Wofür brauchen wir Brandprüfungen?

Brandprüfungen dienen einerseits dazu, die jeweilige Feuerwiderstandsdauer eines Bauteils zu klassifizieren, und andererseits können bestimmte Einbausituationen brandschutztechnisch bewertet werden. Der folgende Beitrag gibt einen kurzen Einblick in die Historie sowie die Randbedingungen und zeigt aktuelle Entwicklungen auf.

Wofür brauchen wir Brandprüfungen?
Brand in einer Lagerhalle (Februar 2016) im Werk der Westfleisch, Paderborn (Quelle: Burow-Strathoff)

August 2016 / Von Heidi Burow-Strathoff. Nach den Erfahrungen des Ersten Weltkrieges und den dabei festgestellten Brandrisiken bei unterschiedlichen Baustoffen und Bauarten wurden 1934 in der Zeit des Nationalsozialismus mit der Einführung der DIN 4102 "Widerstandsfähigkeit von Baustoffen und Bauteilen gegen Feuer und Wärme" zum ersten Mal einheitliche Anforderungen an Baustoffe und Bauarten gestellt. Hier wurden nicht nur die Anforderungen an Baustoffe (brennbar, schwerbrennbar, nicht brennbar) geregelt, sondern auch zum ersten Mal die Anforderungen an die Bauteile (hochfeuerhemmend, feuerbeständig, hochfeuerbeständig) sowie die dazugehörigen Prüfverfahren festgelegt. Die damalige Ausgabe der DIN 4102 hatte nur sechs Seiten!
Im Laufe der Jahre wurde diese DIN Norm ständig aktualisiert. Mittlerweile umfasst das Regelwerk über 200 Seiten, beschreibt Prüfverfahren für zahlreiche Bauprodukte (u.a. Rohr- und Kabelabschottungen, Lüftungsleitungen, Elektroinstallationskanäle) und bildet immer noch eine Grundlage für die in Deutschland durchgeführten Brandprüfungen.

Brandprüfungen, Brandszenario, Anwendungsbereich

Es gibt verschiedene Arten von Brandprüfungen mit unterschiedlichen Temperaturbeanspruchungen, z.B. die Naturbrandkurven, die Kohlenwasserstoff-Temperaturkurve sowie die Einheitstemperaturzeitkurve (ETK), die für die Durchführung von Brandversuchen mit standardisierten Prüfverfahren durchgeführt wird. Für eine Brandprüfung gibt es unterschiedliche Gründe:

  • Ein neues Produkt soll nach einem standardisierten Prüfverfahren geprüft und klassifiziert werden, um den entsprechenden Verwendbarkeitsnachweis zu erhalten.
  • Eine spezielle Einbausituation aus der Praxis soll brandschutztechnisch bewertet werden. Dies kann z.B. die Grundlage für die Erteilung einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) sein.

Wofür brauchen wir Brandprüfungen?
Prüfung von Brandschutzklappen nach DIN 4102-6 (Quelle: MPA NRW)

Damit Prüfergebnisse vergleichbar sind, wird nach der ETK geprüft. Hierbei steigen die Temperaturen innerhalb von fünf Minuten auf ca. 600 °C, um dann stetig weiter anzusteigen, bis nach 90 Minuten ca. 1.000 °C erreicht sind. Dieses Brandszenario weicht von den realen Brandverläufen ab, bei denen die Temperatur in Abhängigkeit zur vorhandenen Brandlast meistens zwischen der 15. und 30. Minute wieder abnimmt.
Grundsätzlich nachgewiesen werden müssen die Anforderungen hinsichtlich des Raumabschlusses und der Temperaturerhöhung (Grenzwert ≤ 180 K). Je nach Bauprodukt kommen noch andere Anforderungen hinzu, z.B. Strahlung oder Leckage. Die konkreten Ableitungen aus der Brandprüfung auf den Anwendungsbereich des Bauprodukts in der Praxis (z.B. Extrapolation von Abmessungen, Festlegung von Abhängekonstruktionen bei Lüftungsleitungen) wurden bei den deutschen Prüfverfahren federführend von den Prüfstellen in Absprache mit der Bauaufsicht festgelegt und in den besonderen Hinweisen zu den Prüfberichten dokumentiert.
1968 wurde das Institut für Bautechnik (IfBt) in Berlin gegründet. Allmählich wurde ein Zulassungswesen für regelungsbedürftige Bauprodukte eingeführt. 1973 wurden die ersten Prüfbescheide für Absperrvorrichtungen ausgestellt. Nun wurden zum ersten Mal unabhängig von dem Prüfbericht Ausführungs- und Einbaubestimmungen festgeschrieben. Nach dem gleichen Prinzip wurden 1995 vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) die Prüfstellen autorisiert, für Bauprodukte, deren Anforderungen nach allgemeinen anerkannten Prüfverfahren nachgewiesen werden können, allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) auszustellen, z.B. für Rohrdurchführungen, Lüftungsleitungen, Installationskanäle und -schächte.
Die europäischen Harmonisierungsbestrebungen betreffen auch den Brandschutz. Es wurden europäische Prüfverfahren für Bauprodukte erarbeitet. Hier wird direkt in die Prüfnorm der abgeleitete Anwendungsbereich aus der Prüfung festgeschrieben. 1998 wurde die erste europäische technische Zulassung (ETZ) erteilt. Bei der Ableitung des Anwendungsbereichs ist aktuell die Tendenz feststellbar, dass die geprüften Randbedingungen 1 : 1 – ohne eine akzeptierte Extrapolation – übernommen werden.

Kann in Brandversuchen die Praxis 1 : 1 nachgebildet werden?

In einem Norm-Brandversuch kann ein Szenario, das Rückschlüsse auf die Praxis zulässt, nur exemplarisch dargestellt werden. So werden z.B. in der europäischen Prüfnorm DIN EN 1366-5 die Leitungsinstallationen, z.B. Energiekabel, über die Gewichtsbelastung durch Stahlseile nachgebildet. Die in der Praxis benötigten Kabelausführungen sowie Formteile für Richtungsänderungen werden nicht geprüft. [...]

Den vollständigen Artikel finden Sie in Ausgabe 4.2016 (erschienen im Juli 2016) des FeuerTRUTZ Magazins. Hier erhalten Sie weitere Informationen zum FeuerTRUTZ Magazin.

Wofür brauchen wir Brandprüfungen?
Vergleichend gemessene Temperaturerhöhungen an baugleichen Rohrabschottungen mit Synthesekautschuk-Isolierungen (Quelle: Auszug aus Schreiben vom MPA NRW 210006660)

Fazit

Brandprüfungen sind bei Neueinführungen von Produkten wichtig. In der Norm-Brandprüfung muss die grundsätzliche Eignung nachgewiesen werden. Allerdings haben Brandprüfungen eine gewisse Messunsicherheit, da in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien die Ergebnisse Streubreiten aufweisen können. Aus der Brandprüfung heraus wird für das klassifizierte Produkt ein Grundanwendungsbereich abgeleitet. Nicht alle in der Praxis vorkommenden Anwendungen können in einem Brandversuch abgebildet werden und sich somit auch nicht in dem dokumentierten Anwendungsbereich wiederfinden. Für das Bauen in der Praxis mit seinen vielfältigen Anwendungen kann von den Herstellern unter Einbeziehung kompetenter Prüfstellen die brandschutztechnische Eignung erklärt werden.
Brandschutztechnische Nachweise von Details sind oft nicht zielführend und führen sogar oft zu widersprüchlichen Versuchsergebnissen. Diese Entwicklung zeichnet sich gerade bei den Rohrabschottungen mit Synthesekautschuk-Isolierungen ab.

Autorin

Dipl.-Ing. (FH) Heidi Burow-Strathoff: Von 1990 bis 2013 beim MPA NRW, davon 15 Jahre als Ingenieurin im baulichen Brandschutz; zuletzt stellvertretende Prüfstellenleiterin für haustechnische Anlagen; Mitarbeit im europäischen Normungsgremium für Rohr- und Kabelabschottungen, Installationskanäle; seit 2013 bei G+H Isolierung, Planung, Beratung und Entwicklung von Brandschutzsystemen und -dienstleistungen

Den vollständigen Artikel finden Sie in Ausgabe 4.2016 (erschienen im Juli 2016) des FeuerTRUTZ Magazins. Hier erhalten Sie weitere Informationen zum FeuerTRUTZ Magazin.