Baukunde $

Gebäude werden in Massiver- oder Leichtbauweise (Elementbau) erstellt. Bei massiver Bauweise sprechen wir von Beton, Stahl und Backstein. Ganze Gebäude oder Teile davon können aber auch in Leichtbauweise erstellt werden. Dabei kommen vor allem Materialien wie Holz, verschiedenste Holzwerkstoffplatten, Dämm Materialien und Gipsplatten zum Einsatz. Ganze Gebäude in Leichtbauweise werden oft in Fabrikhallen vorgefertigt und auf der Baustelle in wenigen Tagen zusammengefügt. 

Als Bauteile gelten alle Teile eines Bauwerkes, an die Feuerwiderständsanforderungen gestellt werden. Z.B. Stützen, Träger, Decken, Wände, Türen usw.

Anstelle der Begriffe „Baustoffe“ und „Bauteile“ wird in den europäischen Klassierungsnormen zum Brandverhalten teilweise auch der Begriff „Bauprodukte“ verwendet. 

Baustoffe werden über genormte Prüfungen oder andere VKF anerkannte Verfahren klassiert. Massgebende Kriterien sind insbesondere Brand- und Qualmverhalten, brennendes Abtropfen und Wärmefreisetzung. 

1. Den im Gebäude lagernden brennbaren Materialien (mobile Brandbelastung)

2. Den brennbaren Gebäudeteilen (immobile Brandbelastung)

Die brennbaren Bauteile sind in der Regel mittel- bis schwerbrennbar, das brennbare Mobiliar ist dagegen leicht-, mittel- und schwerbrennbar. 

Es gibt 6 Brennbarkeitsgrade.    

Sind leicht entzündbare oder rasch abbrennende Materialien und als Baustoffe nicht zugelassen! 

Baustoffe, die leicht entzündbar sind und ohne zusätzliche Wärmezufuhr selbstständig und rasch abbrennen.

Beispiele: Holzwolle, Karton, Polyethylenfolien, etc. 

Baustoffe, die normal entzündbar sind und ohne zusätzliche Wärmezufuhr während längerer Zeit selbstständig weiterbrennen.

Beispiele: Holz grobe Stücke, Bitumen, Polyethylenrohre, Spanplatten, Holztäfer, etc. 

Baustoffe, die schwer entzündbar sind und nur bei zusätzlicher Wärmezufuhr langsam weiterbrennen oder verkohlen. Nach dem Verschwinden der Wärmequelle müssen die Flammen nach kurzer Zeit erlöschen und das Nachglimmen muss aufhören. 

Baustoffe, welche die Anforderungen des Brennbarkeitsgrades 5 auch bei einer erhöhten Umgebungstemperatur von 200°C erfüllen.

Beispiele: Polystyrol Hartschaumplatten, Holzfaserplatte (hart gepresst), Eiche, die meisten Spannteppiche, PVC-Rohre und Bodenbeläge, etc. 

Baustoffe, die zwar einen geringen Anteil an brennbaren Komponenten aufweisen, aber nicht entzündbar sind und für die Belange der Praxis als nicht brennbar bewertet werden. 

Baustoffe ohne brennbaren Anteil, die nicht entzündbar sind und auch nicht verkohlen oder veraschen. 

Bei der mobilen Brandbelastung sind alle Gegenstände im Gebäude wie Tische, Stühle, Schränke oder Staubsauger gemeint. 

Unter der Immobilen Brandbelastung verstehen wir mittel bis schwerbrennbare Baustoffe oder Bauteile welche nur durch Abbruch aus dem Gebäude genommen werden können. Dies können sein Bodenbeläge, Wandverkleidungen, Türen, Fenster oder Deckenverkleidungen. 

Wir unterscheiden in fünf verschiedene Brandbelastungsstufen.    

Sehr kleine Brandbelastung bis      250 MJ/m2 

Kleine Brandbelastung bis               500MJ/m2

Mittlere Brandbelastung bis            1000MJ/m2

Grosse Brandbelastung  bis           2000MJ/m2

Sehr grosse Belastung über           2000MJ/m2

Aufgrund der Brandbelastungsstufen werden von der Feuerpolizei die nötigen baulichen Massnahmen definiert und vorgeschrieben. Dies beinhaltet z.B. Baustoffe, Fluchtwege und deren Grösse und Türen und deren Grösse.

In einer normalen Wohnung müssen wir mit einer durchschnittlichen

• mobilen Brandbelastung von 300MJ/m2 und

• immobilen Brandbelastung von 300MJ/m2 

1. Das Brandverhalten von Bauteilen wird durch deren Feuerwiderstandsdauer gekennzeichnet. Unter Feuerwiderstandsdauer versteht man die Mindestdauer in Minuten, während der ein Bauteil bestimmte Anforderungen unter Einwirkung eines Normbrandes erfüllt.

   => Eine F90 Wand bedeutet, dass die Wand während 90 Minuten dem Feuer widersteht

   Die Raum abschliessenden Teile dürfen sich auf der Kaltseite im Mittel nicht mehr als 140 °C über die Ausgangstemperatur erhitzen. Es dürfen auf der Kaltseite keine Gase auftreten die brennbar sind.

   Die Kaltseite ist die dem Feuer abgewandte Seite. 

Die Feuerwiderstandsklasse F umfasst Bauteile wie Wände (tragend und nichttragend), Decken, Stützen und Träger. Diese Bauteile müssen in Gebäuden mindestens der Klasse F30 bis F240 entsprechen.
Unterdeckungen und Verkleidungen werden aufgrund der zu erfüllenden Voraussetzungen in die Feuerwiderstandsklassen F30 bis F180 eingeteilt. Sie dürfen Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit nicht verlieren und müssen den Durchgang von Feuer, Wärme und Rauch verhindern. 

Die Feuerwiderstandsklasse T umfasst bewegliche Abschlüsse wie Brandschutztüren, - tore und -deckel. Derartige Bauteile werden in die Feuerwiderstandsklassen T30 bis T90 eingeteilt. Sie dürfen Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit nicht verlieren und müssen den Durchgang von Feuer, Wärme und Rauch verhindern.

Bei Türen gibt es keine allgemeinen Bestimmungen. Türen werden je nach Modell geprüft und dann einer T-Feuerwiderstandsklasse zugeordnet. 

Rauch- und flammendichte Abschlüsse mit lichtdurchlässigen Flächen wie verglaste Türen und Verglasungen werden in die Feuerwiderstandsklassen R30 bis R60 eingeteilt. Sie dürfen Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit nicht verlieren und müssen den Durchgang von Feuer, Wärme und Rauch verhindern. 

Bauteile werden nach ihrem Brandverhalten, insbesondere nach der Dauer ihres Feuerwiderstands beurteilt.

Massgebende Anforderungen sind:

R = Tragfähigkeit
E = Raumabschluss
I = Wärmedämmung
Feuerwiderstandsdauer in Minuten bezüglich der einzelnen Anforderungen R, E, I. 

Brandabschnitte sind Bereiche von Bauten und Anlagen, die durch brandabschnittsbildende Bauteile voneinander getrennt sind.

Brandabschnittsbildende Bauteile sind raumabschliessende Bauteile wie Brandmauern, brandabschnittsbildende Wände und Decken, Brandschutzabschlüsse und Abschottungen. 

Brandmauern sind Bauteile der Feuerwiderstandsklasse (F90) F180 bis F240, die den Übergriff eines Brandes von einem wesentlichen Gebäudeabschnitt zum anderen verhindern. Brandmauern sind nur so gut, wie deren schwächste Stelle. Wand- und Deckendurchbrüche von Kabeltrassen, Rohrleitungen, etc. sind meistens knapp unter der Decke geführt; dort also, wo im Brandfall die intensivste Beanspruchung besteht.

Abschottungen müssen daher so ausgelegt sein, dass sie Feuer, Wärme und Rauch

zurückhalten.

In brandabschnittsbildenden Bauteilen sind Durchbrüche, Leitungsdurchführungen und Installationsschächte mit feuerwiderstandsfähigen Abschottungen dicht zu verschliessen.

Der Feuerwiderstand von Abschottungen beträgt mindestens 30 Minuten. 

Als Tragwerk gilt die Gesamtheit aller zur Lastaufnahme und Lastableitung sowie zur Stabilisierung eines Gebäudes notwendigen Bauteile und deren Verbindungen. 

Biegung, Zug, Druck, Abscherungen. Während des Abbrandes bzw. der thermischen Beanspruchung verändert sich das Bauteil und dessen Tragfähigkeit resp. Stabilität. 

Die Abbrandrate beträgt ca. 1mm pro Minute. Tragkonstruktionen aus Holz können als F30 klassiert werden, wenn die Verbindungsmittel (Metallteile wie Zugstangen, Schrauben, Pressbolzen, Schlitzbleche, etc.) entsprechend geschützt werden und mindestens 10cm dick sind. Die Metallteile sind gute Wärmeleiter und können unter Umständen ein Nachbrennen verursachen. 

Die Tragfähigkeit unverkleideter Stahlbauteile nimmt bei Brandbeanspruchung rasch ab; normal belastete Stahlbauteile können bereits bei 450°C versagen. Die Versagenstemperatur und damit die Zeit bis zum Versagen sind vom statischen System und von der Belastung unter Raumtemperatur abhängig.

Ein Stahlträger von 5m Länge dehnt sich bei 500°C durchschnittlich um 1,2mm pro Laufmeter und pro 100°C aus. 1, 2mmx5m=6mmx5(500°C)= Total 30mm

Dickwandige Profile erwärmen sich unter Brandeinwirkung langsamer und reagieren dadurch günstiger als dünnwandige Profile mit offenem Querschnitt. Tragkonstruktionen aus Stahl gelten als <F30; sie können aber durch Brandschutzanstriche, Ausbetonieren oder Verkleiden mit Brandschutzplatten bis zu F120 erreichen. 

Stahlbetonbauteile werden als F60 eingestuft, sofern sie bestimmte Minimalabmessungen aufweisen und ihre Armierung mindestens 20mm überdeckt ist. Für F90 ist eine Überdeckung von min 30mm erforderlich. 

Bei sehr grossen Spannweiten mit Beton wird mit Spannbeton gearbeitet. Das heisst es werden in die Betondecke Hülsenrohre eingelegt in welche Stahlseile gezogen werden. Sobald die Betondecke ausgehärtet ist werden diese Seile gespannt und erzeugen einen künstlichen Druck nach oben. Somit können sehr dünne Betondecken grosse Hallen abdecken.

Kommt es nun zu einem Brandfall erwärmt sich die dünne Decke relativ rasch. Die Stahlseile erreichen sehr schnell kritische Temperaturen von 450°C bis 500°C und verlieren ihre Festigkeit. Es kommt unweigerlich zum sofortigen Einsturz ohne vorgängige Anzeichen. 

Infolge unterschiedlicher Ausdehnung der Stoffe entstehen Spannungen, die zum Lockern oder zur gänzlichen Lösung von Verbindungen führen.

Alle Stoffe verlieren bei Erwärmung ihre Festigkeit

Bei plötzlichem Wärmeentzug, beispielsweise durch Löschwasser kommt es zum Reissen und Abspringen von Bauteilen.

Übermässige Belastung durch grosse Wasseraufnahme loser Stoffe Volumenänderung (Raumausdehnung)

Einfluss des Windes

Einfluss des Frostes

Wird ein Knotenpunkt eines tragenden Teiles zerstört, kommt es unweigerlich zum Einsturz. 

Ein Kamin ist als Teil einer Rauchabzugsanlage ein in sich geschlossener Kanal, der unabhängig von anderen Konstruktionen bzw. Bauteilen und ohne Querschnittsveränderungen die Rauch- und Verbrennungsgase über Dache führt. 

Es gibt senkrechte und gezogene Kamine.
Die Kaminquerschnitte sind: Quadratisch, Rechteckig oder Rund 

Falchdach