Dem Feuer den Weg versperren

Kaum zu glauben: In der Europäischen Union fallen täglich durchschnittlich elf Menschen dem Feuer zum Opfer. Das sind bei einer Bevölkerung von 505 Millionen in den 28 EU-Mitgliedsstaaten rund 4000 Brandopfer pro Jahr. Auch in der Industrie können Brände fatale Folgen haben: Jeder dritte Brand führt nach Angaben der Versicherungswirtschaft zu Sachschäden von mehr als 500 000 Euro. Insgesamt entsteht in Europa jährlich ein Sachschaden von 126 Milliarden Euro durch Brände (Bild 1). Bei korrekter Umsetzung der Brandschutzbestimmungen in Gebäuden hätten in vielen Fällen Tote, Verletzte und auch große Gebäudeschäden verhindert werden können.

Baulicher Brandschutz rettet Leben

Beim vorbeugenden baulichen Brandschutz geht es darum, bauliche Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind. Gebäudetechnische Installationen wie Leitungs- und Lüftungsanlagen stellen im Gebäude aus brandschutztechnischer Sicht eine mögliche Schwachstelle dar, da sie raumabschließende Bauteile (Decken und Wände), Treppenräume und Flure durchdringen und damit Übertragungswege für Feuer und Rauch darstellen. Im Falle eines Brandes haben Leitungsanlagen daher einen erheblichen Einfluss auf die Sicherheit in Gebäuden. Das Gefährdungspotenzial steigt mit der Anzahl der Leitungen und ihren unterschiedlichen Aufgaben, den Dimensionsstärken, den verschiedenen Materialien und Medien an. Im Brandfall können gebäudetechnische Einrichtungen daher schnell zu einer ernsthaften Bedrohung werden.

Nicht abnahmefähige Wand- und Deckendurchführungen können zu kostspieligen Verzögerungen im Bauablauf führen. Eine nachträgliche Mängelbeseitigung kommt Planer und ausführende Betriebe wesentlich teurer zu stehen als die vorgeschriebene fachgerechte Ausführung. In den vergangenen Jahren konnten erhebliche Fortschritte in der Entwicklung von Abschottungssystemen erreicht werden, die eine hohe Zuverlässigkeit in der Baupraxis bieten (Bild 2). Aufgrund der einfachen Verarbeitung in einem breiten Anwendungsbereich erhöhen elastomere Dämmstoffe mit intumeszierenden Eigenschaften die Ausführungssicherheit und minimieren das Risiko der Abnahmeverweigerung deutlich (Bild 3).

Feuerwiderstandsklassen nach EN 13501 bzw. DIN 4102

Während die Baustoffklassen das Verhalten von Baustoffen hinsichtlich ihrer Brennbarkeit (und ggf. zusätzlicher Eigenschaften wie Rauchentwicklung und des brennenden Abtropfens) unter definierten Bedingungen beschreiben, wird die Brandweiterleitung in benachbarte Räume oder in andere Geschosse im Wesentlichen vom Brandverhalten der Bauteile bestimmt. Als Bauteile (Bauprodukte) im Sinne der Norm gelten Wände (Mauerwerk), Decken, Stützen (Pfeiler), Unterzüge, Treppen usw. Als Sonderbauteile (Bauprodukte) gelten Brandwände, nicht tragende Außenwände, Feuerschutzabschlüsse (Türen, Tore), Lüftungsleitungen, Kabelabschottungen, Installationsschächte, Rohrabschottungen, Kabelanlagen und Verglasungen.

Die brandschutztechnische Einstufung eines Baustoffes lässt jedoch noch keinen Schluss auf das Brandverhalten eines Materials zu, wenn es durch ein Bauteil geführt wird. Aus diesem Grund werden Bauteile in Feuerwiderstandsklassen eingestuft. Die Prüfung für Rohrabschottungen erfolgt nach der europäischen Norm DIN EN 1366-3 und einer Klassifizierung nach EN 13501-2 bzw. in Deutschland nach DIN 4102-11. Die Bauteile werden nach ihren Eigenschaften im Sinne des Nutzens für den Bau gekennzeichnet. Kriterien zur Beschreibung des Feuerwiderstandes sind:

R (Résistance) für Tragfähigkeit: Dies ist die Fähigkeit des Bauteils, unter festgelegten mechanischen Einwirkungen einer Brandbeanspruchung auf einer oder mehreren Seite(n) ohne Verlust der Standsicherheit für eine definierte Dauer zu widerstehen.

E (Étanchéité) für Raumabschluss: Der Raumabschluss E ist die Fähigkeit eines Bauteils mit raumtrennender Funktion, der Beanspruchung eines nur an einer Seite angreifenden Feuers so zu widerstehen, dass ein Feuerdurchtritt zur unbeflammten Seite als Ergebnis des Durchtritts von Flammen oder heißer Gase verhindert wird. Diese würden ansonsten die Entzündung der dem Feuer abgekehrten Oberfläche des Bauteils oder in der Nähe dieser Oberfläche befindlicher Materialien verursachen.

I (Isolation) für Wärmedämmung: Dies ist die Fähigkeit eines Bauteils, die Übertragung von Feuer und Wärme so weit zu begrenzen, dass auf der dem Feuer abgewandten Seite des Bauteils Personen nicht gefährdet und dort befindliche Materialien nicht entzündet werden.

Für Rohrabschottungen wird für jedes dieser Kriterien die Leistungszeit in Minuten mit einer der folgenden Zahlen angegeben: 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240. Falls erforderlich, kann die Klassifizierung noch durch folgende Zusätze erweitert werden:

• W (Radiation, ursprünglich Watt): Begrenzung Strahlungsdurchtritt
• M (Mechanical): mechanische Beanspruchung
• S (Smoke): Rauchdichtheit
• C (Closing): selbstschließend

Bei den Prüfungen für Rohrabschottungen wird zudem noch angegeben, ob die Rohrenden während der Prüfung offen oder geschlossen sind. So ist z. B. für die Abschottung von brennbaren Rohren oder Rohren mit einem Schmelzpunkt von weniger als 1000 °C für Trinkwasser-, Heiz- und Kälteleitungen mit Durchmessern kleiner als 110 mm auch die Klasse EI ...-U/C zulässig (Bild 4 und 5).

Die Feuerwiderstandsklasse wird unter den Bedingungen eines Vollbrandes ermittelt. Dabei wird der zeitliche Brandverlauf nach der international genormten Einheitstemperaturzeitkurve gesteuert, die Eingang in die EN 1363-1 sowie die DIN 4102-2 gefunden hat. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch im Ofendruck: Gemäß EN 1366-3 ist der Ofendruck mit 20 Pa und nach DIN 4102-2 mit 10 Pa vorgegeben. In der Praxis bedeutet dies, dass eine Prüfung nach der europäischen Norm viel schwieriger zu bestehen ist als nach der deutschen DIN 4102 (Bild 6).

Geprüft wird folgendermaßen: In einem standardisierten Brand steigt die Temperatur nach Einheitstemperaturzeitkurve nach fünf Minuten auf 576 °C an, nach 90 Minuten liegt die Temperatur bereits bei über 1000 °C und nach 180 Minuten bei 1110 °C. Die Zeit bis zum Versagen eines Bauteils wird auf die Feuerwiderstandsdauer-Einteilung der Norm abgerundet. Das europäische Klassifizierungssystem für Bauteile ist im Vergleich zum bisherigen deutschen System wesentlich „feiner“ aufgebaut und ermöglicht eine Vielzahl von Klassifizierungen in verschiedenster Kombination. Dies soll in Bild 7 am Beispiel einer tragenden Wand verdeutlicht werden. Wird durch diese Wand eine Rohrleitung hindurchgeführt, so muss diese Durchführung die Anforderung E 60 bzw. EI 30 erfüllen. Nach DIN 4102 hätte diese Konstruktion als „tragende Wandkonstruktion mit Raumabschluss“ die Klassifizierung F 30 als niedrigstes Ergebnis aus Tragfähigkeit, Raumabschluss und Wärmedämmung.

Feuerwiderstandsanforderungen in Europa

Die Anforderungen an Bauteile sind in den jeweiligen Verordnungen der einzelnen europäischen Länder durch die jeweils geforderte Feuerwiderstandsklasse konkretisiert. Dabei werden die Gebäudehöhe bzw. Gebäudeabmessungen und das jeweilige Gefahrenpotenzial aus der Nutzung berücksichtigt. Anforderungen hierzu sind in den einzelnen EU-Ländern nicht einheitlich und weichen zum Teil erheblich voneinander ab. Bild 8 bietet einen Überblick über Einzelanforderungen in verschiedenen europäischen Ländern anhand eines Anwendungsbeispiels.

Die Anforderungen an den Feuerwiderstand von Trennwänden bei Flucht- und Rettungswegen gemäß der deutschen Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) können Bild 9 entnommen werden.

Auswahl geeigneter Dämmstoffe für Rohrabschottungen

Zur Erfüllung der jeweiligen Anforderungen wird für die fachgerechte planerische und handwerkliche Umsetzung eine Vielzahl unterschiedlichster Produkte angeboten. Neben den brandschutztechnischen Anforderungen müssen für eine den technischen Regeln entsprechende Leitungsinstallation jedoch auch die Bereiche des Schall- und des Wärme- bzw. Kälteschutzes beachtet werden. So muss die Dämmung z. B. die Anforderungen der EN 806 sowie der EnEV erfüllen.

Bei Kältedämmungen, bei denen die Verwendungsmöglichkeiten nichtbrennbarer Dämmstoffe aufgrund von besonderen Anforderungen (Geschlossenzelligkeit, Wasserdampf-Diffusionswiderstand, Verarbeitbarkeit) äußerst begrenzt sind, ist es oft gar nicht möglich, auf die Verwendung brennbarer Dämmstoffe zu verzichten. Aufgrund ihrer molekularen Struktur empfehlen sich hier insbesondere elastomere Dämmstoffe. Sie schmelzen nicht und tropfen somit im Falle eines Brandes nicht ab (vor allem: nicht brennend). Elastomere Dämmstoffe sind selbstverlöschend. Sie zeichnen sich zudem durch eine hohe Elastizität in einem breiten Temperaturbereich aus und verschließen bei Erwärmung daher mögliche Öffnungen in Bauteilen im Falle eines Brandes. Die Einsatzmöglichkeiten von „normalen“ elastomeren Dämmstoffen als Rohrabschottung sind jedoch limitiert. Insbesondere bei der Verwendung auf Kupferrohrleitungen führt die gute Wärmeleitfähigkeit von Kupfer schnell zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung auf der brandabgewandten Seite, sodass nur relativ kleine Rohrdurchmesser sicher brandschutztechnisch abgeschottet werden können. Das gilt insbesondere unter den europäischen Prüfbedingungen bei einem Ofendruck von 20 Pa. Auch die Durchführung von Rohrleitungen durch Leichtbauwände ist allein mit elastomeren Dämmstoffen in der Regel nicht erfolgversprechend. Ebenso die Abschottung von Kunststoffleitungen.

Bei höheren Temperaturbeanspruchungen ist daher eine zusätzliche Unterstützung durch intumeszierende Materialien erforderlich, um ein breites Spektrum im Bereich der Rohrleitungsabschottung abzudecken. Bewährt haben sich dabei zum einen Brandschutzbandagen, die im Bereich der Durchführung zusätzlich um die elastomere Dämmung gewickelt werden, und zum anderen Produkte wie Armaflex Protect, bei denen die intumeszierende Wirkung direkt in den Dämmstoff integriert ist. Durch die Kombination der Eigenschaften des flexiblen Elastomerschaums mit intumeszierenden Bestandteilen ist eine Brandübertragung ausgeschlossen. Die Brandschutzbarriere erreicht nach EN 13501-2 bzw. DIN 4102-11 einen Feuerwiderstand von 90 Minuten.

Dämmstoffe mit aufschäumender Wirkung

Da der Ausführungssicherheit von Rohrabschottungen eine zentrale Bedeutung zukommt, bieten diese Baustoffe mit integrierter aufschäumender Wirkung aufgrund ihrer recht einfachen Anwendung und Handhabung eine hohe Zuverlässigkeit in der Baupraxis. Sogar in F-90-/REI-90-Wänden in Leichtbauweise (Gipskartonständerwände) sind damit feuerwiderstandsfähige Rohrdurchführungen praxisgerecht realisierbar (Bild 10).

Für die Praxis heißt das: Egal, ob Heizungs-, Trinkwasser-, Kälte-, Kühlwasser- oder Prozessleitungen zur Druckluft oder Stickstoffversorgung – sie können alle mit einem Produkt abgeschottet werden. Kabel, wie Steuerkabel von Split-Klimageräten, können einfach ohne weitere Vorkehrungen direkt auf dem Brandschutzschlauch anliegend durch Wand- und Deckendurchführungen mit hindurchgeführt werden. Auch Begleitheizungssysteme können direkt gemeinsam mit den Rohrleitungen in einem Armaflex-Protect-Schlauch brandschutztechnisch abgeschottet werden. Wie das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) bestätigte, ist das Brandabschottungssystem darüber hinaus auch zur Abschottung von Kunststoff-Gasrohrleitungen gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 600 zugelassen (Bild 11).

Nach der europäischen Prüfnorm schneiden Rohrabschottungen mit Armaflex Protect bei den in der TGA überwiegend gebräuchlichen Rohrdimensionen trotz des höheren Ofendrucks vergleichbar mit den Prüfungen gemäß DIN 4101-11 ab. Von Nachteil ist allerdings, dass gemäß ETA keine sogenannten Stellvertreterprüfungen zulässig sind. Werden also Mehrschichtverbundrohre eines bestimmten Herstellers geprüft, so gelten die Ergebnisse der Prüfungen somit nur für das geprüfte Rohrsystem bzw. für baugleiche Rohre. Das bedeutet beispielsweise für Mehrschichtverbundrohre, dass die Prüfung nur für Produkte gleicher Dicke und identischen Aufbaus, also mit gleich dicker Aluminiumeinlage, gültig ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in Deutschland beide Zulassungen – ETA und abP (allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis) bzw. abZ (allgemeine bauaufsichtliche Zulassung) – nicht parallel verwendet werden dürfen. Es muss entweder das eine oder das andere angegeben werden (Bild 12).

Sicherheit bei der Verarbeitung

Ein Abschottungssystem sollte vielseitig sein, insbesondere dann, wenn es im Gebäudebestand zum Einsatz kommt. Von Vorteil ist dabei, dass sich die Verarbeitung von Brandschutzsystemen wie Armaflex Protect kaum von der Verarbeitung herkömmlicher elastomerer Dämmstoffe unterscheidet. Zudem kann die Brandschutzbarriere sowohl gemäß abP als auch ETA zueinander im „Null“-Abstand installiert werden. Gemäß ETA sind lediglich bei den Rohrdimensionen von mehr als 89 mm Abstände von 50 mm einzuhalten. Diese Abstandsregelungen sind insbesondere – aber nicht nur – bei nachträglichen Abschottungen von Vorteil, da die Platzverhältnisse hier oft sehr eng sind. Auch wenn viele der angebotenen Systeme mit einem „Null“-Abstand „ausgestattet“ sind, sollte dies nicht als Einladung verstanden werden, Leitungsanlagen gleich ohne Abstände zu planen. Vielmehr soll es dem Fachhandwerker in Ausnahmefällen ermöglichen, eine Rohrabschottung auch ohne Abstandsrestrisiko herstellen zu können.

Abstandsregelungen zu fremden Abschottungen

Grundsätzliche Angaben zu Abständen von Rohrabschottungen findet man in der Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR). Dort heißt es unter Abschnitt 4.1.3: „Der Mindestabstand zwischen Abschottungen, Installationsschächten oder -kanälen sowie der erforderliche Abstand zu anderen Durchführungen (z. B. Lüftungsleitungen) oder anderen Öffnungsverschlüssen (z. B. Feuerschutztüren) ergibt sich aus den Bestimmungen der jeweiligen Verwendbarkeits- oder Anwendbarkeitsnachweise; fehlen entsprechende Festlegungen, ist ein Abstand von mindestens 50 mm erforderlich.“ Verwendbarkeits- oder Anwendbarkeitsnachweise sind abP, abZ, ETA oder ZiE (Zustimmung im Einzelfall).

Für Kabel- und Rohrabschottungen mit allgemeinen baufaufsichtlichen Zulassungen (abZ) hat das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) die Mindestabstände allerdings neu festgelegt. In den betroffenen Zulassungen findet man daher jetzt folgende Angaben: „Der Abstand der zu verschließenden Bauteilöffnungen (Anmerkung: Maß der fertig erstellten Abschottung, nicht das Rohbaumaß) zu anderen Öffnungen oder Einbauten muss mindestens 20 cm betragen. Abweichend davon darf der Abstand bis auf 10 cm reduziert werden, sofern die zu verschließende Bauteilöffnung oder Einbauten nicht größer als 20 x 20 cm sind.

Der Abstand zwischen Bauteilöffnungen für Kabel- oder Rohrabschottungen gleicher oder unterschiedlicher Bauart darf ebenfalls bis auf 10 cm reduziert werden, sofern diese Öffnungen jeweils nicht größer als 40 x 40 cm sind“ (Bild 13).

Ein geringerer Abstand ist nur noch dann gestattet, wenn die Systeme gegenseitig geprüft wurden. Die DIBt-Abstandsregelungen gelten nicht für Rohrabschottungen mit abP, wie z. B. Armaflex Protect, und andere fremde Abschottungen mit abZ oder abP, die mit den Buchstaben L, I, E, K und T gekennzeichnet werden (Bild 14). Selbstverständlich sind die beschriebenen Abstandsregelungen Mindestmaße. Sollten im Prüfzeugnis oder in der Zulassung größere Maße angegeben sein, so gelten diese Abstandsmaße.

Fazit

Brände von Gebäuden werden nie ganz auszuschließen sein. Es kann jedoch einiges getan werden, um die Gefahr im Vorfeld zu reduzieren und die Folgen von Bränden – sowohl für Menschenleben als auch Sachschäden – so gering wie möglich zu halten. Die konsequente Einhaltung der bestehenden Vorschriften zum vorbeugenden baulichen Brandschutz ist hierfür unabdingbar. Der vorbeugende gebäudetechnische Brandschutz ist dabei sicherlich eine Herausforderung an die brandschutztechnische Fachplanung und die darauf aufbauende Umsetzung durch kompetente Ausführungsfirmen.

TGA-Fachplaner und ausführender Fachbetrieb tragen gemeinsam die Verantwortung für den Einsatz und die Ausführung der Brandschutzlösungen. Einfach anwendbare Lösungen für Rohrabschottungen mit Produkten auf elastomerer Basis – gleichgültig, ob sie nach nationalem oder europäischem Standard geprüft sind – können bei der Umsetzung äußerst hilfreich sein.

Dipl.-Ing. Michaela Störkmann ist Managerin technischer Kundenservice bei der Armacell GmbH in 48153 Münster, Telefon (02 51) 76 03-0, www.armacell.de

Dipl.-Ing. Hubert Helms ist Field Technical Manager bei der Armacell GmbH in 48153 Münster, Telefon (02 51) 76 03-0, www.armacell.de