Baulicher Brandschutz von Industriebauten

Bachelorarbeit von Nancy Klemm

Einleitung:

Mit dieser Bachelorarbeit wurde der gegenwärtige Stand des Wissens über den baulichen Brandschutz in seiner Breite so dargestellt, dass dem Lesenden eine fach-spezifische Grundlage vermittelt wird. Augenmerk in dieser Bachelorarbeit ist, neben den Grundlagen des baulichen Brandschutzes, der vorbeugende Brandschutz im Industriebau.

Gang der Untersuchung:

Das 1. Kapitel befasst sich u. a. mit der Brandentstehung und dem Brandverlauf sowie mit der Strukturierung des Brandschutzes. Demnach gibt es den vorbeugenden Brandschutz und den abwehrenden Brandschutz. Auf die Grundlagen des vorbeugenden Brandschutzes wird im 2. Kapitel eingegangen. Die Ursachen für einen Brand können verschiedenen Ursprung haben. Es können technische und natürliche Brandursachen möglich sein, oder durch Brandstiftung verursacht werden. Deshalb ist die wichtigste Aufgabe des baulichen Brandschutzes die Gewährleistung des Schutzes von Menschen, Tieren, Sachwerten und Umwelt. Um dies zu ermöglichen gibt es eine Vielfalt von technischen und organisatorischen Brandschutzmaßnahmen. Die im 3. Kapitel beschriebenen gesetzlichen Grundlagen, u. a. die Musterbauordnung, die Landesbauordnungen (hier Thüringer Bauordnung), die Muster-Industriebaurichtlinie für Industriebauten sowie die DIN-Normen (z. B.: DIN 4102) weisen auf die Dringlichkeit des Brandschutzes hin und bieten Ausgangspunkte u. a. für die Umsetzung von Brandschutzmaßnahmen und -nachweisverfahren. Im 4. Kapitel wird auf die drei Brandschutznachweisverfahren der Muster-Industriebaurichtlinie näher eingegangen und beschrieben. Nachdem die Grundlagen in den ersten Kapiteln gegeben und die Brandschutznachweisverfahren für Industriebauten beschrieben wurden, geht es speziell im vorletzten Kapitel u. a. um die Brandrisiken und baulichen Brandschutzmaßnahmen im Industriebau. Aus gegebenen Statistiken wurden Brandereignisse und Schäden von den Beispielen Produktions- und Lagerhallen analysiert. Das Beispiel der A380-Werft als Industriebau zeigt, wie in der Praxis der bauliche Brandschutz angewendet wurde. Das letzte Kapitel weist darauf hin, wie sich Stahl im Fall eines Brandes verhält und wie man durch die Brandschutzmaßnahmen der Brandbeschichtung und -bekleidung die Tragfunktion von Stahlbauteilen verbessern kann. Das genannte Praxisbeispiel zeigt, dass heutzutage immer mehr das brandsichere Bauen mit sichtbarem Stahl in den Vordergrund tritt. Das letzte Kapitel endet mit der ökonomischen Betrachtung von Stahl und Brandschutzmaßnahmen für Stahlbauteile.

In dieser Bachelorarbeit wurde nicht auf den Brandschutznachweis nach DIN EN 1993-1-2 eingegangen. Die gesetzliche Grundlage der DIN 18230 wurde nicht weiter benannt, es wurde nur näher auf das Nachweisverfahren nach DIN 18230 im 4. Kapitel eingegangen. Die Methoden des Brandschutzingenieurwesens wurden in 4.3 nur aufgezählt (z. B. Brandsimulationen), aber nicht weiter beschrieben.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 4.1, Vereinfachtes Nachweisverfahren:

In diesem Verfahren, nach Abschnitt 6 MIndBauRL, wird ohne Brandlastermittlung und in Abhängigkeit der Feuerwiderstandsklassen der Bauteile, den Sicherheitskategorien und der Geschossanzahl die zulässige Brandabschnittsfläche für einen Brandabschnitt ermittelt.

Die Bestimmung der zulässigen Größe der Brandabschnittsflächen wird tabellarisch laut MIndBauRL bestimmt. Dies entspricht der Tabelle 12 im Kapitel 3.3 und wurde ebenso wie die Sicherheitskategorien nach Tabelle 13 bereits dort erläutert.

Anforderungen an Baustoffe und Bauteile sowie an die Größe der Brandabschnitte:

Die tragenden und aussteifenden Bauteile beinhalten die Wände, Pfeiler, Stützen, Decken sowie das Haupttragwerk des Daches. Diese Bauteile müssen aus nicht-brennbaren Baustoffen bestehen. Gleiches gilt für Unterdecken und ihre Unterkonstruktion. Für Bauteile der Feuerwiderstandsklasse F 30 entfällt die Anforderung aus nichtbrennbaren Baustoffen zu bestehen.

Besondere Anforderungen an Lagergebäude und an Gebäude mit Lagerbereichen:

Bei Lagergebäuden und Gebäuden mit Lagerbereichen (ohne selbsttätige Feuerlöschanlage) ist die Brandabschnittsfläche bzw. der Lagerbereich durch Freiflächen in Lagerabschnitte zu unterteilen. In jedem Geschoss dürfen die Brandabschnittsflächen jeweils nicht größer als 1200 m² sein.

Die Mindestbreiten der Freiflächen in Bezug auf die Lagerguthöhe wurden in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst:

Bei einer Lagerguthöhe (Oberkante) von bis zu 4,5 m muss die Freifläche mindestens eine Breite von 3,5 m haben. Entspricht die Lagerguthöhe 7,5 m, so beträgt die Mindestbreite der Freiflächen mindestens 5,0 m. Die Mindestbreiten der Freiflächen bei einer Lagerguthöhe zwischen 4,5 m und 7,5 m müssen linear interpoliert werden.

Bei Lagerguthöhen (Oberkante) von mehr als 7,5 m, müssen Lagergebäude und Gebäude mit Lagerbereichen mit selbsttätigen Feuerlöschanlagen ausgestattet werden.

(Anmerkung: Bei der Literaturrecherche ergab sich ein Widerspruch in dem Zusammenhang der Lagerguthöhe und Freiflächenbreite. Für diese Bachelorarbeit wurden die Werte für Lagerguthöhe (Oberkante) und Mindestbreite der Freiflächen nach MIndBauRL entnommen. Diese Werte stimmen nicht mit den Werten nach Quelle [20] auf S. 212 überein.) Bei der Ausübung der Planung von Industriebauten hat sich überwiegend das ‘vereinfachte Verfahren’ nach Abschnitt 6 MIndBauRL als Brandschutznachweisverfahren etabliert. Die in diesem Verfahren zulässigen Flächen decken die in der Praxis auftretenden Fälle gut ab.

4.2, Nachweisverfahren nach DIN 18230:

In diesem Verfahren, nach Abschnitt 7 MIndBauRL, werden unter Verwendung des Rechenverfahrens nach DIN 18230-1 die zulässigen Flächen und die Anforderungen an die Bauteile nach den Brandsicherheitsklassen für einen Brandbekämpfungsabschnitt (BBA) ermittelt.

Bei Industriebauten, die nur eine geringe Brandlast aufweisen, ist das Nachweisverfahren nach Abschnitt 7 MIndBauRL sinnvoll.

Grundsätze des Nachweises:

Auf Grundlage der tatsächlichen Brandlast wird mit Hilfe des Rechenverfahrens nach DIN 18230-1 die äquivalente Branddauer tä und die rechnerisch erforderliche Feuerwiderstandsdauer erf tF für einen BBA bestimmt.

Die äquivalente Branddauer tä ist nötig zur Bestimmung der zulässigen Flächen, die Feuerwiderstandsdauer erf tF zur Bestimmung der Anforderungen an die Bauteile nach Brandsicherheitsklassen.

Die Feuerwiderstandsklasse der Bauteile muss mindestens der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer erf tF entsprechen bzw. einer maximalen Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten.

Brandsicherheitsklassen:

An die jeweiligen Bauteile werden auf Grund ihrer brandschutztechnischen Bedeutung unterschiedliche Anforderungen gestellt. Deshalb werden Bauteile den entsprechenden drei Brandsicherheitsklassen zugeordnet: SKb1 (geringe Anforderungen), SKb2 (mittlere Anforderungen) und SKb3 (hohe Anforderungen). Keine Anforderungen werden zum Beispiel an nichttragende Innenwände gestellt.

Wenn sich eine größere rechnerisch erforderliche Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten für SKb3 ergibt, so darf dieses Verfahren nach Abschnitt 7 MIndBauRL nicht angewendet werden.