Brandschutz für Stahlträger

Beim Brandfall werden die Dämmschichten bei einer Temperatur von 200°C aktiviert, einen Schaum als Schutzwirkung für die Stahlbauteile auszubilden. Die kritische Temperatur von Stahl liegt bei etwa 500° C, weil dann meist Verformungen entstehen und gegebenenfalls Bauwerke einstürzen können. Damit Stahlelemente bei einem Brand nicht so schnell die Grenztemperatur erreichen, bietet sich eine Dämmschicht bildende Beschichtung an, denn seine Schutzwirkung tritt bereits bei geringeren Temperaturen ein.

Die Brandschutzmaßnahmen sollen mit dazu beitragen, dass das in Brand geratene Bauwerk rechtzeitig geräumt werden kann. Die dafür erreichbare Feuerwiderstandsdauer hängt ab von den Profilen der zu schützenden tragenden Stahlbauteile.

Feuerwiderstandsdauer

Im Regelfall geschieht die Kennzeichnung des Stahlprofils über den U/A-Wert, der in europäischen Nachweisen aus dem Umfang des Querschnitts (U) und der Fläche des Querschitts (A) bestimmt wird. Einfluss auf das Erwärmungsverhalten des Stahlprofils haben seine Form (offen oder geschlossen, Träger oder Rohre), seine Massivität/Wanddicke (niedrig oder hoch) und die Größe der dem Feuer ausgesetzten Oberfläche. Grundsätzlich gilt, dass bei gleichem Umfang massive Profile einen niedrigen und schlanke Profile einen hohen U/A-Wert aufweisen. Schlanke Stahlprofile würden also im Brandfall schnell nachgeben. Die Werte U und A können nach DIN 4102-4 mit vereinfachten Formeln berechnet werden. Die Schutzwirkung wird dann durch Aufbringen einer ausreichenden Beschichtungsdicke gemäß dem entsprechenden Nachweis erzielt; die Schichtdicke bestimmt den Feuerwiderstand:

R30 feuerhemmend

R50 hochfeuerhemmend

R90 feuerbeständig

Eine filigrane Struktur (U/ A >300) erfordert eine dicke und eine massive Struktur (U/ A < 160) eine dünne Beschichtung für den vorbeugenden baulichen Brandschutz von Stahlbauteilen.
In den europäischen Nachweisen ist eine feingliedrige Unterteilung nach A/V-Werten und den Bemessungstemperaturen möglich. Im nationalen System mit einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung liegt meist eine Bemessungstemperatur von 500°C zugrunde; sie deckt die meisten Anwendungsfälle ab, so die für offene Stahlprofile mit Zugbeanspruchungen.

Dauerhaftigkeit

Die Beschichtung wird im Werk auf den gestrahlten Stahl (Korrosionsklasse C3) aufgetragen, erhärtet bereits nach 24 Stunden und erfüllt problemlos die schärfsten Umweltanforderungen nach LEED (international) und DCNB (Deutschland); sie dient nicht nur dem Brand-, sondern auch dem Korrosionsschutz.

Herstellung, Einrichtungen und Alterungsverhalten der Beschichtungen werden vom Hersteller und Zulassungsinhaber nach festgelegten Richtlinien eigen- und von der Bundesanstalt für Materialprüfung fremdüberwacht. Es genügt, wenn der Nutzer des Bauwerks von Zeit zu Zeit eine Kontrolle durch Inaugenscheinnahme vornimmt (je nach Nutzung/Beanspruchung alle zwei bis fünf Jahre) und mögliche Beschädigungen nachbessern lässt; bei mitteleuropäischem Klima treten im Innenbereich nach über 25 Jahren keine Veränderungen der Beschichtungen auf.