Institut für Holzbau
Bauingenieurwesen & Projektmanagement
Studienangebot
Wie verhalten sich verschiedene Holzfassaden bei einem Brand – und macht es einen Unterschied, ob ihre Bauteile mit Holz- oder Stahlnägeln befestigt sind? Mit diesen Fragen beschäftigt sich Matthias Renner in seiner Masterthesis, die er zum Abschluss seines Studiums des Holzbau-Ingenieurwesen an der Hochschule Biberach (HBC) erarbeitet.
Renner hat an der Fachhochschule Rosenheim ein duales Bachelorstudium abgeschlossen, für den Master ist er in seine Heimat zurückgekehrt. Renner, der auch Feuerwehrmann ist, stammt von der Schwäbischen Alb. Betreut wird Matthias Renner von Prof. Dr.-Ing. Patrik Aondio aus der Fakultät Bauingenieurwesen und Projektmanagement. Aondio ist Studiendekan des Master-Studienganges Holzbau-Ingenieurwesen und Mitglied des Instituts für Holzbau an der HBC.
Im Mittelpunkt von Renners Arbeit stehen Brandversuche mit unterschiedlichen Fassadensystemen aus Holz im Maßstab 1:1. Untersucht werden unter anderem senkrecht und waagrecht angeordnete Profile sowie offene und geschlossene Fassadenkonstruktionen. Auch die Befestigung mit Nägeln aus Holz oder alternativ Stahl wird betrachtet. Relevant sind die Fragen etwa für den mehrgeschossigen Wohnungsbau. „Für die Versuche kommen die Holznägel des innovativen Unternehmens Beck Fastening, zum Einsatz, sie sind bekannt unter dem Produktnamen LIGNOLOC Nägel“, erläutert Prof. Aondio, der den Kontakt hergestellt hat.
Für die Versuchsreihe wurde Renner von der Feuerwehr Engstingen unterstützt. Für das Experiment wurden die Versuchskörper angezündet und abgelöscht; dabei wurde das Brandverhalten sowie das Verlöschen der Probekörper dokumentiert.
Die bisherigen Beobachtungen deuten darauf hin, dass der Fassadenaufbau für den Abbrand eine wichtige Rolle spielt. Eine offene Fassade mit Zwischenräumen brannte in den Versuchen deutlich schneller und stärker ab als eine geschlossene Konstruktion. Bei den untersuchten Aufbauten schien die Befestigung dagegen weniger ausschlaggebend zu sein: Wo die Fassade abbrannte, verlor der Nagel selbst seine Bedeutung für den Aufbau. Matthias Renner: „Diese Beobachtungen beziehen sich natürlich erst einmal ausschließlich auf die konkret untersuchten Versuchsanordnungen; sie geben aber Hinweise darauf, dass das Material für die Befestigung von Holzfassaden im Brandfall keine große Rolle spielt“. Auch sieht er einen positiven Effekt: Im Brandfall sei keine weitere Entsorgung des Metalls notwendig.
Bei den Brandversuchen hielten die Holzleisten an den Befestigungspunkten zunächst Stand. Bei den Löschversuchen mit der Feuerwehr wurde untersucht, ob das durch Abbrand geschwächte Holz einem Löschangriff mit etwa 11bar Wasserdruck noch standhält.; eine zusätzliche Gefährdung durch herabfallende Holzstücke wurde bei dem Experiment nicht festgestellt. „Das Holz verbrennt und verkohlt, größere Stücke oder schwere Teile, die etwa Einsatzkräfte verletzten könnten, fallen nicht herab - weder durch Brandversagen, noch dem Löschangriff“, so Renner.
Insgesamt zeigt der Masterand eine positive Bilanz: Zwar brenne Holz, doch an der Oberfläche bilde sich eine Kohleschicht, die den weiteren Abbrand verlangsamen könne. „Sie wirkt luftundurchlässig und wärmedämmend“, erklärt Renner. Aufnahmen einer Wärmebildkamera, die gemacht wurden, zeigen dabei einen deutlichen Temperaturunterschied zwischen der brandzugewandten und der abgewandten Seite eines Holzbauteils. Am heißteste Punkt sind es bis zu 800 Grad, am kältesten gerademal 31. Auch das ein Vorteil des Materials im Brandfall.
Die Ergebnisse aus dem Brandversuch wird er im nächsten Schritt in seine theoretischen Analysen zum Thema einfügen. Dabei vergleicht der Masterstudent auch die berechnete Tragfähigkeit der Nägel im Brandfall nach Norm bzw. nach der Europäischen Technischen Bewertung (ETA). Sein Studium an der Hochschule Biberach ist mit Abgabe der Masterarbeit beendet. Dem Thema Bauen mit Holz will er im Berufsleben treu bleiben, ob er eine Funktion im Brandschutz suchen wird, ist dagegen noch offen.
