Ermittlung einer Naturbrandkurve für Brände in abgehängten Decken und Systemböden

Eine Integration der brennbaren Installationen der technischen Gebäudeausrüstung im Hohlraum von Stahl-Beton-Verbunddecken stellt ein Problem für die ungeschützte Tragkonstruktion hinsichtlich der Brandschutzanforderungen dar. Im Normalfall werden dabei die Hohlräume in integrierten und abgehängten Decken sowie Systemböden nicht vom Raum getrennt betrachtet. Dies führt dazu, dass die innen liegende Stahlkonstruktion für das Brandszenario des Gesamtraums zu bemessen ist.
Basierend auf der Brandlast von elektrischen Kabeln und Leitungen sowie den typischen Randbedingungen in den Hohlräumen wird daher das Naturbrandszenario “Brand im Hohlraum” aus kleinmaßstäblichen Brandversuchen entwickelt. Schlussendlich stellt diese Naturbrandkurve damit eine Möglichkeit zu einer realitätsnahen Bemessung der stählernen Tragkonstruktion dar. Neben dieser Betrachtung ist es erforderlich, den Einfluss von durchdringenden Installationen bei einer Brandbeanspruchung durch die Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) auf die Temperaturentwicklung in den Hohlräumen zu beurteilen. Dabei ist insbesondere von Interesse, inwieweit aufgrund eines Brands im Raum ebenfalls ein Brand im Hohlraum ohne Abschottung entsteht. Dies wird anhand von zwei Großbrandversuchen mit abgehängten Decken und Systemböden mit unterschiedlichen Größen und Positionen von Öffnungen unter der Einwirkung der ETK untersucht. Es zeigt sich, dass fehlende Abschottungen bis zu einem gewissen Grad nicht zu einem Brand im Hohlraum führen.

Determining a natural fire curve for fire in suspended ceilings and raised floors as well as determining the effect of imperfect seals of installations through ceilings or floors
An integration of flammable installations of the building services within hollow spaces of steel-concrete-composite slabs poses a problem for the unprotected construction regarding the fire protection requirements. In normal cases, such spaces in integrated slab systems, suspended ceilings and raised floors are not designed separately from the room. This leads often to an unfavourable design of the inner steel construction due to the room requirement.
From small-scale fire tests, a natural fire scenario called “Fire in hollow spaces” is developed based on fire loads of electrical cables and typical boundary conditions of hollow spaces. Conclusively, this natural fire curve can provide a realistic design of the load-bearing steel structures. However, the effect of fire resistant seal of penetrating installations for a fire in room according to ISO fire curves on the temperature distribution in the hollow spaces needs to be considered. Especially interesting is also to what extent a fire in room will causes a fire in hollow spaces without seals. The results are based on two large-scale fire tests using ISO fire curve with different openings' sizes and locations in panels. Conclusively, a certain degree of imperfect seals will not lead to a fire in hollow spaces.