Brandverhalten von Brettsperrholz

Das Brandverhalten von Brettsperrholz ist prinzipiell gut. Die dem Brand zugewandte Oberfläche ist klein und der Abbrand der Außenlagen verläuft mit einer geringen Abbrandrate. Der Anteil der Hohlräume ist bei der massiven Holzbauweise sehr gering. Dadurch kann eine Brandweiterleitung verhindert werden.

Diagramme
Abbrand von Decken und Wänden aus Brettsperrholz

Wie schon bei der Berechnung der Elementeigenschaften für die Kaltbemessung ist für die Heißbemessung auf den geschichteten Aufbau und speziell die Verklebung Rücksicht zu nehmen.

Versuchsergebnisse und Berechnungsmodell

Das Brandverhalten von Brettsperrholz wurde in zahlreichen Brandversuchen untersucht. Bei großformatigen Bauteilversuchen unter Belastung wurde bei Verwendung von Klebstoffen aus der Gruppe der Thermoplaste, wie der am häufigsten verwendete Klebstoff aus Polyurethan PUR beobachtet, dass sich einzelne Lamellen während des Abbrandes ablösen.

Dieser Beobachtung entsprechend wird für die Berechnung des Abbrandes von Brettsperrholz auf das Modell der anfänglich geschützten Bauteile nach Eurocode 5, Teil 1.2 zurückgegriffen.

Abbrandraten

Die Abbrandraten werden aus Versuchen der Holzforschung Austria (im Auftrag von Stora Enso Timber und teilweise anderen Brettsperrholz-Produzenten) festgelegt. Diese Werte werden prinzipiell auch von der holz.bau forschung vertreten und werden im Leitfaden Brettsperrholz|Bemessung (Seite 91) beschrieben.

Decke

\beta_0=0,65 \: \textup{mm/min} Anfänglicher Abbrand, wenn keine Brandschutzbeplankung vorhanden ist.

\beta_{1a}=2 \cdot \beta_0 = 1,30 \: \textup{mm/min} für die ersten 25 \: \textup{mm} bei Überschreiten einer Klebefuge.

\beta_{1b} = 0,65 \: \textup{mm/min} für die weitere Dicke einer Lage.

 Wand

\beta_0 = 0,65 \: \textup{mm/min} Anfänglicher Abbrand, wenn keine Brandschutzbeplankung vorhanden ist.

\beta_{1} = 0,86\: \textup{mm/min} für die ersten 25 \: \textup{mm} bei Überschreiten einer Klebefuge und für die weitere Dicke einer Innenlage.

k0 d0

Zusätzlich zum Abbrand des Querschnittes ist der Tatsache Rechnung zu tragen, dass das Brand zugewandte Holz bereits höhere Temperaturen und dem entsprechend reduzierte Materialeigenschaften aufweist.

Dies wird für stabförmige Querschnitte über einen Abzug von k_0 \cdot d_0 = 7 \: \textup{mm} Rechnung getragen. Die Anwendung dieses Wertes für Brettsperrholz wurde in der Fachwelt reichlich diskutiert und ist laut Frangi[1] als ausreichend sicher anzusehen obwohl der Temperatureinfluss in manchen Fällen zu ungünstigerem Verhalten führen kann.

Bei globaler Betrachtung kann davon ausgegangen werden, dass die beschriebenen Ablösungen nie die gesamte Deckenfläche sondern nur etwa Handteller große Teilbereiche betrifft und eine gewisse Umlagerung auf Bereiche mit weniger Abbrand durch den gesperrten Aufbau von Brettschichtholz möglich ist.

Brandschutzbeplankung

Bei Anordnung einer Beplankung an der Deckenunterseite oder an den Wandoberflächen ist ebenso auf das Berechnungsmodell für anfänglich geschützte Bauteile zurück zu greifen.

Nach Ausfall der Beplankung ist auch für die außen liegende Lage mit der erhöhten Abbrandrate zu rechnen.

Brandverhalten von Brettsperrholz
90 Minuten einseitiger Abbrand einer Decke aus Brettsperrholz mit Beplankung an der Deckenuntersicht.

Literatur und Weiterführende Links

[1] Forschungsschwerpunkt Brandverhalten von Brettsperrholz an der ETH-Zürich

[2] Planungsbroschüre Brettsperrholz der HFA, 1. Auflage

[3] Umfassende Beschreibung des Abbrandes von Brettsperrholz CLT von Stora Enso ©

[4] Wallner-Novak, Pock, Koppelhuber: Brettsperrholz | Bemessung

Veröffentlicht von

Wallner-Novak

Bauingenieur im Bereich konstruktiver Holzbau, Software für Holzbau, Lehrender an der FH Joanneum Graz. Familie mit zwei Kindern.

2 thoughts on “Brandverhalten von Brettsperrholz”

  1. Der Unterschied zwischen d0 und s0 liegt in der Berücksichtigung der sogennanten Pyrolysezone, also jenem Bereich nahe der bereits verkohlten Holzschicht, der sich auf Grund von erhöhten Temperaturen in Zersetzung befindet.
    d0 wird mit 7 mm angenommen und stammt aus Berechnungen für homogene Stabquerschnitte.
    Dann gab es eine Untersuchung in Deutschland, nach der im Falle von Brettsperrholz mehr (nämlich s0=12 mm) anzusetzen wären. Das ist in einigen Fällen richtig, da durch die Schichtung sprunghafte Veränderungen der Tragfähigkeit des Restquerschnittes auftreten können.
    Nach Ansicht des schweizer ‘Brandschutz-Papstes’ Prof. Frangi, der maßgeblich an der Normung mitarbeitet ist die Berechnung mit dem k0-Verfahren ausreichend, wenn die erhöhten Abbrandraten der inneren Lagen berücksichtigt werden, die durch (mögliches) Herabfallen der einzelnen Lagen auftritt.

    Das s0-Verfahren liegt immer auf der sicheren Seite, da ja um 5 mm mehr in Abzug gebracht werden.

    Liebe Grüße

    Markus

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