Anforderungen an Installationsschächte in Hochhäusern

Eine immer wiederkehrende Frage bei Architekten, Brandschützern, Fachplanern und Verantwortlichen bei der Ausschreibung für Bauprodukte lautet: "Welchen Abschluss brauchen wir für unsere Installationsschächte im Hochhaus?" Der Beitrag stellt beispielhafte Bewertungen und Lösungen für Abschlüsse von notwendigen Öffnungen bei Installationsschächten in Hochhäusern vor.

Anforderungen an Installationsschächte
Abb.1: Revisionsöffnungsverschluss und Feuerschutzabschluss, eingebaut in einem durchgehenden Schacht (Grafik: © 2020 Klaus Tönnes, dsf (design security forum)

Mai 2020 / Von Klaus Tönnes. Ein Installationsschacht gleicht selten einem anderen: Neubau, Bestand, Art, Lage, Höhe und angrenzende Räume sowie Rettungswege sind die wichtigsten Kriterien zur Unterscheidung. Der Teufel steckt, wie so oft beim Brandschutz, im Detail – und eine detaillierte Betrachtung ist unumgänglich.

Entscheidende Rollen spielen dabei die Regelwerke Musterbauordnung (MBO) [1], Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR) [2] und Muster-Leitungsanlagenrichtlinie (MLAR) [3] in Verbindung mit der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) [4] sowie Normen und den sich daraus ergebenden Verwendbarkeitsnachweisen.

Erfahrungen aus Brandeinsätzen oder wiederkehrende Gefahrenverhütungs-/Brandschauen bei Bestandshochhäusern zeigen immer wieder, dass sich Installationsschächte im Lauf von Jahrzehnten zu brandschutztechnischen Schwachstellen entwickeln können (z.B. infolge von Nachinstallationen). Das Abschottungsprinzip wird dann durch Mängel außer Kraft gesetzt.

Installationsschächte und somit auch die Abschlüsse ihrer Öffnungen sind die sensibelsten Bauteile, die vertikal das gesamte Gebäude von Geschoss zu Geschoss überbrücken. Deshalb müssen sie mit besonderer Aufmerksamkeit geplant, ausgeschrieben und gebaut werden. Die nachfolgenden Informationen sollen die Verantwortlichen dabei in einem überschaubaren Format unterstützen.

Der Artikel ist auch in Ausgabe 2.2020 des FeuerTrutz Magazins (April 2020) erschienen.

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Durchgehende Installationsschächte im Baurecht

Im Hinblick auf die Verhinderung einer Brandausbreitung in Installationsschächten beschreiben § 40 Abs. 1 MBO und § 41 Abs. 2 Satz 2 MBO [1] in Verbindung mit MLAR Nr. 3.5.1 Satz 1 und Satz 2 [3], was grundsätzlich bei Regelbauten und Sonderbauten zu beachten ist. MHHR Nr. 7.2 benennt die Anforderungen bzw. Erleichterungen für durchgehende Installationsschächte (ohne Höhenbegrenzung) in Hochhäusern:

"Leitungen, die durch mehrere Geschosse führen, müssen in Installationsschächten angeordnet werden. […] Brennstoffleitungen müssen in eigenen Installationsschächten geführt werden." [2]

"Installationsschächte müssen entraucht werden können. Installationsschächte und -kanäle für Brennstoffleitungen müssen so durchlüftet werden, dass keine gefährlichen Gas-Luft-Gemische entstehen können. Installationsschächte und -kanäle müssen Revisionsöffnungen haben, die so angeordnet sind, dass eine Brandbekämpfung möglich ist und Brandmelder leicht zugänglich sind." [2]

In den Erläuterungen zur MHHR [5] finden sich folgende Aussagen:

"Bei durchgehenden Installationsschächten erfolgt die Entrauchung nach Satz 1 über Dach […] Installationsschächte für Wasserleitungen oder Brennstoffleitungen werden nicht geschossweise abgeschottet […]" [5]

Nach MHHR Nr. 3.3.1 Satz 1 müssen "Abschlüsse von Öffnungen in raumabschließenden Bauteilen […] rauchdicht und selbstschließend sein und der Feuerwiderstandsfähigkeit dieser Bauteile [Schachtwände, Anm. d. Verf.] entsprechen" [2].

Installationsschächte für Elektroleitungen

"Elektroleitungen müssen in eigenen Installationsschächten geführt werden; dies gilt nicht für die Leitungen, die zum Betrieb eines Installationsschachts erforderlich sind." [2]

"Bei geschossweise abgeschotteten Installationsschächten erfolgt die Entrauchung im Brandfall durch Maßnahmen der Feuerwehr über das Geschoss. […]
Die Installationsschächte für Elektroleitungen müssen wegen der dort enthaltenen erheblichen Brandlasten von Geschoss zu Geschoss feuerhemmend abgeschottet werden. Diese Abschnittsbildung ist eine zusätzliche Anforderung. […]
Die geschossweise Abschottung minimiert die Brandausbreitung, erleichtert die Lokalisierung des Brandereignisses und den Löschangriff." [5]

Nach MHHR Nr. 3.3.1 Satz 2 genügen "feuerhemmende, rauchdichte und selbstschließende Abschlüsse […] für Öffnungen in Wänden zwischen […] 5. Installationsschächten für Elektroleitungen und anderen Räumen" [2].

Nur in Bayern beschreibt die Richtlinie über die bauaufsichtliche Behandlung von Hochhäusern (HoHBBBek) [6] unter Nr. 7.2.3 folgende Wahlmöglichkeiten für Installationsschächte mit Elektroleitungen:

"Installationsschächte für Elektroleitungen müssen in Höhe der Geschossdecken feuerhemmend abgeschottet sein. Dies gilt nicht, wenn
1. der Schacht in Abständen von höchstens 22 m feuerbeständig abgeschottet wird,
2. die Schachtöffnungen entgegen Nr. 3.3.1 Satz 2 Nr. 5 feuerbeständige, rauchdichte und selbstschließende Abschlüsse erhalten und
3. jeder Schachtabschnitt eine eigene Rauchableitung mit einem freien Querschnitt von 0,05 m2 hat."

Diese Variante kann für vorgefundene voll belegte Installationsschächte für Elektroleitungen im Bestand auch außerhalb Bayerns als Abweichung eine mögliche Lösung sein.

Anforderungen an Installationsschächte
Abb. 2: Anordnung der Temperaturmesspunkte eines Revisionsöffnungsverschlusses (Foto: PRIORIT AG)

Technische Regelwerke

In der MVV TB [4] werden unter Punkt A 2.1.3 die bekannten allgemeinen Anforderungen von Teilen baulicher Anlagen beschrieben.

Genaue Informationen findet man im Anhang 4 der MVV TB. Nach Tabelle 8.1 (Anforderungen und Klassen nach DIN 4102-11 [7]) müssen grundsätzlich die folgenden bauaufsichtlichen Anforderungen erfüllt sein, und zwar unabhängig vom Hochhaus-Tatbestand:

  • Feuerwiderstandsfähig (feuerbeständig/feuerhemmend) und aus nichtbrennbaren Baustoffen.

Darüber hinaus verweist A 2.2.1.8 MVV TB direkt auf die MLAR und A 2.2.2.7 MVV TB auf die MHHR. Unter Punkt 3.5.1 MLAR lassen sich drei wesentliche Grundanforderungen für die Abschlüsse von Öffnungen in Installationsschächte herauslesen:

  • nichtbrennbare Baustoffe,
  • feuerwiderstandsfähig und
  • dicht schließend.

In der MHHR sind neben "nichtbrennbare Baustoffe" und "Feuerwiderstandsfähigkeit" die Anforderungen "rauchdicht" und "selbstschließend" formuliert. Der wichtigste Punkt sind die Anforderungen in Bezug auf den Feuerwiderstand, die für Installationsschächte/Wände und deren Abschlüsse von Öffnungen gleichgesetzt sind. Gemäß DIN 4102-1 [8] ist diese Anforderung dann erfüllt, wenn auf der dem Brand nach Einheitstemperaturkurve (ETK) abgewandten Seite eines Bauteils der Temperaturanstieg im Durchschnitt nicht mehr als 140 K beträgt – punktuell sind 180 K erlaubt. Revisionsabschlüsse sind mit vierseitigen Zargen so konzipiert, dass sie die Anforderung gemäß DIN 4102-11 [7] genau erfüllen – andernfalls würden sie ihren Verwendbarkeitsnachweis nicht erhalten. Mit der maximalen Temperaturerhöhung von 180 K ist sichergestellt, dass die Temperatur auf der dem Brand abgewandten Seite niedrig genug bleibt, um eine weitere Ausbreitung des Feuers außerhalb des Schachts zu verhindern. Der Unterschied gegenüber der Prüfung bei Feuerschutzabschlüssen liegt in folgenden Punkten:

  • Einbau erfolgt in der Brandkammer mit Erhöhung im Sockelbereich (s. Abbildung 3).
  • Temperaturmessstellen auf Revisionsabschluss, auf Zarge und auf der angrenzenden Schachtwand mit einem Versagenskriterium Temperaturerhöhung max. 180 K

Anforderungen an Installationsschächte
Abb. 3: Aufnahme einer Wärmebildkamera – orientierende Brandprüfung von Revisionsöffnungsverschlüssen (Foto: PRIORIT AG)

Bei Verwendung als Schachtabschluss wird die Nichtbrennbarkeit nach DIN 4102-1 [8] oder EN 13501-1 [9] gefordert – und für diese Anforderung liegen bei Feuerschutzabschlüssen i.d.R. keine Nachweisführungen vor. Die Hersteller der Revisionsöffnungsabschlüsse stellen im Rahmen der Nachweisführung immer einen Nachweis für die Baustoffklasse der verwendeten Baustoffe zur Verfügung. Diese ist i.d.R. A 2 und entspricht damit der Anforderung nichtbrennbar. Auch ist die Anforderung der Rauchdichtigkeit gegeben: Revisionsabschlüsse werden so hergestellt und geprüft, dass sie diese Anforderung erfüllen. Sie haben i.d.R. zwei Dichtungsebenen, um sicherzustellen, dass die Türen kalten und heißen Rauch zuverlässig aufhalten. Feuerschutzabschlüsse müssen ihre Leistungskriterien grundsätzlich in einem Brandkammertest erfüllen – allerdings sind sie für einen anderen Anwendungsbereich konzipiert, nämlich für den Personenverkehr. Nach DIN 4102-5 [10] befindet sich – auf beiden Seiten des beweglichen Abschlusses mit dreiseitiger Zarge – unten immer der Fußboden und oben immer die Decke (s. Abbildung 4). Der Unterschied gegenüber der Prüfung bei Revisionsabschlüssen besteht darin, dass die Temperaturerhöhung während des Brandversuchs an drei Stellen unberücksichtigt bleibt [10]:

  • in einer streifenförmigen Randfläche des beweglichen Teils der Abschlüsse,
  • in der an die Öffnung angrenzenden Wandfläche sowie
  • in der Leibung.

Damit wird die Anforderung, die an einen Revisionsabschluss mit einer Temperaturerhöhung von max. 180 K gestellt wird, nicht erfüllt [7].

Anforderungen an Installationsschächte
Abb. 4: Feuerschutzabschluss in einer Trennwand zwischen zwei Nutzungseinheiten – Durchgangstür (Grafik: © 2020 Klaus Tönnes, dsf (design security forum))

Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung eines Feuerschutzabschlusses als Durchgangstür wird die Nichtbrennbarkeit baurechtlich nicht gefordert, sodass z.B. ein Feuerschutzabschluss als Tür T30-RS (europäisch EI2 30 CS200) aus Holz hergestellt sein kann. Feuerschutzabschlüsse sind in der Standardausführung i.d.R. nur mit einer dreiseitigen Dichtung ausgestattet. Die geforderte Rauchdichtigkeit kann nur mit zusätzlichen Bodendichtungen erreicht werden.

Anforderungen an Installationsschächte
Abb. 5: Großformatiger Revisionsöffnungsverschluss für durchgehende Schächte mit dahinterliegenden Installationen (Foto: PRIORIT AG)

Fazit

Für durchgehende Schächte müssen gemäß Baurecht Revisionsabschlüsse nach DIN 4102-11 [7] verwendet werden. Feuerschutzabschlüsse nach DIN 4102-5 [10] sind unzulässig, auch wenn diese mangels Alternativen in der Praxis häufig eingesetzt werden. Sie erfüllen aus brandschutztechnischer Sicht weder die Anforderungen an die maximalen Temperaturerhöhungen noch die an die Nichtbrennbarkeit. Sind etwa bei Lage eines durchgehenden Schachts an einem notwendigen Flur die Revisionsöffnungen mit Feuerschutzabschlüssen realisiert, dann ist der zu schützende Fluchtweg gefährdet und Feuer könnte sich z.B. bei ungesprinklerten Hochhäusern < 60 m außerhalb des durchgehenden Schachts unkontrolliert ausbreiten (s. Abbildung 5). Bei der Verwendung von Revisionsabschlüssen ergeben sich hinsichtlich der Gestaltung neue Möglichkeiten: Es können flächenbündige Lösungen realisiert und als dezentes Element in die Raumgestaltung einbezogen werden.

Autor

Klaus Tönnes: Brandoberamtsrat a.D.; anerkannter Sachverständiger Feuerwehr für vorbeugenden Brandschutz (HLFS); Freier Mitarbeiter für Brandschutzplanungen; Referent

Literatur 

[1] Musterbauordnung (MBO), Fassung November, zuletzt geändert 22.02.2019

[2] Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR), Fassung April 2008, zuletzt geändert Februar 2012

[3] Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR), Fassung 10.02.2015

[4] Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Stand 15.01.2020

[5] Erläuterungen zur Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR), Fassung April 2008

[6] Hochhäuser – Bauaufsichtliche Behandlung, Bekanntmachung (HoHBBBek), Bayern, März 2015

[7] DIN 4102-11:1985-12 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 11: Rohrummantelungen, Rohrabschottungen, Installationsschächte und -kanäle sowie Abschlüsse ihrer Revisionsöffnungen; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

[8] DIN 4102-1:1998-05 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

[9] DIN EN 13501-1:2019-05 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 1: Baustoffe, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

[10] DIN 4102-5:1977-09 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 5: Feuerschutzabschlüsse, Abschlüsse in Fahrschachtwänden und gegen Feuer widerstandsfähige Verglasungen; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

Der Artikel ist auch in Ausgabe 2.2020 des FeuerTrutz Magazins (April 2020) erschienen.

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Letzte Aktualisierung: 19.05.2020