Forschungsprojekt TIMpuls –
brandschutztechnisch sicheres Bauen
im mehrgeschossigen Holzbau
Einführung
Das Forschungsvorhaben TIMpuls wurde institutsübergreifend von der
- Technischen Universität München,
- Technischen Universität Braunschweig,
- Hochschule Magdeburg-Stendal und
- dem Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge
bearbeitet.
Im Forschungsprojekt wurden viele Brandversuche mit Holzkonstruktionen in verschiedenen Konfigurationen durchgeführt. Die Versuchsergebnisse der abschließenden Realbrandversuche finden Sie auf unserer Seite TIMpuls Science →
Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert und ist damit dem BMEL-Prozess der Charta für Holz 2.0 zugeordnet. Eine Kofinanzierung der Holzwirtschaft erfolgt koordinierend über das Holzbau Deutschland Institut e. V.
Im Rahmen dieses Projektes wurde eine vollständige, wissenschaftlich begründete Systematik erarbeitet und bereitgestellt, um die Verwendbarkeit tragender und raumbildender Holzbaukonstruktionen in mehrgeschossigen Gebäuden bis zur Hochhausgrenze brandschutztechnisch sicher zu ermöglichen.
Versuchstechnische Untersuchungen
Im Forschungsvorhaben TIMpuls wurden umfassende Literaturrecherchen durchgeführt, die für die Forschung essenziell sind. Darüber hinaus wurden eine Vielzahl praxisorientierter und genormter Versuche vorgenommen. Diese experimentellen Untersuchungen wurden in verschiedenen Maßstäben durchgeführt, angefangen von kleinmaßstäblichen Labortests, beispielsweise im Cone Kalorimeter, über mittelmaßstäbliche Untersuchungen im Room Corner Test bis hin zu großmaßstäblichen Realbrandversuchen mit realen Bauteilformaten und Konstruktionsweisen.
Das Ziel bestand darin, ein detailliertes Verständnis der brandschutztechnischen Eigenschaften von Holz und biogenen Baustoffen zu erlangen und fundierte Grundlagen für die baurechtliche Einordnung sowie die praktische Anwendung zu schaffen. Die Kombination aus theoretischen Erkenntnissen und experimentellen Daten bildet die Grundlage für innovative Lösungen im modernen Holzbau.
Cone-Kalorimeter
Zur Untersuchung des Nachbrandverhaltens von geschützten und ungeschützten Holzoberflächen wurden kleinmaßstäbliche Untersuchungen im Cone-Kalorimeter durchgeführt.
Schutzzeit von Brandschutzbekleidungen
Neben der Prüfung der Abbrandraten von Holz, wurde im Prüfofen nach DIN 4102-8 auch die Schutzwirkung von Brandschutzbekleidungen geprüft.
Die ausführlichen Informationen zu dieser Prüfung finden Sie hier →
Fehlerlichtbogen in Holzbauelementen
Es sollte ein Nachweis erbracht werden, ob brennbare Konstruktionen die Brandentstehung innerhalb von Holztafelbau-Konstruktionen bzw. -Bauteilen bei Fehlerlichtbögen begünstigen oder nicht.
Darüber hinaus sollte die Frage beantwortet werden, ob Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (engl. = Arc Fault Detection Device (kurz: AFDD)) in modernen Standardgebäuden in Holzbauweise das brandschutztechnische Schutzniveau signifikant erhöhen können.
Die ausführlichen Informationen zu dieser Prüfung finden Sie hier →
Abbrandrate von Holz
Im Rahmen dieser kleinmaßstäblichen Untersuchung wurde die Abbrandrate verschiedener Holzarten im Prüfofen nach DIN 4102-8 geprüft. Die Resultate dieser Untersuchung wurden unter anderem für die Holzart Esche im Entwurf der DIN EN 1995-1-2:2023-09 berücksichtigt.
Room Corner
Mit den durchgeführten Raumbrandversuchen wurde das Brandverhalten sowie die Branddynamik bei Bränden in Räumen mit ungeschützten und anfänglich geschützten Holzbauteilen untersucht. Diese wurden im Room Corner Testraum nach DIN EN 14390 durchgeführt.
Abschließende Realbrandversuche
Die Realbrandversuche dienen zum Beleg der innerhalb des Forschungsvorhabens gewonnenen Erkenntnisse und als Grundlage zum Nachweis der bauordnungsrechtlichen Schutzziele, wie der Tragfähigkeit, dem Raumabschluss, dem Selbstverlöschen bzw. der Löschbarkeit der Konstruktionen durch die Feuerwehr (Nachbrandverhalten) sowie der Begrenzung der Brandausbreitung. Untersucht werden Raumbrände in Holzkonstruktionen mit einer normativen mobilen Brandlast und bautypischen Ausführungen. Besonders die Variation zwischen ungeschützten, anfänglich geschützten und vollständig geschützten Holzoberflächen ist hierbei von hoher praxisrelevanter Bedeutung.
Alle Messdaten und weitere Informationen zu den abschließenden Realbrandversuchen finden Sie auf unserer Webseite TIMpuls Science →
Raumbrandversuche
Zur Untersuchung des Raumbrand-/ und Bauteilverhaltens im Großmaßstab wurde eine Serie von acht Großbrandversuchen im Deckenbrandhaus (Kammer 15) der Technischen Universität Braunschweig durchgeführt. Der Fokus der Beobachtungen lag hierbei auf den Element- und Bauteilanschlüssen. Im Rahmen der Versuche erfolgte eine Analyse des Brandverhaltens unter Naturbrandbeanspruchung sowie unter 90-minütiger Beanspruchung unter der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK). Darüber hinaus wurden verschiedene Konfigurationen der Wand- und Deckenaufbauten von geschützten und anfangs geschützten Holzbauteilen untersucht.
Abschlussbericht
Der Schlussbericht ist der Abschluss des mehrjährigen Forschungsvorhabens zum Brandschutz im mehrgeschossigen Holzbau. Das gemeinsame Verbundforschungsvorhaben untersucht umfangreich die brandschutztechnischen Besonderheiten, die sich durch das mehrgeschossige Bauen mit Holz ergeben.
Das Forschungsvorhaben TIMpuls hatte eine Laufzeit von dreieinhalb Jahren (August 2017 bis März 2021). Im Rahmen dieser Projektlaufzeit wurde eine Vielzahl an Themen und Fragestellungen untersucht. Besonders hervorzuheben sind hier die klein-, mittel- und großmaßstäblichen Brandversuche und die abschließenden Realbrandversuche.
Die Realbrandversuche dienten zum Beleg der innerhalb des Forschungsvorhabens gewonnenen Erkenntnisse und als Grundlage zum Nachweis der bauordnungsrechtlichen Schutzziele, wie die Tragfähigkeit, der Raumabschluss, das Selbstverlöschen bzw. die Löschbarkeit der Konstruktionen durch die Feuerwehr (Nachbrandverhalten) sowie die Begrenzung der Brandausbreitung. Die Messdaten der Realbrandversuche sind auf der separaten Seite TIMpuls Science zu finden.
Der Schlussbericht ist hier abrufbar:
Korrekturen
Wir freuen uns sehr über Ihre Hinweise und Anregungen.
Folgende Fehler bzw. notwendigen Korrekturen sind aktuell bekannt.
- Seite 286, Abbildung 304: Vergleich der Abbrandtiefen aus Versuchen bei unterschiedlichen Naturbrandbeanspruchungen mit den Ansätzen zur Abbildung der Abbrandtiefe im Naturbrandmodell
Korrektur: Anpassung der x- und y-Achse
