Sicher abschotten mit elastomerer Dämmung

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• Der vorbeugende gebäudetechnische Brandschutz ist aufgrund zahlreicher gleichzeitig zu erfüllender Anforderungen eine Herausforderung bei der Fachplanung und der darauf aufbauenden Umsetzung durch die Ausführungsfirmen.
• TGA-Fachplaner und ausführender Fachbetrieb tragen gemeinsam die Verantwortung für den Einsatz und die Ausführung der Brandschutzlösungen.
• Einfach anwendbare Lösungen für Rohrabschottungen mit Produkten auf elastomerer Basis – gleichgültig, ob sie nach nationalem oder europäischem Standard geprüft sind – können bei der Erfüllung der Schutzziele und Anforderungen sehr hilfreich sein.

In der Europäischen Union kommen durchschnittlich elf Menschen pro Tag durch Feuer ums Leben. Das sind pro Jahr rund 4000 Brandopfer bei 505 Mio. Einwohnern in den 28 EU Mitgliedsstaaten [1]. Auch für Unternehmen können Brände fatale Folgen haben: Jeder dritte Brand führt nach Angaben der Versicherungswirtschaft zu Sachschäden von mehr als 500 000 Euro. Insgesamt entsteht in Europa jährlich ein Sachschaden von 126 Mrd. Euro durch Brände. Tatsache ist auch, dass bei korrekter Umsetzung der Brandschutzbestimmungen in Gebäuden in vielen Fällen Tote, Verletzte und auch große Gebäudeschäden hätten verhindert werden können.

Beim vorbeugenden baulichen Brandschutz geht es darum, bauliche Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind.

Gebäudetechnische Installationen, wie Leitungs- und Lüftungsanlagen, stellen im Gebäude aus brandschutztechnischer Sicht eine mögliche Schwachstelle dar, wenn sie raumabschließende Bauteile (Decken und Wände), Treppenräume und Flure durchdringen, da sie potenzielle Übertragungswege für Feuer und Rauch sind. Im Falle eines Brandes haben Leitungsanlagen deshalb einen erheblichen Einfluss auf die Sicherheit in Gebäuden. Das Gefährdungspotenzial steigt mit der Anzahl der Leitungen und ihren unterschiedlichen Aufgaben, den Dimensionsstärken, den verschiedenen Materialien und Medien an. Im Brandfall können gebäudetechnische Einrichtungen ohne funktionierenden Brandschutz schnell zu einer ernsthaften Bedrohung werden.

Nicht abnahmefähige Wand- und Deckendurchführungen können nicht nur zu kostspieligen Verzögerungen im Bauablauf führen. Auch die nachträgliche Mängelbeseitigung ist für die Planer und die ausführenden Betriebe meistens sehr teuer und übersteigt die Kosten für eine fachgerechte Abschottung oft um ein Vielfaches.

Um dem entgegenzuwirken, wurden in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Abschottungssystemen, die eine hohe Zuverlässigkeit in der Baupraxis bieten, erreicht. Aufgrund der einfachen Verarbeitung in einem breiten Anwendungsbereich erhöhen elastomere Dämmstoffe mit intumeszierenden Eigenschaften die Ausführungssicherheit und minimieren das Risiko der Abnahmeverweigerung deutlich.

Feuerwiderstandsklassen

Während die Baustoffklassen das Verhalten von Baustoffen hinsichtlich ihrer Brennbarkeit (und ggf. zusätzliche Eigenschaften, wie Rauchentwicklung und das brennende Abtropfen) unter definierten Bedingungen beschreiben, wird die Brandweiterleitung in benachbarte Räume oder in andere Geschosse im Wesentlichen vom Brandverhalten der Bauteile bestimmt. Als Bauteile (Bauprodukte) im Sinne der Norm gelten Wände (Mauerwerk), Decken, Stützen (Pfeiler), Unterzüge, Treppen usw. Als Sonderbauteile (Bauprodukte) gelten Brandwände, nicht tragende Außenwände, Feuerschutzabschlüsse (Türen, Tore), Lüftungsleitungen, Kabelabschottungen, Installationsschächte, Rohrabschottungen, Kabelanlagen und Verglasungen.

Die brandschutztechnische Einstufung eines Baustoffes lässt jedoch noch keinen Schluss auf das Brandverhalten eines Materials zu, wenn es durch ein Bauteil geführt wird. Aus diesem Grund werden Bauteile in Feuerwiderstandsklassen eingestuft. Die Prüfung für Rohrabschottungen erfolgt nach DIN EN 1366-3 [2] und eine Klassifizierung nach DIN EN 13 501-2 [3] bzw. in Deutschland nach DIN 4102-11 [4]. Die Bauteile werden nach ihren Eigenschaften im Sinne des Nutzens für den Bau gekennzeichnet. Kriterien zur Beschreibung des Feuerwiderstandes sind:

R (Résistance) Tragfähigkeit

Die Tragfähigkeit R ist die Fähigkeit des Bauteils, unter festgelegten mechanischen Einwirkungen einer Brandbeanspruchung auf einer oder mehreren Seite(n) ohne Verlust der Standsicherheit für eine definierte Dauer zu widerstehen.

E (Étanchéité) Raumabschluss

Der Raumabschluss E ist die Fähigkeit eines Bauteils, mit raumtrennender Funktion, der Beanspruchung eines nur an einer Seite angreifenden Feuers so zu widerstehen, dass ein Feuerdurchtritt zur unbeflammten Seite als Ergebnis des Durchtritts von Flammen oder heißer Gase verhindert wird. Diese würden ansonsten die Entzündung der dem Feuer abgekehrten Oberfläche des Bauteils oder in der Nähe dieser Oberfläche befindlicher Materialien verursachen.

I (Isolation) Wärmedämmung

Die Wärmedämmung I ist die Fähigkeit eines Bauteils, die Übertragung von Feuer und Wärme soweit zu begrenzen, dass auf der dem Feuer abgewandten Seite des Bauteils Personen nicht gefährdet und dort befindliche Materialien nicht entzündet werden.

Für Rohrabschottungen wird für jedes dieser Kriterien die Leistungszeit in Minuten mit einer der folgenden Zahlen angegeben: 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240. Falls erforderlich, kann die Klassifizierung noch durch folgende Zusätze erweitert werden:

• W (Radiation, ursprünglich Watt) Begrenzung Strahlungsdurchtritt
• M (Mechanical) mechanische Beanspruchung
• S (Smoke) Rauchdichtheit
• C (Closing) selbstschließend

Bei den Prüfungen für Rohrabschottungen wird zudem noch angegeben, ob die Rohrenden während der Prüfung offen oder geschlossen sind. So ist beispielsweise für die Abschottung von brennbaren Rohren oder Rohren mit einem Schmelzpunkt

Die Feuerwiderstandsklasse wird unter den Bedingungen eines Vollbrands ermittelt. Dabei wird der zeitliche Brandverlauf nach der international genormten Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) Abb. 4 gesteuert (DIN EN 1363-1 [6] und DIN 4102-2). Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch im Ofendruck: Gemäß DIN EN 1366-3 ist der Ofendruck mit 20 Pa und nach DIN 4102-2 mit 10 Pa vorgegeben. In der Praxis bedeutet dies, dass eine Prüfung nach der europäischen Norm viel schwieriger als nach der deutschen DIN 4102 zu bestehen ist.

Geprüft wird folgendermaßen: In einem standardisierten Brand steigt die Temperatur nach Einheits-Temperaturzeitkurve nach 5 min auf 576 °C an, nach 90 min liegt die Temperatur bereits bei über 1000 °C und nach 180 Minuten bei 1110 °C. Die Zeit bis zum Versagen eines Bauteils wird auf die Feuerwiderstandsdauer-Einteilung der Norm abgerundet.

Das europäische Klassifizierungssystem für Bauteile ist im Vergleich zum bisherigen deutschen System wesentlich „feiner“ aufgebaut und ermöglicht eine Vielzahl von Klassifizierungen in verschiedenster Kombination. Dies soll am Beispiel einer tragenden Wand verdeutlicht werden Abb. 5. Wird durch diese Wand eine Rohrleitung hindurchgeführt, so muss diese Durchführung die Anforderung E 60 bzw. EI 30 erfüllen. Nach DIN 4102 hätte diese Konstruktion als „tragende Wandkonstruktion mit Raumabschluss“ die Klassifizierung F30 als niedrigstes Ergebnis aus Tragfähigkeit, Raumabschluss und Wärmedämmung.

Feuerwiderstandsanforderungen

Die Anforderungen an Bauteile sind in den jeweiligen Verordnungen der einzelnen europäischen Länder durch die jeweils geforderte Feuerwiderstandsklasse konkretisiert. Dabei werden die Gebäudehöhe bzw. Gebäudeabmessungen und das jeweilige Gefahrenpotenzial aus der Nutzung berücksichtigt. Anforderungen hierzu sind in den einzelnen EU-Ländern nicht einheitlich und weichen zum Teil erheblich voneinander ab. Abb. 6 bietet einen Überblick über Einzelanforderungen in verschiedenen europäischen Ländern anhand eines Anwendungsbeispiels. Abb. 7 können die Anforderungen an den Feuerwiderstand von Trennwänden bei Flucht- und Rettungswegen gemäß der deutschen Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) entnommen werden.

Auswahl geeigneter Dämmstoffe

Zur Erfüllung der jeweiligen Anforderungen wird für die fachgerechte planerische und handwerkliche Umsetzung eine Vielzahl unterschiedlichster Produkte angeboten. Denn neben den brandschutztechnischen Anforderungen müssen für eine den technischen Regeln entsprechende Leitungsinstallation auch die Belange des Schall- und des Wärme- bzw. Kälteschutzes beachtet werden. So muss die Dämmung beispielsweise die Anforderungen der DIN EN 806 [13] sowie der EnEV erfüllen.

Bei Kältedämmungen, bei denen die Verwendungsmöglichkeiten nichtbrennbarer Dämmstoffe aufgrund von besonderen Anforderungen (Geschlossenzelligkeit, Wasserdampf-Diffusionswiderstand, Verarbeitbarkeit) äußerst begrenzt sind, ist es oft gar nicht möglich, auf die Verwendung brennbarer Dämmstoffe zu verzichten.

Aufgrund ihrer molekularen Struktur empfehlen sich hier insbesondere elastomere Dämmstoffe. Sie schmelzen nicht und tropfen somit im Falle eines Brandes nicht ab (vor allem: nicht brennend). Elastomere Dämmstoffe sind selbstverlöschend. Sie zeichnen sich zudem durch eine hohe Elastizität in einem breiten Temperaturbereich aus und verschließen bei Erwärmung daher mögliche Öffnungen in Bauteilen im Falle eines Brandes.

Die Einsatzmöglichkeiten von „normalen“ elastomeren Dämmstoffen als Rohrabschottung sind jedoch limitiert. Insbesondere bei der Verwendung auf Kupferrohrleitungen führt die gute Wärmeleitfähigkeit von Kupfer schnell zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung auf der brandabgewandten Seite, sodass nur relativ kleine Rohrdurchmesser sicher brandschutztechnisch abgeschottet werden können. Das gilt insbesondere unter den europäischen Prüfbedingungen bei einem Ofendruck von 20 Pa. Auch die Durchführung von Rohrleitungen durch Leichtbauwände ist allein mit elastomeren Dämmstoffen in der Regel nicht erfolgversprechend. Ebenso die Abschottung von Kunststoffleitungen.

Bei höheren Temperaturbeanspruchungen ist deshalb eine zusätzliche Unterstützung durch intumeszierende Materialien erforderlich, um ein breites Spektrum für die Rohrleitungsabschottung abzudecken. Bewährt haben sich dabei zum einen Brandschutzbandagen, die im Bereich der Durchführung zusätzlich um die elastomere Dämmung gewickelt werden und zum anderen Produkte wie Armaflex Protect, bei denen die intumeszierende Wirkung direkt in den Dämmstoff integriert ist. Durch die Kombination der bewährten Eigenschaften des flexiblen Elastomerschaums mit intumeszierenden Bestandteilen wird eine Brandübertragung sicher verhindert: Die Brandschutzbarriere erreicht nach DIN EN 13 501-2 bzw. DIN 4102-11 einen Feuerwiderstand von 90 min.

Dämmung mit aufschäumender Wirkung

Da der Ausführungssicherheit von Rohrabschottungen eine zentrale Bedeutung zukommt, bieten Baustoffe mit integrierter aufschäumender Wirkung aufgrund ihrer recht einfachen Anwendung und Handhabung eine hohe Zuverlässigkeit in der Baupraxis. Sogar in F90- bzw. REI-90-Wänden in Leichtbauweise (Gipskartonständerwände) sind damit feuerwiderstandsfähige Rohrdurchführungen praxisgerecht realisierbar Abb. 8.

Für die Praxis heißt das: Egal, ob Heizungs-, Trinkwasser-, Kälte-, Kühlwasser- oder Prozessleitungen zur Druckluft- oder Stickstoffversorgung – sie können alle mit einem Produkt abgeschottet werden. Kabel (beispielsweise Steuerkabel von Split-Klimageräten) können dabei zusätzlich ohne weitere Vorkehrungen direkt auf dem Brandschutzschlauch anliegend durch Wand- und Deckendurchführungen durchgeführt werden. Auch Begleitheizungssysteme können direkt gemeinsam mit den Rohrleitungen in einem Armaflex-Protect-Schlauch brandschutztechnisch abgeschottet werden Abb. 9. Wie das Deutsche Institut für Bautechnik in einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) bestätigt, ist das Brandabschottungssystem auch zur Abschottung von Kunststoff-Gasrohrleitungen gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 600 zugelassen.

Nach der europäischen Prüfnorm schneiden Rohrabschottungen mit Armaflex Protect bei den in der TGA überwiegend gebräuch-lichen Rohrdimensionen trotz des höheren Ofendrucks vergleichbar mit den Prüfungen gemäß DIN 4101-11 ab. Von Nachteil ist allerdings, dass gemäß einer ETA (European Technical Assessment, Europäische Technische Bewertung) keine Stellvertreterprüfungen zulässig sind: Werden beispielsweise Mehrschichtverbundrohre eines bestimmten Herstellers geprüft, so gelten die Ergebnisse der Prüfungen nur für das geprüfte Rohrsystem bzw. für baugleiche Rohre.

Das bedeutet für das Beispiel Mehrschichtverbundrohr, dass die Prüfung nur für Produkte gleicher Dicke und identischen Aufbaus, also mit gleich dicker Aluminiumeinlage, gültig ist Abb. 10. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in Deutschland beide Zulassungen – ETA und abP (allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis) bzw. abZ (allgemeine bauaufsichtliche Zulassung) – nicht parallel (kombiniert) verwendet werden dürfen. Es muss entweder das eine oder das andere angegeben werden.

Sicherheit bei der Verarbeitung

Ein Abschottungssystem sollte vielseitig sein, insbesondere dann, wenn es im Gebäudebestand zum Einsatz kommt. Von Vorteil ist dabei, dass sich die Verarbeitung von Brandschutzsystemen wie Armaflex Protect kaum von der Verarbeitung herkömmlicher elastomerer Dämmstoffe unterscheidet. Zudem kann die Brandschutzbarriere, sowohl gemäß abP als auch ETA, zueinander im Null-Abstand installiert werden. Gemäß ETA sind lediglich bei den Rohrdimensionen > 89 mm Abstände von mindestens 50 mm einzuhalten.

Diese Abstandsregelungen sind insbesondere – aber nicht nur – bei nachträglichen Abschottungen von Vorteil, da die Platzverhältnisse hier oft sehr beengt sind. Auch wenn viele der angebotenen Systeme mit einem „Null“-Abstand „ausgestattet“ sind, sollte dies nicht als Einladung verstanden werden, Leitungsanlagen gleich ohne Abstände zu planen. Vielmehr soll es dem Fachhandwerker in Ausnahmefällen ermöglichen, eine Rohrabschottung auch ohne Abstandsrestrisiko herstellen zu können.

Abstände zu fremden Abschottungen

Grundsätzliche Angaben zu Abständen von Rohrabschottungen findet man in der Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR [14]). Dort heißt es unter Abschnitt 4.1.3: „Der Mindestabstand zwischen Abschottungen, Installationsschächten oder -kanälen sowie der erforderliche Abstand zu anderen Durchführungen (z. B. Lüftungsleitungen) oder anderen Öffnungsverschlüssen (z. B. Feuerschutztüren) ergibt sich aus den Bestimmungen der jeweiligen Verwendbarkeits- oder Anwendbarkeitsnachweise; fehlen entsprechende Festlegungen, ist ein Abstand von mindestens 50 mm erforderlich.“ Verwendbarkeits- oder Anwendbarkeitsnachweise sind abP, abZ, ETA oder ZiE (Zustimmung im Einzelfall).

Für Kabel- und Rohrabschottungen mit allgemeinen baufaufsichtlichen Zulassungen (abZ) hat das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt [15]) die Mindestabstände allerdings neu festgelegt. In den betroffenen Zulassungen findet man jetzt folgende Angaben (siehe auch Abb. 11): „Der Abstand der zu verschließenden Bauteilöffnungen (Anmerkung: Maß der fertig erstellten Abschottung, nicht das Rohbaumaß) zu anderen Öffnungen oder Einbauten, muss mindestens 20 cm betragen. Abweichend davon darf der Abstand bis auf 10 cm reduziert werden, sofern die zu verschließende Bauteilöffnung oder Einbauten nicht größer als 20 × 20 cm sind. Der Abstand zwischen Bauteilöffnungen für Kabel- oder Rohrabschottungen gleicher oder unterschiedlicher Bauart darf ebenfalls bis auf 10 cm reduziert werden, sofern diese Öffnungen jeweils nicht größer als 40 × 40 cm sind.“

Ein geringerer Abstand ist nur noch dann gestattet, wenn die Systeme gegenseitig geprüft wurden. Die DIBt-Abstandsregelungen gelten nicht für Rohrabschottungen mit abP, beispielsweise Armaflex Protect, und anderen fremden Abschottungen mit abZ oder abP, die mit den Buchstaben L, I, E, K und T gekennzeichnet werden Abb. 12. Grundsätzlich gilt, dass die beschriebenen Abstandsregelungen Mindestmaße sind. Sollten im Prüfzeugnis oder in der Zulassung größere Maße angeben sein, so gelten diese Abstandsmaße.

Literatur

 [1] Fire Safe Europe – ein Zusammenschluss von Unternehmen, die die Brandsicherheit von Bauwerken verbessern wollen. www.firesafeeurope.eu/resources/#facts

 [2] DIN EN 1366-3 Feuerwiderstandsprüfungen für Installationen – Teil 3: Abschottungen. Berlin: Beuth Verlag, Juli 2009

 [3] DIN EN 13 501-2 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Teil 2: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandsprüfungen, mit Ausnahme von Lüftungs-anlagen. Berlin: Beuth Verlag, Dezember 2016

 [4] DIN 4102-11 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Rohrummantelungen, Rohrabschottungen, Installationsschächte und -kanäle sowie Abschlüsse ihrer Revisionsöffnungen; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen. Berlin: Beuth Verlag, Dezember 1985

 [5] DIN 4102-2 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen. Berlin: Beuth Verlag, September 1977

 [6] DIN EN 1363-1 Feuerwiderstandsprüfungen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen. Berlin: Beuth Verlag, Oktober 2012

 [7] OIB-Richtlinie 2 Brandschutz OIB-330.2-011/15. Wien: Österreichisches Institut für Bautechnik, März 2015

 [8] VKF-Brandschutzrichtlinie 15-15de Brandschutzabstände Tragwerke Brandabschnitte. Bern: Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen, Januar 2015

 [9] Musterbauordnung (MBO). November 2012, zuletzt geändert durch Beschluss der Bauministerkonferenz vom 13. Mai 2016

[10] Spanische Bauordnung, Januar 2008

[11] Finnische Bauordnung, März 2012

[12] Polnische Bauordnung, April 2002

[13] DIN EN 806-2 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Teil 2: Planung. Berlin: Beuth Verlag, Juni 2005

[14] Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsanlagen (Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie MLAR). Arbeitskreis Technische Gebäudeausrüstung der Fachkommission Bauaufsicht der Bauministerkonferenz, 10.02.2015 (Redaktionsstand 05.04.2016)

[15] Grundsätzliche Regelungen zu Abständen bei Kabel- und Rohrabschottungen. Berlin: Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Referat III 2, Oktober 2013

ist Technical Manager EMEA bei Armacell, 48153 Münster, www.armacell.de

ist Field Technical Manager bei Armacell, 48153 Münster, www.armacell.de