Mein Zukunft Bau

Optimierung der Konstruktion und der Herstellprozesse von hochfeuerhemmenden Holztafelelementen unter sicherheitsrelevanten, technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten

Projektnummer

F20-08-1-050; 10.08.18.7-08.40

 

Laufzeit / Status

12.2008 - 11.2010 / abgeschlossen

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Projektdetails

Beteiligte

TU Braunschweig, Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz -iBMB- (Bearbeiter)

Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut -WKI-, Braunschweig (Bearbeiter)

 

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Hosser (Bearbeiter)

Dipl.-Ing. Norbert Rüther (Bearbeiter)

Dipl.-Ing. Dirk Kruse (Bearbeiter)

Dr.-Ing. Björn Kampmeier (Bearbeiter)

Cluster

Nachhaltiges Bauen, Bauqualität

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsvorhabens war die Verbesserung der wirtschaftlichen Qualität im mehrgeschossigen Holztafelbau unter dem Aspekt des Sicheren Bauens. Die Brandschutzbekleidung im mehrgeschossigen Holzbau muss derart dimensioniert werden, dass an der Oberfläche der Holzbauteile eine Temperatur von 270 Grad C im Mittel nicht überschritten wird. Auf Grund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit von Metall wird im Brandfall die Hitze über die Verbindungsmittel in die Holzkonstruktion geleitet und bewirkt so eine deutlich schnellere Verkohlung. Dies führt zu einer Überdimensionierung der nichtbrennbaren Brandschutzbekleidung und damit zu vergleichsweise unwirtschaftlichen Konstruktionen. Ein Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, die metallischen Verbindungsmittel durch Klebefugen zu ersetzen und so deutlich wirtschaftlichere Lösungen für die Brandschutzbekleidung zu finden, Im Zuge dieser Untersuchung wurde durch eine brandschutztechnische Risikoanalyse zudem geklärt, ob punktuelle Verkohlungen im Schraubenbereich tolerierbar sind. Zur Untersuchung, ob eine Verkohlung mit einer dauerhaften Schädigung der Holzsubstanz verbunden ist oder nur eine Verfärbung vorliegt, wurden Schraubenauszugsversuche durchgeführt. Als kritische Temperatur haben sich 225 Grad C, gemessen in 5 mm Entfernung zum Verbindungsmittel, herausgestellt. Es wird daher vorgeschlagen, das entsprechend zuzuordnende Verfärbungsbild gemäß einer in diesem Vorhaben definierten Abbildung als maximal zulässige Verfärbung im Bereich eines Verbindungsmittels zu akzeptieren. Damit bietet sich ein erhebliches Optimierungspotenzial für brandschutztechnisch wirksame Bekleidungen, die zukünftig mit geringeren Dicken ausgeführt werden können. Die Untersuchungen hinsichtlich der Klebeverbindungen haben gezeigt, dass Klebefugen zur schubfesten Verbindung von Gipsplatten auf dem Holzständerwerk aussteifender Bauteile unter Brandbeanspruchung nicht geeignet sind, Im Brandfall erfolgt eine feuchtebedingte Durchweichung des Materials, sodass die Tragfähigkeit der Klebefuge bereits frühzeitig absinkt und die Verbindung versagt. Eine weitere Untersuchung der Klebetechnik für diesen Anwendungsfall erscheint nach aktuellem Stand nicht sinnvoll. Die Verklebung der äußeren Lage einer Brandschutzbekleidung auf der inneren Lage hat jedoch großes Potenzial. Vielversprechend war die vollflächige Verklebung mittels Ansetzgips. Durch die Verklebung erscheint die Herstellung einer 2 x 15 mm dicken K260-Bekleidung prinzipiell möglich. Zur abschließenden Beurteilung, einschließlich der Auswirkungen temperaturbedingter Zwängungen und des Rissverhaltens, sind jedoch Brandversuche im Realmaßstab erforderlich. Die Untersuchungen an bestehenden Gebäuden und in Versuchen haben gezeigt, dass die fehlenden Regelungen hinsichtlich der Anbringung von Konsollasten zu potentiellen Schädigungen führen können. Klassische Konsollasten sind z. B. Küchenschränke im Wohnungsbau oder Regale bzw. Aktenschränke im Büro- und Verwaltungsbau.

Schlagwörter

Holztafelbau; Brandschutz; Geschossbauwerk; Mehrgeschossbau; Holztafel; Element; Brandschutzbekleidung; Klebverbindung; Verklebung; Verbindungsmittel; Schraube; Konstruktion; Herstellung; Wirtschaftlichkeit; Optimierung; Gebäudeklasse; Holzbau; Konsole; Konsollast;

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