KS-Nord e.V.

Bemessung, Wandarten und Details

Für den Nachweis des Brandverhaltens der Baustoffe (Bauprodukte) und damit der Baustoffklassen wurden in Europa neue Prüfverfahren entwickelt und verabschiedet, weil die bisherigen Prüfverfahren in den einzelnen europäischen Ländern sehr unterschiedlich waren. Die Prüfungen erfolgen nach unterschiedlichen Normen, mit neuen Bezeichnungen der Baustoffklassen (Euroklassen).

Kalksandsteine und Mörtel (mit organischen Bestandteilen bis zu 1 M.-%) wurden nicht neu geprüft; sie wurden gemäß Entscheidung der Europäischen Kommission in ein Verzeichnis von Bauprodukten der Kategorie A aufgenommen, d.h. in die europäische Klasse A 1 nach DIN EN 13501-1 eingestuft.

Brandentstehung und -verlauf

Kalksandsteine beteiligen sich nicht am Entstehungsbrand. Sie sind nichtbrennbar und entsprechen der europäischen Klasse A1 nach einer Entscheidung der Europäischen Kommission.

Ein Feuer wird im Allgemeinen durch vier Brandphasen charakterisiert, der Zündphase, und dem Schwelbrand, d.h. der Brandentstehung sowie dem „flashover“ und der Erwärmungsphase, d.h. dem Vollbrand. Der Entstehungsbrand wird maßgeblich durch das Baustoffverhalten beeinflusst und entwickelt sich bis etwa 300 °C. Der Vollbrand ist maßgebend für das Bauteilverhalten. Wann bei einem Naturbrand ein „flash over“ – Durchzünden – zum Vollbrand entsteht, hängt wesentlich von der vorhandenen Brandlast und den Ventilationsverhältnissen, dem zur Verfügung stehenden Sauerstoff, ab.

Temperaturprüfkurven – Brandeinwirkungen

Als Prüfkurve für die Brandprüfungen an Bauteilen mit üblicher Gebäudenutzung ist weltweit die ISO-Kurve festgelegt worden. Sie entspricht der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) nach DIN 4102-2.

Brandschutzbemessung nach DIN 4102-4 und DIN 4102-22

DIN 4102-4 ist keine Prüfnorm, sondern ein Katalog mit genormten klassifizierten Bauprodukten bzw. Bauteilen. Danach sind Kalksandsteine der Baustoffklasse A 1 zuzuordnen, ebenso Mörtel nach DIN 1053. Außerdem sind umfangreiche Angaben zur Klassifizierung und Anwendung von Mauerwerkswänden aus Kalksandsteinen enthalten.

Eine neue Entwurfsfassung E DIN 4102-4 soll in Kürze erscheinen. Aufgrund des Verbots der Doppelregelung sind dann nur noch Mauerwerks-Fertigbauteile – Mauertafeln – nach der alten, aber derzeit noch eingeführten Norm DIN 1053-4 enthalten. Nach bauaufsichtlicher Einführung der Neuausgabe von DIN 1053-4 – zeitgleich mit der endgültigen Einführung des Eurocode 6 in der Liste der technischen Baubestimmungen – sollen dann aber auch für Mauertafeln die Brandschutzregelungen nach Eurocode 6 gelten. In DIN 4102-4 (neu) sind für Mauerwerk dann nur noch die weiterhin enthaltenen Ausführungsdetails sowie zusätzlich aktuelle Anschlussdetails und einige wenige Sonderfälle nicht tragender Wände maßgeblich.


DIN 4102-4 (Bauteilkatalog) enthält für den Mauerwerksbau zukünftig nur noch (wichtige) Angaben zu Anschlussdetails sowie zu Fertigbauteilen aus Mauerwerk.

Die brandschutztechnische Bemessung von Mauerwerk (Standsicherheit in Verbindung mit der Feuerwiderstandsklasse) erfolgt nach DIN EN 1996-1-2/NA.

Übergangsweise ist auch noch eine Bemessung nach DIN 4102-4 möglich.

DIN 4102-22 ist auf Grundlage der Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten eine Anwendungsnorm zu DIN 4102-4. Da bei Fertigstellung der Norm im Jahr 2004 die semiprobabilistische Bemessungsnorm für Mauerwerk DIN 1053-100 noch nicht veröffentlicht war, wurde in DIN 4102-22 lediglich festgestellt, dass bei einer Bemessung von Mauerwerk mit Teilsicherheitsbeiwerten DIN 4102-4 nicht anwendbar

ist. Zwischenzeitlich wurde eine Umrechnungsregel entwickelt, die bei einer Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten die Ergebnisse auf DIN 1053-1 – vereinfachtes Bemessungsverfahren – zurückführt. Diese Regel wurde mit der Einführung von DIN 1053-100 in der „Liste der technischen Baubestimmungen“ (LTB) veröffentlicht.

Brandschutzbemessung nach DIN EN 1996-1-2/NA

Die Bemessungsnorm von Mauerwerk für den Brandfall DIN EN 1996-1-2:2011-04, Eurocode 6, liegt mit dem zugehörigen Nationalen Anhang (NA) – Ausgabe Juni 2013 – vor. Sie umfasst im wesentlichen Bemessungstabellen entsprechend DIN 4102-4.


Für Kalksandstein-Mauerwerk wurden 2009/2010 diverse neue Brandprüfungen nach europäischer Prüfnorm DIN EN 1365-1 mit erhöhten Belastungen und auch erhöhten Mauerwerksfestigkeiten durchgeführt. Außerdem wurden umfangreiche Vergleichsrechnungen nach den verschiedenen Bemessungsverfahren durchgeführt.

Kalksandsteinwand mit hoher Auflast nach DIN EN 1996-1-1/NA nach 5 Stunden Brandbeanspruchung

Die Tragwerksbemessung von Mauerwerk im Brandfall nach DIN EN 1996-1-2/NA soll in Deutschland ausschließlich nach dem bekannten und bewährten Tabellenverfahren erfolgen.

Für tragende Wände und Pfeiler wurden in DIN EN 1996-1- 2/NA die Gleichungen (NA.1 und NA.2) für den Ausnutzungsfaktorenaufgenommen, die bereits in der Liste der technischen Baubestimmungen zu DIN 1053 für den Ausnutzungsfaktor α2 in DIN 4102-4 veröffentlicht sind. Der neue Ausnutzungsfaktor wurde lediglich an die neuen Mauerwerksdruckfestigkeiten nach DIN EN 1996-1-1/NA bzw. DIN EN 1996-3/ NA angepasst, so dass die Tabellenwerte von DIN EN 1996-1-2/NA den bisher geltenden Stand mit den geprüften Auflasten nach DIN 1053-1/DIN 4102-4 wiedergeben:

Nur bei Kalksandstein-Mauerwerk aus Kalksand-Vollsteinen (einschließlich KS XL) muss nach DIN EN 1996-1-2/NA keine Umrechnung auf das alte Bemessungsverfahren mit den oben genannten Gleichungen vorgenommen werden.

Es gilt insbesondere für tragende, raumabschließende Wände alternativ die vorteilhafte Regelung einer konsistenten Bemessung nach dem Teilsicherheitskonzept in DIN EN 1996-1-2/ NA und dem Ausnutzungsfaktor αfi, der sich ohne Umrechnung direkt aus der kalten Bemessung nach Eurocode 6 ergibt.

Definitionen nach dem Baurecht für Wandarten

Im Sinne des Baurechts und auch nach DIN EN 1996-1-2, entnommen aus DIN 4102-4, werden die in einem Bauwerk vorhandenen Wände brandschutztechnisch in verschiedene Arten eingeteilt.

Tragende, raumabschließende Wände sind überwiegend auf Druck beanspruchte Bauteile, die im Brandfall die Tragfähigkeit gewährleisten müssen und außerdem die Brandübertragung von einem Raum zum anderen verhindern, z.B. Treppenraumwände, Wohnungstrennwände, Wände zu Rettungswegen oder auch Brandabschnittstrennwände. Sie werden im Brandfall nur einseitig vom Brand beansprucht.

Tragende, nichtraumabschließende Wände sind überwiegend auf Druck beanspruchte Bauteile, die im Brandfall ausschließlich die Tragfähigkeit gewährleisten müssen, z.B. tragende Innenwände innerhalb eines Brandabschnittes (einer Wohnung). Außenwandscheiben mit einer Breite ≤ 1,0 m oder Mauerwerkspfeiler sowie kurze Wände. Sie werden im Brandfall zwei-, drei- oder vierseitig vom Brand beansprucht.

Nicht tragende Wände sind Bauteile, die auch im Brandfall überwiegend nur durch ihr Eigengewicht beansprucht werden und auch nicht der Knickaussteifung tragender Wände dienen; sie müssen aber auf ihre Fläche wirkende Windlasten auf die tragenden Bauteile abtragen. Nicht tragende Wände sind in brandschutztechnischer Hinsicht grundsätzlich raumabschließend.

Brandwände und Komplextrennwände sind raumabschließende Bauteile, an die erhöhte Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes gestellt werden.

Wandarten im Wohnungsbau sowie Industriebau – Beispiele

Bauteilverhalten im Brandfall

Das Brandverhalten von Mauerwerk hängt von der Steinart, dem Mörtel, der Schlankheit und der Auflast ab. Bei Kalksandstein ist zwischen Voll- und Lochsteinen sowie Planelementen zu unterscheiden. Dünnbettmörtel hat einen positiven Einfluss auf das Brandverhalten von Kalksandstein- Mauerwerk.

DIN 4102-4 (neu) hält weiterhin ausdrücklich fest, dass sämtliche Klassifizierungen – Tabellenwerte – für alle Stoßfugenvermörtelungen nach DIN 1053-1 gelten, d.h. auch für unvermörtelte Stoßfugen bis 5 mm Breite (auch ohne Putz).

Kalksandstein-Mauerwerk aus Vollsteinen und Planelementen (KS XL) deckt brandschutztechnisch alle Belastungsfälle nach DIN EN 1996-1-1 und DIN EN 1996-3 ab.

Ausführungsdetails für raumabschließende Kalksandsteinwände

Zahlreiche Ausführungsdetails sind DIN 4102-4 (neu) zu entnehmen, weil DIN EN 1996-1-2 in Anhang E nur die wenigen Standard-Wandanschlüsse an angrenzende Bauteile enthält. Weitere Ausführungsdetails in Verbindung mit Mauerwerkswänden werden regelmäßig im Mauerwerk-Kalender veröffentlicht.

Ebenso können Anschlüsse tragender und nicht tragender Kalksandsteinwände gemäß den folgenden Tafeln ausgeführt werden. Hierbei sind die Angaben zum Verschluss der Fugen zu beachten.

Seitliche Wandanschlüsse für nicht tragende Innenwände unter Berücksichtigung von Statik, Brand- und Schallschutz

Obere Wandanschlüsse für nicht tragende Innenwände unter Berücksichtigung von Statik, Brand- und Schallschutz


Stürze und Ringbalken

Stürze werden aus KS -U-Schalen, überwiegend jedoch als KS-Flachstürze oder als KS-Fertigteilstürze eingebaut. Der brandschutztechnische Nachweis für vorgefertigte Stürze wurde für die  Feuerwiderstandsklassen F 30 bis F 90 und teilweise F 120 erbracht. Die Feuerwiderstandsklasse F 90 ist bereits ab einer Sturzbreite von 115 mm möglich. Die genauen Abmessungen und Nachweise – passend zu den in brandschutztechnischer Hinsicht erforderlichen Wanddicken – sind für KS-Fertigteil- und Flachstürze in Abhängigkeit der Zuggurthöhe, der Betondeckung und der Schalendicke den jeweiligen allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen zu entnehmen. Ausbetonierte KS -U-Schalen sind in DIN 4102-4 geregelt. DIN EN 1996-1-2 enthält keine Angaben zu Stürzen.

Gebäudeabschluss- und Gebäudetrennwand

Gebäudetrennwände sind in ausgedehnten Gebäuden alle 40 m zu errichten, um Brandabschnitte (BA) zu bilden. Gebäudeabschlusswände sind bei Gebäuden, die weniger als 2,5 m von der Grundstücksgrenze entfernt errichtet werden, und bei aneinander gereihten Gebäuden auf demselben Grundstück herzustellen.

Beispiele für Regeln im Bereich der Gebäudetrennwände

Gebäudetrennwände sind in der Regel als Brandwände mit feuerbeständigen Türen auszubilden. In Ausnahmefällen dürfen in einigen Bundesländern feuerbeständige Wände Feuerwiderstandsklasse REI 90 oder EI 90 nach DIN EN 1996-1-2/NA bzw. F 90 nach DIN 4102-4 oder sogar nur hochfeuerhemmende Wände eingesetzt werden.

Gebäudeabschlusswände müssen nach den bauaufsichtlichen Bestimmungen je nach Lage der Gebäude, Anzahl der Geschosse und Nutzung einer bestimmten Feuerwiderstandsklasse entsprechen. Häufig sind Brandwände oder feuerbeständige Wände bzw. hochfeuerhemmende Wände zu errichten. Es gibt die Möglichkeit, anstelle von feuerbeständigen Wänden sogar die Kombination feuerbeständig + feuerhemmend (F 90-AB + F 30-B) einzusetzen.

Gebäudeabschlusswand aus Kalksandstein-Mauerwerk im Dachbereich

Grenzbebauung

Bei einer Grenzbebauung sind die Anforderungen an die Ausführungsdetails von Brandwänden im Dachbereich üblicherweise bekannt und bautechnisch relativ einfach lösbar. Bei Reihenhäusern mit übergreifenden Dächern, versetzten Höhen, durchlaufenden Ortgängen oder giebelständig angeordneten Reihenhäusern müssen die Ausführungsdetails rechtzeitig geplant werden.

Problematisch wird es, wenn Dächer belüftet werden, und die Lüftungsschlitze sich aufgrund von Dachüberständen bereits auf dem anderen Grundstück befinden, weil die Außenwand auf der Grenze steht. Der gemäß Bauordnung festgeschriebene Nachbarschutz muss brandschutztechnisch sichergestellt werden.

Alle Anforderungen einer Grenzbebauung können mit Kalksandsteinwänden erfüllt werden. Je nach Gebäudeklasse müssen hochfeuerhemmende, feuerbeständige Kalksandsteinwände oder Kalksandstein-Brandwände ausgeführt werden.

Dachanschlüsse – Traufe, Ortgang – bei Gebäudeabschlusswänden bei Grenzbebauung (Beispiele)

Brandwände

Brandwände werden entweder nach DIN EN 1364-1 oder DIN EN 1365-1 in Verbindung mit DIN EN 1363-2 bzw. DIN 4102-3  geprüft und sind damit nachgewiesen. Weitere Nachweise, z.B. rechnerische Nachweise hinsichtlich der Stoßbeanspruchung, sind nicht erforderlich und auch nicht zulässig, siehe auch DIN 4102-22.

Brandwände müssen nach nationalem Baurecht folgende erhöhte Anforderungen erfüllen:

  • Sie müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen.
  • Sie müssen mindestens die Anforderungen feuerbeständig – Feuerwiderstandsklasse F 90-A nach DIN 4102-2 – erfüllen; tragende Wände müssen diese Anforderung bei mittiger und bei ausmittiger Belastung nach DIN 4102-3 erfüllen.
  • Brandwände müssen unter einer dreimaligen Stoßbeanspruchung – Pendelstöße mit 3.000 Nm Stoßarbeit (200 kg Bleischrotsack) – standsicher und raumabschließend im Sinne von DIN 4102-2 bleiben.
  • Brandwände müssen die vorstehend genannten Anforderungen auch ohne Bekleidung erfüllen. In Absprache mit der Bauaufsicht werden seit 1994 auch solche geputzte Mauerwerksarten als Brandwände anerkannt, die aufgrund ihrer Materialien und Oberflächenstruktur grundsätzlich in der Praxis geputzt werden. Auf den Putz kann dann nicht verzichtet werden.

Bauaufsichtliche Anforderungen an Brandwände

Halterungen von Brandwänden aus Kalksandstein-Mauerwerk

Komplextrennwände

Komplextrennwände sind Wände, die versicherungstechnisch definiert sind. Die Bestimmungen der Sachversicherer sind in folgender Tafel zusammengefasst. Besonders ist zu beachten, dass die Feuerwiderstandsdauer von 180 min. auch für die aussteifenden Bauteile gefordert wird. Das bedeutet, dass das gesamte Gebäude eine Feuerwiderstandsdauer von 180 min. aufweisen muss.

Versicherungstechnische Anforderungen an Komplextrennwände

Die Versicherungen setzen generell voraus, dass zunächst alle gesetzlichen Anforderungen erfüllt sind. Bei Schadenfällen wird diese Voraussetzung auch überprüft und bei Mängeln kann der Versicherungsnehmer, der gesetzlich für die Einhaltung der erforderlichen  Brandschutz- maßnahmen verantwortlich ist, mit in die Verantwortung gezogen werden. Das kann zu reduzierten Zahlungen der Versicherungen führen.

KS-Lexikon

Infomaterial

  • Produktprogramm des KS-Nord e.V.
Kalksandstein - Produkt und Anwendung in Norddeutschland Produktprogramm des KS-Nord e.V.
    Kalksandstein - Produkt und Anwendung in Norddeutschland
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