Brandschutzkonzepte im Stahlverbundbau

Brandschutzbemessung
Als Alternative zu den konventionellen Brandschutzsystemen kann der Planer aber auch sein
Gebäude, bzw. einzelne Bauteile speziell für den Brandfall bemessen. Die Bauteile, im besonderen
Verbundbauteile aus Stahl und Beton, werden bezüglich ihrer Tragfähigkeit so bemessen,
daß sie im Fall einer direkten Brandbeanspruchung genügend lange dem Feuer standhalten.
Die tragenden Bauteile dürfen innerhalb der geforderten Feuerwiderstandsdauer nicht
versagen, so daß die Evakuierung des Gebäudes und die Sicherheit der Rettungskräfte beim
Löschversuch gewährleistet ist. Die Heißbemessung erfolgt dabei in der Regel durch Zulage
von Brandschutzbewehrung, die geschützt im Beton liegt und im Brandfall einen Teil der
Traglast des Hauptträgers übernimmt.
Brandschutz nach nationaler Norm (DIN 4102)
Die wichtigste nationale Grundlage des Baugenehmigungsverfahrens stellt die DIN 4102 dar.
Die bauaufsichtlich geforderten Brandschutznachweise lassen sich dann besonders einfach
führen, wenn die Bauteile nach DIN 4102, Teil 4 "Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen;
Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile"
eingeteilt werden können. Im Abschnitt 7 dieser Norm sind Tabellen enthalten, die Bemessungsvorschriften
(z. B. Mindestabmessungen, Mindestbetondeckungen, Bewehrungsverhältnisse)
für die folgenden Verbundbauteile enthalten:
• Verbundträger/-stützen aus Stahlprofilen mit ausbetonierten Seitenkammern
• Verbundstützen aus betongefüllten Hohlprofilen
• Verbundstützen aus vollständig einbetonierten Stahlprofilen
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Ergebnisse weit auf der sicheren Seite liegen
und die Tabellenwerte nur für Standardfälle gelten. Eine Extrapolation der Werte über
den untersuchten und definierten Bereich hinaus ist nicht erlaubt.
Brandschutz nach europäischer Norm (EC 4)
Im Zuge der Harmonisierung des europäischen Binnenmarktes wird für die Verbundkonstruktionen
der Eurocode 4, Teil 1-2 (ENV 1994-1-2) "Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung
für den Brandfall" mit umfangreicheren und ausführlicheren Bemessungsverfahren eingeführt.
Je nach Anforderung kann unter drei Nachweisstufen unterschieden werden. Mit den
Bemessungstabellen (Nachweisstufe 1) des Eurocodes 4, Teil 1-2 hat man sich stark an den
Inhalt der DIN 4102, Teil 4 orientiert und erreicht ein entsprechend gleichwertiges Sicherheitsniveau.
Mit der Anwendbarkeit der vereinfachten Rechenverfahren (Nachweisstufe 2)
wird eine wirtschaftlich optimierende Brandschutzbemessung möglich. Die Nachweislücken
und Einschränkungen in DIN 4102 werden durch die rechnerische Bemessung nach EC 4,
Teil 1-2 geschlossen. Für Gebäude mit sehr hohem Nutzungsanspruch kann sogar eine umfassende
brandschutztechnische Bemessung (Nachweisstufe 3) durchgeführt werden, allerdings
erfordert diese fundierte Grundkenntnisse speziell geschulter Brandschutzspezialisten und ist
nur EDV-gestützt und mit sehr hohem Aufwand möglich.
Ausblick
Die Anwendung der neuen Regelungen und Vorschriften erscheint zwar umfangreicher und
komplexer und erfordert eine umfassende Schulung des Planers, im Zuge der Harmonisierung
des europäischen Binnenmarktes und der Vereinheitlichung der europäischen Normen ist mit
der Einführung der Eurocodes aber auf alle Fälle ein zukunftsweisender Schritt in die richtige
Richtung gemacht worden.
Ein herzlicher Dank gilt meinem Betreuer, Herrn Prof. Dr.-Ing. Othmar Springer,
für die Unterstützung bei der Erstellung meiner Diplomarbeit.