Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen gemäß DIN 4102-4

Für den Brandschutz sind Trockenbaukonstruktionen mit Gipsplatten häufig die erste Wahl. Alternativ zum Angebot der Bauproduktehersteller ist die Auswahl der Systeme oft weiterhin auf der Basis des Bauteilkataloges der DIN 4102-4 vorteilhaft.

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen
Abb. 1: Gipsplattenkonstruktionen in der Altbausanierung mit Nachweis des Feuerwiderstands nach DIN 4102-4 (Bild: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller)

August 2020 / Von Rainer Fink. Trockenbaukonstruktionen haben sich für den Brandschutz über die Jahrzehnte bewährt. Zum Nachweis der bauaufsichtlich geforderten brandschutztechnischen Eigenschaften wie Brandverhalten der Baustoffe und insbesondere der Feuerwiderstandsfähigkeit bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Zum einen bedient man sich i.d.R. der Konstruktionskataloge der Gipsplattenhersteller. Diese bieten verschiedene brandschutztechnische Lösungen mit entsprechenden Verwendbarkeitsnachweisen – allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) – an.

Zum anderen besteht oftmals die Möglichkeit, den Feuerwiderstand der Konstruktion dem Bauteilkatalog der DIN 4102-4 [1] zu entnehmen. Die Bauprodukte sind in der Norm herstellerneutral mit Bezug auf nationale und europäische Bauproduktnormen angegeben. Demnach lassen sich die Brandschutzkonstruktionen des Trockenbaus gemäß Bauteilkatalog der DIN 4102-4 in geschlossene Systeme der Bauproduktenhersteller und in offene Systeme unterteilen.

Der Artikel ist in Ausgabe 3.2020 des FeuerTrutz Magazins (Juni 2020) erschienen.
Noch kein Abonnent? Testen Sie das FeuerTrutz Magazin im Mini-Abo mit 2 Ausgaben!

Offene Systeme versus geschlossene Systeme

Beim offenen System sind die Hersteller nur für die Produkteigenschaften verantwortlich und treten nicht als Systemgeber auf. Das System ist dann entweder genormt oder an anderer Stelle definiert und bis zu den wesentlichen Systemeigenschaften vorgegeben. Neben dem Bauteilkatalog der DIN 4102-4 für den Brandschutz können andere DIN-Normen, aber auch Merkblätter eines Fachverbands diese Funktion erfüllen.

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen
Abb. 2: Nachweis der Feuerwiderstandsdauer für offene Systeme (Grafik: Fink)

Wird z.B. für die Feuerwiderstandsdauer einer leichten Trennwand in Trockenbauweise kein Herstellernachweis herangezogen, bezieht man sich stattdessen auf DIN 4102-4. Gleiches gilt für Eigenschaften wie z.B. die Stand- bzw. Gebrauchssicherheit mit Bezug auf DIN 18183-1 [3] oder den Schallschutz nach DIN 4109-33 [2]. Bei geschlossenen Systemen hingegen steht der Hersteller als Systemgeber für alle (wesentlichen) Systemeigenschaften in der Verantwortung und belegt diese i.d.R. durch eigene Nachweise (s. Abbildung 4).

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen
Abb. 3: Nachweis der Feuerwiderstandsdauer für halboffene Systeme (Grafik: Fink)

Gewährleistungsaspekt

Geschlossenes System bedeutet, dass ein Hersteller die Gewährleistung für ein nach seinen Angaben erstelltes Komplettsystem übernimmt, wenn dafür die von ihm ausgesuchten Komponenten eingesetzt werden. Vor allem Planer und Bauherren verbinden damit eine vermeintliche Sicherheit bei der Planung und Ausführung von Bauteilen. Verarbeiter und Baustoffhändler, die eigene Systeme mit kostengünstigen Normprodukten zusammenstellen, befürchten hingegen häufig höhere Kosten für die Herstellersysteme.

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen
Abb. 4: Nachweis der Feuerwiderstandsdauer für geschlossene Systeme (Grafik: Fink)

Konsequenzen für den Handel und Verarbeiter

Bei offenen Systemen können die zugehörigen Produkte frei über verschiedene Vertriebskanäle auf die Baustelle gelangen. Händler und Verarbeiter können ihre handelstechnischen Spielräume maximal nutzen. Tabelle 1 nennt einzelne Sichtweisen zu offenen und geschlossenen Systemen.

Basierend auf der Art und Weise der technischen Zulassungen lässt sich auch eine Vielzahl von halboffenen Systemen definieren, die heute den größten Teil der angebotenen Systeme ausmachen (s. Abbildung 3).

Dies ist z.B. häufig gegeben, wenn alle Produkte die Standfestigkeit nach DIN angeben, für den Nachweis des Brandschutzes jedoch abP der Bauprodukthersteller herangezogen werden (Weitere Infos in [5], [6] und [13]).

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen (Tabelle 1: Sichtweisen auf off ene und geschlossene Systeme)

Brandschutznachweise für offene Systeme

Soll die Feuerwiderstandsdauer von Trockenbaukonstruktionen oder Bauteilen, die mit Trockenbauprodukten brandschutztechnisch ertüchtigt werden, unabhängig von Herstellernachweisen ermittelt werden (offene Systeme), kann für viele Standardkonstruktionen der Bauteilkatalog der DIN 4102-4 herangezogen werden.

Die Norm ist in den Verwaltungsvorschriften Technische Baubestimmungen (VV TB) der Bundesländer aufgeführt und somit bauaufsichtlich eingeführt.

Für die Ausführung der dort aufgeführten Konstruktionen können herstellerunabhängig alle marktverfügbaren Bauprodukte verwendet werden, die den zugrunde gelegten Produktnormen entsprechen.

Trockenbaukonstruktionen gemäß ­Bauteilkatalog DIN 4102-4 versus ­optimierte Herstellersysteme

Die Produktpalette für Trockenbaukonstruktionen umfasst verschiedenste Bauplattenarten.

Neben Gipsplatten enthält der Bauteilkatalog im Abschnitt 10 "Wand-, Dach- und Deckenkonstruktionen im Holzbau und Ausbau" u.a.

  • Konstruktionen mit Gipswandbauplatten,
  • Holzwerkstoffplatten,
  • Faserzementplatten und
  • Holzwolleplatten.

Bisher haben nicht alle Bauplattenarten Eingang in DIN 4102-4:2016-05 gefunden: Konstruktionen, die in der Fassung der Norm von 1994 festgehalten wurden, basieren auf dem Erkenntnisstand der frühen 1990er Jahre – und konnten auch in der Fassung von 2016 nicht ergänzt werden.

So haben z.B. die heutzutage häufig für den Brandschutz eingesetzten Gipsvliesplatten noch immer keine Berücksichtigung gefunden. Nachfolgende Erläuterungen beschränken sich auf Konstruktionen mit Gipsplatten gemäß DIN 18180 [7] und DIN EN 520 [8]. Zu beachten ist jedoch, dass eventuell gegenüber den konstruktions- und leistungsoptimierten Herstellersystemen einige Einschränkungen zu berücksichtigen sind. So ist z.B. als Dämmstoff i.d.R. stets Mineralwolle nach DIN EN 13162 [9] zu verwenden.

Diese muss

  • nichtbrennbar sein,
  • einen Schmelzpunkt ≥ 1000 °C nach DIN 4102-17 [10] besitzen und
  • darf nicht glimmen.

Die in DIN 4102-4 aufgeführten Konstruktionen entsprechen hinsichtlich der Angaben zur Feuerwiderstandsdauer einem "konservativen Ansatz". Es handelt sich dabei um bewährte Bauweisen, die sicher nachgewiesen sind und sich über die Jahre bewährt haben.

Einen Überblick der in ihr enthalten Produkte und Konstruktionen des Trockenbaus gibt Tabelle 2. Obwohl sich demnach die Feuer­widerstandsdauer für viele Konstruktionen ermitteln lässt, sind Brandschutzkonstruktionen für Holzstützen und Holzträger nicht zu finden. Stattdessen erfolgt die Bemessung für diese Bauteile nach Eurocode 5 (DIN EN 1995-1-2) [11].

Nichttragende Trennwände mit ­Gipsplatten gemäß DIN 4102-4

Hinsichtlich der für die einzelnen Feuerwiderstandsklassen erforderlichen Gipsplattenbeplankungen und Metallständerprofile gleichen die in DIN 4102-4 Tabelle 10.2 aufgeführten Systeme denjenigen der Gipsplattenhersteller. Jedoch müssen die Dämmstofflagen in den Wandhohlräumen bei den DIN-Systemen stets aus schwereren Mineralwolle-Dämmstoffen nach DIN EN 13162 bestehen. Bei den Herstellersystemen hingegen sind häufig keine Dämmstoffe erforderlich. Stattdessen finden z.B. leichte Trennwandfilze aus Glaswolle mit bis zu minimal 14 kg/m³ Rohdichte lediglich aus Gründen des Schallschutzes Verwendung.

Die maximalen Wandhöhen der in Tabelle 10.2 aufgeführten nichttragenden Metallständerwände ergeben sich aus DIN 18183-1 und DIN 4103-1 [12] und sind für die meisten praxisrelevanten Brandschutzkonstruktionen mit den Angaben von Herstellersystemen durchaus vergleichbar. Vereinzelt ergeben sich sogar größere Wandhöhen. Auch hinsichtlich der Feuerwiderstandsklasse F60, die in letzter Zeit in vielen Bundesländern nach Einführung der Gebäudeklasse 4 in die Landesbauordnungen (LBO, z.B. NRW) mit der Anforderung "hochfeuerhemmend" an Bedeutung gewonnen hat, sind in Tabelle 10.2 für Trennwände mit Metallständern Lösungen aufgeführt. Das Angebot der Gipsplattenhersteller ist hingegen (je nach Hersteller) noch recht begrenzt. Für die in Tabelle 10.3 aufgeführten nichttragenden Holzständerwände empfiehlt sich ein Blick in die DIN 4102-4, denn seitens der Gipsplattenhersteller ist das Angebot an optimierten Konstruktionen mit Holzständern ebenfalls begrenzt. Da zum Teil auf die Normkonstruktionen verwiesen wird, können wiederum bevorzugt offene Systeme unabhängig von Herstellervorgaben zum Einsatz kommen.

Brandschutz mit Trockenbaukonstruktionen (Tabelle 2: Bemessung des Feuerwiderstands von Konstruktionen mit Gips (DIN 4102-4))

Trockenbau-Brandschutzkonstruktionen gemäß Herstellernachweisen

Die in DIN 4102-4 aufgeführten Konstruktionen gelten für alle Standard-Bauprodukte, die lediglich den europäischen Produktnormen entsprechen müssen. Optimierte Systeme der Gipsplattenhersteller hingegen basieren i.d.R. auf Gipsplatten mit brandschutztechnisch verbesserten Eigenschaften, die die Anforderungen der Bauproduktnormen übertreffen. Die meisten Herstellersysteme bauen dabei auf den DIN-Konstruktionen auf. Sie können über die Produktoptimierungen hinaus durch konstruktive Verbesserungen weitere Vorteile für den Anwender bieten, z.B. hinsichtlich Verarbeitung und Kosten. Bei den auf diese Weise entstehenden halb offenen oder geschlossenen Systemen ist das Niveau der technischen Leistung im Allgemeinen höher anzusetzen als bei den offenen Systemen. Feuerwiderstandsdauern und Anwendungsbereiche sind dabei in den abP der Hersteller festgelegt. Bezüglich der ebenfalls im abP aufgeführten verschiedenen Konstruktionsvarianten und Anschlussdetails werden i.d.R. wichtige bereits in der DIN 4102-4 aufgeführte Lösungen übernommen und müssen nicht mehr einzeln von den Herstellern nachgeprüft werden. Bei nichttragenden Trockenbautrennwänden zählen dazu z.B. Eckausbildungen, T-Stöße, Dehnungsfugen oder gleitende Deckenanschlüsse.

Brandschutztechnischer Nachweis nach DIN oder abP?

Kommen Standardkonstruktionen ohne besondere Anforderungen zum Einsatz, lohnt sich zur Ermittlung der Feuerwiderstandsdauer ein Blick auf die offenen Systeme des Bauteilkatalogs DIN 4102-4.

Dies gilt auch dann, wenn Leistungen neutral ausgeschrieben werden sollen oder wenn bei der Projektvorplanung eine schnelle Überprüfung der generellen Umsetzbarkeit der Brandschutzanforderungen gefragt ist. Darüber hinaus kann es bei kleineren Bauvorhaben sinnvoll sein, den Nachweis der Feuerwiderstandsdauer mit Bezug auf die DIN auf einfache Weise zu führen, ohne sich mit der Dokumentation der Hersteller befassen und um ein entsprechendes abP derselbigen bemühen zu müssen. Sinnvoll ist ein Bezug auf DIN 4102-4 auch dann, wenn der Handel oder der Verarbeiter Bauprodukte verschiedener Hersteller, die den Standardanforderungen der DIN- oder EN-Normen entsprechen, kostengünstig einkaufen und miteinander zu einem offenen System kombinieren kann. Welche Bedeutung DIN 4102-4 nach wie vor in der Praxis hat, zeigt u.a. das Plädoyer vieler Planer und der Verarbeiterverbände für den Erhalt und weiteren Ausbau dieses Bauteilkatalogs, der noch dieses Jahr als Entwurf neu erscheinen soll.

Autor

Dipl.-Ing. Rainer Fink: europäisch zertifizierter Sachverständiger für vorbeugenden und anlagentechnischen Brandschutz; Diplom-Bauingenieur des Konstruktiven Ingenieurhochbaus TU Dortmund; Energieberater TU Darmstadt

Literatur

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

[2] DIN 4109-33:2016-07 "Schallschutz im Hochbau – Teil 33: Daten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) – Holz-, Leicht- und Trockenbau"

[3] DIN 18183-1:2018-05 "Trennwände und Vorsatzschalen aus Gipsplatten mit Metallunterkonstruktionen – Teil 1: Beplankung mit Gipsplatten"

[4] Signale aus Brüssel – Liegt die Zukunft des Trockenbaus in "Geschlossenen Systemen"?, Rainer Fink, Trockenbau Akustik 3/03, Seiten 47–55, 2003

[5] Überleben offene Systeme?, Rainer Fink, Trockenbau Akustik 12/05, Seiten 50–54, 2005

[6] DIN 18180:2014-09 "Gipsplatten – Arten und Anforderungen"

[7] DIN EN 520:2019-12 "Gipsplatten – Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren"

[8] DIN 13162:2015-04 "Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) – Spezifikation"

[9] DIN 4102-17:2017-12 "Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 17: Schmelzpunkt von Mineralwolle-Dämmstoffen – Begriffe, Anforderungen und Prüfung"

[10] DIN EN 1995-1-2:2010-12 "Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-2: Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung für den Brandfall"

[11] DIN 4103-1: 2015-06 "Nichttragende innere Trennwände – Teil 1: Anforderungen und Nachweise"

Der Artikel ist in Ausgabe 3.2020 des FeuerTrutz Magazins (Juni 2020) erschienen.
Noch kein Abonnent? Testen Sie das FeuerTrutz Magazin im Mini-Abo mit 2 Ausgaben!

Das könnte Sie auch interessieren:

Brandschutzatlas
Von Josef Mayr und Lutz Battran und weiteren Fachautoren aus der Praxis
Kombipaket Brandschutzatlas (ISBN 978-3-939138-45-7)
Der Brandschutzatlas ist die Arbeitshilfe zur Problemlösung im vorbeugenden Brandschutz. Sie können in diesem Standardwerk für jede Planungsphase die neuesten Vorschriften, umfassende Planungsgrundlagen und praxiserprobte Techniken nachschlagen. Mehr lesen...

Erhältlich als Ordnerwerk mit CD-ROM, auf DVD oder als App.


Letzte Aktualisierung: 05.08.2020