Feuerhemmende Eigenschaften von industriellen Metallgebäuden

Wie die inhärenten Eigenschaften von Stahl die Brandbeständigkeit in industriellen Metallbauten beeinflussen

Thermisches Verhalten und Tragfähigkeit unter Brandbedingungen

Die Tatsache, dass Stahl überhaupt nicht brennt, macht ihn zu einem echten Vorteil hinsichtlich der Brandsicherheit in aus Metall errichteten Industriebauten. Im Vergleich zu Materialien wie Holz oder Beton leitet Stahl Wärme wesentlich langsamer, wodurch die tragenden Bauteile im Brandfall länger intakt bleiben. Am wichtigsten ist, dass Stahl auch bei Temperaturen von etwa 500–550 Grad Celsius stabil bleibt, bevor es kritisch wird. Diese Art von Stabilität verschafft den Menschen mehr Zeit, um sich sicher zu evakuieren, und minimiert zusätzlichen Schaden nach dem anfänglichen Feuer. Außerdem entsteht durch die geringe Wärmeausdehnung von Stahl weniger Belastung für Fugen und Außenverkleidungen. Dies trägt dazu bei, verschiedene Bereiche voneinander abzugrenzen und erschwert es so, dass Flammen auf andere Gebäudeteile übergreifen.

Kritische Temperaturschwellen und Verhinderung struktureller Einstürze

Stahl beginnt seine Zugfestigkeit zu verlieren, wenn die Temperaturen auf etwa 600 Grad Celsius ansteigen, aber ein sofortiger Einsturz ist unwahrscheinlich, da Stahl einen viel höheren Schmelzpunkt von über 1370 Grad Celsius hat. Außerdem bedeutet die stabile Struktur des Metalls, dass es nicht einfach auseinanderfällt oder in Stücke explodiert, wie es bei einigen anderen Materialien der Fall sein könnte. Diese eingebaute Übergangszeit arbeitet tatsächlich zugunsten der Sicherheit, da sie es ermöglicht, dass passive Brandschutzmaßnahmen greifen, bevor die Situation kritisch wird. Die Aufrechterhaltung der Integrität der Konstruktionen, bis diese gefährlichen Temperaturgrenzen erreicht sind, hilft Gebäuden, die Anforderungen gemäß den ASTM-E119-Normen zu erfüllen. Und die Einhaltung dieser Normen ist nicht nur eine formale Angelegenheit – sie führt direkt zu sichereren Bedingungen für die Personen im Inneren während eines Brandes, wie sich bereits mehrfach in praktischen Tests bewiesen hat.

Passive Brandschutzsysteme für industrielle Metallgebäude

Schwellende Beschichtungen und sprühapplizierte feuerbeständige Materialien (SFRM)

Bei Hitzeeinwirkung können schwellende Beschichtungen bis zu fünfzigmal stärker anschwellen als ihre ursprüngliche Dicke, wodurch sich eine schützende Kohleschicht bildet, die tatsächlich hilft, die Erwärmungsgeschwindigkeit von Stahl zu verlangsamen und gleichzeitig die Integrität der Konstruktionen bewahrt. Die andere Option sind sprühapplizierte feuerbeständige Materialien, allgemein bekannt als SFRMs. Diese gibt es in zwei Haupttypen: solche auf Zementbasis und solche mit mineralischen Fasern. Sie müssen in einer Dicke von etwa 15 bis 30 Millimetern aufgesprüht werden, um einen wirksamen thermischen Schutz über Stahloberflächen zu bilden. Was diese Lösungen so wertvoll macht, ist, dass sie beide Feuerwiderstandsklassen mit einer Widerstandsdauer von bis zu vier Stunden bieten. Außerdem funktionieren sie auch an komplizierten Formen und Winkeln gut, wo herkömmliche Methoden versagen könnten. Und da sie keine Stromquelle benötigen, um zu funktionieren, sind diese passiven Systeme besonders sicher in Bereichen mit elektrischen Gefahren oder vielen brennbaren Materialien in der Nähe.

Brandschutzisolierung, nichtbrennbare Verkleidung und Hohlräume verschließende Brandschutzelemente

Mineralfaser-Dämmung, die bei Temperaturen über 1.000 Grad Celsius schmilzt, bietet hervorragenden Brandschutz für Wand- und Dachkonstruktionen. In Kombination mit baustoffrechtlich zugelassenen Materialien wie Aluminiumverbundplatten mit mineralischem Kern entstehen Bauteile, die ein Feuer zwischen 60 und 120 Minuten standhalten können. Diese Hohlräume verschließenden Brandschutzelemente werden in verdeckten Bereichen zwischen Wänden, Böden und dort eingebaut, wo Installationen durch Bauteile führen, um die Ausbreitung von Rauch und Flammen zu verhindern. Eine fachgerechte Platzierung an wesentlichen strukturellen Anschlüssen hilft, Brandabschnitte zu bilden, die Flammen dort eindämmen, wo sie entstehen – eine Anforderung von Sicherheitsnormen wie ASTM E119. Die korrekte Positionierung macht entscheidend aus, wie gut ein Gebäude im Brandfall standsicher bleibt.

Integrierte brandschutzgeprüfte Bauteile in industriellen Metallgebäuden

Dach-, Wand- und Öffnungsbauwerke gemäß ASTM E119 und UL 263

Integrierte feuerbeständige Bauteile kombinieren Dächer, Wände und Öffnungen zu zusammenhängenden Systemen, die darauf ausgelegt sind, die Ausbreitung von Feuer in industriellen Metallbauten zu verhindern. Zertifiziert nach ASTM E119 und UL 263 – den international anerkannten Standards für Feuerwiderstandsprüfungen – werden diese Bauteile hinsichtlich dreier Leistungskriterien bei kontrollierter Brandbeanspruchung bewertet:

• Strukturelle Stabilität (Widerstand gegen Einsturz)
• Integrität (Flammen- und Heißgasabschottung)
• Isolierung (Begrenzung der Wärmeübertragung auf nicht beanspruchte Oberflächen)

Die Feuerwiderstandsdauer kann zwischen einer halben Stunde und bis zu drei vollen Stunden liegen, was stark davon abhängt, wie die Bauteilanordnung konstruiert wurde und ob alle Teile korrekt verbunden sind. Die meisten Wände enthalten heutzutage Mineralwoll-Dämmung sowie spezielle schwellende Dichtungen um Öffnungen und Durchbrüche herum. Türen und Fenster mit Feuerschutz-Zulassung verfügen gewöhnlich über gummiartige Dichtungen, die sich bei Erwärmung ausdehnen. Auch eine lückenlose Installation aller Komponenten ist äußerst wichtig, da bereits kleinste Lücken dazu führen können, dass das gesamte System versagt und Flammen nicht mehr eindämmen kann. Aus diesem Grund lassen viele Hersteller ihre Produkte durch unabhängige Prüfstellen testen. Diese Tests simulieren reale Brände, um zu überprüfen, ob die Materialien den Belastungen standhalten. Die Ergebnisse sind entscheidend, da sie bestimmen, wie viel Zeit den Menschen tatsächlich bleibt, um sicher zu evakuieren, bevor die Baustrukturen versagen.

Einhaltung, Zertifizierung und Validierung der Leistung unter realen Bedingungen

Metallgebäude, die in industriellen Anwendungen eingesetzt werden, müssen bestimmte Anforderungen an den Brandschutz erfüllen, wie beispielsweise die Normen ASTM E119 und UL 263. Diese Normen prüfen im Wesentlichen, wie gut Wände, Dächer und andere Bauteile bei Prüfungen durch unabhängige Labore gegenüber Bränden standhalten. Der Zertifizierungsprozess betrachtet Aspekte wie die Zeitspanne, während der Strukturen bei einem Brand Belastungen standhalten können, sowie die Wirksamkeit, mit der Flammen unter kontrollierten Brennbedingungen eingedämmt werden. Gebäude, die diese zertifizierten Brandschutzmaßnahmen einhalten, weisen laut Branchenberichten etwa 70–75 % weniger brandspezifische Probleme auf. Das ist nachvollziehbar, da ordnungsgemäßer Brandschutz potenzielle Rechtsstreitigkeiten und Produktionsausfälle reduziert, gleichzeitig aber auch die Arbeitnehmer schützt und wertvolle Ausrüstung für Unternehmen bewahrt, die auf einen kontinuierlichen Betrieb angewiesen sind.

Häufig gestellte Fragen

Warum wird Stahl für feuerbeständige Industriegebäude bevorzugt?

Stahl brennt nicht und leitet Wärme langsamer als Materialien wie Holz oder Beton, wodurch er länger die strukturelle Integrität bewahrt, mehr Evakuierungszeit ermöglicht und Schäden minimiert.

Was sind schwellende Beschichtungen?

Diese Beschichtungen schwellen bei Hitzeeinwirkung an und bilden eine Schutzschicht, die den Anstieg der Stahlttemperatur verlangsamt und so dabei hilft, die strukturelle Integrität während Brände aufrechtzuerhalten.

Wie funktionieren integrierte feuerbeständige Bauteile?

Sie kombinieren tragende Bauteile wie Dächer, Wände und Öffnungen, um die Ausbreitung von Feuer zu verhindern, und werden hinsichtlich Stabilität, Dichtheit und Wärmedämmung nach Normen wie ASTM E119 geprüft.