Brandschutz

Ist Holz leicht entflammbar?

Ist Holz ein leicht entflammbarer Baustoff und daher unsicherer als Stahl, Glas oder Beton? Diese Frage ist eigentlich falsch gestellt, denn die Ursache fast aller Brandfälle ist nicht der Baustoff, sondern menschliches Fehlverhalten. Was den Feuerwiderstand und das Brandverhalten angeht, ist Holz ein Bau- und Konstruktionswerkstoff, der mit guter Planung problemlos eingesetzt werde kann. Mittlerweile werden in Deutschland und Österreich unter Erfüllung aller Brandschutzauflagen Hochhäuser aus Holz errichtet – das höchste in Deutschland hat 10 Geschosse und es folgen ständig weitere.

Woran erkennt man eigentlich die Brandschutz-Tauglichkeit eines Baustoffes wie Holz? Das wichtigste Kriterium für die Beurteilung von Baustoffen und Bauteilen ist ihr Verhalten im Brandfall. Dazu muss man zwei Indikatoren in Form von Klassen kennen: 1. die Baustoffklasse und 2. die Feuerwiderstandsklasse.

Die Brandschutz-Einstufung von Baustoffen erfolgt bisher noch nach der deutschen Norm DIN 4102-1 (Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 1: Baustoffe; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen), zunehmend kommt aber auch das europäische System nach EN 13501 zum Einsatz. Eine Gegenüberstellung von nationaler und europäischer Norm zeigt Tabelle 1.

Dabei wird prinzipiell zunächst eine Einteilung in nicht brennbare und brennbare Baustoffe vorgenommen. Holz ist nach der deutschen Norm immer in der Klasse B2 (normal entflammbar) eingeordnet. In die Klasse B1 (schwer entflammbar) kommen Holz und Holzprodukte nur unter Zuhilfenahme von Flammschutz-Mitteln. Die europäische Brandschutz-Norm differenziert dabei stärker als die nationale Klassifizierung — grundsätzlich ist Holz aber in die Klasse „D – normal entflammbar“ einzuordnen. Für Fußböden gibt es in der europäischen Norm zusätzlich eine eigene Klasse, die an die Hauptklassen A–F zusätzlich die Klassifizierung „fl“ im Index geben für „flooring“. Eiche und Buche erreichen hier die Klasse Cfl-s1 (geregelt in EN 14342), weitere schwere Laubhölzer erreichen ebenfalls die Klasse Cfl, allerdings sollte dann ein konkreter Prüfnachweis vorliegen.

Baustoffklasse nach DIN 4102-1 Euro-Hauptklasse nach DIN EN 13501-1 Anforderungsniveau
A1 nicht brennbar A1 Kein Beitrag zum Brand
A2 nicht brennbar A2 Vernachlässigbarer Beitrag zum Brand
B1 schwer entflammbar B Sehr geringer Beitrag zum Brand
C Geringer Beitrag zum Brand
B2 normal entflammbar D Hinnehmbarer Beitrag zum Brand
E Hinnehmbares Brandverhalten
B3 leicht entflammbar F Keine Anforderungen – für Bauteile nicht zugelassen

Zuordnung der Brennbarkeitsklasse nach DIN 4102-1 und DIN EN 13501-1 (mit den EURO-Hauptklassen)

Rauchentwicklung und Abtropfen

Das europäische Klassifizierungssystem regelt zusätzlich zum Brandverhalten Brand-Nebenerscheinungen. Für den für den Menschen besonders kritischen Faktor Rauchentwicklung („smoke release“: s1, s2, s3) und das brennende Abtropfen („dropping“: d0, d1, d2) werden jeweils drei Klassen angegeben.

Im Holzbau werden als Konstruktionswerkstoffe insbesondere Vollholz, Brettschichtholz, Brettsperrholz sowie Holzwerkstoffe wie OSB, Furnier-Schichtholz oder Sperrholz verwendet. Die europäische Klassifizierung für die meisten der Holzbaustoffe lautet D-s2, d0, das heißt der Holzbaustoff ist „normal entflammbar“, besitzt die Rauchentwicklungsklasse 2 und ist darüber hinaus nicht brennend abtropfend.

Feuerwiderstand – Holz brennt sicher!

Der zweite wichtige Faktor für die Brandanfälligkeit eines Hauses ist der Feuerwiderstand, bzw. die Feuerwiderstandsklasse der Bauteile. Auch in dieser Hinsicht hat der Holzbau und Bauteile aus Holz keine Nachteile gegenüber anderen Bauweisen und Bauteilen. Die Feuerwiderstandsklasse wird für Bauteile und nicht für Baustoffe bestimmt, da Bauteile aus einem oder mehreren Baustoffen bestehen und einem speziellen Zweck zugeordnet sind. Zur Bestimmung der Feuerwiderstandsklasse wird die Zeit ermittelt, die das Bauteil dem Feuer widersteht, ohne seine Funktion, z. B. seine Tragfähigkeit und/oder Raumabschluss, zu verlieren. Nach DIN 4102-2 enthält die Bezeichnung der Feuerwiderstandsklasse den Kennbuchstaben „F“ und eine Zahl, welche die ermittelte Feuerwiderstandsdauer in Minuten angibt, abgerundet auf den nächsten durch 30 teilbaren Wert.

Daraus ergeben sich 5 definierte Feuerwiderstandsklassen: F30, F60, F90, F120 und F180. Neben der Brennbarkeitsklasse ist die sog. Abbrand-Geschwindigkeit ein weiterer wichtiger Parameter zur Bestimmung des Brandverhaltens. Für Laubhölzer mit einer Rohdichte ≥450 kg/m3 rechnet man mit einer Abbrand-Geschwindigkeit von 0,5 mm/min und für Nadelhölzer mit 0,8 mm/min.

Stellt ein Architekt die Anforderung „F30“, so lässt sich diese Forderung unter Vorgabe folgender Parameter anhand der Abbrand-Geschwindigkeit wie folgt überschlägig berechnen: Die Mindestdicke nach 30 bzw. 60 Minuten Brandbeanspruchung ergibt sich aus der erforderlichen Restdicke des Bauteils für die geforderte Mindest-Tragfähigkeit unter Berücksichtigung der Konstruktion, wie z. B. Auflager-Abstände bei einem angenommenen Angriff des Feuers ein-, zwei- oder vierseitig abhängig von den baulichen Begebenheiten.

Holz besitzt zudem die besondere Eigenschaft besitzt, an der Oberfläche zu verkohlen. Dadurch bildet sich eine Schutzschicht, die das weitere Abbrennen des Holzes behindert. Außerdem bleibt durch die geringe Abbrand-Geschwindigkeit und die geringe Wärmeleitfähigkeit die Festigkeit und Tragfähigkeit der Bauteile verhältnismäßig lange erhalten. Der entscheidende Grund hierfür liegt in der geringen Wärmeleitung des Holzes. Die Bauteile werden nur sehr langsam durchwärmt und bleiben formstabil. Die Holzbauteile selbst werden durch die einsetzende Holzkohle-Bildung geschützt und erhalten die Statik eines brennenden Gebäudes damit länger als bei anderen Bauweisen. „Holz brennt sicher“, ist daher ein geflügeltes Wort bei Feuerwehrleuten.

Wie wird mein Holz schwer entflammbar?

Damit sollten die größten Bedenken im Vergleich zu anderen Baustoffen ausgeräumt sein. Um Holzbauten zusätzliche Sicherheit zu geben, werden spezielle Gipsbauplatten für den Feuerschutz installiert. Diese bewirken, abhängig von der Plattendicke, dass über einen bestimmten Zeitraum die Brandtemperatur bei rund 110° C eingedämmt werden kann, so dass die dahinter liegenden brennbaren Baustoffe nicht entzündet werden. Eine Entzündung erfolgt nämlich erst bei Temperaturen von 270 bis 300° C.

Baurecht und Hochhausbau aus Holz

Trotz der guten Werte hinsichtlich Brennbarkeit und Feuerwiderstand durften Holzhäuser in Deutschland bis vor kurzem nur bis zur Gebäudeklasse 4 gebaut werden, d. h. bis zu einer Höhe von 13 m und mit Nutzungseinheiten von nicht mehr als 400 m2. In den vergangenen Jahren wurde das Baurecht in mehreren Bundesländern (z. B. Bayern, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz) aufgrund der technischen Fortschritte im Holzbau und Brandschutz aber dahingehend verändert, dass nun auch Holzhäuser in der Gebäudeklasse 5 genehmigt werden können.

Das seit 2019 höchste Holzhaus in Deutschland steht mit seinen rund 34 m in Heilbronn und wurde im Rahmen der Bundesgartenschau (BUGA 2019) errichtet. Allerdings dürfen die Häuser der Gebäudeklasse 5 nicht vollständig aus Holz gebaut werden, sondern müssen auch feuerbeständige Konstruktionsmaterialien verwenden, insbesondere an den für die Evakuierung von Hochhäusern strategisch wichtigen Treppenhäusern (Fluchtwege). So ist der Treppenhaus-Kern dieses Holz-Hochhauses aus Beton gefertigt.

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