DIN 4102-22:2004-11

Fachgebiet Baukonstruktionen 

Holz- und Mauerwerksbau 

Neue Regelungen und 

Innovationen im Holzbau 

- Chancen für die Praxis 

Brandschutz praxisgerecht - Bemessung nach neuer 

DIN 4102-22 

Univ.-Prof. a. D. Dipl.-Ing. Claus Scheer 

Technische Universität Berlin 

Univ.-Prof. a.D. C. Scheer 

Brandschutz praxisgerecht - Bemessung nach neuer DIN 4102-22 

1 

03.12.2005






Gliederung 

‣ Ergänzungsdokumente zur DIN 4102-4 

‣ Einwirkungen im Brandfall nach DIN 1055 

‣ Bemessung von Wänden, Decken und Dächern 

‣ Bemessung von Holzbauteilen 

‣ Bemessung von Holzverbindungen 

‣ Ausblick 



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03.12.2005






Nationale Brandschutznormen 

DIN 4102 

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen 

DIN 4102-4:1994-03 

Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter 

Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile 

DIN 4102-4/A1:2004-11 

Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter 

Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile; Änderung A1 

DIN 4102-22:2004-11 

Anwendungsnorm zu DIN 4102-4 auf der Bemessungsbasis 

von Teilsicherheitswerten 



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Bemessungsnormen 

DIN 4102-4 

Brandfall 

Normaltemperaturen 

DIN 1052 Teil 1-2-3 (04/88) 

DIN 4102 Teil 4 (03/94) 

DIN 1052 Teil 1-2-3/A1 (10/96) 

DIN 1052 (08/04) 

Änderung DIN 4102-4/A1 (11/04) 

Anwendungsdokument DIN 4102-22 (11/04) 



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03.12.2005






Ergänzungen 

zu DIN 4102-4 durch DIN 4102-22 

‣ Tabellen für Wände, 

Decken und Dächer 

‣ Bemessungsvorschriften 

für Holzbauteile 

‣ Bemessungsvorschriften 

für Verbindungsmittel 



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Einwirkungen im Brandfall 

nach DIN 1055 

‣ DIN 1055-100: 2001-03 „Einwirkungen auf Tragwerke“ 

‣ DIN 1055-1: 2002-06 „Eigenlasten“ 

‣ DIN 1055-3: 2002-10 „Nutzlasten “ 

‣ DIN 1055-4: 2005-03 „Windlasten“ 

‣ DIN 1055-5: 2005-07 „Schnee- und Eislasten “ 



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03.12.2005







nach DIN 1055-100 

genaue Einwirkungskombination 

Vorspannung 

führende 

veränderliche Einwirkung 

E 

dA 

⎛ 

= E ⎜ γ ⋅ ⊕ γ ⋅ ⊕ ⊕ ψ ⋅ ⊕ ψ 

∑ GA,j Gk,j 

PA Pk 

A d 1,1 Qk,1 

∑ 

⎝ j ≥ 1 

i > 1 

2,i 

⋅ Q 

k,i 

⎞ 

⎟ 

⎠ 

ständige 

Einwirkung 

außergewöhnliche 

Einwirkung 

begleitende 

veränderliche Einwirkung 



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Einwirkungskombination (DIN 1055-100, Gl.15) 

E 

dA 

⎛ 

= E 

⎜∑γGA,j 

⋅ Gk,j 

⊕ ψ1,1 

⋅ Qk,1 

⊕ ∑ψ 

⎝ j≥ 1 

i > 1 

2,i 

⋅ Q 

k,i 

⎞ 

⎟ 

⎠ 

Charakteristische Werte nach DIN 1055 



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vereinfachte Ermittlung 

E 

dA 

= η 

fi 

⋅E 

d 

Reduktionsfaktor für die 


Bemessungswert der Einwirkungen 

unter Normaltemperaturen 

E 

= 0,65 ⋅ 

dA E d 



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03.12.2005






Reduktionsfaktor η fi 

0,5 für Nutzlast, Wind 

1,0 

η 

fi 

= 

γ 

γ 

GA,j 

G,j 

⋅ G 

⋅G 

k,j 

k,j 

+ ψ 

+ γ 

1,1 

Q,1 

⋅ Q 

⋅ Q 

k,1 

k,1 

0,2 für Schnee, Eis 

1,35 

1,5 



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Abminderungsfaktoren η fi 

nach DIN 4102-4 

Abminderungsfaktor ηfi 

0,8 

0,7 

0,65 

0,6 

0,5 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

ψ fi 

= 0,9 

ψ fi 

= 0,7 

ψ fi 

= 0,5 

ψ fi 

= 0,2 

0,0 

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 

Lastverhältnis Q k,1 /G k 



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03.12.2005






Genaue ↔ vereinfachte Einwirkungen 

Brettschichtholzträger F30 

q G,k 

= 2,50 kN/m (ständig) 

q Q,k 

= 6,00 kN/m (veränderlich) 

Nutzungsklasse 2 

e = 3,33 m Pfettenabstand 

Festigkeitsklasse GL24h 



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120 

100 

100 

Auslastung in % 

80 

60 

40 

20 

0 

kurz (kalt) 



13 

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120 

100 

100 


80 

60 

40 

33 

20 

0 

kurz (kalt) 

kurz 



14 

03.12.2005







120 

100 

100 


80 

60 

40 

33 

48 

20 

0 

kurz (kalt) kurz mittel 



15 

03.12.2005







120 

100 

100 


80 

60 

40 

33 

48 

69 

20 

0 

kurz (kalt) kurz mittel lang 



16 

03.12.2005







120 

100 

100 


80 

60 

40 

33 

48 

69 

65 

20 

0 

kurz (kalt) kurz mittel lang 



17 

03.12.2005






Nachweis Wände, Decken, Dächer 

nach DIN 4102-4 / -22 

Zeile 

Konstruktionsmerkmale 

Mindestmaße 

Abkürzungen: 

MF Mineralfaser- 

Platten oder - 

Matten 

HWL 

Holzwolle- 

Leichtbauplatten 

nach 

Abschnitt 

4.12.2 

Holzrippen 

Zulässige 

Spannung 

nach 

Abschnitt 

4.12.3 

Beplankung(en) 

und Bekleidung(en) 

Mindestdicke von dicke rohdichte 

Dämmschicht- 

Mindest- 

Holzwerkstoff-platten 

(Mindestrohdichte 

ρ = 

600 kg/m 3 ) 

Ausnutzungsfaktor α 

zul σ D 

Gipskarton- 

Feuerschutz- 

Platten 



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(GKF) 

b 1 × d 1 zul σ D d 2 

d 

α = σ 

3 

mm × c,90,d / mm N/mm² (k c,90 • f mm c,90,d ) mm 

Mineralfaser-Platten oder 

-Matten 

nach Abschnitt 4.12.4 nach Abschnitt 4.1 

1 2,5 13 3 ) 80 30 

2,5 1,0 

2 2,5 13 3 ) 40 50 

3 1,25 8 3 ) 60 100 

4 2,5 13 3 ) 

5 1,25 8 3 ) 

6 40 × 80 2 ) 2,5 2 × 16 4 ) 80 30 

7 2,5 2 × 16 4 ) 60 50 

8 1,25 19 5 ) 80 100 

9 1,25 19 5 ) 

D 

mm 

ρ 

kg/m 3






Bemessung von Holzbauteilen 

Tabellen entfallen 

Bemessungskonzepte 

in Anlehnung an EC 5-1-2 

Umstellung auf 

semiprobabilistisches 

Sicherheitskonzept 



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03.12.2005






Holzbauteile 


Bemessungskonzepte 

Bemessung mit ideellen 

Restquerschnitten 

Erhöhte Abbrandraten 

kleinerer „ideeller“ Querschnitt 

20%-Quantilwerte der 

Festigkeiten und Steifigkeiten 

unter Normaltemperatur 

Bemessung mit reduzierter 

Festigkeit und Steifigkeit 

genaue Abbrandraten 

Abnahme der Festigkeiten 

und Steifigkeiten infolge 

Querschnittserwärmung 



20 

03.12.2005






Abbrandraten 



21 

03.12.2005






Abnahme der Festigkeiten von Holz 

Abnahme der Festigkeit k θ 

1 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

Druck 

Schub 

Zug 

0 

0 50 100 150 200 250 300 

Temperatur in °C 



22 

03.12.2005






Abnahme der Festigkeiten von Holz 

Modifikationsbeiwert kmod,fi 

1,0 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

Druck 

Biegung 

Zug 

0,0 

0 20 40 60 80 100 

u r /A r in m -1 



23 

03.12.2005






Bemessung mit ideellem Restquerschnitt 

Festigkeiten/ Steifigkeiten: 

‣ 20%-Quantilwerte 

‣ Vernachlässigung des 

Temperatureinflusses 

Restquerschnitt: 

‣ Abbrand d(t f ) + d 0 

ideeller Restquerschnitt 

(d 0 

= 7 mm) 



24 

03.12.2005






Bemessung mit reduzierten 

Festigkeiten und Steifigkeiten 

Festigkeiten/ Steifigkeiten: 

‣ 20%-Quantilwerte 

‣ Berücksichtigung des 

Temperatureinflusses 

in Abhängigkeit u r /A r 

Restquerschnitt: 

‣ Abbrand d(t f ) 

verbleibender Restquerschnitt 



25 

03.12.2005






z.B. 

Bemessungswert 

der Druckspannung 

im Brandfall 

Holzbauteile 



der Biegespannung 

im Brandfall 

k 

σ 

c,y,fi 

c,0,fi,d 

⋅ 

f 

c,0,fi,d 

+ 

k 

σ 

m,fi 

m,y,fi,d 

⋅ 

f 

m,y,fi, d 

≤ 

1 

Knickbeiwert 

im Brandfall 


der Druckfestigkeit 

im Brandfall 

Kippbeiwert 

im Brandfall 


der Biegefestigkeit 

im Brandfall 



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03.12.2005






Bemessung mit ideellem 

Ablauf Restquerschnitt einer Brandschutzbemessung 

Steifigkeit und Festigkeit 

von Holzbauteilen 

Bemessung mit reduzierter 

Bestimmung des Restquerschnitts für die geforderte Feuerwiderstandsdauer 

ideeller Restquerschnitt 

verbleibender Restquerschnitt 

Bestimmung der rechnerisch vorhandenen Spannung 

Bestimmung der anzusetzenden Festigkeiten und Steifigkeiten 

20%-Quantile der Werte unter 


abgeminderte 20%-Quantile der Werte unter 


Bestimmung des Knick- bzw. Kippbeiwertes 

Nachweisführung für die geforderte Feuerwiderstandsdauer 



27 

03.12.2005






Bemessungshilfen zur DIN 4102-22 

tabellierte Tragfähigkeiten nach dem „genaueren Verfahren“ 

in Abhängigkeit der 

‣ Festigkeitsklassen 

‣ Feuerwiderstandsdauer t f 

‣ Querschnittsabmessungen unter Normaltemperaturen 

‣ Abstützungsabstände im Brandfall 



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03.12.2005







GL24h, b = 120 mm, t f = 30 min (vierseitig) 

Tragfähigkeit im Brandfall 

Knick- bzw. Kipplänge l ef in m 

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 

y 

b 

h 

h R t,0,d,fi R m,z,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi 

[mm] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] 

120 97,7 169 61,4 61,4 169 29,8 29,8 169 17,1 17,1 169 11,1 11,1 169 7,7 7,7 169 

150 138,6 243 128,5 88,3 336 77,3 42,5 336 45,6 24,4 336 29,7 15,7 336 20,8 11,0 336 

200 207,0 367 224,8 133,1 743 194,8 63,5 743 135,9 36,4 743 91,7 23,5 743 65,1 16,4 743 

250 275,3 491 314,5 177,7 1309 298,5 84,6 1309 260,2 48,4 1309 197,3 31,3 1309 144,8 21,8 1273 

300 343,6 615 403,1 222,3 2034 391,1 105,6 2034 369,6 60,5 2034 325,1 39,1 1956 259,9 27,3 1840 

350 411,9 739 491,3 266,9 2918 481,0 126,7 2918 465,8 72,5 2843 439,0 46,8 2642 389,9 32,7 2459 

400 480,2 863 578,2 311,5 3960 570,0 147,7 3960 557,5 84,6 3676 538,8 54,6 3381 507,2 38,1 3114 

450 548,5 987 663,7 356,1 5162 658,5 168,7 5036 647,5 96,6 4569 632,7 62,4 4158 610,4 43,5 3786 

500 616,8 1111 749,3 400,7 6523 746,9 189,8 6134 736,7 108,6 5509 724,0 70,1 4958 706,6 49,0 4461 

550 685,1 1235 834,8 445,3 8042 834,8 210,8 7296 825,5 120,7 6484 814,0 77,9 5769 799,4 54,4 5122 

600 753,4 1359 920,4 489,9 9721 920,4 231,9 8512 914,0 132,7 7483 903,3 85,7 6577 890,4 59,8 5757 

650 821,7 1483 1006,0 534,5 11288 1006,0 252,9 9772 1002,4 144,8 8495 992,3 93,5 7369 980,5 65,3 6352 

700 890,0 1607 1091,5 579,0 12917 1091,5 274,0 11068 1090,7 156,8 9509 1081,0 101,2 8135 1069,9 70,7 6897 

750 958,3 1731 1177,1 623,6 14613 1177,1 295,0 12390 1177,1 168,9 10515 1169,5 109,0 8863 1159,0 76,1 7426 

800 1026,6 1855 1262,6 668,2 16370 1262,6 316,1 13730 1262,6 180,9 11504 1257,9 116,8 9543 1247,8 81,5 7956 

850 1094,9 1979 1348,2 712,8 18181 1348,2 337,1 15080 1348,2 192,9 12467 1346,3 124,5 10182 1336,5 87,0 8485 



29 

03.12.2005 

z







Knick- bzw. Kipplänge l ef in m 

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 

h R t,0,d,fi R m,z,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f RR R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi R c,0,y,d,fi R c,0,z,d,f R m,y,d,fi 

m,y,d,fi 

[mm] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] [kN] [kN] [kNcm] 

120 97,7 169 61,4 61,4 169 29,8 29,8 169 17,1 17,1 169 11,1 11,1 169 7,7 7,7 169 

150 138,6 243 128,5 88,3 336 77,3 42,5 336 45,6 24,4 336 29,7 15,7 336 20,8 11,0 336 

200 207,0 367 224,8 133,1 743 194,8 63,5 743 135,9 36,4 743 91,7 23,5 743 65,1 16,4 743 

250 275,3 491 314,5 177,7 1309 298,5 84,6 1309 260,2 48,4 1309 197,3 31,3 1309 144,8 21,8 1273 

300 343,6 615 403,1 222,3 2034 391,1 105,6 2034 369,6 60,5 2034 325,1 39,1 1956 259,9 27,3 1840 

350 411,9 739 491,3 266,9 2918 481,0 126,7 2918 465,8 72,5 2843 439,0 46,8 2642 389,9 32,7 2459 

400 480,2 863 578,2 311,5 3960 570,0 147,7 3960 557,5 84,6 3676 

538,8 54,6 3381 507,2 38,1 3114 

450 548,5 987 663,7 356,1 5162 658,5 168,7 5036 647,5 96,6 4569 632,7 62,4 4158 610,4 43,5 3786 

500 616,8 1111 749,3 400,7 6523 746,9 189,8 6134 736,7 108,6 5509 724,0 70,1 4958 706,6 49,0 4461 

550 685,1 1235 834,8 445,3 8042 834,8 210,8 7296 825,5 120,7 6484 814,0 77,9 5769 799,4 54,4 5122 

600 753,4 1359 920,4 489,9 9721 920,4 231,9 8512 914,0 132,7 7483 903,3 85,7 6577 890,4 59,8 5757 

650 821,7 1483 1006,0 534,5 11288 1006,0 252,9 9772 1002,4 144,8 8495 992,3 93,5 7369 980,5 65,3 6352 

700 890,0 1607 1091,5 579,0 12917 1091,5 274,0 11068 1090,7 156,8 9509 1081,0 101,2 8135 1069,9 70,7 6897 

750 958,3 1731 1177,1 623,6 14613 1177,1 295,0 12390 1177,1 168,9 10515 1169,5 109,0 8863 1159,0 76,1 7426 

800 1026,6 1855 1262,6 668,2 16370 1262,6 316,1 13730 1262,6 180,9 11504 1257,9 116,8 9543 1247,8 81,5 7956 

850 1094,9 1979 1348,2 712,8 18181 1348,2 337,1 15080 1348,2 192,9 12467 1346,3 124,5 10182 1336,5 87,0 8485 

400 


GL24h, b = 120 mm, t f = 30 min (vierseitig) 



30 

03.12.2005 

4,0







Voraussetzungen der Vergleichsbetrachtung 

‣ 65% des Bemessungswertes der Einwirkungen unter 


‣ unterschiedliche Teilsicherheitsbeiwerte des Materials 

γ M = 1,3; γ M,fi = 1,0 

‣ Modifikationsbeiwert k mod = 0,9 



31 

03.12.2005






Verbindungen 

Umstellung auf semiprobabilistisches 

Sicherheitskonzept 



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03.12.2005






Bemessung von Holzverbindungen 

Änderungen 

von DIN 4102-4 durch DIN 4102-22 

‣ Regelungen entsprechen im Wesentlichen DIN 4102-4 

‣ Bezeichnungen entsprechend DIN 1052: 2004-08 

‣ Ermittlung von R k,fi statt N 



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Verbindungen 


charakteristische 

Lochleibungsspannung 

im Brandfall 

Abbrandrate 

Geometrie- 

Faktor 

R 

k,fi 

⎛ 1 

= kconn,fi 

⋅ fh,1,k 

⋅ 

1 

n 

2 

2 

⎝k90 

⋅ sin α + cos 

( t − 30 ⋅β ) ⋅ d⋅ 

η⋅ ⎜ 

⎟ 

⎞ 

α⎠ 

Stabdübel 

Seitenholzdicke 

Durchmesser 

Abminderungsfaktor 



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Ausblick 

neues Konzept der Bemessungsverfahren 

E 

d,fi 

≤ 

R 

d,fi 


R 

d,fi 

= ξ 

fi 

⋅R 

d 

ξ 

fi 

= 

R 

R 

d,fi 

d 

= 


Tragfähigkeit unter Normaltemperatur 



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Numerische Tragfähigkeitsermittlung von 

Holzbauteilen im Brandfall unter Berücksichtigung 

des nichtlinearen Materialverhaltens 

Querschnittswerte 

Festigkeitsklasse CD 40 

b / h = 120 / 160 mm 

Dauer der Brandbeanspruchung 

Temperaturentwicklung 

bei 

Holzquerschnitten 

im Brandfall 

t fi 

= 30 min 

Temperatur T in K 



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03.12.2005






Numerische Tragfähigkeitsermittlung von 

Holzbauteilen im Brandfall unter Berücksichtigung 

des nichtlinearen Materialverhaltens 

Querschnittswerte 

Festigkeitsklasse C40 

b/h = 120/160 mm 

160 

140 

120 

t fi 

Brandbeanspruchung 

= 30 min (vierseitig) 

100 

80 

60 

Höhe h in mm 

40 

20 

Verteilung der 

Biegespannung 

im Brandfall 

-60 -30 

0 

30 

60 

Breite b in mm 

-40 

0 

40 

20 

0 

-20 

Spannung σ m,y,fi in N/mm 2 



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Ermittlung der Tragfähigkeit von stabförmigen 

Verbindungsmitteln im Brandfall 

Temperaturentwicklung 

bei 

Stabdübeln 

im Brandfall 



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„Noch Fragen?!“ 

„Ich habe fertig!“ 



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DIN 4102-22:2004-11

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