Holzgebäude können Brände überstehen

Das Forschungsprojekt „TIMplus“ unter der Leitung der Technischen Universität München befasst sich mit der Frage „Wie sicher sind mehrgeschossige Holzgebäude vor Feuer?“ Das Holzgebäude, werden bestimmte Baumethoden eingehalten, einen Vollbrand einzelner Wohnungen überstehen, haben jetzt Brandversuche im Originalmaßstab gezeigt.

Bei Großbandversuchen auf dem Forschungscampus Garching sammelt das Forscherteam wichtige Erkenntnisse für den Holzbau.

Foto: Fabian Vogl / TUM

Der Baustoff Holz liegt im Trend. Die Nachfrage nach Holzgebäuden steigt, da sie beim Thema Nachhaltigkeit punkten. Doch eine natürliche Eigenschaft hat der Trend-Baustoff, der im Gegensatz zu Stahlbeton und Mauerwerk negativ wirkt: Holz ist brennbar. Einfamilienhäuser werden längst aus Holz gebaut. Für mehrgeschossige Holzgebäude existiert für das brandschutztechnisch sichere Bauen nur ein beschränkt rechtliches Regelwerk. „Unser Ziel ist es, das Bauen bis zur Hochhausgrenze, also bis 22 Meter, im gesamten Bundesgebiet geregelt zu ermöglichen“, erklärt Thomas Engel vom Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion der Technischen Universität München (TUM). Im Forschungsprojekt „TIMplus“ arbeitet die Forschungsgruppe der TUM seit etwa vier Jahren zusammen mit der TU Braunschweig, der Hochschule Magdeburg-Stendal und dem Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge, um Grundlagen für ein einheitliches Regelwerk zum Bau von mehrgeschossigen Holzgebäuden zu liefern.

Brandsimulation im realen Versuch getestet

Auf dem TUM-Campus in Garching hat das Forscherteam in einem realen Versuch ihre gewonnenen Erkenntnisse überprüft. Im Maßstab 1:1 bauten sie Brandräume auf, die sie mit Holz vollstellten. „Wir simulieren dabei Wohnungen mit einer realen Brandlast, also mit vielen Büchern und Einrichtungsgegenständen“, sagt Engel. Bei den Versuchen sollte nicht nur überprüft werden, wie sich ein Brand verhält. Zum Projekt gehört auch die Analyse der Brandbekämpfung durch die Feuerwehr. Daher fanden die Versuche auf dem Gelände der TUM-Werkfeuerwehr statt. Um eine möglichst ganzheitliche Betrachtung zu gewinnen, wurden verschiedene Holz-Bauweisen und Brandschutzmaßnahmen in den Versuchen berücksichtigt. Dazu zählt zum einen die Bekleidung massiver Holzwände und der Decke mit Gipsplatten oder auch die Holztafelbauweise, hier wird zwischen Holzrippen Dämmmaterial eingebracht. „Durch diese Maßnahmen kann, je nach Ausführung, ein Äquivalent zum Stahlbeton oder Mauerwerk in Sachen Brandschutz erreicht werden“, beschreibt Engel.

Szenarien für unterschiedliche Holzgebäude

Der erste Referenzversuch auf dem TUM-Gelände stellte ein Gebäude dar, bei dem die Wände und die Decke mit zweimal 25 Millimeter dicken Gipsplatten bekleidet waren. Im Inneren simulierten aufgeschichtete Holzscheite die Einrichtungsgegenstände. Als das Feuer die simulierten Einrichtungsgegenstände verbrannt hatte, verlosch es. „Wie bei einem Gebäude aus nicht brennbaren Baustoffen, bei dem das Feuer, nachdem die Brandlast im Haus verbrannt ist, von selbst ausgehen soll“, erklärt Engel. Doch viele Menschen möchten, wenn sie in einem Holzgebäude wohnen, mindestens eine sichtbare Holzwand oder eine sichtbare Holzdecke in ihrer Wohnung haben. „Wir wollten daher unter anderem auch prüfen, wie viel sichtbares, also unbekleidetes Holz man zulassen kann“, beschreibt Engel das weitere vorgehen des Forscherteams.

Vier weitere Szenarien spielten daher die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Versuchen durch:

sichtbare Holzdecke, alle Wände mit 18 Millimeter Gips bekleidet,
Holztafelbaudecke, zwei gegenüberliegende sichtbare Massivholzwände aus Brettsperrholz sowie zwei bekleidete Holztafelbauwände,
sichtbare Brettschichtholz-Decke und vier mit 36 Millimeter Gips bekleidete Holztafelbauwände,
ein Raum mit einer sichtbaren Brettschichtholzdecke, einer sichtbaren Brettsperrholzwand und drei bekleideten Holztafelbauwänden.

Versuche mit 400 Messstellen geprüft

Um möglichst genaue Daten zu erhalten, verbauten das Forscherteam in den Brandräumen jeweils etwa 400 Messstellen. „Wir wissen daher zum Beispiel genau, in welcher Tiefe der Wand welche Temperatur herrscht“, erklärt Prof. Stefan Winter, Leiter des Lehrstuhls für Holzbau und Baukonstruktion der TUM. Über das Flammenbild und die Energie, die freigesetzt wird, sagen Strömungssensoren viel aus. „Das entscheidende Ergebnis unseres Projektes ist, dass wir die Basis für Regelwerke liefern können, indem wir die Rahmenbedingungen zeigen, unter denen sicher mit Holz gebaut werden kann“, sagt Winter. „Wenn wir zeigen können, dass die Tragfähigkeit des Holzgebäudes auch nach zwei Stunden Vollbrand erhalten bleibt, kann davon ausgegangen werden, dass in Deutschland die Feuerwehr längst vor Ort ist.“ Die gesammelten Daten müssen jetzt ausgewertet werden und das wird noch einige Zeit in Anspruch nehmen. Winter: „Die Datenmenge hilft uns nicht nur den Brandschutz bei Holzgebäuden zu bewerten, sondern liefert uns auch wissenschaftliche Einblicke in den Brandverlauf.“