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Forschungsbericht: Theoretische und experimentelle Grundlagenuntersuchungen zum Brandschutz mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauweise. Untersuchungsbericht Tl.1 - Theoretische Grundlagenuntersuchungen

Theoretische und experimentelle Grundlagenuntersuchungen zum Brandschutz mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauweise. Untersuchungsbericht Tl.1 - Theoretische Grundlagenuntersuchungen

Bauforschung, Band T 2803
K. Becker, K. Tichelmann, D. Hosser, M. El-Hariri, J. Wesche
TH Darmstadt, Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau -VHT-
TU Braunschweig, Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz -iBMB-
1997, 180 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag

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Inhalt

Die gegenwärtigen bauordnungsrechtlichen Vorschriften zum Brandschutz in Deutschland gelten als restriktiv, was das Wohnen in mehrstöckigen Holzhäusern angeht oder ihre Nutzung als Büro oder Hotel, als Schule oder Kindergarten betrifft. Der Forschungsbericht will zu einer umfassenderen brandschutztechnischen Bewertung dieser Holzgebäude beitragen. In Ergänzung der Vorschriften wird behandelt, wie sich mögliche Brandgefahren durch bauliche Maßnahmen extrem verringern lassen. Zur Brandsicherheit bei Holzbauweisen sowie bei Bauteilen mit Holz sind die Risiken und Gefahrenpotentiale untersucht worden. Es wurden Brandversuche ausgewertet, die in Kanada und Australien an Holzständerwänden und in Norwegen und Australien an Holzbalkendecken unternommen wurden. Weiterhin analysierten sie schwedische und japanische Experimentalbrände in mehrgeschossigen Holzgebäuden. Die Forschungsarbeit gibt Hinweise zur Planung brandsicherer, mehrstöckiger Häuser in Holzbauweise. Es wird vermittelt, wie für diese Gebäude Aufenthaltsräume und allgemein zugängliche Flure, Treppenräume und Rettungswege nach den Prinzipien des vorbeugenden Brandschutzes zu konzipieren sind. Weiterhin enthält der Bericht Konstruktionsvorschläge zu Feuerschutztüren, Kabel- und Rohrabschottungen in Holzständerwänden sowie zu Außen- und Brandwänden. Dabei wird immer der Schall- und Wärmeschutz beachtet und gleichermaßen ein möglichst hoher Vorfertigungsgrad beim Bau der mehrgeschossigen Holzhäuser unterstützt.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung VHT 1.1
2 Begriffe und Anwendungsbereiche VHT 2.1
3 Stand der bauordnungsrechtlichen Anforderungen IBMB 3.1
3.1 Allgemeines 3.1
3.2 Sachstandsbestimmung der bauordnungsrechtlichen Anforderungen für mehrgeschossige Holzhäuser auf Grundlage der Musterbauordnung 3.1
3.2.1 Gebäudeklassen - Gebäude geringer Höhe 3.2
3.2.2 Tragende Wände, Pfeiler und Stützen 3.2
3.2.3 Außenwände 33
3.2.4 Trennwände 3.3
3.2.5 Brandwände 34
3.2.6 Decken 3.5
3.2.7 Notwendige Treppen 3.5
3.2.8 Treppenraumwände 3.6
3.2.9 Notwendige Flure 3.6
3.3 Sachstandsbestimmung der bauordnungsrechtlichen Anforderungen für mehrgeschossige Holzhäuser auf Grundlage der Mustersonderrichtlinien und -verordnungen 3.7
3.3.1 Muster-Verordnung Ober den Bau und Betrieb von Gaststätten 3.7
3.3.2 Muster-Verordnung über den Bau und Betrieb von Krankenhäusern 3.9
3.3.3 Bauaufsichtliche Muster-Richtlinie für Schulen 3.12
3.3.4 Muster-Verordnung über den Bau und Betrieb von Verkaufsstätten 3.14
3.3.5 Muster-Verordnung für Versammlungsstätten 3.15
3.4 Zusammenfassende Bewertung 3.17
4 Zusammenstellung und Bewertung internationaler Untersuchungen IBMB/VHT 4.1
4.1 Oberblick 4.1
4.2 Kanadische Normbrandversuche an Holzständerwänden für Wohnhäuser und kleine gewerbliche Gebäude 4.1
4.3 Norwegische Normbrandversuche an Holzbalkendecken 4.8
4.4 Schwedische Naturbrandversuche in Holzhäusern 4.11
4.5 Japanische Naturbrandversuche in mehrgeschossigen Holzgebäuden 4.13
4.5.1 Brandversuch 1987 4.13
4.5.2 Brandversuch 1991 4.15
4.6 Australische Untersuchungen zur Versagenswahrscheinlichkeit von Holzständerwänden und Holzbalkendecken bei Brandbeanspruchung 4.20
4.7 Ausblick 4.25
5 Untersuchung und Risikobetrachtung der bauweisenspezifischen VHT Eigenschaften von Gebäuden und Bauteilen in Holzbauweise 5.1
5.1 Grundlagen der Risikobewertung 5.1
5.2 Risikobefrachtungen zu Bauteilen in BA-Bauweise 5.7
5.3 Ansätze zur bauordnungsrechtlichen Definition von BA-Bauteilen 5.8
5.4 Vergleich von Bauteilen der Bauweisen A/AB/B mit BA-Bauteilen 5.10
5.5 Betrachtungen zu den Risiken und Gefahrenpotentialen von "BA" - Bauteilen
5.5.1 Eintrag von Brandlasten durch die Tragkonstruktion 5.12
5.5.2 Beteiligung an der Rauchgasentwicklung und an Pyrolyseprodukten 5.15
5.5.3 Gefahr von Nachentzündungen und Glutnestern 518
5.5.4 Kontaminität und Haltbarkeit von Duftstoffen 5.20
5.6 Betrachtung zu den hotzbauweisenspezifischen Risikofaktoren 5.21
5.6.1 Entwurf und Beschreibung des Modellgebäudes 5.22
5.6.2 Beschreibung der Bauteilaufbauten 5.32
5.6.3 Ermittlung der nutzungsspezifischen Brandlasten 5.54
5.6.4 Vergleich der resultierenden Brandlasten 5.58
6 Auswertung von durchgeführten Bauteilversuchen IBMB 6.1
6.1 Vorgehensweise bei der Auswertung 6.1
6.2 Vergleich unterschiedlicher Wandkonstruktionen 6.1
6.3 Vergleich unterschiedlicher Deckenkonstruktionen 6.6
6.4 Zusammenfassende Bewertung 6.11
7 Lösungsansätze für die Ausbildung mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauwelse 7.1
7.1 Konzept einer Musterrichtlinie für mehrgeschossige Holzbauwerke (MMH) VHT 7.1
7.1.1 Definition der Gebäudeklassen 7.2
7.1.2 Begriffe und Anforderungen 7.3
7.1.3 Aufenthaltsräume 7.5
7.1.4 Brandwände 7.5
7.1.5 Notwendige Treppen 7.11
7.1.6 Treppenräume 7.11
7.1.7 Rettungswege 7.11
7.1.8 Allgemein zugängliche Flure 7.11
7.1.9 Außenwände 7.12
7.1.10 Feuerschutztüren in Holzständerwänden 7.12
7.1.11 Kabel- und Rohabschottungen in Holzständerwänden 7.13
7.1.12 Rauchgasmelder V 7.15
7.2 Darstellung der notwendigen experimentellen Untersuchungen (Stufe 2) IBMB 7.17
7.2.1 Bisher fehlende Verwendbarkeitsnachweise 7.17
7.2.2 Versuchsplan und -kosten 7.17
7.3 Klärung der globalen Risikofaktoren durch Naturbrandversuche 7.20
8 Zusammenfassung VHT/IBMB 8.1
9 Wissenschaftlicher Ausblick internationaler Forschung VHT/IBMB 9.1
10 Literaturhinweise
Anhang Entwurf und Beschreibung des Brandversuchshauses IBMB

Publikationslisten zum Thema:
Brandschutz, Holzbau, Gebäude(mehrgeschossig), Holzhaus, Brandrisiko, Bauordnung, Vorschrift, Bauordnungsrecht, Musterbauordnung, Brandsicherheit, Holzständerwand, Holzbalkendecke, Flur, Treppenraum, Rettungsweg, Konstruktionsvorschlag, Feuerschutztür, Kabelabschottung, Rohrabschottung, Brandversuch, Brandlast, Rauchgas, Aufenthaltsraum, Holzkonstruktion, Kapselung, Kabelbrand,

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Forschungsberichte

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Bei mehrgeschossigen Hochbauten ergeben sich vor allem in den unteren Etagen hohe Vertikallasten in den tragenden Wandscheiben. Durch die Kombination von ultrahochfestem Beton mit Holz soll ein nachhaltiger und hochleistungsfähiger Verbundwerkstoff geschaffen werden, der sich neben den allgemeinen Vorzügen von Holz insbesondere durch seine hohe und an die örtliche Belastung anpassbare Tragfähigkeit auszeichnet. Das Forschungsprojekt konnte zeigen, dass eine tragfähige Verklebung von ultrahochfestem Beton und Holz mit zugelassenen Klebstoffen, die in der Brettsperrholzproduktion üblich sind, hinsichtlich des Kurzzeittragverhaltens herstellbar sind.

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Für den gesetzlich geforderten Schallschutznachweis ist eine Prognose der Schallemissionen von Installationsgeräuschen und gebäudetechnischen Anlagen sowie der Köperschallübertragung im Gebäude erforderlich. Für den Holzbau sind hierfür bislang keine Prognoseverfahren verfügbar. Somit kann der Nachweis des geforderten Schallschutzes im Holzbau formal nur durch bauakustische Messungen im ausgeführten Gebäude erbracht werden. Hierfür wird ein empirisches Verfahren basierend auf gemessenen Übertragungsfunktionen vorgeschlagen. Um ein empirisches Prognosemodell abzuleiten, wurden die vorhandenen Daten anhand von Kategorien gruppiert. Aus diesen Gruppen wurden repräsentative Spektren für die Übertragungsfunktionen abgeleitet. Damit ist nun erstmals eine Abschätzung des resultierenden Schalldruckpegels im Holzbau möglich.

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Das Forschungsprojekt "Leitholz" beschäftigte sich mit der Anwendung und Prüfung von Leitungsabschottungen im Holzbau. Bekannte, im Massiv- oder Trockenbau zugelassene, Abschottungssysteme sollten bezüglich ihrer Anwendbarkeit im Holzbau untersucht werden. Weiterhin sollte überprüft werden, ob die Prüfbedingungen für Abschottungen im Massivbau auf Abschottungen in Holzbauteilen übertragen werden können. Aktuell stellt zur Leitungsabschottung im Holzbau eine gewerkübergreifende Lösung die gängige Praxis dar. An der Stelle der Leitungsdurchführung wird der Werkstoff Holz durch ein massives Bauteil (Beton / Mörtel) substituiert. Die Leitungsabschottung erfolgt dann innerhalb des massiven Bauteils. Abschottungssysteme können unter nicht wesentlicher Abweichung von ihren Anwendbarkeitsnachweisen eingebaut werden. Im Forschungsprojekt wird eine neue Methode "Holz-in-Holz" erarbeitet. Ziel ist an der Stelle der Leitungsdurchführung nicht weiter einen anderen Werkstoff einzubringen. Die Abschottung soll in Holzmodulen stattfinden.

Schallschutz von Flachdächern in Holzbauweise

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Schallschutz von Flachdächern in Holzbauweise
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Bei der Planung von modernen Büro- und Wohngebäuden ist vor allem im Bereich der mehrgeschossigen Bauweise i.d.R. ein Flachdach oder ein flachgeneigtes Dach mit ausgebautem Dachgeschoß vorgesehen. Mangelnde Planungsdaten erschweren es gerade klein- und mittelständigen Unternehmen, zu denen sehr viele Holzbaubetriebe gehören, den Einstieg in den mehrgeschossigen Holzbau, der nicht nur aus ökologischer Sicht vorteilhaft ist. So wurden auch in der neuen DIN 4109 nur drei Aufbauten für leichte Flachdächer berücksichtigt. Die Zielsetzung des Projektes besteht daher in der Bereitstellung von Planungsunterlagen für verschiedene Konstruktionsvarianten von Flachdächern und leicht geneigten Dächern, die insbesondere den Anforderungen an den Schallschutz genügen sowie den weiteren Leistungseigenschaften wie Wärme- und Feuchteschutz entsprechen. Die Untersuchungen wurden an praxisnahen Dachaufbauten durchgeführt, um die Einflussgrößen auf die Schalldämmung von Flachdächern und leicht geneigten Dächern beschreiben und Planungsunterlagen gut geeigneter Konstruktionen zur Verfügung stellen zu können.

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Zeitschriftenartikel

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Jacob-Freitag, Susanne
Ökologisch durch leicht rückbaubare Bauteile. Klebetechnologie im Holzskelettbau
Deutsches Ingenieurblatt, 2022

Holz ganz groß. Einer der ältesten Baustoffe der Menschheit erlebt eine Renaissance
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Stüssi, Ulrich
Im Schatten der Brücke. Ein Stararchitekt, ein Holzbauer von Weltrang und ein famoses Stück Ingenieurbaukunst: wie ein Übergang über der Glatt grosse Fragen ans Immaterialgüterrecht stellte.
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Knuth, Susanne
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