Baulicher Brandschutz bei VHF mit Faserzementplatten

„Hardie Plank“-und Hardie Panel“-Fassadenbekleidungen erfüllen die Anforderungen der Baustoffklasse A2-s1, d0 entsprechend der EN 13501-1 (nicht brennbar). Sie können somit für alle Gebäudeklassen und eben auch für Hochhäuser normkonform verwendet werden und übertreffen die Schutzziele sogar.
Bild: James Hardie Europe

Unterstützt wird der Trend durch neue und moderne Fassadenmaterialien. Faserzementbekleidungen beispielsweise, die aktuell auf den Markt drängen, machen es möglich, beinahe jeden gewünschten Look zu realisieren. Aufgrund ihrer speziellen Materialeigenschaften – sie sind feuer- sowie hitzebeständig und verfügen über eine große Festigkeit – sind sie besonders für die Bekleidung von Außenwänden geeignet. Hergestellt werden sie auf der Basis von Zement, dem Armierungsfasern zugefügt werden, um die Biege-, Zug- und Druckfestigkeit zu erhöhen. Mit Wasser, verschiedenen Zuschlagstoffen zur Optimierung der Produkteigenschaften sowie unter Zugabe von Luft wird das Gemisch zu einer homogenen Masse verrührt und ist Grundlage für diverse Bauprodukte. Einige Anbieter setzen heute zur Armierung organische, synthetische Kunstfasern oder Glasfasern bzw. Kohlenstoff ein.

Sicherer Brandschutz

Auch brandschutztechnisch bieten Fassadenbekleidungen aus Faserzement Vorteile. Während Holz als B2 – Baustoff (normal entflammbar) klassifiziert ist und z.B. Fassadenbekleidungen auf Vinyl- oder PVC-Basis bei Feuer schmelzen, erfüllen Fassadenbekleidungen aus Faserzement die Anforderungen der Baustoffklasse A2-s1, d0 entsprechend der EN 13501-1. Gemäß internationaler Klassifizierung bedeutet dies, dass sie nicht brennbar sind. Sie widerstehen Feuerangriffen mit brennender Glut, Strahlungswärme oder direktem Flammenkontakt. Im Brandfall ist daher ein Abtropfen oder Abfallen von brennendem Material ausgeschlossen. Zusätzlich entstehen durch die Faserzementprodukte bei einem Brand kein bzw. kaum Rauch. Auch unter großer Hitzeeinwirkung werden keine schädlichen Inhaltsstoffe abgesondert. Alles Eigenschaften, mit denen Architekten und Planer bei der brandschutztechnischen Planung und Ausführung von VHF-Konstruktionen im wahrsten Sinne des Wortes auf der sicheren Seite sind. Nicht umsonst empfiehlt der Fachverband Baustoffe und Bauteile für vorgehängte hinterlüftete Fassaden e. V. (FVHF) für VHF-Konstruktionen über die gesetzlichen Vorgaben hinaus in allen Gebäudeklassen den Einsatz von nichtbrennbaren Baustoffen, da nur so unabhängig von der Gebäudehöhe ein zuverlässiger Brandschutz gewährleistet werden kann. Wie aber sind die Bestimmungen zum Brandschutz von Fassaden im Detail und welche spezifischen Vorteile bieten hier Fassadenbekleidungen aus Faserzement?

Strenge Vorgaben für die ­Ausführung von VHF

Auch wenn VHF-Konstruktionen in Fachkreisen als sehr sicher gelten, sieht sich der Architekt hier mit einem beinahe undurchschaubaren System an Verordnungen und Vorschriften konfrontiert. Wer sich mit der Planung einer VHF befasst, benötigt unbedingt einschlägige Kenntnisse der gesetzlichen Vorschriften und technischen Regeln zum Brandschutz von Gebäuden. Sowohl bei der Wahl der Baustoffe als auch bei der Planung von konstruktiven Kombinationen müssen die Bestimmungen zum Brandschutz von Fassaden berücksichtigt werden. Grundsätzlich ist in der Musterbauordnung (MBO) festgelegt, welche Materialien dabei mit welchen Brandschutzeigenschaften (Baustoffklasse) in Abhängigkeit von der Gebäudehöhe eingesetzt werden dürfen. Maßgeblich für die Planung sind jedoch die spezifischen Bauordnungen der Bundesländer (Landesbauordnungen [LBO]), deren Bestimmungen teilweise von der MBO abweichen. Da es an dieser Stelle jedoch zu komplex wäre, alle 16 Landesbauordnungen mit den jeweiligen Regelungen zu berücksichtigen, wird im Folgenden nur die MBO betrachtet. Ebenfalls nicht berücksichtigt werden Sonderrichtlinien wie z. B. die Schulbaurichtlinie.

Die bauaufsichtlichen Anforderungen an den baulichen Brandschutz für VHF-Konstruktionen ergeben sich aus der Zuordnung der Gebäudeklasse (GK). Dabei werden fünf Gebäudeklassen unterschieden:

Gebäudeklasse 1, unterteilt in

Gebäudeklasse 1a: freistehende Gebäude mit einer Höhe von bis zu 7 m (Oberkante Fußboden OKF < 7 m) und nicht mehr als zwei Nutzungseinheiten von insgesamt nicht mehr als 400 m²

Gebäudeklasse 1b:, freistehende land- oder forstwirtschaftlich genutzte Gebäude, Oberkante Fußboden OKF < 7 m

Gebäudeklasse 2: Höhe Oberkante Fußboden OKF < 7 m und nicht mehr als zwei Nutzungseinheiten von insgesamt nicht mehr als
400 m²

Gebäudeklasse 3: sonstige Gebäude, Oberkante Fußboden OKF < 7 m

Gebäudeklasse 4: Gebäude mit einer Höhe bis zu 13 m (OKF < 13 m) und Nutzungseinheiten mit jeweils nicht mehr als 400 m²

Gebäudeklasse 5: sonstige Gebäude einschließlich unterirdischer Ge-
bäude, Höhe OKF < 22 m

Hochhäuser (OKF > 22 m) gehören gemäß §51 MBO zu den Sonderbauten und bedürfen einer gesonderten Betrachtung.

Generell gilt: Je höher das Gebäude oder Bauwerk ist, desto höher sind auch die Anforderungen an die Außenwandbekleidung in Bezug auf den vorbeugenden Brandschutz. Entsprechend gelten daher für ein freistehendes Einfamilienhaus (GK 1a) andere Anforderungen als beispielsweise für ein Mehrfamilienhaus mit sieben Stockwerken in einer Lückenbebauung (GK 5). Während die Fassaden von Gebäuden der Gebäudeklassen 1-3 auch mit normal entflammbaren Baustoffen der Baustoffklasse B2 ausgeführt werden dürfen, müssen bei Fassaden von Gebäuden der Gebäudeklasse 4 schwerentflammbare Baustoffe (Baustoffklasse B1) eingesetzt werden. Eine Konkretisierung der Anforderungen sind orientierend in der MBO (§28 Außenwände) i. V. m. der MVVTB im Abschnitt A2.2 sowie dem dortigen Anhang 6 zu finden, wobei dieses als informativer Hinweis zu sehen ist und je nach Bauvorhaben länderbezogen auf die Anforderungen des Bundeslandes resultierend aus der Landesbauordnung und der länderspezifischen Verwaltungsvorschrift technischer Baubestimmungen abzugleichen ist. Besonders strenge Auflagen gelten für Hochhäuser und Sonderbauten: Die hier eingesetzten Materialien müssen der Baustoffklasse A1 bzw. A2 – nicht brennbar – entsprechen. 

Brandschutzanforderungen an die Unterkonstruktion

Bei Gebäuden der Gebäudeklassen 1-3 (Oberkante Fußboden OKF < 7 m) muss gemäß MBO § 28 die Unterkonstruktion mindestens „normalentflammbar“ sein. Demnach sind Materialien der Baustoffklasse B2 erlaubt. Entsprechend dürfen in diesen Gebäudeklassen VHF auch auf einer Unterkonstruktion aus Holz montiert werden. Anders sieht es bei den Gebäudeklassen 4 (OKF < 13 m) und 5 (OKF < 22 m) aus. Hier muss gemäß MBO § 28 die Unterkonstruktion mindestens „schwerentflammbar“ sein. In der Praxis werden daher üblicherweise ab der Gebäudeklasse 4 Metallunterkonstruktionen verwendet. Jedoch ist eine Unterkonstruktionen aus normal entflammbaren Baustoffen wie Holz (D-s2, d0 nach 13501-1) bis zur Hochhausgrenze zulässig, wenn diese im Bereich von horizontalen Brandsperren vollständig unterbrochen werden.

Anforderungen an die Dämmung nach Gebäudeklassen

Analog sind in den Gebäudeklassen 1-3 alle Fassadendämmstoffe der Baustoffklassen A bis B2 zulässig, aber eben auch normal entflammbare Produkte wie Holzfaserdämmplatten. Ab Gebäudeklasse 4 müssen die in der vorgehängten hinterlüfteten Fassade verwendeten Dämmstoffe nichtbrennbar (Schmelzpunkt > 1000 °C) sein (§28Abs.3 Satz 1/Abs. 4 Satz 1 MBO i. V. m. MVVTB Anhang 6 Abschnitt 3). Andernfalls ist ein gesonderter Nachweis über die Verwendbarkeit erforderlich. Der FVHF (Fachverband Baustoffe und Bauteile für vorgehängte hinterlüftete Fassaden e. V.) empfiehlt grundsätzlich für die Dämmung von VHF-Konstruktionen über die gesetzlichen Vorgaben hinaus in allen Gebäudeklassen den Einsatz von nichtbrennbaren Dämmstoffen aus Glas- oder Steinwolle.

Das System der VHF ermöglicht es Architekten und Planern, beinahe jede gewünschte Optik zu realisieren.
Bild: James Hardie Europe

Die Dämmstoffe können entweder mechanisch oder mit einem Klebemörtel, der schwerentflammbar ist oder einen Anteil von nicht mehr als 7,5 % an organischen Bestandteilen aufweist, auf dem Untergrund befestigt werden. Von der Anforderung der Nichtbrennbarkeit ausgenommen sind kleine Komponenten bzw. entsprechende Zubehörteile, die keinen wesentlichen Beitrag zur Brandausbreitung bzw. zur Brandlasterhöhung leisten. Dies betrifft z.B. Dichtstoffe, Dämmstoffhalter, oder Teile der Verankerungsmittel, wie Dübelhülsen.

Brandsperren planen

Darüber hinaus sind gemäß MBO § 28 Abs. 4 bei Gebäuden mit drei oder mehr Geschossen weitere brandschutztechnische Maßnahmen nötig, um im Brandfall eine Ausbreitung des Feuers im Hinterlüftungsspalt wirksam zu behindern. Eine Konkretisierung der brandschutztechnischen Maßnahmen und Möglichkeiten sind auch für diese Thematik der MVVTB Abschnitt A2.2 sowie dem dortigen Anhang 6 zu entnehmen. Horizontale Brandsperren, die in jedem zweiten Geschoss im Hinterlüftungsraum zwischen Wand und Bekleidung eingebaut werden, sollen durch Unterbrechung oder partielle Reduzierung des freien Querschnitts den sogenannten Kamineffekt verhindern. Dabei darf die Tiefe des Hinterlüftungsraumes nicht mehr als 50 mm (Unterkonstruktion aus Holz) bzw. 150 mm (Unterkonstruktion aus Metall) betragen. Im Brandfall müssen diese horizontalen Brandsperren mindestens 30 Minuten lang ausreichend formstabil sein. Erfüllt werden diese Anforderungen z.B. von Stahlblechen mit einer Dicke von d ≥ 1mm, wenn sie in Abständen von ≤ 0,6 m verankert sind. Verankerungsabstände von bis zu 0,9 m sind zulässig bei mindestens 2-fach gekanteten Stahlblechen mit einer Dicke von
d ≥ 1mm. Eine Überlappung von
≥ 30 mm ist dabei sicherzustellen. Unterkonstruktionen aus brennbaren Baustoffen sind im Bereich der Brandsperren vollständig zu unterbrechen. Die Größe von Öffnungen in den horizontalen Brandsperren darf maximal 100 cm² / lfm Wand betragen. Öffnungslose Außenwände (z. B. Giebel ohne Fenster) bedürfen keiner horizontalen Brandsperre.

Anforderungen an die Bekleidungen nach Gebäudeklassen

Das System der VHF ermöglicht es Architekten und Planern, beinahe jede gewünschte Optik zu realisieren. Während in den Gebäudeklassen 1-3 alle Werkstoffe der Baustoffklassen A bis B2 eingesetzt werden können, die Außenwandbekleidung aber mindestens normalentflammbar sein muss, sind für die Außenwandbekleidung von Gebäuden der Gebäudeklassen 4 (OKF < 13 m) und 5 (OKF < 22 m) gemäß MBO § 28 mindestens schwer entflammbar Baustoffe vorgeschrieben.

Für Hochhäuser, also Gebäude ab einer Höhe von 22 m Oberkante Fußboden, gelten laut dem Deutschen Baurecht sehr strenge Vorschriften. Gemäß Musterbauordnung werden diese den „Sonderbauten“ zugeordnet. Maßgeblich ist hier die Muster-Richtlinie über den Bau und Betrieb von Hochhäusern, kurz Muster-Hochhaus-Richtlinie, die besondere Anforderungen und Erleichterungen im Sinne von § 51 MBO für den Bau und Betrieb von Hochhäusern regelt. Der Abschnitt 3.4 gibt Auskunft über die Außenwände: „Nichttragende Außenwände und nichttragende Teile tragender Außenwände müssen in allen ihren Bestandteilen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen“ (Baustoffklasse A1 bzw. A2). Dies ist die höchste Anforderung, die das deutsche Baurecht kennt. Sie wird außer bei Hochhäusern auch für andere Sonderbauten wie etwa Krankenhäuser oder Schulen angewendet.

Wandaufbauten mit Faserzement

Prinzip der vorgehängten hinterlüfteten Fassade.
Bild: James Hardie Europe

Dem Planer steht zur Erfüllung dieser Forderung eine breite Palette von Fassadenbaustoffen zur Verfügung. Er hat die Wahl zwischen Platten und Tafeln aus Metall, Glas, Keramik, Betonwerksteinen oder Natursteinen sowie aus modernem Faserzement. „Hardie Plank“-, „Hardie VL Plan“- und „HardiePanel“- Fassadenbekleidungen beispielsweise erfüllen die Anforderungen der Baustoffklasse A2-s1, d0 entsprechend der EN 13501-1 (nicht brennbar). Sie können somit für alle Gebäudeklassen und eben auch für Hochhäuser verwendet werden und übertreffen die Schutzziele sogar. Wandaufbauten zur bauaufsichtlichen Anforderung „nichtbrennbar“ z.B. können damit sehr einfach und entsprechend wirtschaftlich realisiert werden:

1. Verankerungsgrund (tragende, nichtbrennbare Außenwand)

2. Unterkonstruktion aus Aluminium

3. Nichtbrennbare Mineralwollplatten gem. DIN EN 13162

4. Bekleidung: „HardiePanel“-Fassadentafeln (sichtbar genietet oder geschraubt unter Berücksichtigung der konstruktiven Randbedingungen gemäß aBg Z-31.4-193)

Ähnlich einfach ist auch die Lösung für Außenwände mit der Anforderung „schwerentflammbar“:

1. Verankerungsgrund (tragende, nichtbrennbare Außenwand)

2. Unterkonstruktion aus Holz

3. Nichtbrennbare Mineralwollplatten gem. DIN EN 13162

4. Bekleidung: „HardiePanel“-Fassadentafeln (sichtbar geschraubt unter Berücksichtigung der konstruktiven Randbedingungen gemäß aBg Z-31.4-193)

Und mehr noch: Über den Brandschutz hinaus bewährt sich Faserzement im Vergleich zu anderen mineralischen Baustoffen für die Fassade als sehr wirtschaftliche Lösung mit hoher Witterungsbeständigkeit. Farben, die aktuellen Styles entsprechen, verschiedene Oberflächentexturen (glatte Oberfläche für modernes Design bzw. täuschend echt anmutende Holzstruktur für den klassischen Look) sowie die Wahl zwischen zwei Plattenformaten („Hardie Plank“ Dicke 8 mm, Länge 3600 mm, Breite 180 mm, „Hardie VL Plank“ Dicke 11 mm, Länge 3600 mm, Breite 214 mm [sichtbare Höhe 182 mm] bzw. den großformatigen „Hardie Panel“-Fassadenbekleidungen 3050 x 1220 mm) bieten Architekten eine große Gestaltungsfreiheit, zumal die Bekleidungen horizontal und vertikal montiert und individuell zugeschnitten werden können. Durch die Kombination mit anderen Materialien gelingen besonders ausdrucksstarke Fassaden.

Fazit

VHF-Konstruktionen aus Faserzement erlauben nicht nur eine hohe Variabilität in der Fassadengestaltung, sie stellen auch und vor allem mit Blick auf den baulichen Brandschutz eine sehr sichere Variante dar. Der System-
aufbau, bestehend aus einer Aluminium-Unterkonstruktion, einer mineralischen Dämmung und dem Bekleidungsmaterial der Baustoffklasse A2-s1, d0 entsprechend der EN 13501-1 erfüllt sämtliche Anforderungen über alle Gebäudeklassen hinweg, einschließlich Hochhäusern.