Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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Building in existing structures
– Fire resistance assessment for historical concrete components
Bauen im Bestand
– Abschätzung des Feuerwiderstands bei historischen Betonbauteilen
Autor
Dr.-Ing. Frank Fingerloos,
Deutscher Beton- und
Bautechnik-Verein E.V., Berlin
fi ngerloos@betonverein.de
Geb. 1961; Bauingenieurstudium
an der Hochschule
für Bauwesen Cottbus; ab 1986
wiss. Mitarbeiter im Bereich
Konstruktiver Ingenieurbau; ab
1990 im Bereich Technik der
Hochtief Construction AG, Berlin;
seit 2000 Abteilungsleiter
Bautechnik im Deutschen
Beton- und Bautechnik-Verein
E.V.; seit 2005 Sachverständiger
beim Deutschen Institut für
Bautechnik; seit 2008 ö. b. u. v.
Sachverständiger für Beton-
und Stahlbetonbau der IHK
Berlin; seit 2008 Lehrauftrag für
Massivbau an der Technischen
Universität Kaiserslautern.
Introduction
The fi re safety assessment of existing structures often reveals
that they cannot simply be aligned with current requirements
imposed by applicable building legislation
and with the objectives of the owner. This situation calls
for comprehensive concepts to document and assess the
fi re safety of existing structures, as well as for the planning
of optimized upgrading works. The DBV Code of
Practice on “Building in Existing Structures – Fire Safety”
[1] deals with these issues.
Fire safety in existing structures
Compared to the requirements currently imposed by
building legislation, existing structures are often characterized
by the following deviations in terms of fi re safety:
» Insuffi cient fi re rating of structural and enclosing components,
» Use of combustible materials for load-bearing structures,
» Insuffi cient fi re safety of escape and evacuation routes,
» Insuffi cient division of fi re compartments or buildings,
» Non-compliance with required distances between
buildings or to plot boundaries,
» Unfavorable conditions for fi refi ghting.
The deviations identifi ed in the course of a building survey
must be compensated by appropriate measures. If individual
structural components cannot be classifi ed in
accordance with DIN 4102-4, compensatory measures
must usually be defi ned in the fi re safety concept. These
measures must be coordinated as early as possible with
the relevant authorities issuing permits and approvals
and the fi re department.
The building class specifi ed in the relevant state charter
governing the erection of structures may change due to
the addition of top fl oors or as a result of building extensions
or changes in use. This revokes any existing grandfathering
provisions and usually results in more demanding
requirements on structural and preventive fi re safety.
Fire rating of historical concrete components
As a realistic model of fi re impact in conventional building
construction, the standard temperature-time curve
used for the classifi cation of buildings on the basis of their
fi re rating and for the purpose of component testing relies
on very conservative assumptions because actual fi re
loads usually generate signifi cantly less heat than required
to heat the component to up to 1,000 °C over a period of
60 minutes or longer. A fi re load of up to 900 MJ/m² can
be assumed for conventional residential buildings, offi ce
buildings, schools and shops.
The most eff ective tool to put the fi re rating requirements
imposed on existing structural components in perspective
is a comparison of the standard temperature-time
curve and fi re rating with a natural fi re and the equivalent
| Proceedings 54 th BetonTage
Einleitung
Bei der brandschutztechnischen Beurteilung von bestehenden
baulichen Anlagen tritt oft zutage, dass sich der
Bestand nicht ohne weiteres mit den aktuellen baurechtlichen
Anforderungen und den Zielen des Bauherrn in
Übereinstimmung bringen lässt. Gefragt sind in diesem
Zusammenhang gesamtheitliche Konzepte zur Erfassung
und Beurteilung des Brandschutzes im Bestand und die
Planung optimierter Ertüchtigungsmaßnahmen. Das
DBV-Merkblatt „Bauen im Bestand – Brandschutz“ [1] befasst
sich mit diesen Fragestellungen.
Brandschutz in Bestandsbauwerken
Im Vergleich mit dem aktuellen Stand des Baurechts weisen
bestehende bauliche Anlagen häufi g folgende Abweichungen
in Bezug auf den Brandschutz auf:
» zu geringe Feuerwiderstandsdauer tragender und
raumabschließender Bauteile,
» Verwendung brennbarer Stoff e bei tragenden
Konstruktionen,
» unzureichend gesicherte Flucht- und Rettungswege,
» unzureichende Brandabschnitts- bzw. Gebäudetrennungen,
» nicht eingehaltene Gebäude- bzw. Grenzabstände,
» ungünstige Randbedingungen für die Brandbekämpfung.
Die im Rahmen einer Bestandsaufnahme festgestellten
Abweichungen sind durch geeignete Maßnahmen zu
kompensieren. Sofern sich z. B. einzelne Tragwerksteile
nicht nach DIN 4102-4 klassifi zieren lassen, sind in der
Regel im Rahmen des Brandschutzkonzeptes Kompensationsmaßnahmen
festzulegen. Diese Maßnahmen sind
frühzeitig mit den genehmigenden Stellen der Bauaufsichtsbehörden
und Feuerwehren abzustimmen.
Durch Aufstockung bzw. Anbau, aber auch durch
Umnutzung kann sich die Gebäudeklasse nach den Landesbauordnungen
ändern. Der Bestandsschutz wird
dadurch aufgehoben und es ergeben sich i.d.R. erhöhte
Anforderungen an den baulichen und vorbeugenden
Brandschutz.
Feuerwiderstandsdauer historischer Betonbauteile
Die zur Klassifi zierung auf Basis der Feuerwiderstandsdauer
und für Bauteilversuche genormte Einheitstemperaturzeitkurve
(ETK) liegt als Modell für realistische
Brandeinwirkungen im üblichen Hochbau weit auf der
sicheren Seite, weil die tatsächlich vorhandenen Brandlasten
i. d. R. wesentlich weniger Wärme ergeben, als zur
Bauteilerwärmung bis 1.000 °C über 60 Min. und länger
erforderlich wäre. Es kann von der Annahme ausgegangen
werden, dass eine Brandlast in üblichen Wohngebäuden,
Büros, Schulen und Verkaufsstätten bis maximal
900 MJ/m² vorhanden ist.
Das eff ektivste Werkzeug, um die Anforderungen an
die Feuerwiderstandsdauer von Bestandsbauteilen zu
BFT 02/2010