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Neue Brandschutz-Untersuchungen an begrünten Dächern

  • ZinCo-Dachbegrünungsaufbauten klassifiziert nach BROOF(t3)

(16.2.2012) 1988 ließ die Firma ZinCo erstmals durch die For­schungs- und Materialprüfungsanstalt Stuttgart an Dachbe­grünungsaufbauten Brandschutzprüfungen in Anlehnung an DIN 4102, Teil 7 „Bedachungen“ durchführen. Die damaligen Prüfergebnisse haben dazu beigetragen, dass in Deutschland heute begrünte Dächer als „Harte Bedachung“ anerkannt wer­den - sprich: sie gelten als widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme.

Entsprechend den Vorgaben der Norm diente als Brandsatz für die Versuche ein 30 x 30 cm großes Drahtgestell, das mit 600 g klimatisierter Holzwolle gefüllt war. Diesen Brandversuch, der bei 15° Neigung durchgeführt wurde, gibt es heute immer noch und er wird auch im Zuge der Harmonisierung der euro­päischen Normen als „Prüfverfahren 1“ in der DIN EN 1187 "Prüfverfahren zur Beanspruchung von Bedachungen durch Feuer von außen" beschrieben.

Da nicht jedes Land diesen Test anwendet, sondern es parallel zu „Prüfverfahren 1“ noch drei weitere Verfahren in Europa gibt, hat man sich bei ZinCo entschieden, nochmals Brandtests an Dachbegrünungsaufbauten durchführen zu lassen, um auch Skeptiker in den Ländern von der Brandsicherheit begrünter Dächer überzeugen zu können, in denen der „deutsche Test“ nicht angewendet wird.

Die härteste Prüfung

Entschieden hat man sich schließlich für das aus Frankreich stammende „Prüfverfahren 3“, welches als das härteste angesehen werden kann, da zusätzlich zu zwei Brand­sätzen noch ein Luftstrom aus einem Gebläse mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s und Strahlung aus einem flächigen Wärmestrahler mit einer Leistung von 12,5 kW/m² hinzu kommen:

Die Brandversuche wurden Mitte Juni 2011 in der Brandversuchshalle der Forschungs­stelle für Brandschutztechnik der Universität Karlsruhe durchgeführt; die Klassifizie­rung der Aufbauten erfolgte anschließend durch die Materialprüfungsanstalt der Uni­versität Stuttgart, als notifizierter europäischer Brandprüfstelle. Die Versuche wurden bei einer Neigung von 5° durchgeführt und gelten damit laut Prüfnorm für Dachnei­gungen bis zu 10°.

Die Versuchsaufbauten

Für die Versuche wurden zwei identische Dachaufbauten in der Größe 1,2 x 3,0 m hergestellt, bestehend aus ...

  • verzinkten Stahltrapezblech-Profilen,
  • 60 mm Wärmedämmplatten aus PIR-Hartschaum mit Stufenfalz und
  • einer einlagigen Abdichtungsbahn aus thermoplastischem Polyolefin (TPO).

Dachabdichtung und Dämmstoff wurden an den Längsrändern mit jeweils fünf ovalen Haltetellern und Dachbauschrauben me­chanisch fixiert. Die beiden Unterbauten wurden anschließend mit Dachbegrünungsaufbauten bestückt. Ein Aufbau bestand aus ...

  • einer ca. 5 mm dicken Speicherschutzmatte aus Poly­propylen,
  • 25 mm hohen Drän- und Wasserspeicherelementen des Typs „Floradrain FD 25“ aus tiefgezogenem Polyethylen (im Bild rechts),
  • einem dünnen Filtervlies aus Polypropylen und
  • einer 50 mm dicken Substratschicht aus der Systemerde „Lavendelheide“, die von einem Rahmen aus Holzlatten gehalten wurde.

Beim zweiten Begrünungsaufbau wurden als Drän- und Wasserspeicherelemente 50 mm hohe „Floraset FS 50-Elemente“ aus expandiertem Polystyrol-Hartschaum (EPS) und eine Schutzmatte aus Polyesterfasern eingebaut, die restlichen Schichten waren identisch. Die fertiggestellten Probeflächen standen vor Durchführung der Versuche ca. eine Woche in der Versuchshalle, so dass sich der Feuchtegehalt des in Säcken angelieferten Substrats an die Umgebungsbedingungen angleichen konnte.

In Brand gesetzt

Der Versuchsablauf war jeweils derselbe. Zunächst wurde der Wärmestrahler 3 Minu­ten vorgeheizt, danach wurden zeitgleich die beiden Brandsätze aufgesetzt, deren offene Flammen nach ca. 10 bis 12 Minuten wieder erloschen. Im Anschluss wurden die Aufbauten bis zum Versuchsende (Versuchsdauer ohne Vorheizen insgesamt 30 Minuten) weiter bestrahlt und beobachtet:

Eine Minute nach dem Aufsetzen der Brandsätze wiesen die Flammen - angefacht durch das Gebläse - eine Länge von bis zu 50 cm auf.
Rund eine Minute nach dem Aufsetzen der beiden Brandsätze wiesen die Flammen, angefacht durch den Luftstrom aus dem Gebläse, eine Länge von bis zu 50 cm auf (im Bild der Aufbau mit Floraset FS 50). (Bild vergrößern)

Die Versuche zeigten, dass weder eine flächige Brandausbreitung stattfindet, noch dass es zu einem Durchbrennen kommt. Etwa 5 Minuten nach Versuchsende wurde eine Oberflächentemperatur der Systemerde von ca. 300°C gemessen, während die Temperatur des Systemfiltervlieses nach Entfernen der Systemerde nur etwa 40°C aufwies. Ab dem Systemfiltervlies nach unten (einschließlich Drän- und Wasserspei­cherelemente Floradrain FD 25 bzw. Floraset FS 50) wurden keine Brandeinwirkungen festgestellt - siehe noch einmal Bild rechts oben.

Zusatztest mit Vegetation

Nach Ende des zweiten Versuchs nutzte man die Gelegenheit und wandte sich noch­mals dem inzwischen abgekühlten Versuchsaufbau Nr. 1 zu. Nachdem dieser durch den vorausgegangenen Brandversuch so gut wie keine Beeinträchtigung erfahren hatte, brachte man auf diesen eine bereit gehaltene 1,0 x 2,0 m große, mit verschiedenen Sedumarten vorkultivierte Vegetationsmatte auf und führte den Brandtest nach „Prüf­verfahren 3“ - also mit Brandsätzen, Wind und Strahlung, nochmals durch:

Auch hier erloschen die Brandsätze nach ca. 12 Minuten, ohne dass die Vegetation Feuer gefangen hatte. Während der weiteren knapp 20 Minuten trocknete die Vegeta­tionsmatte aufgrund der Einwirkung des Wärmestrahlers so stark aus, dass nach dem eigentlichen Versuchsende die getrocknete Teilfläche mit etwa 80 cm Durchmesser durch eine offene Flamme entzündet werden konnte. Nach ca. zwei Minuten erloschen die Flammen jedoch wieder, ohne dass sie über den getrockneten Bereich hinaus vorgedrungen waren. Auch mit Vegetation wurde der „Feuertest“ gemäß der Prüfnorm also bestanden.

Mit Erfolg bestanden

Alle drei Versuche zeigten, dass ein Gründachaufbau mit einer Substratschichtdicke von mindestens 5 cm Dicke und einem Substrat, das nicht mehr organische Bestand­teile enthält als die ZinCo-Systemerde „Lavendelheide“, gemäß Teil 5 der DIN EN 13501 „Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten“ als BROOF(t3) klassifiziert werden kann. Diese Klassifizierung erfolgte aufgrund der Karls­ruher Testergebnisse anschließend durch die dafür akkreditierte MPA Stuttgart für Dachneigungen bis 10°.

Ein begrüntes Flachdach mit der Klassifizierung BROOF(t3) ist widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme - d.h., dass der Dachbegrünungsaufbau ...

  • die Ausbreitung eines Feuers auf dem Dach unterbindet und ebenso
  • die  Brandübertragung vom Dach ins Innere des Gebäudes bei einer von außen auf das Dach einwirkenden Beanspruchung entsprechend den Vorgaben der Prüfnorm für mindestens 30 Minuten verhindert.

Auch wenn die vier Testmethoden, von denen sich die Mitgliedsstaaten der EU gemäß ihren Sicherheitsstandards für eines entscheiden können, nicht direkt vergleichbar sind, ist doch die Beanspruchung beim „Prüfverfahren 3“ mit Brandsätzen, Wind und zusätzlicher Strahlung besonders groß. Dies verspricht größtmögliche Sicherheit für den Bauherrn und hilft sicher auch Behörden und Versicherungen in Ländern von der Unbedenklichkeit von Dachbegrünungen zu überzeugen, wo es noch keine Brand­schutzregelungen für Gründächer wie in Deutschland gibt.

Weitere Informationen zum Brandschutz auf Gründächern können per E-Mail an ZinCo angefordert werden.

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