Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen

Der Beitrag zeigt, ob die Ergebnisse aus "In-situ-Messungen" zur Ermittlung der Leckrate von ­brandschutzrelevanten Türen eine leistungsbezogene Nachweisführung für Bestandssituationen im Rahmen eines Brandschutznachweises zulassen.

Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen
Abb. 1: Schematische Darstellung des Prüfaufbaus zur experimentellen Bestimmung der Leckrate von Türen in Bestandssituationen (Bild: Brandschutz Consult Leipzig (BCL);Türbeispiel: Hörmann)

Mai 2020 / Von Cathrin Nolte, Michael Steglich und Manuel Osburg. Bauordnungsrechtlich zugelassene Rauchschutztüren sind dazu bestimmt, den Übertritt von Rauch von einer Seite der Tür auf die andere Seite zu begrenzen. Im Rahmen von Bestandsbewertungen müssen jedoch auch Türen, die aufgrund ihres Alters (z.B. denkmalgeschützte Türen) oder aus sonstigen Gründen keine Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit zulassen, beurteilt werden können.

Für die ingenieurtechnische Bewertung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen wurde ein Verfahren entwickelt, das sich an den Bedingungen der Prüfnorm für Rauchschutztüren DIN 18095-2 [1] orientiert und geeignet ist, den durch die vorhandenen Leckagen einer Tür hindurchströmenden Luftvolumenstrom (Leckrate) experimentell zu ermitteln.

Dabei wird das Differenzdruck-Messverfahren verwendet, das u.a. aus der Anwendung für die Prüfung der Gebäudedichtheit als Blower-Door-Test bekannt ist.

Im Rahmen einer leistungsbezogenen Nachweisführung nach DIN 18009-1:2016-09 [2] wird mit den Ergebnissen des adaptierten Prüfverfahrens eine Grundlage geschaffen, die es dem Ersteller des Brandschutznachweises ermöglicht, die Leistungsfähigkeit der Tür zu bewerten und über den Verbleib der Tür zu entscheiden.

Ein Vorteil der Anwendung des adaptierten Prüfverfahrens – im Gegensatz zu einer reinen Sichtprüfung – besteht darin, dass die durch iterative Prüfungen erzielten Ergebnisse die Möglichkeit bieten, zielgerichtete Maßnahmen hinsichtlich einer Aufarbeitung der Tür zu treffen. Des Weiteren kann der Erfolg der Aufbesserungsmaßnahmen quantifiziert werden.

Der Artikel ist auch in Ausgabe 2.2020 des FeuerTrutz Magazins (Februar 2019) erschienen.

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Bauordnungsrechtliche Anforderungen an Rauchschutztüren

In der Vergangenheit sowie im Rahmen der Koexistenz nationaler und europäischer Normenwerke wurden und werden Rauchschutztüren nach DIN 18095-1 [3] mit einem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis (abP) als Verwendbarkeitsnachweis eingesetzt.

Zukünftig werden Feuer- und Rauchschutzabschlüsse über ein harmonisiertes europäisches Normenwerk mit Klassifizierung gemäß DIN EN 13501-2 [4] geregelt. Ein Verwendbarkeitsnachweis wird dann durch CE-Kennzeichen und Leistungserklärung ersetzt.

Die Fähigkeit einer Rauchschutztür, den Durchtritt von Rauch zu begrenzen (Dichtheit), wird durch die in DIN 18095-1 [3] bzw. DIN EN 13501-2 [4] genannten Anforderungen spezifiziert. Demnach darf die Leckrate während der Prüfung bei einer Druckdifferenz von bis zu 50 Pa nicht mehr als 20 m³/h bei einflügeligen Türanlagen bzw. 30 m³/h bei zweiflügeligen Türanlagen betragen. Die Produktprüfung einer Rauchschutztür erfolgt nach DIN 18095-2 bzw. DIN EN 1634-3 [5] sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei einer Temperatur von 200 °C.

In diesem Zusammenhang differenziert die europäische Klassifizierungsnorm DIN EN 13501-2 die beiden Leistungsniveaus Sa (Rauchdichtheit nur bei Umgebungstemperaturen mit geringeren Anforderungen an die Leckrate; entspricht dichtschließend) und S200 (Rauchdichtheit auch bei 200 °C; entspricht rauchdicht).

Neben der Prüfung der Dichtheit ist auch die selbstschließende Eigenschaft in Verbindung mit einer Dauerfunktionstüchtigkeit für eine sehr häufige Betätigung (200.000 Prüfzyklen) nachzuweisen.

Ingenieurtechnische Bewertung von Türen in Bestandssituationen

In der Praxis werden nicht qualifizierte Türen, die z.B. aus denkmalpflegerischen Gründen verbleiben sollen, oftmals handwerklich aufgebessert. Zur Begründung der daraus resultierenden Abweichung erfolgt regelmäßig eine argumentative Nachweisführung, verbunden mit entsprechenden Unsicherheiten. Um die Leistungsfähigkeit von Bestandstüren hinsichtlich ihrer Dichtheit ingenieurtechnisch und leistungsbezogen bewerten zu können, wurde ein experimentelles Verfahren entwickelt [6, 7], das geeignet ist, die Leckrate einer Tür messtechnisch zu erfassen. Einschränkend wird darauf hingewiesen, dass Türen in Bestandssituation nicht vollumfänglich gemäß den Prüfnormen DIN 18095-2 bzw. DIN EN 1634-3 geprüft werden können, da sich der normative Prüfaufbau und die Prüfbedingungen vor Ort nicht realisieren lassen.

Unter Verwendung eines geeigneten Prüfaufbaus wird mithilfe des Differenzdruck-Messverfahrens der Luftvolumenstrom ermittelt, der bei verschiedenen Differenzdruckstufen durch die Öffnungen und Spalten einer Tür im geschlossenen Zustand dringt (Leckrate). Durch den Vergleich der in situ gewonnenen Messwerte mit den in DIN 18095-1 bzw. DIN EN 13501-2 genannten, zulässigen Leckraten kann anschließend die Leistungsfähigkeit der geprüften Tür bewertet werden.

Hinsichtlich der Leckraten wird in der Norm DIN 18095-1 zusätzlich der Hinweis gegeben, dass die Druckdifferenz von 50 Pa während der Prüfung nichts über die bei tatsächlichen Bränden vorhandene Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Rauchschutztür aussagt:

„Geht man von dem Wert der Druckdifferenz aus, der bei Bränden gemessen wurde und der auch als Ofenüberdruck bei den Bauteilprüfungen nach DIN 4102 Teil 2 zugrunde gelegt wird – nämlich 10 Pa – so ergäben sich […] [zulässige] Leckraten von etwa

  • 9 m³/h bei einflügeligen Rauchschutztüren und
  • 13 m³/h bei zweiflügeligen Rauchschutztüren.

Bezogen auf eine Zeitspanne von 10 min, die für die Rettung bei einem Entstehungsbrand mit beginnender Verrauchung als ausreichend angesehen wird, sind die auf diese Zeitspanne umzurechnenden Werte noch akzeptabel.“

Diese Werte lassen sich bei einem ingenieurtechnischen Nachweis ebenfalls heranziehen, um die Fähigkeit einer Tür, den Durchtritt von Rauch einzuschränken, bewerten zu können. Auch decken sich diese Werte mit Ergebnissen aus Raumbrandversuchen [6], wonach der Überdruck in einem Brandraum – je nach Brandbedingungen – zwischen 6 Pa (brandlastgesteuerter Brand) und 12 Pa (ventilationsgesteuerter Brand) liegt.

Für den leistungsbezogenen Nachweis gemäß DIN 18009-1 sind zunächst funktionale Anforderungen aus den Schutzzielen abzuleiten und Leistungskriterien festzulegen. Für die ingenieurmäßige Bewertung von brandschutzrelevanten Türen in Bestandssituationen lässt sich die Identifizierung und Konkretisierung des bauordnungsrechtlich zugrunde liegenden Schutzziels wie folgt darstellen.

  • Schutzziel: Vorbeugung gegen Rauchausbreitung (vgl. § 14 MBO)
  • Funktionale Anforderung: Begrenzung des Durchtritts von Rauch durch eine dafür vorgesehene Tür bei Rauchbelastung
  • Leistungskriterien: Leckrate Qd ≤ 20 m3/h bzw. 30 m3/h bei einem Überdruck von bis zu 50 Pa und bei Umgebungstemperatur

Im Übrigen lässt die in der europäischen Klassifizierungsnorm DIN EN 13501-2 enthaltene Differenzierung der Rauchdichtheit in die Leistungsniveaus S200 (s.o.) und Sa auch eine Bewertung der Rauchdichtheit bei Umgebungstemperatur mit geringeren Anforderungen an die Leckrate zu. Dabei gelten für die Eigenschaften Sa folgende Leistungskriterien:

"Die maximale Leckrate [darf], gemessen bei Umgebungstemperaturen und bis zu einem Druck von nur 25 Pa, den Wert von 3 m3/h je Meter Spaltlänge zwischen den festen und den beweglichen Teilen der Türeinheit (z.B. zwischen Türblatt und Türzarge) nicht überschreiten, ausgenommen die Leckrate an der Schwelle."

Gemäß MVV TB [8] werden Abschlüsse mit der Eigenschaft Sa als dichtschließend bewertet.

Prüfaufbau

Vor dem in Abbildung 1 dargestellten Prüfaufbau und hinter der zu prüfenden Tür herrscht der lokale Luftdruck. In der Prüfkammer liegt je nach gewähltem Prüfvorgang Über- bzw. Unterdruck an. Der Volumenstrom des Ventilators (entspricht der Leckrate der Tür) wird unter Verwendung verschieden großer Messblenden bestimmt. Parallel wird der Druck in der Prüfkammer gemessen. Ein Prüfvorgang sieht die Ermittlung der Leckrate bei verschiedenen Druckstufen von 5 Pa bis 50 Pa vor.

Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen
Abb. 2: Prüfaufbau als Sonderkonstruktion (Bild: Brandschutz Consult Leipzig (BCL))
Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen
Abb. 3: Rückseite der Tür (Bild: Brandschutz Consult Leipzig (BCL))

Die Prüfkammer des adaptierten Verfahrens wird hergestellt, indem vor der zu prüfenden Tür ein Prüfrahmen eingesetzt wird. Üblicherweise erfolgt dies im Türausschnitt der Wand oder in Flurquerschnitten (s. Abbildung 1). Die zu prüfende Tür entspricht dann dem Probekörper, der gemäß der Norm als Öffnungsabschluss der Prüfkammer eingesetzt wird, in Bestandsituationen jedoch bereits in Form der eingebauten Tür vorhanden ist.

Der Prüfaufbau muss jedoch oftmals an die örtliche Situation angepasst werden. Teilweise ergibt sich die Notwendigkeit von Sonderlösungen, da die Maße des Prüfrahmens begrenzt sind. In solchen Fällen werden passgenaue Konstruktionen für die jeweiligen Geometrien angefertigt (s. Abbildung 2 und 4). Zusätzlich können durch das Einblasen eines Nebelaerosols auch kleine Leckagen (Dichtungsebenen, Wand-, Decken- und Fußbodenanschlüsse) sichtbar gemacht werden (s. Abbildung 3). Durch diese Art der Visualisierung können anschließend ebenfalls Empfehlungen zu Aufbesserung der Tür gegeben werden.

Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen
Abb. 4: Prüfaufbau an der Rückseite der Tür (Bild: Brandschutz Consult Leipzig (BCL))

Prüfung der Dichtheit von Türen in Bestandssituationen
Abb. 5: Vorderseite der Tür mit Prüfkammer und Messsystem (Bild: Brandschutz Consult Leipzig (BCL))

Bei der Messung der Leckrate von Bestandstüren ist die Umsetzung aller Prüf- und Messbedingungen entsprechend den Prüfnormen DIN 18095-2 bzw. DIN EN 1634-3 nicht möglich. Insbesondere betrifft dies die Prüfung bei erhöhter Temperatur von ca. 200 °C. U.a. aus diesem Grund kann eine geprüfte Tür im Ergebnis der „In-situ-Prüfung“ nicht als rauchdichte Tür klassifiziert werden.

Das vorgestellte Verfahren ist eine Methode des Brandschutzingenieurwesens, die eine leistungsbezogene Nachweisführung gemäß DIN 18009-1 ermöglicht. Im Rahmen eines Brandschutznachweises können entsprechende Abweichungen belastbar und nachvollziehbar begründet werden. Unsicherheiten aus einer argumentativen Nachweisführung werden vermieden. […]

Weiterlesen? Der vollständige Artikel ist in Ausgabe 2.2020 des FeuerTrutz Magazins (April 2020) erschienen. Dort werden zwei Praxisbeispiele mit den Versuchen und die jeweiligen Ergebnisse beschrieben.

Autoren

  • M.Sc. Cathrin Nolte: Projektleiterin Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig
  • Dipl.-Inf. (FH) Michael Steglich: Geprüfter Fachplaner Entrauchung (FH Aachen), Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig
  • M.Sc. Manuel Osburg: Leiter Fachgebiet Ingenieurmethoden Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig

Literatur

[1] DIN 18095-2:1991-03 "Türen; Rauchschutztüren; Bauartprüfung der Dauerfunktionstüchtigkeit und Dichtheit"

[2] DIN 18009-1:2016-09 "Brandschutzingenieurwesen – Teil 1: Grundsätze und Regeln für die Anwendung"

[3] DIN 18095-1:1988-10 "Türen; Rauchschutztüren; Begriffe und Anforderungen"

[4] DIN EN 13501-2:2016-12 "Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 2: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandsprüfungen, mit Ausnahme von Lüftungsanlagen"

[5] DIN EN 1634-3:2005-01 "Prüfungen zum Feuerwiderstand und zur Rauchdichte für Feuer- und Rauchschutzabschlüsse, Fenster und Beschläge – Teil 3: Prüfungen zur Rauchdichte für Rauchschutzabschlüsse"

[6] Wilk, Osburg, Kotthoff: Der Brand in Räumen, Teil 10 – Rauchgase beim Brand in Räumen und Gebäuden, Teil 10-1-1 Rauchgasentwicklung und -ausbreitung im Brandraum. Zeitschrift für Forschung und Technik im Brandschutz vfdb, 4/2017, 179-194

[7] Nolte, Cathrin: Prüfung der Dichtheit von Rauchschutztüren in Bestandssituationen – Untersuchung und Bewertung eines adaptierten Prüfverfahrens in Anlehnung an DIN 18095-2:1991-03, Thesis zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science im Studiengang Security & Safety Engineering an der Hochschule Furtwangen, 2018

[8] Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), 2019/1

[9] Technischer Bericht TB 04/01 "Leitfaden Ingenieurmethoden des Brandschutzes", Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.V., 3. Auflage, 2013

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Letzte Aktualisierung: 11.05.2020