Holz wird als Baustoff immer beliebter und inzwischen auch für tragende oder raumabschließende Bauteile mehrgeschossiger Gebäude oder Sonderbauten verwendet. Für den Einsatz von Brandschutzklappen (BSK) in Bauteilen aus Holz waren bisher Zustimmungen im Einzelfall (ZiE) erforderlich, die i.d.R. aufwendig zu beschaffen sind. Seit kurzer Zeit bieten jedoch im Massivbau bewährte BSK, die zusätzlich für den Einsatz in Brettsperrholzelementen zertifiziert wurden, eine einfache und rechtssichere Lösung.
Von Rainer Willms / November 2015. Sowohl beim mehrgeschossigen Wohnungsbau (s. Abbildung 1) als auch bei kommunalen und gewerblichen Großobjekten wird seit einigen Jahren zunehmend auf Brettsperrholz als Werkstoff gesetzt. Kurze Bauzeiten, hohe Behaglichkeit und ökologische Gesichtspunkte machen diese Bauweise attraktiv. Bei der Gewinnung und Verarbeitung von Holz wird nur wenig Energie verbraucht, und der Baustoff kann einfach recycelt oder weiterverwertet werden. International bekannte Objekte, wie das Museum der Fotografie im belgischen Charleroi oder das Wood Innovation and Design Centre in Prince George (Kanada), wurden in Holzbauweise errichtet. Inländische Beispiele, wie die Internationale Kindertagesstätte in Bonn oder der Bürokomplex der juwi-Gruppe in Wörrstadt, belegen die wachsende Beliebtheit der Holzbauweise auch bei deut schen Bauherren.
Kreuzweise aufeinander verleimte Holzlagen
Bei der Herstellung von Brettsperrholz – auch als Dickholz, mehrschichtige Massivholzplatten oder Kreuzlagenholz bezeichnet – werden kreuzweise aufeinanderliegende Lamellen aus Fichten- und Tannenhölzern unter Einsatz hohen Pressdrucks starr miteinander verleimt (s. Abbildung 2). Durch das Verkleben von Längs- und Querlagen werden unerwünschtes Quellen, Schwinden oder Verziehen des Holzes auf ein Mindestmaß reduziert.
Brettsperrholzelemente sind formstabil und können wegen ihres kreuzweisen Aufbaus Kräfte und Lasten längs und quer zur Haupttragrichtung übertragen. Gefertigt werden abgebundene Wand- und Deckenbauteile, die bei einer Dicke von bis zu etwa 50 cm über Breiten von maximal 4,90 m und Längen bis 24 m verfügen können. Diese Elemente werden trocken verbaut, wirken wärme- sowie schalldämmend und weisen eine hohe Brandsicherheit auf.
Feuerwiderstandsdauer bis 90 Minuten möglich
Holz behält im Brandfall seine Festigkeit und Tragfähigkeit über einen längeren Zeitraum, der berechnet werden kann. Bei einem Brand entsteht eine Kohleschicht auf der Holzoberfläche und schützt das darunterliegende Holz vor einem unkontrollierten Abbrand. Brettsperrholzwände und -decken brennen mit einer Geschwindigkeit von 0,7 mm in der Minute ab und können – je nach Dicke des Elements – auch bis 90 Minuten (F 90-B nach DIN 4102-2 [1]) einem Brand standhalten, ohne ihre Tragfähigkeit oder Funktion vollständig zu verlieren. Wird das Brettsperrholz überdies mit einer 15 mm starken Gipsplatte bekleidet, schützt diese den Baustoff für weitere 30 Minuten.
Die geltende Musterbauordnung (MBO) [2] erlaubt die Errichtung mehrgeschossiger Holzbauten bis zu Gebäudeklasse (GK) 4. Voraussetzung dafür ist die mindestens hochfeuerhemmende Ausführung (Feuerwiderstand von 60 Minuten) der tragenden, aussteifenden und raumabschließenden Bauteile.
Trotz dieser restriktiven Vorgaben wurde im Berliner Stadtteil Prenzlauer Berg vor wenigen Jahren das bislang höchste Holzwohnhaus in Deutschland in GK 5 mit sieben Vollgeschossen und einer Höhe von 22 m realisiert. Tragende Wände und Decken waren hier nach MBO feuerbeständig (F 90-AB) auszuführen, d. h. 90 Minuten Feuerwiderstand und alle wesentlichen Teile aus nichtbrennbaren Baustoffen. Holz schied hierbei eigentlich als wesentlicher Baustoff aus und nur durch umfangreiche Einzelfallgenehmigungen konnten tragende und raumabschließende Holzkonstruktionen auch hochfeuerhemmend (F 60-B gekapselt in der Kapselklasse K260) errichtet werden.
Problempunkt Brandschutzklappe
Solche Einzelfallgenehmigungen ermöglichen zwar die Verwendung von Bauteilen aus Holz, der Einbau geeigneter BSK für raumlufttechnische Anlagen bleibt aber problematisch. Da es bisher keine BSK gab, die für den Einsatz in Holzelementen zertifiziert waren, mussten Planer und Bauherren auf BSK zurückgreifen, die nur für Wände aus Massivbaustoffen zugelassen waren. Dies erforderte besondere gutachterliche Prüfungen und eine ZiE, die bei der Oberen Bauaufsichtsbehörde eingeholt werden musste, und führte nicht nur zu Verzögerungen im Bauablauf, sondern auch zu Kostensteigerungen. In Extremfällen kam es zum Baustopp, z. B. wenn die Abnahme durch den verantwortlichen Sachverständigen scheiterte.
Zertifizierte Brandschutzlösung für Massivholz
Die Lösung des Problems bringt die ergänzende Zertifizierung der BSK mit einer CE-Kennzeichnung für Massivholzwände (s. Abbildung 3). Die dafür notwendigen, umfassenden Prüfungen stellen allerdings einen beträchtlichen Aufwand für die Hersteller dar. Daher führte die Wildeboer Bauteile GmbH frühzeitig interne Brandversuche mit den wartungsfreien Brandschutzklappen des Typs FK90 (eckig) sowie FR90 (rund) in Brettsperrholzwänden und -decken durch. Diese wurden anschließend nach DIN EN 1366-2 [3] von einem unabhängigen Prüfinstitut wiederholt und verifiziert. Dabei wurden die BSK sowohl in unbekleideten als auch in mit Gipsplatten verkleideten Holzelementen geprüft.
Mit ihrer Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten entsprachen die geprüften BSK den Anforderungen. Die Testergebnisse zeigten, dass der Feuerwiderstand der Klappen maßgeblich von der Beschaffenheit der Brettsperrholzkonstruktion abhängt. Wird die Absperrvorrichtung in eine unbekleidete Wand mit einer Dicke von 95 mm eingebaut, kann sie einem Brand nur 60 Minuten widerstehen, entsprechend der Feuerwiderstandsdauer des Holzelements. Bei einem beidseitigen Schutz des Holzes durch Gipskartonplatten erhöht sich die Feuerwiderstandsdauer von Wand und BSK gleichermaßen auf 90 Minuten. Gleiches gilt für den Einbau der Klappen in unbekleidete Decken mit einer Mindestdicke von 145 mm.
Exakte Vorplanung durch spezielle Einbaulösungen
Eine wichtige Rolle bei der Ausstattung mehrgeschossiger Massivholzgebäude mit BSK spielen zudem die Bedingungen und zeitlichen Abläufe auf den Baustellen.
Denn im Gegensatz zum Massivbau werden im Holzbau die einzelnen Wände und -decken, inklusive sämtlicher Öffnungen für Türen, Kabeldurchführungen usw., präzise geplant, vorgefertigt und auf der Baustelle zusammengefügt. Nachträgliche Bohrungen oder Sägearbeiten werden i.d.R. nicht vorgenommen.
Diesen besonderen Voraussetzungen beim Holzbau kann durch spezielle Einbaulösungen für die BSK Rechnung getragen werden – etwa durch einen werkseitig vormontierten Montagesatz aus Kalziumsilikat. Dies ermöglicht eine genaue Vorgabe des für die BSK benötigten Platzes im Brettsperrholzelement. So können die Wandöffnungen präzise geplant und vom Hersteller der Brettsperrholzkonstruktion bei der Fertigung der Wandelemente berücksichtigt werden.
Schneller und passgenauer Einbau
Aufgrund der exakten Vorplanung und Fertigung der Wandelemente kann die BSK auf der Baustelle einfach montiert werden. Die in die vorgesägte Öffnung geschobene Einbaulösung kann beidseitig der Wand oder Decke mit Anbaulaschen bzw. Winkeln befestigt werden. Dabei ist ggf. zu beachten, dass freiliegende Laibungen vor erhöhtem Abbrand geschützt werden müssen, sofern die Tiefe des Rahmens kleiner ist als die Dicke des Brettsperrholzelements.
In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung von Anschlagblechen, die für den zuverlässigen Halt der entsprechenden Füllungen – etwa Silikat-Brandschutzbauplatten oder Gips-Feuerschutzplatten – in den Einbauöffnungen sorgen. Eventuell entstehende Fugen zwischen Montagesatz und Wand bzw. Decke sind zudem vor der Montage fachgerecht mit Brandschutzkitt zu verschließen.
Unter Berücksichtigung der genannten Empfehlungen können die Klappen in kurzer Zeit montiert werden, ohne viele Verschmutzungen zu verursachen. Auch das Nachrüsten oder der Austausch von BSK während der Bau- und Nutzungsphase der Anlage sind kosten- und zeitsparend möglich.
Fazit
Bauherren und Planer, die bei Großprojekten auf Massivholz setzen, haben zukünftig eine Hürde weniger zu überwinden. Mit den nun auch für Brettsperrholzwände und -decken CE-zertifizierten BSK stehen ihnen Lösungen zur Verfügung, die für Rechtssicherheit sorgen und zügig abnahmefertig montiert werden können. Als offizieller Nachweis der Erfüllung sämtlicher brandschutztechnischer Voraussetzungen genügt die Leistungserklärung des Herstellers, unkompliziert im Gegensatz zur aufwendigen ZiE. Nachhaltigkeitsaspekte werden über die ebenfalls zur Verfügung stehenden Umweltproduktdeklarationen (EPD) (s. Info) für die BSK berücksichtigt.
Information: Umweltproduktdeklarationen
Gemäß der EU-Bauproduktenverordnung (BauPVO) sollen für die ökologische Bewertung von Baustoffen, Bauteilen und Anlagen sogenannte Umweltproduktdeklarationen (Environmental Product Declarations – EPD, s. Abbildung) herangezogen werden.
Diese enthalten Angaben zu den Eigenschaften der Erzeugnisse, die vorzugsweise deren gesamten Lebenszyklus abdecken: von der Rohstoffgewinnung bis zum Recycling.
Auf diese Weise liefern EPDs wichtige Informationen über den Energie- und Ressourceneinsatz von Bauprodukten und bilden zudem eine systematische, standardisierte Grundlage für Gebäudezertifizierungssysteme wie die der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) oder dem Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) für Bundesgebäude des Bundesbauministeriums.
Literatur
[1] DIN 4102-2:1977-09 „Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen“
[2] Musterbauordnung (MBO), Fassung November 2002, zuletzt geändert durch Beschluss der Bauministerkonferenz vom 21.09.2012
[3] DIN EN 1366-2:2015-09: „Feuerwiderstandsprüfungen für Installationen – Teil 2: Brandschutzklappen“
Autor
Dipl.-Ing. (FH) Rainer Willms: Studium des Bauingenieurwesens an der Fachhochschule Oldenburg; seit 2007 bei der Wildeboer-Bauteile GmbH; derzeit im Fachgebiet Brandschutz im Holzbau und Leiter Schulungswesen
Der Artikel ist im FeuerTRUTZ Magazin 6.2015 innerhalb des Spezials "Brandschutz im Holzbau" (November 2015) erschienen.
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