: 24.Oktober 1966 in: 46459 Rees
erkläre,
1. dass ich meine diese Masterarbeit selbständig verfasst, andere als die angegebenen Quellen
und Hilfsmittel nicht benutzt und mich auch sonst keiner unerlaubten Hilfen bedient habe,
2. dass ich meine Masterarbeit bisher weder im In- noch im Ausland in irgendeiner Form als
Prüfungsarbeit vorgelegt habe,
3. dass ich, falls die Arbeit mein Unternehmen betrifft, meinen Arbeitgeber über Titel, Form
und Inhalt der Arbeit unterrichtet und sein Einverständnis eingeholt habe.
Ort, Datum Unterschrift
© Dipl.-Ing. (FH) Christoph Terhardt, 2007 80