Entwicklung eines vereinfachten Verfahrens zur Bestimmung der Abbrandrate sowie des Restquerschnitts von Holzbauteilen für natürliche Brandbeanspruchung nach DIN EN 1991-1-2/NA

Aus Gründen der Nachhaltigkeit, des hohen Vorfertigungsgrads, kurzer Bauzeiten sowie der ansprechenden Optik erfreut sich Holz als tragender und aussteifender Baustoff zunehmender Beliebtheit. Die „Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Bauteile und Außenwandbekleidungen in Holzbauweise (MHolzBauRL)“ [2] erlaubt die Holztafelbau- und Massivholzbauweise bis in die Gebäudeklasse 5, wenn Brandschutzbekleidung verwendet wird. Darüber hinaus ist auch eine teilweise ungeschützte Massivholzbauweise zulässig. In diesem Fall darf jedoch entweder nur die Decke oder maximal 25 % der Brutto-Geschossfläche in den Wandflächen ungeschützt ausgeführt werden; für die Wandflächen gelten zudem weitere Einschränkungen. Des Weiteren wird die zulässige Größe der Nutzungseinheiten dann auf 200 m² begrenzt. Bei einem Brand beteiligen sich neben der mobilen Brandlast auch die ungeschützten Holzbauteile – man spricht von der strukturellen Brandlast. Die Bemessung kann alternativ zur Einheits-Temperaturzeitkurve mittels der Eurocode-Brandschutzteile erfolgen. Hierfür sind in Anhang H von FprEN 1991-1-2 [3] die Lasteinwirkungen (Brandlasten und Wärmefreisetzungsraten) definiert und in Anhang A von prEN 1995-1-2 [4] die Bemessungsregeln zur Bestimmung der Abbrandrate und des Restquerschnitts der Holzbauteile. Die beiden Anhänge sind ineinander verzahnt, da die Abbrandrate von der Brandbeanspruchungskurve abhängt, diese aber wiederum durch den Abbrand der strukturellen Brandlast beeinflusst wird. In Anhang A4.4. von prEN 1995-1-2 werden Bemessungsregeln zur Bestimmung der Abbrandrate auf Grundlage parametrischer Temperaturzeitkurven angegeben, dieses Verfahren ist direkt mit den parametrischen Kurven (Naturbrandkurven) in Anhang A von DIN EN 1991-1-2 / FprEN 1991-1-2 verknüpft. Die parametrischen Kurven in Anhang A sind jedoch in Deutschland nicht zugelassen, da diese im zeitlichen Verlauf und in der Abkühlphase, insbesondere für brandlastgesteuerte Brände, zu unrealistischen Verläufen führen. Für Deutschland ist daher im Nationalen Anhang DIN EN 1991-1-2/NA [5] ein alternatives vereinfachtes Verfahren zur Bestimmung des Naturbrandverlaufs geregelt, welches auch in der MVVTB aufgenommen wurde. Sollen Holzbauteile für eine natürliche Brandbeanspruchung bemessen werden, fehlt bislang jedoch ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Abbrandrate, da Anhang A.4.4 nicht anwendbar ist. Ein solches Verfahren wäre insbesondere für die Bewertung von Abweichungen hilfreich – etwa bei nutzungsspezifisch niedrigen Brandlasten, bei größeren Nutzungseinheiten (> 200 m²) oder bei brennbaren Oberflächenanteilen > 25 % der Wandflächen (vgl. Regelungen der MHolzBauRL).