Feuerwiderstand und Brandverhalten: Das gilt für Baustoffe und Bauteile

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In Deutschland und der Europäischen Union gibt es verschiedene DIN-Normen, die das Brandverhalten und den Feuerwiderstand von Baustoffen und Bauteilen messen und Kategorien zuordnen. Die Messkriterien unterscheiden sich dabei deutlich. Baustoffklassen und Feuerwiderstandsklassen können keinesfalls synonym verwendet werden.

Welche Vorgaben Neu- und Bestandsgebäude in Deutschland hinsichtlich des Brandschutzes erfüllen müssen, ist über die Landesbauordnungen der Bundesländer geregelt. Die Anforderungen basieren dabei auf den nationalen Brandschutznormen, der DIN 4102-1 und 4102-2. Zudem gibt es die europäischen DIN EN 13501-1 und DIN EN 13501-2. Was sich dahinter verbirgt, zeigt der folgende Überblick.

Bei einem Feuer im Dach können nicht brennbare Baustoffe wie Ziegel, aber auch normal entflammbare Stoffe wie Holz betroffen sein © Animaflora PicsStock, stock.adobe.com
Bei einem Feuer im Dach können nicht brennbare Baustoffe wie Ziegel, aber auch normal entflammbare Stoffe wie Holz betroffen sein © Animaflora PicsStock, stock.adobe.com

Die Baustoffklassen nach der deutschen Norm

Die DIN 4102-1 bezieht sich auf das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen. Dabei werden Baustoffe in fünf Klassen unterteilt:

Die Baustoffklasse A1 entsprechen der höchsten Kategorie. Sie sind nicht brennbar und enthalten auch keine brennbaren Bestandteile. Zudem entwickeln sie keinen Rauch und tropfen nicht brennend ab. Diese Kategorie können zum Beispiel Beton, Steinwolle und auch Ziegel zugeordnet werden.

Der Baustoffklasse A2 sind ebenfalls nicht brennbare Baustoffe zugeordnet. Allerdings dürfen diese brennbaren Bestandteile enthalten. Wie bei Klasse A2 zeigen die Baustoffe keine Rauchentwicklung und kein brennendes Abtropfen. Das können zum Beispiel Gipsfaser- und Gipskartonplatten sein.

Zur dritten Kategorie, der Baustoffklasse B1, zählen schwer entflammbare Baustoffe. Sie müssen jedoch aufhören zu brennen, sobald die Zündquelle entfernt wird. Zu diesen Baustoffen gehören etwa Hartschaum-Dämmplatten mit Flammschutzzusatz oder auch Holzwolle-Leichtbauplatten.

Baustoffklasse B2 beschreibt normal entflammbare Stoffe, die auch unabhängig von der Zündquelle weiter brennen. Dabei sollte ein Brand, der durch eine kleine Flamme ausgelöst wird, sich jedoch nur langsam ausbreiten oder lokal begrenzt bleiben. Holz- und diverse Holzwerkstoffe können dieser Kategorie zugeordnet werden.

In der untersten Klasse B2 sind Baustoffe kategorisiert, die ohne zusätzliche Brandschutzbehandlungen nicht für den Bau von Gebäuden in Deutschland verwendet werden dürfen. Diese Baustoffe sind leicht entflammbar, wie etwa Stroh oder Papier.

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Feuerwiderstandsklassen von Bauteilen

Im Gegensatz zum Brandverhalten von Baustoffen geben die Feuerwiderstandsklassen von Bauteilen an, die in der DIN 4102-2 geregelt sind, wie lange ein Bauteil einem Feuer standhalten kann. Die DIN legt also im Unterschied zum grundsätzlichen Brandverhalten von Baustoffklassen einen Zeitrahmen fest, der beschreibt, wie lange etwas brennt, bevor es seine typischen Funktionseigenschaften verliert.

Wesentlich bei der Bewertung nach der DIN 4102-2 ist dabei, wann das Bauteil nicht mehr tragfähig ist, der Raumabschluss nicht mehr gegeben ist oder die Wärmedämmung durchbrochen wird. Anhand dieser drei Parameter lässt sich das Bauteil einer der nachfolgenden fünf Feuerwiderstandsklassen zuordnen.

  • F180 (höchstfeuerbeständig): eine Widerstandsdauer von mindestens 180 Minuten
  • F120 (hochfeuerbeständig): eine Widerstandsdauer von mindestens 120 Minuten
  • F90 (feuerbeständig): eine Widerstandsdauer von mindestens 90 Minuten
  • F60 (hochfeuerhemmend): eine Widerstandsdauer von mindestens 60 Minuten
  • F30 (feuerhemmend): eine Widerstandsdauer von mindestens 30 Minuten

Der Buchstabe F ist dabei die Kennzeichnung für Baumaterialien wie Wände, Decken, Stützen, Unterzüge oder Treppen. Feuerwiderstandsklassen gibt es aber auch für andere Materialien wie zum Beispiel Fenster und Verglasungen (Kennbuchstabe G) oder auch Türen, Tore und Rollläden (Kennbuchstabe T).

Ein Bauteil der Widerstandsklasse F30 muss nach der Einteilung also mindestens 30 Minuten nach dem Brandeinsatz tragfähig bleiben, darf nicht von Feuer oder Rauch durchdrungen werden (um den Raumabschluss nicht zu verlieren) und die dem Feuer abgewandte Seite muss gemäß der Wärmedämmung für eine halbe Stunde seine Oberflächentemperatur halten.

Nur wenn alle drei Voraussetzungen gleichzeitig erfüllt sind, kann ein Bauteil als feuerhemmend eingestuft werden. Für die höheren Feuerwiderstandsklassen gelten entsprechend längere Widerstandszeiträume.

Beton und Stahl sind sehr beliebte Baustoffe aufgrund ihrer Brandeigenschaften. Allerdings kann Stahl bei starker Wärme schmelzen © Piman Khrutmuang, stock.adobe.com
Beton und Stahl sind sehr beliebte Baustoffe aufgrund ihrer Brandeigenschaften. Allerdings kann Stahl bei starker Wärme schmelzen © Piman Khrutmuang, stock.adobe.com

Europäische Richtlinie: Sieben Baustoffklassen statt fünf

Neben den deutschen Normen gibt es auch europäische Richtlinien zum Brandverhalten von Baustoffen und dem Feuerwiderstand von Bauteilen. Diese sind insgesamt umfassender, detaillierter, aber auch komplexer gestaltet.

Die europäische Richtlinie DIN EN 13501 ist dabei in insgesamt fünf Teile untergliedert. Relevant sind für diese Betrachtung jedoch vor allem die DIN EN 13501-1, die Bauprodukte analog zur DIN 4102-1 nach ihrem Brandverhalten klassifiziert und die DIN EN 13501-2, die analog zur DIN 4102-2, den Feuerwiderstand von Bauteilen einstuft.

Während die DIN 4102-1 nur zwischen fünf Baustoffklassen unterscheidet, sind es bei der DIN EN 13501-1 sogar sieben Klassifizierungen.

Die höchste Kategorie ist dabei die Klasse A1. Diese Baustoffe sind nicht brennbar und haben auch keine Anteile von brennbaren Stoffen. Die Klasse A2 beschreibt nicht brennbare Baustoffe mit Anteilen an brennbaren Stoffen.

In der Klasse B sind schwerentflammbare Produkte aufgeführt, die einen sehr begrenzten Beitrag zum Brand aufweisen. Baustoffe der Klasse C sind ebenfalls schwerentflammbar, weisen aber einen begrenzten Beitrag zum Brand auf.

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In den Klassen D und E sind normalentflammbare Baustoffe kategorisiert, während die leichtentflammbaren Baustoffe der Kategorie F zugeordnet sind. Für eine detaillierte Einordnung wird in der DIN EN 13501 ergänzend auch die Rauchentwicklung und das Abtropfverhalten der Baustoffe betrachtet.

Die Rauchentwicklung ist dabei in die Klasse s1 (geringe Rauchentwicklung), Klasse s2 (mittlere Rauchentwicklung) bis zu Klasse s3 (hohe Rauchentwicklung) eingestuft. Für das brennende Abtropfverhalten gibt es derweil die Klassen d0, d1 und d2. Baustoffe der Klasse d0 weisen innerhalb von zehn Minuten kein brennendes Abtropfen auf. Baustoffe in Kategorie d1 zeigen kein brennendes Abtropfen mit einer Nachbrennzeit von mehr als 10 Sekunden innerhalb eines Zeitraums von zehn Minuten. In der Kategorie d2 ist starkes Abtropfen festzustellen.

Europäische Feuerwiderstandsklassen: Mehr Zeitintervalle und Parameter

Auch bei den Feuerwiderstandsklassen unterteilt die europäische Richtlinie DIN EN 13501-2 deutlich stärker. So wird das Verhalten der Bauteile bei Feuer in kleineren Zeitintervallen von 15, 20, 30, 46, 60, 90, 120, 180 sowie 240 Minuten gemessen. Insgesamt gibt es damit neun Unterteilungen gegenüber fünf bei der DIN 4102-2.

Der Feuerwiderstand wird nach einigen Leistungskriterien bemessen. Neben den Kriterien Tragfähigkeit, Raumabschluss und Wärmedämmung, die von der DIN 4102-2 bekannt sind, kommen bei der DIN EN 13501-2 fünf weitere Kriterien hinzu. So ist für die Einordnung auch der Durchtritt von Wärmestrahlung, die mechanische Stabilität bei Stößen, die Durchlässigkeit von Rauch, die selbstschließende Eigenschaft sowie die Aufrechterhaltung der Energieversorgung maßgeblich.

Während bei der DIN 4102-2 ein Bauteil immer alle Bedingungen erfüllen muss, um einer Feuerwiderstandsklasse zugeordnet zu werden, ist dies bei der europäischen Richtlinie differenzierter. So kann ein Bauteil, das im Brandfall zum Beispiel eine lange Standsicherheit aufweist, relativ hoch eingestuft werden, auch wenn der Feuerwiderstand in anderen Kriterien, wie zum Beispiel der Wärmedämmung früher versagt.

Fazit

Der Überblick zeigt, dass es bei der Klassifizierung von Baustoffen und Bauteilen im Brandverhalten auf Details ankommt und europäische und deutsche Normen zwar Parallelen, aber auch klare Unterschiede in der Klassifizierung aufweisen.

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