Anwendung von Naturbrandmodellen für die brandschutztechnische Bemessung

Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, unter welchen Randbedingungen eine Anwendung von Naturbrandmodellen für die Brandschutzbemessung sinnvoll ist. Es wird ein Überblick über die verschiedenen Nachweismethoden der Eurocode-Brandschutznachweise gegeben und auf ihre bauaufsichtliche Einführung eingegangen. Die Eurocodes sehen neben den aus der DIN 4102-4 bekannten Bemessungstabellen auch vereinfachte und allgemeine Rechenverfahren vor. Mit Letzteren kann das Trag- und Verformungsverhalten von Bauteilen im Brandfall unter Berücksichtigung temperaturabhängiger Materialeigenschaften und thermischer Dehnungen berechnet werden. Aufgrund der Komplexität und des vergleichsweise großen Aufwands dieser Nachweisverfahren eignen sie sich jedoch besonders für Naturbrandbeanspruchungen. Derartige Nachweise erfordern jedoch eine Abweichung von den bauordnungsrechtlichen Vorschriften und sind nur in Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden anwendbar. Anhand eines Beispiels wird die Anwendung eines Naturbrandmodells für die brandschutztechnische Bemessung gezeigt. Es handelt sich um eine ehemalige U-Boot-Halle, die in eine Verkaufsstätte umgenutzt wird und bei der sich infolgedessen die brandschutztechnischen Anforderungen ändern. Das Tragwerk der historischen Stahlkonstruktion sollte sichtbar erhalten bleiben, sodass der Nachweis mithilfe eines Naturbrandmodells geführt wurde. Im Beitrag werden die Randbedingungen, die Anwendungsgrenzen und die Vorgehensweise dargestellt.

Application of performance-based fire safety design - natural fires and their calculation
The present article describes the conditions under which an application of natural fire models is useful for the fire protection assessment. An overview of the various verification methods of the Eurocode fire safety design parts is given and their formal adoption into the various Building Codes is introduced. In addition to the dimensioning tables known from DIN 4102-4, the Eurocodes also provide simplified and general calculation methods. With the latter, the load-bearing and deformation behavior of components in case of a fire can be calculated taking account of temperature-dependent material properties and thermal expansion. However, due to the complexity and the comparatively high outlay of these design methods, they are particularly suitable for natural fires. Such design, however, requires an official application process for deviation from the affected part of the Building Code and is only applicable in consultation with the approval authorities. The application of a natural fire model for the fire safety design is shown using an example. It is a former submarine hall, which is converted into a sales center and in which the fire protection requirements change as a result. Due to the historical steel construction, the visibility of the load-bearing structure should be maintained so that the proof was carried out with the help of the natural fire models. This contribution presents the boundary conditions, the application limits and the corresponding methods.