Grundlagen und Ingenieurmodell für den Nachweis von Holzbauteilen mit Hochleistungsbrandschutzbeschichtungen

Die Musterbauordnung erlaubt den Einsatz von Holzkonstruktionen bis einschließlich der Gebäudeklasse 4. Die tragende und aussteifende Holzkonstruktion muss dazu jedoch durch eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung aus nichtbrennbaren Baustoffen gekapselt werden. Ein neuer Ansatz zur Vermeidung einer Entzündung im Brandfall ist der Einsatz einer Hochleistungsbrandschutzbeschichtung, die als deckender oder transparenter Anstrich auf die Holzbauteile aufgetragen wird. Unter Temperatureinwirkung bildet sie eine voluminöse Schicht, die das Holz isoliert und seine Entzündung hinauszögert. Der Entzündungsschutz durch industriell gefertigte Produkte kann nach derzeitigem Stand der Forschung über mehr als 30 Minuten Normbrandbeanspruchung wirksam sein. Mit der Hochleistungsbrandschutzbeschichtung lassen sich die gleichen Schutzziele wie mit einer Bekleidung zuverlässig erreichen, obwohl die Beschichtung selbst ein brennbarer Baustoff ist. Der planende Ingenieur benötigt ein Bemessungswerkzeug, mit dem die Wirkung der Beschichtung auf den Entzündungsschutz und auf die Tragfähigkeit brandbeanspruchter Holzbauteile quantifiziert werden kann. Hierfür wird ein deterministisches Ingenieurmodell entwickelt. Dieses wird durch ein semiprobabilistisches Sicherheitskonzept ergänzt, um die Einhaltung der gleichen Zuverlässigkeit wie bei Bauteilen mit Bekleidung nachweisen zu können. Das Modell wird anhand von Brandversuchen und Simulationsrechnungen überprüft und kalibriert. Parameterstudien haben gezeigt, dass sich die Tragfähigkeit von Balken und Stützen bei 30-minütiger Normbrandbeanspruchung durch die Beschichtung deutlich steigern lässt. Schlanke Holzstützen, die allein eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten nicht erreichen, können in Verbindung mit einer transparenten Beschichtung für einen Entzündungsschutz von weniger als 30 Minuten in die Feuerwiderstandsklasse R 30 eingestuft werden.