Welchen Sinn soll Brandschutz im Zusammenhang mit dem Material Stahl haben? Stahl brennt doch nicht! Das ist richtig – und dennoch hat vorbeugender Brandschutz im Stahlbau eine wichtige Bedeutung. Unter Last verliert Stahl ab Temperaturen von 500 °C seine Festigkeit. Besonders für Stahlträger, die für die Statik eines Gebäudes eine gewichtige Rolle spielen, und ohne Hitze- und Feuerschutz ausgestattet sind, können Brände eine verheerende Wirkung haben.
Ohne Schutz verlieren Stahlträger ihre Festigkeit in wenigen Minuten
Bei Bränden treten meist Temperaturen oberhalb 900 °C auf – weit über der Grenze, bei der Stahl unter Last seine Festigkeit verliert. Dieser Festigkeitsschwund erfolgt in wenigen Minuten. Dadurch wird die Standsicherheit von Gebäuden erheblich bedroht – auch Hochhäuser können einstürzen. Darüber hinaus dehnt sich Stahl bei großer Hitzeeinwirkung aus und kann angrenzende Gebäudeteile stark beschädigen.
Vorbeugender Brandschutz kann helfen
Vorbeugender Brandschutz kann auf Dauer nicht verhindern, dass der Stahlträger seine Festigkeit verliert. Es geht darum, die Zeitspanne zu verlängern – eine wertvolle Frist um Menschenleben zu retten und das Feuer zu bekämpfen. Der Gesetzgeber sieht deshalb in den Landesbauordnungen bestimmte Mindestinhalte des Brandschutzes in Bezug auf Stahl und Stahlträger vor.
Die Erwärmungsgeschwindigkeit reduzieren
Drei Faktoren bestimmen die Erwärmungsgeschwindigkeit:
- Stärke der Belastung für den Stahlträger
- Art der Belastung
- Profifaktor = Umfang durch Querschnitt
Grundsätzlich dauert die Erwärmung eines massiven Bauteils länger. Die DIN 4102 2. Teil unterscheidet folgende Feuerwiderstandsklassen, die für Stahlträger Bedeutung finden:
- F30 (Der Feuerwiderstand beträgt mindestens 30 Minuten)
- F60 (entsprechend 60 Minuten)
- F90 (90 Minuten)
- F120 (mindestens 2 Stunden).
Kann ein Stahlträger die gemäß Bauordnung verpflichtend vorgeschriebene Feuerwiderstandsklasse nicht erfüllen, müssen Brandschutzmaßnahmen ergriffen werden.
Die Möglichkeiten des vorbeugenden Brandschutzes bei Stahl
Bauphysikalisch lassen sich Stahlträger durch mehrere Möglichkeiten widerstandsfähiger gegen Erwärmung machen. Jedoch sind nicht alle diese Varianten auch bautechnisch umsetzbar.
Verbundsystem bilden
Ein Verbundsystem besteht neben Stahl aus einem anderen, feuerwiderstandsfähigem, Material wie zum Beispiel Beton. Diese Verbundsysteme werden in der DIN 4102 detailliert ausgeführt. Beispiele sind:
- Verbundstützen aus Hohlprofilen, die mit Beton gefüllt sind
- Verbundstützen aus Stahlträgern, die einbetoniert sind
- Stahlprofile, deren Seitenteile ausbetoniert sind
Der Nachteil dieses vorbeugenden Brandschutzes besteht in den ungeschützt bleibenden Stahlquerschnitten.
Ummantelung als Brandschutzmaßnahme
Eine wirksame Methode ist die Ummantelung des Stahlträgers. Für sichtbare Stahlträger eignen sich besonders Beschichtungen und Ummantelungen im Spritzputzverfahren. Diese Varianten haben zudem den Vorteil, dass sie kaum Gewicht mitbringen und sich damit nicht auf die Statik auswirken. Eine weitere Methode ist die Plattenummantelung. Die Platten werden im Trockenbau angebracht, zum Beispiel durch Schrauben oder Kleben.
Die Maßnahmen richten sich nach der Art des Gebäudes
Welche Maßnahme die effektivste und wirtschaftlichste ist, richtet sich nach dem Einzelfall. Die Nutzung und die Bauart des betroffenen Gebäudes spielt dabei eine entscheidende Rolle.
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