Planung und Einbau von Brandschutzklappen

Brandschutzklappen sitzen zwischen brandschutztechnisch getrennten Gebäudeabschnitten in Öffnungen, die beim Durchdringen von Lüftungsleitungen durch raumabschließende Bauteile hervorgerufen werden. Der Beitrag geht u.a. auf Beispiele für den Wand- und Deckeneinbau ein.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Brandschutzklappe mit Rauchauslöseeinrichtung für Überstromöffnungen
Abb. 1: Brandschutzklappe mit Rauchauslöseeinrichtung für Überstromöffnungen (Bild: Wildeboer Bauteile)

August 2017 / Von Dr.-Ing. Jürgen Wildeboer. Beim Einbau von Brandschutzklappen ist generell zu berücksichtigen, dass keine Lücken in Form von Fugen und Spalten verbleiben, weder zwischen mehreren Klappen noch umlaufend zur umgebenden Wand oder Decke. Jegliche Spalte müssen gemäß Herstellerangaben verfüllt werden. Abgestimmt auf die Bauart der Brandschutzklappe und auf die jeweilige Wand oder Decke eignen sich folgende Baustoffe als Verfüllmassen:

  • Mörtel der Gruppen II oder III nach DIN EN 998-1:2017-02,
  • Leichtmörtel nach DIN 1053,
  • Gipsmörtel,
  • Beton und
  • nichtbrennbare mineralische Baustoffe mit Schmelzpunkt > 1.000 °C wie
    – Kalzium-Magnesium-Silikat oder
    – Mineralwolle mit bestimmter Rohdichte.

Folgende Informationen sind den Herstellerunterlagen u.a. zu entnehmen:

  • erlaubte Spaltweiten,
  • Rohdichten der Mineralwolle,
  • Mindestabstände zwischen Klappen und angrenzenden Wänden und Decken,
  • erforderliche Mindestdecken- und -wandstärken.

Brandschutzklappen müssen nach Herstellerangaben eingebaut werden. Der Einbau ist überwiegend unabhängig von der Lage der Klappenblattachse, so dass die Auslöseeinrichtung oder der Antriebsmotor links oder rechts bzw. oben oder unten angeordnet sein kann.

Der Artikel ist im FeuerTRUTZ Magazin 4.2017 (Juli 2017) erschienen.
Hier finden Sie weitere Informationen zum FeuerTRUTZ Magazin Ausgabe 4.2017

Beispiele für den Wand- und Deckeneinbau von Brandschutzklappen

In der Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie (M-LüAR) [1] wird die Durchführung der Lüftungsleitungen durch feuerwiderstandsfähige raumabschließende Bauteile geregelt. Leitungsabschnitte, die brandschutztechnisch zu trennende Abschnitte überbrücken, sind in der höchsten vorgeschriebenen Feuerwiderstandsfähigkeit der durchdrungenen Bauteile auszuführen. Ansonsten sind nach der M-LüAR Brandschutzklappen vorzusehen, deren Feuerwiderstandsdauer derjenigen des raumabschließenden Bauteils entsprechen. Planer, Bauherr und Anlagenbauer müssen daher jede Brandschutzklappe auch hinsichtlich ihrer Feuerwiderstandsdauer sorgfältig auswählen. Die vollständige Bezeichnung der Klassifizierung für 30, 60 oder 90 Minuten Feuerwiderstandsdauer lautet: EI XX (ve-ho, i ↔o)-S mit XX gleich 30, 60 oder 90. Sie können sowohl in Wände mit der Klassifizierung EI 30, EI 60 als auch EI 90 eingebaut werden. Brandschutzklappen der Klassifizierung EI können in feuerbeständige Wände und Decken eingebaut werden. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten und herstellerbedingten Unterschieden bei der Verwendung, insbesondere beim Einbau von Brandschutzklappen. Im Folgenden wird exemplarisch auf einige Einbaufälle eingegangen.

Einbau in massive Wände und Decken

In Ecken bzw. an Wänden oder Decken vereinfacht sich der Einbau von eckigen und runden Brandschutzklappen, wenn eine Ausmörtelung teilweise möglich ist. An den schwer zugänglichen Stellen werden hierbei die Spalte zwischen Wand bzw. Decke und Brandschutzklappe mit Mineralwolle ausgestopft und ansonsten vermörtelt.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Beispiele von Einbauöffnungen in leichten Trennwänden
Abb. 2: Beispiele von Einbauöffnungen in leichten Trennwänden (Bild: Wildeboer Bauteile)

Beim Einbau in leichten Trennwänden (s. Abbildung 2) sind Riegel und Aussteifungen so in das Ständerwerk einzufügen, dass ein umlaufender Rahmen entsteht, in den die Brandschutzklappe eingebaut wird. Ist die Breite der Brandschutzklappe größer als die Abstände benachbarter Stützen, können diese durchtrennt werden.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Einbauprinzip FR90 in einer leichten Trennwand
Abb. 3: Einbauprinzip FR90 in einer leichten Trennwand (Bild: Wildeboer Bauteile)

Die Abbildung 3 zeigt den Einbau von Brandschutzklappen in einer leichten Trennwand. Der Spalt zwischen Gehäuse und umlaufendem Rahmen wird mit Mineralwolle verfüllt. Auch Mörtel ist hierfür geeignet, allerdings bestehen – rein statisch bedingt – enge Grenzen bei den Gewichtslasten. Diese sind für die auf den Brandfall zu bemessende Statik der Tragkonstruktion zu berücksichtigen. Bei der Befestigung der Wandbekleidungen müssen die Herstellerangaben zu den Schraubengrößen sowie zu den Abständen zwischen den Schrauben beachtet werden.

Der Einbau von Brandschutzklappen in leichten und massiven Tragkonstruktionen ist nur mit entsprechenden Mindestdicken möglich. Bei leichten Trennwänden können Mindestdicken durch sogenannte Aufdoppelungen erzielt werden. Diese bestehen aus dem Plattenmaterial der Wand und werden in der vom Hersteller der Brandschutzklappe angegebenen Größe ein- oder mehrlagig umlaufend um die Brandschutzklappe angeschraubt.

Brandschutzklappen können in Abhängigkeit ihrer Nenngrößen auch als „Paket“ direkt aneinander in leichten Trennwänden montiert werden. So lassen sich platzsparende Leitungsdurchführungen erzielen.
Decken und Unterzüge oberhalb nichttragender Wände können sich durch aufgebrachte Lasten senken und bei größeren Spannweiten durchbiegen. Die darunterliegenden Wände müssen davon unbeeinflusst bleiben. Dazu werden sie über einen gleitenden Anschluss mit der Decke verbunden, in den Brandschutzklappen integriert werden. Dieser nimmt die Deckenbewegungen auf und entlastet so die darunterliegenden Wände.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Eine Einbaumöglichkeit entfernt einer massiven Wand
Abb. 4: Eine Einbaumöglichkeit entfernt einer massiven Wand (Bild: Wildeboer Bauteile)

Die Abbildung 4 zeigt beispielhaft den Einbau entfernt von einer massiven Wand mit Wanddurchführung. Auch ein Wandanschluss ist möglich. Die Stahlblechleitung wird durch die Wand geführt und die Brandschutzklappe mit Anbaurahmen angeschlossen. Die Isolierung mit Plattenmaterial erfolgt gemäß den Herstellerangaben und wird ebenfalls durch die Wand geführt. Die Stahlblechleitung kann rechts der Wand mit oder ohne Isolierung weitergeführt werden.

Somit ergibt sich in der Wand eine L 90-durchgeführte Lüftungsleitung, die rechts von der Wand fortgesetzt werden kann. Je nach Größe und Gewicht müssen Abhängungen entsprechend der Montageanleitung des Herstellers gesetzt werden. Der Einbau als Wandanschluss oder Wanddurchführung kann auch außerhalb von leichten Tragkonstruktionen erfolgen. Nach EN 1366-2 [2] beträgt bei Brandprüfungen der Standard-Mindestabstand zwischen Brandschutzklappen 200 mm. Einigen Herstellern ist es allerdings inzwischen gelungen, mit kleineren Abständen ergänzende Brandprüfungen zu bestehen, sodass eckige Brandschutzklappen direkt Flansch an Flansch und runde mit einem Kleinstabstand eingebaut werden können. Die Spalte zwischen den Brandschutzklappen innerhalb der Einbauöffnung werden mit Mineralwolle bzw. mit Mörtel ausgefüllt.

Leitungsanschluss und Leitungsabhängung 

An Brandschutzklappen können ein- oder beidseitig nichtbrennbare und teilweise auch brennbare Lüftungsleitungen angeschlossen sein. Diese erfahren im Brandfall
(bei 1.000° C) durch temperaturbedingte Ausdehnungskräfte eine materialabhängige Längenänderung, die bei Stahlblech ca. 10 mm und bei Edelstahl ca. 16 mm pro Meter Leitung beträgt. Eine daraus resultierende Krafteinleitung in die installierte Brandschutzklappe muss vermieden werden. Die Kompensation der Ausdehnung zwischen den
Durchführungen durch feuerwiderstandsfähige oder tragende Wände ist Sache der fachgerechten Leitungsführung. Die M-LüAR regelt die Anforderungen an die Installation von Lüftungsleitungen und u.a. die Begrenzung der Kräfte. Erforderliche Abhängungen oder Befestigungen sind nach DIN 4102-4 [3] oder nach gleichwertigen Regelwerken vorzunehmen. Für Dübel sind brandschutztechnische Eignungsnachweise erforderlich.

Brandschutzklappen für feuerwiderstandsfähige Unterdecken

Für selbstständig feuerwiderstandsfähige Unterdecken werden spezielle Brandschutzklappen verwendet. In Deutschland haben sie eine Feuerwiderstandsdauer von 30 oder 90 Minuten. Sie erfordern eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) und sind als K30U oder K90U (siehe Tab. 1) klassifiziert. Der Einbau erfolgt im Zwischendeckenbereich, in dem brennbare Baustoffe und Installationen zulässig sind. Die Luftdurchlässe werden unmittelbar an die Brandschutzklappe angebaut.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Tabelle: Zuordnung der Kurzbezeichnungen für Feuerwiderstandsklassen
Tabelle 1: Zuordnung der Kurzbezeichnungen für Feuerwiderstandsklassen (Quelle: obere Zeile nach DIN 4102; untere Zeile nach EN 13501)

In Abbildung 5 sind diese Einbaumöglichkeiten dargestellt: Das linke Bild zeigt einen Flur, dessen feuerwiderstandsfähige Wände bis an die massive Decke reichen. In diesen Rettungsweg wird eine selbstständig feuerwiderstandsfähige Unterdecke eingezogen, sodass sich oberhalb des Flurs ein waagerechter Installationskanal ausbildet. Die Flurbelüftung erfolgt durch Luftdurchlässe, die an die Brandschutzklappen für Unterdecken montiert sind. Auch die Lüftungsleitungen zu den seitlichen Räumen erfordern in den feuerwiderstandsfähigen Flurwänden den Einbau von Brandschutzklappen.

Im mittleren Bild ist die abgehängte, selbstständig feuerwiderstandsfähige Unterdecke über das gesamte Geschoss gezogen. Die Belüftung des Flurs und der angrenzenden Räume erfolgt über Luftauslässe, die an die Brandschutzklappen für Unterdecken montiert sind. Im rechten Bild ist ein Flur als Fluchttunnel ausgebildet. Zur Flurbelüftung sind Brandschutzklappen für Unterdecken mit integrierten Luftauslässen in die selbstständig feuerwiderstandsfähige Unterdecke eingebaut.

Planung und Einbau von Brandschutzklappen: Einbaumöglichkeiten in Unterdecken
Abb. 5: Einbaumöglichkeiten in Unterdecken (Bild: Wildeboer Bauteile)

Brandschutzklappen für Überströmöffnungen

Bei Brandschutzklappen für Überströmöffnungen handelt es sich im Allgemeinen um motorisierte Brandschutzklappen mit Rauchauslöseeinrichtungen (s. Abbildung 1). Sie werden in Überströmöffnungen eingebaut und schließen beidseitig mit einem Gitter ab. Ein Anschluss an Lüftungsleitungen ist nicht vorgesehen. Je nach Ausführung (runde oder eckige Form) und Montagemöglichkeit können sie mit geringen Abständen zu Wänden und Decken montiert werden. Ihre Verwendung ist in Deutschland national geregelt, die Einbaudetails sind in der abZ und in den Herstellerunterlagen beschrieben.

Brandschutzklappen für gewerbliche Küchen

Für die Verlegung der Abluftleitungen außerhalb gewerblicher Küchen sind zwei unterschiedliche Lösungen möglich. Vom Austritt aus der Küche muss die Abluftleitung der Feuerwiderstandsklasse L 90 oder einer europäisch hierzu gleichwertigen Klassifizierung entsprechen. Ebenfalls zulässig ist, am Austritt aus der Küche und in allen folgenden raumabschließenden Bauteilen mit Feuerwiderstandsfähigkeit Brandschutzklappen für gewerbliche Küchenabluft mit einer Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten vorzusehen [4].

Diese Brandschutzklappen müssen aufgrund ihres speziellen Anwendungsbereichs erhöhte konstruktive Anforderungen erfüllen. So darf ihre Funktionsfähigkeit durch mögliche Fettablagerungen oder bei Fettbränden nicht beeinträchtigt werden. Es sind daher glatte Oberflächen und eine Auslöseeinrichtung mit hoher Schließkraft erforderlich. Gekapselte Getriebe erhöhen zudem die Einsatzsicherheit, da sie nicht mit fetthaltiger Luft in Berührung kommen. Die Verwendung von Brandschutzklappen für gewerbliche Küchen ist in Deutschland national geregelt, die Einbaudetails sind in der abZ und in den Herstellerunterlagen beschrieben.

Fazit

Nur bei korrektem Einbau können die Feuerwiderstandsklassen der Brandschutzklappen erreicht werden. Unsachgemäß eingebaute Klappen können möglicherweise im Brandfall dem Feuer nicht ausreichend lange Widerstand leisten. Der Einbau und die Verwendung insgesamt von Brandschutzklappen haben in Deutschland nach bestehenden gesetzlichen Bestimmungen zu erfolgen. Die Verantwortung für eine ordnungsgemäße Verwendung des Bauprodukts liegt einzig beim Verwender. Die Leistung der Klappen muss den nationalen Leistungsanforderungen entsprechen. Zum Erreichen der erklärten Leistung müssen Planung, Einbau und der Betrieb von Brandschutzklappen gemäß den Herstellerangaben erfolgen. 

Autor

Dr. Jürgen Wildeboer: Geschäftsführer Wildeboer Bauteile GmbH

Literatur

[1] Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Lüftungsanlagen (Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie M-LüAR), Stand 29.09.2005, zuletzt geändert durch Beschluss der Fachkommission Bauaufsicht vom 11.12.2015

[2] DIN EN 1366-2:2015-09 „Feuerwiderstandsprüfungen für Installationen – Teil 2: Brandschutzklappen“

[3] DIN 4102-4:2016-05 „Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 4: Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile“

[4] DIN 18869-4:2005-03 „Großküchengeräte – Einrichtung zur Be- und Entlüftung von gewerblichen Küchen – Teil 4: Luftleitungen, Ausführung und Dimensionierung“

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auch in folgendem Buch:

Brandschutz- und Entrauchungsklappen
Konstruktion, Einbau, Verwendung
Reihe Bibliothek der Technik. Verlag Moderne Industrie.
Von Martina Mörtel, Jürgen Wildeboer, Werner Wildeboer.
2., aktualisierte und erweiterte Auflage, 96 Seiten, 47 farbige Abbildungen, 11 Tabellen, Hardcover, 11,5 × 18,5 cm
ISBN: 978-3-86236-106-9

Zu bestellen bei: www.shop.bibliothek-der-technik.de/shop

Der Artikel ist im FeuerTRUTZ Magazin 4.2017 (Juli 2017) erschienen.
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