Schritt voran für Brandschutz in Europas Gebäuden

Jedes Jahr verursachen Brände in Europa enorme Verluste an Menschenleben und Eigentum, was es als dringende Notwendigkeit erscheinen lässt, die Widerstandsfähigkeit von Gebäuden gegenüber Feuer zu verbessern. Das EU-finanzierte Projekt CONFIRE (Fire resistance of connections in a composite floor system) zielte darauf ab, die Feuerbeständigkeit zu verbessern, indem man Stahlverbindungen in Bodensystemen aus Stahlträgern und Betonplatten untersuchte. Man verfolgte das Ziel, sicherere Böden zu entwickeln, indem Verbindungen verstärkt werden, so dass die Gefahr des Zusammenstürzens und damit für Feuerwehrleute und Bewohner minimiert wird.

Moderne europäische Gebäude verfügen im Allgemeinen über Stahlrahmenböden mit dünnen Betonplatten. Die Untersuchung des mechanischen und thermischen Verhaltens dieser Böden und Decken ist von entscheidender Bedeutung, wenn man verstehen will, wie Brände sich in geschlossenen Räumen ausbreiten. In diesem Sinne sammelte das Projektteam Daten über 40 passende Gebäude in Istanbul, Türkei. Man konzentrierte sich auf ein bestimmtes hohes Gebäude, das als Fallstudie diente, um rechnerische und experimentelle Analysen durchzuführen, wobei man die Unterschiede zwischen brandgeschützten und nicht brandgeschützten Trägern überprüfte.

Anschließend baute das Projekt ein numerisches Modell der ausgewählten Verbunddecke und berechnete die Folgen eines 90-minütigen Brandes, um die Interaktion zwischen dem Beton und dem Stahl zu simulieren. Man stellte fest, dass die Betonplatte über dem Stahlrahmen intakt bleibt, während am Boden große Vertikalablenkungen stattfinden. Daraus leitete das Team ab, dass die schubsteifen Verbindungen in großen Verbunddecken nicht dafür konzipiert sind, ernsthaften Brandbelastungen standzuhalten.

Zur Bestätigung der Schlussfolgerungen aus dem Rechenmodell baute das Team einen echten Verbundboden, welcher einer Schwerkraftbelastung ausgesetzt war. Man setzte die Decke dann einem Normal-Brandversuch von 90 Minuten Dauer in einem Ofen aus, wobei eine vollständige Belastungskarte des Bodens und der entstehenden Temperaturen sowie der Wirkung der dehnbaren Membran dokumentierte.

Insgesamt stimmten die tatsächlichen Testresultate mit den simulierten Ergebnissen überein. Sowohl der Brandversuch als auch das rechnerische Modell belegten, dass die Verbunddecken das Feuer überstanden, während die schubsteifen Verbindungen schwach abschnitten. Die Ergebnisse des Projekts beinhalten wichtige Erkenntnisse im Zusammenhang mit der Förderung der bautechnischen Brandforschung und des Brandschutzes.