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In jedem (Brand-)Fall

Am 1. Februar 2017 ist sie in Kraft getreten: die Korrigenda C1 zur Betonbau-Norm SIA 262 : 2013. Verbindlich regelt sie bisherige Lücken zu den Themen Brand und Bauwerksbemessung neu. Bei der Umsetzung der neuen Vorgaben sowie bei der Ausweitung auf alle Betonfertigteile sieht sich die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG in der Verantwortung. Auch hier nimmt sie eine Vorreiterrolle ein. Diese führt zu mehr Klarheit und Sicherheit rund um die definierten Brandanforderungen und den Verbau von vorgefertigten Betonelementen.

In jedem (Brand-)Fall
In jedem (Brand-)Fall

Bisher galt es Tragwerksplaner, Bauwerke aus Elementen und Ortsbeton gemäss SIA-Norm 262 umzusetzen. In Übereinstimmung mit der jeweiligen Feuerwiderstandsklasse wurden die Vorgaben an die minimalen Bauteilabmessungen und die Bewehrungsüberdeckungen berücksichtigt. Nun haben aber neueste wissenschaftliche Erkenntnisse gezeigt, dass dies nicht mehr ausreicht. Diverse Objekte mussten nachträglich ertüchtigt oder Bauteile ausgetauscht werden, ja sogar vorübergehende Nichtinbetriebnahmen waren zu verzeichnen – und hohe Folgekosten für alle Beteiligten.

Technologiefortschritt mit Folgen
Wie kam es zu dieser unbefriedigenden Situation? Die Betontechnologie hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte erzielt. Diverse Eigenschaften wurden durch neue Zuschlagstoffe verbessert. So wurden hochfeste und ultrahochfeste Betone entwickelt. Selbstverdichtende Betone gehören heute zum Tagesgeschäft. Wissenschaftliche Studien zeigen nun aber, dass sich das Verhalten der neuen Betone im Brandfall in eine unerwünschte Richtung verändern kann, wenn durch die Dichtheit der Wasserdampf des Restwassers im Beton nicht entweichen kann.

Neuere Betonsorten haben tendenziell weniger Poren, dafür einen sehr homogenen Querschnitt, der zur gewünschten hohen Festigkeit führt. Diese Eigenschaft und die schon fast glasartigen, dichten Bauteiloberflächen begünstigen jedoch ein Abplatzen bei hoher Hitze: Die Umwandlung des ungebundenen Restwassers in Dampf ( 1 l Wasser ≈ 1 700 l Dampf ) führt zu einem hohen Porendruck. Wenn als Folge davon der Überdeckungsbeton explosionsartig abplatzt und die Tragbewehrung freigelegt ist, kann das Bauteil zu früh versagen. Diese Problematik betrifft nicht nur SCC- und Schleuder­beton, sondern alle hochfesten und dichten Betonsorten.

Lancierung geprüfter Betonstützen
Im Dialog mit der Gebäudeversicherung Zürich und der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen VKF entwickelten die Hersteller vorfabrizierter Betonstützen neue ­Mischungen. Nebst der Optimierung beim Sand, Kies und den Betonzusatzmitteln mussten auch Polypropylen-­fasern (PPF) beigemengt werden. Die Wirksamkeit ist mit entsprechenden Versuchen zu belegen. Dies erfolgte mittels Brandprüfungen in entsprechenden Brandöfen nach ETK (bis zu 1200 °C) bei gleichzeitiger Lastaufbringung. Da in der Schweiz solche Einrichtungen bis heute nicht vorhanden sind, wurden die Versuche der MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG in Deutschland an der MPA Braunschweig und der MFPA Leipzig erfolgreich durchgeführt. Anschliessend erfolgte die Registrierung bei der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen (www.praever.ch).

Verantwortung von Anfang an wahrgenommen
Gemäss in Kraft getretener, korrigierter SIA 262 sind bei einem geforderten Brandwiderstand ab R30 die entsprechenden Betoneigenschaften zu belegen. Die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG hat in dieser Angelegenheit ihre Verantwortung von Anfang an wahrgenommen und nach Lösungen gesucht. Denn mit dem heutigen Wissen und dank neuesten Erkenntnissen kann nicht mehr stillschweigend davon ausgegangen werden, dass Beton automatisch brandbeständig ist. Mit Inkrafttreten der Korrigenda C1 ist nun klar, dass ein ledigliches Herabsetzen der deklarierten Druckfestigkeit auf dem Papier oder das Beimengen von PFF ohne Versuche nicht mehr genügend ist und darüber hinaus ein bewusstes Handeln wider die mit der Korrigenda C1 ergänzten SIA-Norm darstellen würde.

Rechtzeitige Ausweitung auf alle Betonfertigteile
Während man den dringendsten Handlungsbedarf vorab bei den Gebäudestützen sah, sind in der Schweiz mit der neuen Korrigenda nun auch ein Grossteil der übrigen, statisch relevanten Bauteile von der Nachweispflicht betroffen. Bei reinen Elementtragwerken sind ältere, auch ausländische Atteste hinfällig. Für die Schweiz sind die EC-Normen (Eurocode) bei Brand grundsätzlich anwendbar. Die Brandbeständigkeit des Betons muss jedoch mittels entsprechenden Versuchen, wie oben beschrieben, nachgewiesen und schriftlich belegt werden.

Deshalb hat die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG vorsorglich ihre Forschung auf weitere Gebiete ausgedehnt. Für die zeitintensiven Realprüfungen und mit dem Ziel, möglichst umfangreiche Resultate sammeln zu können, schloss sich die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG 2014 für die anstehenden Prüfverfahren und Berechnungsmethoden mit zwei weiteren Schweizer Vorspannwerken zusammen. Für eine unabhängige Beratung zog man das Ingenieurbüro Borgogno Eggenberger + Partner AG zu Rate. Diverse Bauteiltypen, von Stützen bis zu vorgespannten Rippenplatten, wurden werkautonom und an reellen Querschnitten geprüft.

Was vor einigen Jahren bei den klassischen Stützen begann, wird mit der nun vorliegenden Korrigenda C1 zur SIA-Norm 262 : 2013 auf weitere tragende Bauteile ausgeweitet. In Abhängigkeit der definierten Brandanforderung sind seit dem 1. Februar 2017 die Nachweise der jeweiligen Brandbeständigkeit auch für alle übrigen, statisch relevanten Bauteile zu erbringen und zu belegen, so z. B. für Träger, Rippenplatten, usw.

Zukünftige Verantwortlichkeiten
Die Anforderungen Brand sind in den VKF Brandschutzvorschriften definiert. Im Rahmen des Baubewilligungsverfahrens prüfen die Gebäudeversicherer das Konzept, wobei die Deklarationspflicht solch geprüfter Betonsorten kantonal unterschiedlich geregelt ist. Dies entbindet den Projektingenieur jedoch nicht von seiner Verantwortung. Besteht keine Deklarationspflicht, wird die Verantwortlichkeit für das korrekte Ausschreiben und Umsetzen wie folgt geregelt:

1. Ingenieur / Projektverfasser Tragwerk
2. TU / GU
3. Unternehmer
4. Lieferant

Dem Stellenwert der Nutzungsvereinbarungkommt so eine noch grössere Bedeutung zu.

Zusammenfassung
Bei definierten Brandanforderungen empfiehlt die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG, die Nachweise oder Gutachten zur eigenen Absicherung schriftlich einzuholen. Die Vergangenheit hat aufgezeigt, dass bei der Klärung von Rechtsstreitigkeiten der Stand der Technik relevant ist. ­
VKF oder Versicherer können bei Gebäuden mit Brandanforderungen künftig ausschliesslich den Einsatz geprüfter Produkte fordern, wie sie dies bei den hochfesten Stützen bereits tun. Die MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG mit ihren diversen geprüften Betonteilen ist heute schon auf diese Entwicklung vorbereitet. In jedem Fall ist man deshalb mit der MÜLLER-STEINAG ELEMENT AG gut beraten – und stets auf der sicheren Seite.

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