25. September 2023

Brandschutz, Bauphysik und Bauorganisation – drei Bereiche, die schon während der Planung zu berücksichtigen sind

Eine der wesentlichen Maßnahmen im Rahmen des vorbeugenden baulichen Brandschutzes ist die Einteilung eines Gebäudes in Brandabschnitte. Je nach Größe und Art der Nutzung eines Gebäudes müssen hierzu bestimmte Wände und Decken als feuerwiderstandsfähige Bauteile ausgebildet werden. Leitungen dürfen durch diese nur hindurchgeführt werden, wenn eine Brandausbreitung über die Leitungen für den entsprechenden Zeitraum nicht zu befürchten ist oder Vorkehrungen gegen die Brandausbreitung getroffen werden. Wie diese – recht allgemein formulierte – baurechtliche Forderung in die Praxis umzusetzen ist, wird in der Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) beschrieben.

Unter Punkt 4 der MLAR¹) „Die Führung von Leitungen durch raumabschließende Bauteile (Wände und Decken)“ werden die baulichen Maßnahmen beschrieben, die einer Brandausbreitung entgegenwirken. Leitungsanlagen im Sinne der MLAR sind dabei elektrische Leitungen und Rohrleitungen. Zu den Leitungsanlagen gehören unter anderem deren Dämmung, Befestigung und Beschichtung. Sie sind bei der Entscheidung für ein geeignetes Brandschutzsystem ebenso zu berücksichtigen wie das Rohrmaterial. Brandschutztechnische Maßnahmen für Lüftungsleitungen werden in der Muster-Lüftungsanlagenrichtlinie (MLüAR) geregelt.

Abschottungsvarianten

Um eine Brandausbreitung zu verhindern, können Leitungen, die feuerwiderstandsfähige Wände und Decken queren, durch Abschottungen geführt werden oder innerhalb von Installationsschächten und -kanälen. Bei Deckendurchführungen ist eine geschossweise Abschottung zu bevorzugen, da sich in der Praxis häufig die Ausfädelung der Leitungen aus einem Schacht als problematisch erweist – insbesondere dann, wenn es sich um Schachtkonstruktionen in Leichtbauweise handelt.

Die MLAR unterscheidet grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Abschottung. Die eine ist die Wahl eines geprüften und klassifizierten Systems, nachgewiesen durch ein Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) oder eine Allgemeine Bauartgenehmigung (aBG). Die andere ist eine Durchführung auf Grundlage der so genannten „Erleichterungen für einzelne Leitungen“. Während die Ausführung eines klassifizierten Systems in einem Anwendbarkeitsnachweis abP/aBG beschrieben wird, werden die Konstruktionen gemäß Erleichterungen in der MLAR beschrieben.

Erleichterungen nach MLAR

Für die „Erleichterungen“ sind keine Anwendbarkeitsnachweise in Form eines abP oder einer aBG nötig. Allerdings ist deren Anwendung einigen Einschränkungen unterworfen. Zunächst sind diese nur zugelassen für nicht brennbare Rohrleitungen mit einem Außendurchmesser von maximal 160 mm und für brennbare Rohrleitungen von maximal 32 mm sowie für einzelne Elektroleitungen.

Zusätzlich macht die MLAR genaue Angaben, wie groß der Mindestabstand zwischen den einzelnen Leitungen sein muss, damit diese noch als Einzelleitungsdurchführung gelten. Zwischen nicht brennbaren Rohrleitungen ohne Isolierung entspricht dieser Mindestabstand 1 x dem Durchmesser der größten der beiden nebeneinanderliegenden Rohrleitungen, zwischen brennbaren Rohrleitungen 5 x dem Durchmesser der größten der beiden nebeneinanderliegenden Rohrleitungen.

Ringspaltverschluss

Die MLAR sieht als wesentliche Maßnahme des vorbeugenden Brandschutzes den Verschluss des Ringspaltes zwischen der Leitung und dem durchdrungenen Bauteil vor und geht dabei von einer einzelnen Leitung in einer jeweils eigenen Bauteilöffnung aus. Bei einer Spaltbreite von maximal 50 mm kann dieser durch Mineralwolle mit einem Schmelzpunkt > 1000°C erfolgen. Grundsätzlich kann der Ring­spaltverschluss zwar auch durch eine Vermörtelung erfolgen, da bei Rohrleitungen dann allerdings die Anforderungen an den Wärme- und Schallschutz nicht erfüllt würden, kommt diese Möglichkeit nur für einzelne Elektroleitungen in Betracht.

Außerdem dürfen nach der Mus-terleitungsanlagenrichtlinie unmittelbar hinter der Bauteildurchführung auf einer Länge von mindes­tens 500 mm nur nicht brennbare Dämmstoffe an Rohrleitungen eingesetzt werden. Alternativ können Rohre mit brennbaren Dämmungen mit einem zusätzlichen Blechmantel gekapselt werden.

Für alle Leitungen, deren Außendurchmesser die oben genannten Maße überschreitet oder die nicht mehr als Einzelleitungen gelten, sind Abschottungen auf Grundlage eines abP oder einer aBG zu verwenden.

Abschottungen mit abP oder aBG

Zur Vermeidung einer Übertragung von Feuer und Rauch bei der Leitungsführung durch Wände und Decken können grundsätzlich immer klassifizierte Systeme verwendet werden. Sie bieten nicht nur den Vorteil, dass hiermit auch Abschottungen möglich sind, welche über die Erleichterungen nicht geregelt sind. Sie ermöglichen darüber hinaus eine bessere Dokumentation der durchgeführten Maßnahmen gerade auch dann, wenn besondere Einbausituationen vorliegen. Zudem bieten sie ein höheres Sicherheitsniveau, da z.B. eine Sekundärbrandgefahr aufgrund von unzulässigen Temperaturerhöhungen im Brandfall immer mit abgesichert wird.

Der Markt bietet eine Reihe brandschutztechnisch geprüfter Systeme, die sich grundsätzlich unterscheiden. In den Anwendbarkeitsnachweisen werden die Einbaubedingungen detailliert geregelt, so z.B., in welches Bauteil eine Abschottung eingebaut werden darf und welche Leitungsarten verwendet werden dürfen. Um die Auswahl des richtigen Systems zu treffen, sollten daher Planer und Ausführende den Inhalt des zu Grunde liegenden abP bzw. der aBG kennen. Die in der Tabelle 1 aufgeführten Unterschiede und Anforderungen sind zu berücksichtigen und können Inhalt eines solchen Dokumentes sein.

Dokumentation und Kennzeichnung

Schon zu Beginn einer Baumaßnahme muss der Anwendbarkeitsnachweis eines Systems vorliegen und durch den Verarbeiter auf Verlangen vorgelegt werden können. Bei der Bauabnahme schließlich muss der Unternehmer für alle eingesetzten Bauarten eine schriftliche Übereinstimmungserklärung abgeben, mit der er bestätigt, dass die Ausführung gemäß den Vorgaben des Anwendbarkeitsnachweises erfolgt ist.

Darüber hinaus ist für alle Bauarten auch eine Kennzeichnung der Abschottung vorgeschrieben. So kann jederzeit festgestellt werden, welches System wann und durch wen eingebaut wurde. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn später an gleicher Stelle zusätzliche Leitungen verlegt werden sollen. Außerdem kann davon ausgegangen werden, dass eine Kennzeichnung zu einem bedachteren Umgang mit den Abschottungen durch nachfolgende Gewerke und die Nutzer des Gebäudes beiträgt.

Abschottung von nicht brennbaren Rohren

Zur Erstellung einer klassifizierten Rohrabschottung für nicht brennbare Rohre wird im Bereich der Durchführung häufig eine hochverdichtete Mineralwolle-Rohrschale eingesetzt. Der restliche Ringspalt wird dann in ganzer Bauteildicke hohlraumfüllend dicht mit formbeständigen, nicht brennbaren Baustoffen, z.B. Mörtel, Beton oder Gips, verschlossen. Bei der Verwendung der Mineralwolle-Rohrschale „Conlit 150 U“ (Rockwool) beispielsweise ist sogar der Einbau in eine Kernbohrung passend zum Außendurchmesser der Rohrschale möglich. Eine Vermörtelung ist dann nicht mehr notwendig.

Neben der im Brandfall möglichen Weiterleitung von Feuer und Rauch durch die Bauteilöffnung gibt es bei nicht brennbaren Rohrleitungen eine weitere Gefahr, die mithilfe der Abschottung eingegrenzt werden muss: Eine Wärmeweiterleitung über die metallische Rohrleitung auf die brandabgewandte Seite kann dort zur Entstehung von Sekundärbränden beitragen. Dort können dann z.B. brennbare Dämmstoffe auf den Rohrleitungen in Brand geraten. Deshalb fordert die Prüfung für Rohrabschottungen, dass auf der feuerabgekehrten Seite die Oberflächentemperatur an der Rohrleitung an keiner Stelle um mehr als 180K über die Anfangstemperatur ansteigen darf. Abschottungslösungen aus Rohrschalen benötigen deshalb in einer bestimmten Länge auf beiden Seiten nach der Durchführung eine nicht brennbare Dämmung an der Rohrleitung.

Abschottung von brennbaren Rohrleitungen

Auch bei brennbaren Versorgungsleitungen sind Abschottungen mit formstabilen Mineralwolle-Rohrschalen möglich. Diese werden in der Regel mittig im Bauteil in einer bestimmten Länge eingesetzt, die ausreicht, um ein Ersticken des Brandes im Inneren der Schale herbeizuführen, sodass auf der brandabgewandten Seite die Rohrleitung unzerstört bleibt. Feuer und Rauch können somit nicht austreten. Eine Gefahr von Sekundärbränden durch Wärmeweiterleitung über die Rohrleitung besteht aufgrund der sehr viel schlechteren Wärmeleitung der Kunststoffrohre nicht. Diese Systeme sind in der Regel bis zu einem Rohraußendurchmesser von 110 mm einsetzbar.

Bei Entwässerungssystemen allerdings kann diese Methode nicht eingesetzt werden. Da diese in der Regel über Dach entlüftet werden – sie also offene Systeme sind – entsteht nach dem Wegbrennen der Leitung ein Kamineffekt, durch den heiße Rauchgase in die Leitung eingesogen werden. Infolgedessen wird die Leitung auch auf der brandabgewandten Seite zerstört und es kommt zur Weiterleitung von Feuer und Rauch. Hier ist deshalb nur der Einsatz von Brandschutzmanschetten möglich. Diese sind so konstruiert, dass das Material im Brandfall aufschäumt und sich so gezielt an der Bauteilöffnung ausbreitet, was auch bei größeren Rohrquerschnitten zu einem vollständigen Verschluss der Bauteilöffnung führt.

Darüber hinaus sind seit einigen Jahren für alle Leitungsanlagen, bei denen brennbare und nicht brennbare Rohrleitungen in einem Strang verwendet werden, sogenannten Mischinstallationen, gesondert geprüfte und klassifizierte Systeme einzusetzen. Dies gilt sowohl für Entwässerungsleitungen wie auch für Versorgungsleitungen, bei denen an einem metallischen Fall- bzw. Steigstrang als Anschlussleitungen im Geschoss brennbare Leitungen verwendet werden.

Funktionale Schnittstellen

Bei der Auswahl des richtigen Abschottungssystems müssen weitere Anforderungen beachtet werden. So ist es mitunter notwendig, sich schon in einer frühen Planungsphase auf ein Abschottungssys­tem festzulegen, um sicherzustellen, dass nicht nur alle in dem/der jeweiligen abP/aBG genannten Einbaubedingungen erfüllt werden, sondern die gewählten Systeme auch die bauphysikalischen Anforderungen an den Wärme- und Schallschutz erfüllen. Betrachtet man allein diese Anforderungen, sind nahezu alle Leitungen in der Haustechnik zu dämmen.

Für den Bereich des Wärmeschutzes gilt, dass bei warmgehenden Leitungen zusätzlich Wärmeverluste zu reduzieren sind. Dies geschieht zum einen aus wirtschaftlichen Gründen – die Kosten für den Betrieb einer Anlage lassen sich dadurch erheblich reduzieren – zum anderen aufgrund gesetzlicher Anforderungen. Für alle Heizungsrohrleitungen und Warmwasserleitungen gelten die Anforderungen an die Wärmedämmung nach Anlage 8 (zu §69, §70, §71 Absatz 1) des GEG²) (Gebäudeenergiegesetz) auch für den Bereich der Bauteildurchführung.

Abschottung kaltgehender Leitungen

Zur Vermeidung von Tauwasserbildung sind Leitungen mit kalten Medien durchgängig zu dämmen. Dies gilt häufig auch für Entwässerungsleitungen. Wobei die Dämmung stets – auch im Bereich von Stößen, Durchdringungen und Endstellen – diffusionsdicht auszuführen ist. Kalte Trinkwasserleitungen müssen auch aus Gründen der Trinkwasserhygiene vor Erwärmung geschützt werden. Denn neben der Sicherstellung einer Mindestwasserwechselrate ist die Dämmung solcher Rohrleitungen eine zusätzliche Möglichkeit, Verkeimungen zu vermeiden. Befinden sich diese Leitungen in Bereichen mit Umgebungstemperaturen von mehr als 25°C – wenn sie z.B. mit warmgehenden Leitungen im selben Hohlraum, Schacht, Kanal oder oberhalb von Unterdecken verlegt werden – so fordert die DIN 1988-200 in der Tabelle 8 eine Dämmung der kaltgehenden Rohrleitungen in gleicher Qualität wie für warmgehende Leitungen.

Schallschutz und Abschottung

Darüber hinaus sind bei der Auswahl eines Abschottungssystems die Anforderungen an den Schallschutz zu beachten. Die Übertragung von Geräuschen aus Rohrleitungen auf angrenzende Bauteile ist ebenso zu vermeiden wie eine Schall­übertragung zwischen benachbarten Räumen über den Ringspalt der Durchführung. Des Weiteren kann durch eine Streckenisolierung die Geräuschübertragung an die Umgebung über den Luftschall deutlich reduziert werden. Für Abschottungssysteme sollte deren schallschutztechnische Eignung im Rahmen von Prüfungen an Musterinstallationen nachgewiesen sein.

Gewerkeschnittstellen

Bei der Erstellung von Rohrleitungsdurchführungen sind je nach Größe des Bauvorhabens und der Organisation des Bauablaufes eine Reihe von Gewerken beteiligt (Tabellen 2 und 3). Dies stellt hohe Anforderungen an die Bauleitung. Um Fehler in der Ausführung zu vermeiden, ist eine gründliche Planung und gute Baukoordination notwendig. Ein reibungsloser Bauablauf ist gewährleis­tet und teure Nachträge werden vermieden, wenn schon im Leistungsverzeichnis alle Anforderungen klar beschrieben werden.

Bereits bei der Erstellung der Bauteil­öffnung muss die Planung der brandschutztechnischen Maßnahmen abgeschlossen sein. Bei der Montage der Rohrleitungssys­teme müssen die erforderlichen Abstände zwischen den Rohrleitungen bekannt sein. Diese ergeben sich aus den Anforderungen des Anwendbarkeitsnachweises für die Abschottung und den für die Dämmung der Rohrleitungen notwendigen Materialstärken. Auch für ausreichenden Montageraum ist zu sorgen. Wenn in bestimmten Fällen der Einbau mehrerer Abschottungen nebeneinander ohne Mindestabstände zulässig ist, sollte genügend Raum, z.B. zum Aufbringen der Mineralwolle-Rohrschalen oder zum Einbringen des Mörtels, eingeplant werden. Die DIN 4140 „Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der technischen Gebäudeausrüstung – Ausführung von Wärme- und Kältedämmungen“ macht hierzu klare Vorgaben.

Für fast alle Wanddurchführungen ergeben sich Anforderungen an die Befestigung der Rohrleitung aus dem/der abP/aBG des Abschottungssystems. Häufig bleibt dieses bei der Montage der Rohrleitungen aber unberücksichtigt. Dann müssen zusätzliche Rohrabhängungen teuer und aufwändig nachgerüs­tet werden.

Werden Dämmarbeiten und Abschottungsmaßnahmen getrennt vergeben, so sind die Systemgrenzen klar zu definieren. Unter Umständen kann es günstiger sein, beide Maßnahmen gemeinsam zu vergeben. Häufig wird auch die Herstellung des abschließenden Bauteilverschlusses separat vergeben. Den Ausführenden ist dann oft nicht bewusst, dass sie an der Erstellung einer Abschottung auf Grundlage eines/einer abP/aBG beteiligt sind. Auch hierin liegen nicht selten Ausführungsfehler begründet.

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Michael Kaffenberger-Küster, Produktmanager HVAC/Conlit Brandschutz, Deutsche Rockwool

Bilder: Deutsche Rockwool

www.rockwool.de

¹) MLAR in der derzeit gültigen Fassung vom 10.2.2015, zuletzt geändert durch Beschluss der Fachkommission Bauaufsicht vom 3.9.2020

²) Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden; Gebäudeenergiegesetz – GEG

Online- und Offline-Unterstützung

Einen Überblick über die brandschutztechnischen Anforderungen an Rohrleitungsanlagen sowie eine ausführliche Beschreibung der Abschottungssysteme bietet der aktuelle Planungs- und Montagehelfer für Rohrleitungsanlagen der Deutschen Rockwool. Darin werden auch alle weiteren normativen Anforderungen an den Wärme-, Tauwasser- und Schallschutz beschrieben. Ergänzend zum Planungs- und Montagehelfer bietet die Rockwool Internetseite ein hilfreiches Dimensionierungstool, mit dem zunächst alle wichtigen Einflussgrößen projektspezifisch erfasst werden. Als Ergebnis wird das passende Abschottungssys­tem für eine Rohrleitung angezeigt, welches dann auch alle neben dem Brandschutz geltenden Anforderungen, z.B. an die Wärmedämmung und den Tauwasserschutz, berücksichtigt. Die entsprechenden Ausschreibungstexte zur empfohlenen Dämmung stehen zum Download auf der Rorckwool-Website bereit. Aus dem Dimensionierungstool wird direkt auf die Ausschreibungstexte verlinkt.