Durchführung und Vergleich von Brandsimulationen für Holzgebäude

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Schänzlin

Projektbearbeitung: 

Mittelgeber: Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderprogramm: Holz Innovativ Programm (HIP)

Laufzeit: 01.02.2025 - 31.12.2026

Projektbeschreibung:

In dem Vorhaben wird durch Simulationen der Einfluss von Holz als Baustoff auf den Brandverlauf im Mehrgeschossbau untersucht.

Die Regelungen für den mehrgeschossigen Holzbau sind im Wesentlichen in der Musterholzbaurichtlinie festgelegt. Dabei ist geregelt, dass tragende/aussteifende und raumabschließende Bauteile mit definierter Feuerwiderstandsklasse auch aus massiven Holzbauteilen bestehen können, sofern die Größe der Nutzungseinheiten auf 200m² begrenzt bleibt. Dies hat zur Folge, dass durch die Nutzung von Holz als tragendes Bauteil die Möglichkeiten des architektonischen Entwurfs im Vergleich zum herkömmlichen Stahlbetonbau eingeschränkt werden. Damit besteht die Gefahr, dass frühzeitig das Material Holz ausgeschlossen wird, da die Freiheiten im Entwurf bei der Stahlbetonbauweise größer sind als bei einer Holzbauweise.

Eine weitere Einschränkung ist, dass ungeschützte, brennbare Bauteiloberflächen der Wände der jeweiligen Nutzungseinheit nicht mehr als 25 % der Grundfläche betragen dürfen, sofern die Decke mit einer Brandschutzbekleidung ausgeführt wird. 

Diese Begrenzungen stellen einen Nachteil bei der Anwendung von Holz gegenüber mineralischen Baustoffen dar, wobei diese Einschränkung recht früh im Entscheidungsprozess auftritt.

Es stellt sich allerdings die Frage, ob diese Grenzen durch die Brennbarkeit der Holzoberfläche gerechtfertigt sind, denn – zumindest zu Beginn des Brandes – dominiert der Abbrand der Inneneinrichtung das Brandgeschehen. Somit ist die Brandentwicklung zunächst unabhängig vom verwendeten Werkstoff. Daher stellt sich die Frage nach der Angemessenheit der Regelungen und inwiefern die Begrenzung der Größe der Nutzungseinheit sowie der brennbaren Oberfläche das Brandverhalten im Bauwerk beeinflussen und welche Auswirkungen eine Überschreitung dieser Grenzen auf das Raumbrandverhalten hat.

Um diese Fragestellung zu beantworten, werden die Brandverläufe bei verschiedenen Ausführungen (Holz, Massivbau) mit unterschiedlichen Brandabschnittsgrößen und unterschiedlichem Anteil der brennbaren Oberfläche unter verschiedenen Brandlasten simuliert. Aus dem Vergleich der Stahlbetonlösung, mit der Lösung in Holzbauweise sollen die Änderungen der wesentlichen Parameter im Brandverlauf, wie z.B. Temperaturverteilung und Rauchentwicklung bestimmt und bewertet werden. Anhand dieser Vergleiche kann identifiziert werden, welche Auswirkungen die Begrenzung der Brandabschnittsgröße und der brennbaren Oberfläche auf das Verhalten hat.

Aktenzeichen: HIP_2779168

Projekt IFH
Projekt IFH