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Foto: Fermacell

Brandschutz

12. December 2013 | Teilen auf:

Wand- und Deckenelemente in Holztafelbauweise

Ein objektbezogenes Brandschutzkonzept auf der Grundlage der Hessischen Bauordnung (HBO) ermöglicht den Bau eines Gewerbeobjektes mit Wand- und Deckenelementen in Holztafelbauweise. Durch den Abschluss der Wand- und Deckenelemente mit 15 mm bzw. 18 mm dicken Gipsfaser-Platten konnten die bestehenden Brandschutzanforderungen erfüllt werden. (Foto: Fermacell)

Um die Arbeitsabläufe im Service weiter zu optimieren, errichtete die SMA Solar Technology AG, Marktführer bei Solar-Wechselrichtern in der Nähe des Stammsitzes bei Kassel ein neues Service Center.

Seit Jahren verfolgt die hessische Firma ein Energiekonzept, das die größtmögliche Vermeidung von CO 2 -Emissionen zum Ziel hat. Ein Grundsatz, der auch beim Neubau am Sandershäuser Berg weitergeführt wird. Bei der Planung wurde auf eine maximale Reduktion des Energiebedarfs und einen effizienten Einsatz von Energie geachtet. Vorwiegend sollten Baustoffe aus wiederverwerteten und nachwachsenden Rohstoffen eingesetzt werden. „Das Ergebnis“, so Norbert Kossmann, Vice President Facility Management bei SMA, „ist ein luftdichtes, energetisch optimiertes und flexibel nutzbares Bauwerk.“

Die Wandkonstruktion

Die Hallenkonstruktion besteht aus tragenden Stahlbeton-Fertigteilstützen der Brandschutzklasse F30 gemäß DIN 4102. Tragende Wände und Brandwände wurden ebenfalls aus Stahlbeton ausgeführt. Die Forderung nach dem Einsatz von nachhaltigen und ökologischen Baustoffen wird durch Ausfachungen der Hallen-Längsseiten mit nichttragenden Wandelementen in Holztafelbauweise erfüllt.

Sie bestehen aus 24 cm Brettschichtholzständern mit dazwischen angeordnetem 240 mm dickem Zellulose-Recycling-Dämmstoff Isofloc (Baustoffklasse B2 nach DIN 4102-1). Der diffusionsoffene Baustoff gleicht Feuchteschwankungen aus und macht große Dämmstoffdicken möglich. Die hallenseitige Beplankung der Holztafelwände erfolgte mit 25 mm OSB-Platten und 15 mm dicken Gipsfaser-Platten (Baustoffklasse A2 nach DIN EN 13501-1 bzw. DIN 4102-1) als Abschluss.

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Foto: Fermacell GmbH

Die äußere Beplankung der Tragkonstruktion der Wandelemente wurde mit einer DWD-Platte mit Winddichtung ausgeführt. Auf der gesamten Außenfläche ist zusätzlich eine Unterkonstruktion aus Brettsperrholz aufgebracht. Sie dient zur Befestigung der Bekleidung aus weißen Aluminiumverbundplatten und nimmt entsprechend die Krümmung der Fassade auf. An ihrer ausladendsten Stelle ist sie 40 cm dick. Die Befestigung der Fassaden-Unterkonstruktion erfolgte im Ständerwerk der Holztafelwände. Insgesamt verfügt die Wandkonstruktion über einen U-Wert von 0,18 W/m²K.

Das Gebäude wird an den 120 m breiten Hallen-Stirnseiten durch eine Pfosten-Riegel-Fassade abgeschlossen. Die weitgehend transparente Ausführung mit viel Glas bildet einen starken Kontrast zu den beinahe geschlossenen, durch schmale Fensterelemente gegliederten Längsseiten.

Mit einem Volumen von insgesamt 30.000 m² Dach- und Wandfläche setzt der Neubau der SMA neue Maßstäbe im Holzbau. Neue Wege wurden deswegen auch bei der Vorfertigung beschritten: Sämtliche 574 Dachelemente und die 52 Wandelemente der 10 m hohen und 180 m langen Halle wurden in einer temporären Fabrik vor Ort unter idealen Bedingungen gefertigt. So konnten außerdem Transportwege optimiert und CO 2 gespart werden.

Die Dimensionen der temporären Fertigungshalle war mit 100 x 20 m auf die ungewöhnliche Größe der Holztafelelemente abgestimmt. Es wurden Elemente in Abmessungen von 5 x 15 m und 5 x 7,50 m sowie für die Shedelemente in 5 x 6,80 m realisiert.

Die Wand- und Dachelemente wurden in der Halle komplett inklusive Fenster und Dachhaut bzw. malerfertiger Innenoberfläche hergestellt, so dass sie vor Ort nur noch montiert werden mussten. Bei den Dachelementen mussten nach dem Verlegen abschließend lediglich die Fugen abgeklebt werden.

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Foto: Fermacell GmbH

Die Beplankung der Dach- und Wandelemente erfolgte mit großformatigen Platten, die objektbezogen in den jeweils erforderlichen Abmessungen im Fermacell Werk angefertigt wurden. Standard sind Längen von 2,60 m und 3 m bei einer Breite von 1,25 m. Die Platten wurden senkrecht verarbeitet und mit Klammern auf der Unterkonstruktion befestigt bzw. teilweise geschraubt.

Der Zellulosedämmstoff Isofloc wurde im Einblasverfahren in den Wandhohlraum eingebracht. Die hohe Verdichtung sorgte auch für einen hohen Luftdichtungseffekt. Dies trug unter anderem dazu bei, die hohe Anforderungen des Bauherrn an die Luftdichtheit der Gebäudehülle zu erfüllen: Statt der geforderten Luftwechselrate von 0,8 h -1 (1,5 -1 bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen) wurde im Blowerdoortest eine Rate von 0,08 h -1 erreicht.

Individuelles Brandschutzkonzept

Konstruktionen in Holzrahmenweise mit einer als B2-Baustoff zugelassenen Zellulose-Dämmung sind im Industriebau eher selten. Maßgeblich für die Genehmigung des Projektes war ein von der Dehne, Kruse Brandschutzingenieure erarbeitetes individuelles ganzheitliches Brandschutzkonzept, das der Bauaufsichtsbehörde gemäß Bauvorlagenerlass zur hessischen Bauordnung vorgelegt wurde. Das Konzept stützt sich auf die Einstufung der Halle als Sonderbau nach § 2 HBO Abs. 8 sowie auf die Tatsache, dass die Halle formal in den Geltungsbereich der Industriebaurichtlinie (IndBauRL) fällt und auf Grund ihrer Konstruktion gemäß Ziffer 3.5 und 5.3 IndBauRL als erdgeschossiger Industriebau zu beurteilen ist.

Vor diesem Hintergrund können gemäß § 45 der HBO Erleichterungen gestattet werden, sofern bei Abweichungen vom Baurecht nachgewiesen wird, dass die bauaufsichtlichen Schutzziele trotz der Abweichungen vom Baurecht erfüllt werden. Im vorliegenden Fall wurde dies durch Maßnahmen zum baulichen Brandschutz sowie durch ergänzende anlagetechnische, brandabwehrende und organisatorische Maßnahmen erreicht.

Anlagetechnische, brandabwehrende und organisatorischen Maßnahmen

Im gesamten Bau wurde eine individuell auf das Objekt zugeschnittene, flächendeckend angeordnete Sprinkleranlage vorgesehen, die Sonderräume wurden außerdem mit Rauchmeldern ausgestattet. Die Anlage ist zusätzlich mit erhöhten Sicherheitsfaktoren wie schnelle Auslösung, redundante Pumpe und erhöhter Wasserbeaufschlagung ausgestattet. Nach Einschätzung des Gutachters wird damit jeder Brand zu einem beherrschbaren Szenario für die Feuerwehr. Türen und Tore sind mit bauaufsichtlich zugelassenen Feststelleinrichtungen und automatischen Rauchmeldern versehen. RWA-Geräte im Bereich der Sheds sorgen für die Rauchableitung.

In der Halle sind gemäß Ziffer 5.12.1 der IndBauRL Wandhydranten so angeordnet, dass damit jeder Brandort erreicht werden kann. Sie befinden sich bevorzugt in der Nähe der Notausgänge und sind über eine separate Leitung mit dem Sprinklersystem verbunden. Ergänzend werden Feuerlöscher installiert. Sicherheitsstromversorgungsanlagen sorgen für den Funktionserhalt der sicherheitsrelevanten Einrichtungen.

Flucht- und Rettungswege zur sicheren Evakuierung der Beschäftigten sind durch die Planung sichergestellt. Sie führen geradlinig auf kurzen Wegen zu Ausgängen ins Freie und sind entsprechend gekennzeichnet. Notausgänge sind mit Panikschlössern ausgestattet.

Die Zufahrtmöglichkeiten für die Feuerwehr sind so geplant, dass alle Gebäudeseiten direkt angefahren werden können. Ausreichend Löschwasser steht in der Umgebung über Hydranten sowie durch eine eigens angelegte Löschwasserzisterne zur Verfügung.

Baulicher Brandschutz

Die tragenden Wände, Pfeiler und Stützen werden in Stahlbeton mit der Feuerwiderstandsklasse F 30 ausgeführt. Die Brandschutzanforderungen, die gemäß Ziffer 5.10 der IndBauRL an die nichttragenden Ausfachungen der Außenwände bestehen, konnten durch die hallenseitige Beplankung der Holztafelelemente mit 15 mm dicken Fermacell Gipsfaser-Platten erfüllt werden. Die Platten gewährleisten je nach Konstruktion Brandschutz bis zur Feuerschutzklasse F 120 und sind gemäß der EN 13501 als nichtbrennbarer Baustoff der Baustoffklasse A 2 klassifiziert.

Fermacell Gipsfaser-Platten wurden ebenfalls in der Dachkonstruktion eingesetzt. Die Dachelemente erhielten unterseitig eine K 2 30 Bekleidung gemäß DIN EN 13501 mit 1 x 18 mm Fermacell. Laut Brandschutzgutachten wird damit sichergestellt, dass das Brandverhalten des Bauteils auch bei einem Versagen der Sprinkleranlage für 30 Minuten bei einer Brandbeanspruchung von unten dem eines nicht brennbaren Bauteils entspricht und somit als gleichwertig anzusehen ist. Damit konnten brandschutztechnische Bedenken gegen den Dachaufbau, der keine geprüfte Konstruktion gemäß DIN 18234-1 ist, ausgeräumt werden.

In allen Holzrahmenelementen werden keine elektrischen Leitungen geführt. Eine Entzündung der in die Baustoffklasse B2 eingestuften Dämmung und Holzkonstruktion im Hohlraum kann daher mangels Zündquellen nahezu ausgeschlossen werden.

Insgesamt konnte durch die im Gutachten aufgeführten konstruktiven Maßnahmen zum baulichen Brandschutz sowie durch ergänzende anlagentechnische, brandabwehrende und organisatorische Maßnahmen begründet werden, dass die insgesamt 21.780 m² große Halle in nur zwei Brandabschnitte unterteilt wird, von denen einer mit 11.860 m² die zulässige Größe überschreitet. Nach Ziffer 6 der IndBauRL sind maximal 10.000 m² zulässig. Mit der Unterteilung der Gesamt-Hallenfläche in nur zwei große Einheiten wollte der Bauherr die Möglichkeit von flexiblen Reaktionen auf notwendige Veränderungen im Produktionsablauf sicherstellen.

Mit 30.000 m² Dach- und Wandfläche setzt der Bau des neuen Service Centers der SMA Solar Technology AG neue Maßstäbe für den Holzbau und zeigt, dass die bisher nur zögerlich im Industriebau eingesetzte Holztafelbauweise durchaus eine Alternative zu massiven Systemen bzw. zu Hallen in Leichtbauweise ist.

zuletzt editiert am 23.02.2022