Anschlüsse in Holzbauweise
Dieses → Datenblatt gibt einen Überblick über die Anforderungen an Anschlüsse im Holzbau und wie sie aufgebaut sind. Im Rahmen des Projektes TIMpuls wurden zahlreiche Versuche an Anschlüssen im Brandofen unter ETK-Brandbeanspruchung sowie unter Naturbrandbeanspruchung bzw. im Realbrandversuch durchgeführt. Die Versuchsergebnisse liefern sehr aufschlussreiche Informationen über Konstruktionsdetails, die eingesetzten Maßnahmen, die Bekleidungen und die Funktion dieser Anschlüsse unter der Anforderung F90. Die Schutzziele, die bei der Ausführung der Anschlüsse berücksichtigt werden, umfassen neben den allgemeinen Schutzzielen gemäß § 3 MBO auch die Brandschutzziele nach § 14 MBO.
Im Vordergrund steht dabei die Verhinderung der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung). Um diese Anforderungen planerisch umzusetzen, galt bis zum Entwurf der MHolzBauRL 2023, dass Anschlüsse aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen müssen. Im Entwurf wurden die Anforderungen genauer definiert und auf die Raumabschlussfunktion ausgerichtet. Im Zusammenhang mit der Raumabschlussfunktion wurde als Abbruchkriterium das Eintreten eines Durchbrandes in einem Anschluss festgelegt, da dies den Beginn von Löschmaßnahmen durch die Brandsicherheitswache oder Feuerwehr bedeutet.
Definitionen
Die Anschlüsse in der Holzbauweise werden in Elementfugen und Bauteilfugen unterteilt. Die folgenden Definitionen sind ebenfalls im Entwurf der MHolzBauRL 2023 zu finden.
Elementfuge
Bauteilfuge
| Elementfuge | Bauteilfuge |
| Verbindungsstellen/ Spalte zwischen zwei Teilen des Bauteils | Verbindungen zwischen zwei Bauteilen |
| Als Elementfugen von Holzbauteilen werden die Verbindungsstellen bzw. Spalte zwischen zwei Teilen des Bauteils bezeichnet. In den vorliegenden Untersuchungen wurden Elementfugen in Wänden als tragende und raumabschließende Bauteile sowie in Decken als raumabschließende Bauteile untersucht. | Als Bauteilfugen in Holzbauteilen werden die Verbindungen zwischen zwei Bauteilen bezeichnet. In den vorliegenden Untersuchungen wurden Bauteilfugen zwischen unterschiedlichen Wänden (Ecken) als tragende und raumabschließende Bauteile sowie zwischen Wänden und Decken als raumabschließende Bauteile untersucht. |
Elementfuge- Wand
Elementfuge- Decke
Bauteilfuge- Wand an Wand
Bauteilfuge- Decke an Wand
TIMpuls- Großbrandversuche
Nachfolgend wird dargestellt, wie die Elementfugen in Wänden und Decken sowie die Bauteilfugen zwischen Wänden und zwischen Decke und Wand in den abschließenden Realbrandversuchen im Projekt TIMpuls ausgeführt wurden. Weitere Informationen zu den Details der Versuchsaufbauten finden Sie auf unserer Webseite TIMpuls Science →.
Durch Öffnen der nachfolgenden Dateien können Sie diese Informationen als PDF heruntergeladen werden.
Verwendete Elementfugen
Bauteilfugen
Die Bauteilfugen wurden im Projekt TIMpuls mit Brettschicht- oder Holztafelbaudecken in Kombination mit Brettsperrholz- oder Holztafelbauwänden ausgeführt. Zur Untersuchung wurden diverse Kombinationen von Maßnahmen auf der brandabgewandten Seite (z. B. Abklebung, Abdeckung mit Bekleidung) bzw. auf der brandzugewandten Seite (z. B. Fugenversatz) sowie der Ausbildung der Fuge selbst (z. B. stumpf gestoßen, mit eingelegtem Dämmstreifen oder Elastomerlager) angewandt. Die betrachteten Maßnahmen wurden zwei Hauptfunktionen zugeordnet: Verblockung und Verdichtung. Die Datei veranschaulicht dies anhand einiger Beispiele von Bauteilfugen aus dem TIMpuls-Projekt.
Die betrachteten Maßnahmen sind vom Spaltmaß abhängig und werden getrennt für die brandabgewandte und die brandzugewandte Seite berücksichtigt. Eine entsprechende Tabelle dazu findet sich im Heft des Informationsdienstes Holz (Tabelle 4) und wurde inhaltlich in die MHolzBauRL 2024 (Tabelle A3.1) übernommen. Alle Bauteilfugen, die verwendeten Maßnahmen und die Versuchsergebnisse wurden in dieser → Datei zusammengefasst.
Auf unserer Seite → TIMpuls Science finden Sie darüber hinaus detaillierte Konstruktionsbeschreibungen für jeden Versuch.
Anschlüsse im Holzbau im Brandfall
Die MHolzBauRL (Ausgabe 2024) definiert die raumabschließende Funktion als zentrale Anforderung an die Anschlüsse. Daher stellt sich die Frage, wie diese Anforderung normgerecht nachgewiesen werden kann. Zur Erfüllung der Raumabschlusskriterien müssen weitere Anforderungen wie Luftdichtheit und Rauchdichtheit erfüllt werden. Die Luftdichtheit ist sicherzustellen, um Wärmeverluste durch unkontrollierte Luftströme zu verhindern oder auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Anschließend muss auch die Rauchdichtheit gewährleistet sein.
DIN 4102-2 legt fest, dass die Beurteilung der Rauchdichtheit für raumabschließende Wand- und Deckenbauteile visuell erfolgt. Wie Raumabschlusskriterien auf der Grundlage aktueller Normen und Richtlinien verstanden und untersucht werden können, wurde → hier zusammengefasst. Dieses gibt einen Überblick über die Raumabschlussfunktion sowie die entsprechenden Prüfverfahren.
Im Rahmen der TIMpuls-Versuche wurden verschiedene Aspekte zur Bewertung des Raumabschlusses untersucht. Dabei wurden insbesondere die Ausbreitung von Feuer und Rauch sowie der Rauchdurchtritt durch Fugen unter Naturbrandbeanspruchung analysiert. Zudem wurden → Temperaturmessungen an verschiedenen Stellen des Bauteils durchgeführt. Als Abbruchkriterium, das den Beginn von Löschmaßnahmen durch die Brandsicherheitswache oder die Feuerwehr signalisiert, wurde das Eintreten eines Durchbrandes in einer Bauteilfuge oder einer Elementfuge festgelegt.
Im Projekt TIMpuls wurden an Anschlüssen in Holzbauteilen Brandversuche im Brandofen sowie unter ETK als Brandszenario durchgeführt. Eine ausführliche Übersicht dazu befindet sich hier →.
Die bisher beschriebenen Strukturdetails beziehen sich auf Brandversuche, die im Projekt TIMpuls an großmaßstäblichen Bauteilen unter Naturbrandszenarien durchgeführt wurden. Weiterführende Informationen über alle vier Großbrandversuche befinden sich hier →.
Im Folgenden werden die Versuchsergebnisse dieser realen Großbrandversuche mit besonderem Fokus auf Anschlüsse im Brand dargestellt. Zu erwähnen ist, dass sämtliche untersuchten Bauteile anhand ihres Prüfzeugnisses die Klassifizierung REI 90 aufweisen.
| In den Fugen wurde keine verschwelte Mineralwolle festgestellt. |
| Die intumeszierenden Brandschutzmassen haben die Fugen auf wirksame Weise verschlossen. |
| Durch die Kombination von verdichtetem Dämmstoff und Brandschutzmasse in der Fuge erfolgte eine wirksame Behinderung des konvektiven Wärmestroms und des Rauchdurchtritts. |
| Die Kombination aus luftdichten Abklebungen, Elastomerlagern und intumeszierender Brandschutzmasse hat den Rauchdurchtritt wirksam verhindert. |
| Bei nahezu allen untersuchten Anschlüssen wurde das Kriterium I nach DIN EN 13501-2 erfüllt, da die gemessenen Temperaturen auf der brandabgewandten Seite des Anschlusses unter 100 bis 140 °C lagen. |
| Es wurde kein Entflammen auf der brandabgewandten Seite festgestellt. |
| Während der Versuchsdauer trat kein Versagen der Bauteilanschlüsse und Elementfügungen auf, die nach den bekannten Konstruktionsregeln handwerklich einwandfrei ausgeführt wurden. |
| Die Anschlussbereiche waren auch nach der Naturbrandbeanspruchung nahezu unversehrt. |
Aus den Versuchsergebnissen lässt sich Folgendes feststellen:
- Aus brandschutztechnischer Sicht bestehen für die Anschlusssituation Wand an Massivholzdecke keine wesentlichen Unterschiede zwischen der Holzrahmen- bzw. Holztafelbauweise und der Massivholzbauweise. Beide Bauweisen schließen in Ihren Anschlussbereichen (Kontaktfläche Wand-Decke) vollflächig mit massiven Konstruktionselementen (z.B. Rähm bei Holztafelbau bzw. Brettsperrholz bei Massivholzbau) in vergleichbarer Tiefe (Kontaktfläche) ab.
- Für die Füge- bzw. Kontaktstellen ergeben sich dementsprechend keine wesentlichen brandschutztechnischen Unterschiede. Ebenfalls ist z.B. auch kein signifikanter Unterschied im Vergleich zu einem Anschluss mit einer bauordnungsrechtlich zulässigen Trockenbauwand in diesem Bereich zu erkennen.
- Im Gegenteil kann bei der Holzbauweise allgemein von einem im Brandfall deutlich formstabileren Anschluss ausgegangen werden, da die dünnen Blechprofile der Trockenbauweise unter entsprechender Temperatureinwirkung deutlich größeren Verformungen ausgesetzt sind.
Vergleich der Rauchdichtigkeit der Anschlüsse
Einzig gezielt mangelhaft ausgeführte Anschlüsse, z. B. mit fehlender kraftschlüssiger Verbindung (siehe markierte Stelle im Bild) oder mit konvektiver Durchströmung im Fugenspalt führten zu kritischen Zuständen. Wie im Bild zu erkennen ist, treten bereits kurze Zeit nach Beginn des Brandversuchs Flammen und Rauch an dieser Stelle aus. Daher wird der Verzicht auf die bisher beschriebenen Maßnahmen auf beiden Seiten der Fuge als unzuverlässig bewertet.
Unzulässige Konstruktion im Anschlussbereich
