Überall dort, wo betriebsbedingt Bauteile extremen Temperaturen ausgesetzt sind oder Schall- und Brandschutz erforderlich ist, kommen Dämm- und Isolierstoffe zum Einsatz. Dies stellt besondere Ansprüche an die Hersteller, Fachplaner sowie die ausführenden Unternehmen. In diesem Beitrag werden die Anforderungen und technischen Möglichkeiten im Brandschutz hervorgehoben.
In der jüngeren Vergangenheit lösten diverse Brandereignisse in Zusammenhang mit Dämm- und Isoliermaterialien wiederkehrende Diskussionen über die brandschutztechnischen Anforderungen an entsprechende Produkte aus. Anlässe waren zum einen der folgenschwere Brand im Londoner Grenfell-Tower im Jahr 2017 und zum anderen mehrere Brände in deutschen Städten, die im Nachhinein brennbaren Dämmmaterialien zugeschrieben wurden.
Auch wenn es sich bei diesen Vorkomnissen hauptsächlich um Fassadenbrände handelte, stellen ähnliche Brandverläufe in den anderen Bereichen des Gewerks ebenfalls eine potenzielle Gefahr dar. Das macht eine intensive und kontinuierliche Auseinandersetzung mit den Anforderungen an entsprechende Materialien hinsichtlich ihres Brandverhaltens sowie einer fachgerechten Montage der Produkte erforderlich.
Begriffserläuterung: Dämmung vs. Isolierung
Der Unterschied zwischen einer Dämmung und einer Isolierung ist grundsätzlich dadurch definiert, dass die Dämmung den Durchgang von Wärme, Kälte oder Schall reduziert und die Isolierung einen Durchgang im Idealfall unterbindet. In den bauordnungsrechtlichen Vorschriften wird i.d.R. von Dämmung gesprochen. In diesem Beitrag wird hingegen vorrangig der Begriff Isolierung verwendet. Dieser bezieht aber grundsätzlich die Bezeichnung Dämmung mit ein.
Anforderungen im Brandschutz: Relevante Regelwerke
Nach der Muster-Bauordnung (MBO) [1] sind bauliche Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden (§ 3 MBO). Weiter gilt nach § 14 MBO, dass die Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten sind, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind.
Nehmen WKSB-Betriebe eine Fassadendämmung vor, müssen Gebäude nach § 15 MBO einen ihrer Nutzung und den klimatischen Verhältnissen entsprechenden Wärmeschutz haben. Zudem sind gemäß § 28 MBO Außenwände und Außenwandteile wie Brüstungen und Schürzen so auszubilden, dass eine Brandausbreitung auf und in diesen Bauteilen ausreichend lang begrenzt ist. Oberflächen von Außenwänden sowie Bekleidungen müssen einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen schwerentflammbar sein; normalentflammbare Baustoffe können zugelassen werden. Baustoffe im Allgemeinen werden gemäß § 26 MBO nach den Anforderungen an ihr Brandverhalten unterschieden in nichtbrennbare, schwerentflammbare und normalentflammbare Baustoffe.
Zum Nachweis des Brandverhaltens sind die anerkannten Regeln der Technik wie DIN 4102-1 und DIN EN 13501-1 zu beachten [2]. Die Nachweisführung für die Baustoffe, Bauprodukte und Bauarten erfolgt mit sogenannten Verwendbarkeitsnachweisen, die für Baustoffe i.d.R. als Allgemein bauaufsichtliches Prüfzeugnis oder Allgemein bauaufsichtliche Zulassung erstellt werden. Im nationalen Nachweisverfahren wird im Vergleich zum europäischen Nachweis das Rauch- und Abtropfverhalten gering bis gar nicht bewertet. Die Klassifizierung von Produkten in europäischem Sinne ist in Bezug auf die Leistungskriterien von Bauprodukten deutlich konsequenter. Ein gewisser Ermessensspielraum verbleibt beim Prüfenden des zuständigen Materialprüfinstituts (MPA).
Das europäische Klassifizierungssystem für Baustoffe existiert parallel zum nationalen System. Die DIN EN 13501-1 kennt die Baustoffklassen A bis F. Weiterhin werden zusätzlich die Rauchentwicklung (smoke, Klassen s1, s2 und s3) sowie das brennende Abtropfen (droplets, Klassen d0, d1, d2) klassifiziert. Rohrisolierungen sind nach Abschnitt 14.3 der DIN EN 13501-1 eingeordnet:
A: kein Beitrag zum Brand (A1, A2)
B: sehr begrenzter Beitrag zum Brand
C: begrenzter Beitrag zum Brand
D: hinnehmbarer Beitrag zum Brand
E: hinnehmbares Brandverhalten
F: keine Leistung festgestellt
Zahlreiche Bauprodukte, die viele Jahre als schwerentflammbar eingestuft werden konnten, sind gemäß DIN EN 13501-1 aufgrund ihrer starken Rauchentwicklung nicht mehr als solches zu bezeichnen. Die Zuordnung der Klassifizierung zu genannten bauaufsichtlichen Anforderungen erfolgt über die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) [2].
Viele Hersteller prüfen ihre Abschottungssysteme und Bauprodukte daher möglichst im nationalen Nachweisverfahren, da das Rauch- und Abtropfverhalten gering zu bewerten sind. Das Schutzziel zur Verhinderung der Brand- und Rauchausbreitung ist damit zwar grundsätzlich erfüllt. Fraglich ist jedoch der Umgang mit entstehendem Kaltrauch sowie der Einfluss auf das Schutzziel der Selbst- und Fremdrettung sowie die wirksamen Löscharbeiten der Feuerwehr. Es ist im Einzelnen zu klären, ob damit grundsätzlich die Anforderungen an die Bauwerkssicherheit bzw. die Schutzziele in Einklang gebracht werden können.
Weitergehende Anforderungen an Leitungen und Isolierungen
Gemäß § 40 MBO dürfen Leitungen und Leitungsanlagen sowie deren Isolierung durch raumabschließende Bauteile, für die eine Feuerwiderstandsdauer vorgeschrieben ist, nur hindurchgeführt werden, wenn eine Brandausbreitung ausreichend lang nicht zu befürchten ist. Zudem sind Leitungsanlagen und dazugehörige Isolierungen in Rettungswegen nur zulässig, wenn sie im Brandfall ausreichend lang nutzbar sind. Dies betrifft insbesondere notwendige Treppenräume und Flure sowie Räume zwischen diesen und Ausgängen ins Freie.
Um diese Anforderungen im Sinne der Vorschrift umzusetzen, sind geeignete Maßnahmen zu treffen. Diese sind u.a. bei Beachtung der Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) erfüllt [3]. In der Richtlinie wird unterschieden in Leitungsanlagen mit und ohne Isolierung in Rettungswegen sowie in die Führung durch raumabschließende Bauteile. Der Funktionserhalt gilt nur für elektrische Leitungsanlagen. Grundsätzlich ist vorgeschrieben, dass Rohrleitungsanlagen mit Isolierungen aus nichtbrennbaren Baustoffen in Rettungswegen offen verlegt werden dürfen. Das Gleiche gilt für brennbare Rohrbeschichtungen bis zu einer Dicke von 0,5 mm. Rohrleitungsanlagen aus brennbaren Baustoffen oder mit brennbaren Isolierungen sind unter Putz oder unter nichtbrennbaren Platten mit mindestens 15 mm Dicke zu verlegen. Alternativ können klassifizierte Kanäle und Schächte zur Einhausung der Leitungsanlagen verwendet werden.
Rohrleitungsanlagen mit und ohne Isolierungen für brennbare oder brandfördernde Medien sind nur in klassifizierten Kanälen und Schächten zu verlegen. Leitungen und deren Isolierung dürfen raumabschließende Bauteile nur durchdringen, wenn eine Brandausbreitung verhindert wird. Hierzu sind klassifizierte Abschottungen sowie zugelassene Kanalsysteme zu verwenden. Sind Rohrleitungen mit Isolierungen geplant bzw. vorhanden, werden i.d.R. Abschottungen nach Verwendbarkeitsnachweis erforderlich, die die Vorgaben der eingeführten Brandschutznormen erfüllen. Den Fachplanern und Herstellern wurden im Rahmen der MLAR zudem Erleichterungen an die Hand gegeben, bei denen eine Brandausbreitung als unwahrscheinlich eingestuft wird. Rohrleitungsanlagen mit und ohne Isolierung dürfen in gemeinsamen Durchbrüchen bei brennbaren Rohren bis 32 mm und bei nichtbrennbaren Rohren bis 160 mm geführt werden. Entsprechende Abstände zwischen den Leitungen sind zu beachten.
Die Leitungen sind im Bereich der Durchführung mit nichtbrennbaren Baustoffen aus Mineralfasern oder mit im Brandfall aufschäumenden Baustoffen vollständig zu verschließen. Die Isolierung im Bereich der Bauteildurchführung ist mit nichtbrennbaren Baustoffen auszuführen. Die Mineralfasern und nichtbrennbaren Baustoffe müssen eine Schmelztemperatur von mindestens 1.000 °C aufweisen. Rohrleitungen mit brennbaren Isolierungen sind außerhalb der Bauteildurchführung beidseitig mit einer Stahlblechumhüllung oder einer 500 mm langen Streckenisolierung aus nichtbrennbaren Baustoffen auszuführen. Rohrleitungen mit Isolierungen mit einem Außendurchmesser bis 110 mm dürfen in Wandschlitzen oder mit Ummantelung in Geschossen durchgehend in Wandschlitzen und mit z.B. 25 mm dicken Platten aus nichtbrennbaren mineralischen Baustoffen verschlossen verlegt werden. Abzweigende Leitungen in jedem Geschoss dürfen innerhalb diesem offen verlegt werden.
Tabelle: Baurechtliche Anforderungen an Baustoffe
*soweit erforderlich das Glimmverhalten; Quellen: [2], [7], [8]
| Eigenschaftdes Baustoffs | Klassifizierungnach DIN 4102-1 | Klassifizierung nach DIN EN13501-1 (1) Für lineare Rohrisolierstoffeder Zusatzbuchstabe L (Bsp. A2L - s1,d0) |
Beispiele für Dämm-/ Isolierstoffe |
|---|---|---|---|
| Nichtbrennbar | A 1, A 2 | A 1, A 2-s1, d0* | Mineralfasermatten bzw. -schalen, Schaumglas |
| Schwer entflammbar | B 1 | A 2-s2, d0 bis C-s3, d0 (C-s2, d2)* | Armaflex, Aeroflex, Kaiflex, K-Flex,Heizungskautschuk, Optiflex, isopren |
| Normal entflammbar | B 2 | D-s1, d0 bis E-d2 | Polyurethan-Hartschaum, Polyethylen |
| Leicht entflammbar | B 3 | F | / |
Anforderungen an Lüftungsleitungen und deren Isolierstoffe
Gemäß § 41 MBO müssen Lüftungsanlagen betriebs- und brandsicher sein. Lüftungsleitungen sowie deren Bekleidungen und Isolierstoffe müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Brennbare Baustoffe sind zulässig, wenn ein Beitrag der Lüftungsleitung zur Brandentstehung und Brandweiterleitung nicht zu befürchten ist. Lüftungsleitungen dürfen raumabschließende Bauteile, für die eine Feuerwiderstandsfähigkeit vorgeschrieben ist, nur überbrücken, wenn eine Brandausbreitung ausreichend lang nicht zu befürchten ist oder wenn Vorkehrungen hiergegen getroffen sind. Bei Leitungsanlagen sowie Lüftungsanlagen sind daher weitere Rechtsvorschriften, wie Verordnungen und Richtlinien sowie anerkannte Regeln der Technik, zu beachten.
Geeignete Maßnahmen sind u.a. in der Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie (MLüAR) [4] beschrieben. Gemäß MLüAR sind schwerentflammbare Baustoffe bei Beachtung weiterer Anforderungen zulässig. Beschichtungen und Bekleidungen dürfen bis zu einer Dicke von 0,5 mm aus normalentflammbaren Baustoffen bestehen. In Lüftungszentralen sind nur nichtbrennbare Baustoffe für die umgebenden Bauteile zu verwenden. Dies gilt grundsätzlich auch für die dort verbauten Lüftungsleitungen. Ausgenommen sind Lüftungszentralen im obersten Geschoss, die u.a. selbstauslösende Rauchabzugseinrichtungen und bestimmte Abstandsregeln zwischen den Leitungen haben müssen sowie gleichwertige technische Lösungen, die die Betriebssicherheit und Brandsicherheit der Lüftungsanlage gewährleisten. Dies ist in einem ganzheitlichen Brandschutzkonzept zu beurteilen. Weiterhin ist eine Bewertung durch den Brandschutzsachverständigen in einem Brandschutzkonzept, den Prüfingenieur für Brandschutz oder durch die zuständige Bauaufsichtsbehörde erforderlich.
Fazit: Abstimmung und Rücksprache erforderlich
Eine sinnvolle Abstimmung zwischen Architekt, Fachplaner und der ausführenden Fachfirma sollte frühzeitig stattfinden, um Unklarheiten und Abweichungen bei der Bauausführung zu vermeiden. Denn nicht abnahmefähige Durchführungen können kostspielige Verzögerungen im Bauablauf zur Folge haben.
Eine nachträgliche Mängelbeseitigung kommt wesentlich teurer zu stehen als die vorgeschriebene fachgerechte Ausführung. Diese häufig bestehende Problematik wurde in der aktuellen Muster-Industriebaurichtline (M-IndBauRL) mit Stand Mai 2019 in Bezug auf die Betriebsanlagen und -einrichtungen berücksichtigt: „Zu brennbaren Baustoffen müssen Betriebsanlagen und -einrichtungen sowie Installationen der Gebäudetechnik ausreichende Abstände einhalten oder es müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, um einer Brandentstehung vorzubeugen. Dies gilt auch für Arbeitsverfahren mit offener Flamme oder mit Funkenflug“ [5].
Insbesondere im industriellen Bereich ist eine effiziente, platzsparende Bauweise erforderlich. Daher sollte vor und während der Aufstellung der Betriebsanlagen Rücksprache mit dem Fachplaner oder Fachbauleiter Brandschutz erfolgen. Zudem sollte seitens der Fachplaner bei der Erstellung der Bauvorlagen zwingend darauf geachtet werden, dass Bauwerks- und weitere Brandschutzanforderungen, insbesondere an Bauprodukte, eindeutig und klar beschrieben sind. Für weitere Fach- und Ausführungsplanungen sind damit genaue Strukturen vorgegeben und Unsicherheiten wird vorgebeugt.
eben der genannten Schwierigkeit, die Abstimmung zwischen den am Bau beteiligten Verantwortungsträgern im Bereich baulichen Brandschutzes sicherzustellen, geht der Trend immer mehr Richtung energieeffizientes Bauen. Zur Erreichung des Standards (KfW-Effizienzhaus) werden erhebliche Anforderungen an die Wärmedämmung gestellt. Sind diese in allen Belangen mit dem baulichen Brandschutz vereinbar? Ist die vertikale Durchführung eines Schachtes, durch den man möglicherweise im Brandfall heiße Rauchgase führen muss, im KfW-Effizienzhaus möglich? Brandschutz, Isolierung und auch Wärmedämmung tangieren sich seit Einführung der Energieeinsparverordnung bzw. dem ablösenden Gebäudeenergiegesetz (GEG) immer häufiger. Entsprechende Standards sind zu beachten, um ein beiderseits vorhandenes Gleichgewicht herzustellen.
Quellen
[1] Musterbauordnung (MBO), Fassung November 2002, zuletzt geändert durch Beschluss der Bauministerkonferenz vom 27.09.2019
[2] Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Ausgabe 2020/1 mit Stand vom 19.01.2021, Anforderungen im Brandschutz, siehe Kapitel A 2, Beachtung der jeweils eingeführten VV-TB nach Landesrecht
[3] Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsanlagen ((M)MLAR), 2015-02, Redaktionsstand 05.04.2016
[4] Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Lüftungsanlagen ((M)LüAR), 2005-09, zuletzt geändert am 11.12.2015
[5] Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (M-IndBauRL), Stand Mai 2019, Abschnitt 5.14.8
[6] Bauministerkonferenz, Mustervorschriften/Mustererlasse Bauaufsicht/Bautechnik
[7] DIN EN 13501-1:2010-01; Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 1: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Prüfungen zum Brandverhalten von Bauprodukten
[8] DIN 4102-1:1998-05; Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 1: Baustoffe; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
Der Beitrag ist auch in Ausgabe 2.2021 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (Juni 2021) erschienen.
