Der Brandschutz von Stahlkonstruktionen in neu errichteten und renovierten Gebäuden ist bereits zum Standard geworden. Unter Brandbedingungen kann Stahl sehr schnell seine Streckgrenze erreichen, was zum Einsturz der Tragkonstruktion führen kann. Feuerhemmende Farben, auch intumeszierende Farben genannt, sollen diese Zeit verlängern und den Menschen die Möglichkeit geben, sicher zu evakuieren und der Feuerwehr einzugreifen. Bei einem Brand quillt die intumeszierende Farbschicht auf und bildet einen schützenden Schaum auf der Struktur.

Feuerhemmende Farbe wird niemals als eigenständige Beschichtung auf eine Struktur aufgetragen. Ein komplettes Brandschutzsystem besteht aus drei Beschichtungen, die jeweils eine bestimmte Aufgabe erfüllen.

  • Grundierung – Korrosionsschutz für Stahl,
  • feuerhemmende Farbe – verlängert die Zeit, die Stahl benötigt, um seine Streckgrenze zu erreichen,
  • Decklack – schützt die feuerfeste Farbbeschichtung vor mechanischer Beschädigung und Feuchtigkeit. In manchen Fällen kann darauf verzichtet werden (dies hängt von der jeweiligen aufschäumenden Farbe, der Korrosionsklasse der Umgebung und der Exposition ab). Der Decklack kann in einem vom Kunden gewählten Farbton aus RA L -Palette .

Sowohl die Grundierung als auch die Deckschicht müssen für die Verwendung in einem feuerhemmenden System zugelassen sein. Die für den Brandschutzanstrich erteilte Technische Zulassung/Europäische Technische Bewertung legt fest, welche konkreten Anstriche im Brandschutzsystem verwendet werden dürfen. Diese spezifischen Produkte wurden unter Brandbedingungen getestet. Die Verwendung einer ungeeigneten Grundierung kann dazu führen, dass sich das gesamte Brandschutzsystem im Brandfall vom Baukörper löst und seinen Zweck nicht mehr erfüllt.

Das Brandschutzsystem wird auf einen sauberen Stahl- oder verzinkten Stahluntergrund aufgebracht. Sollten sich am Bauwerk alte Farbanstriche unbekannter Herkunft befinden, sollten diese entfernt werden. Einige Systeme ermöglichen auch die Anwendung auf Gusseisen.

Auswahl feuerhemmender Farben für Stahlkonstruktionen

Die Auswahl eines Brandschutzsystems für Stahlkonstruktionen ist ein komplexer Prozess und hängt von mehreren Faktoren ab. Jedes der unten aufgeführten Elemente ist notwendig, um das optimale Brandschutzsystem auszuwählen.

Erforderliche Feuerwiderstandsklasse

Die Brandschutzklasse bezieht sich auf die zusätzliche Zeit, die eine Beschichtung mit feuerhemmender Farbe bieten soll, bevor das Stahlbauteil seine Streckgrenze erreicht. Diese Klasse ist z.B. mit R30 gekennzeichnet, also Schutz für 30 Minuten.

Die Feuerwiderstandsklasse für bestimmte Bauelemente wird anhand der nachstehenden Tabelle bestimmt, die in der Verordnung des Ministers für Infrastruktur vom 12. April 2002 über die technischen Bedingungen, die Gebäude und deren Standort erfüllen müssen, enthalten ist. 

Feuerwiderstandsklasse von Bauteilen

Massivitätsindex des Stahlprofils

Der Massivitätsindex eines Stahlprofils bezeichnet das Verhältnis des Umfangs des dem Feuer ausgesetzten Profils zu seiner Querschnittsfläche. Die Einheit des Abschnittsmassivitätsindex ist [  1  m ] . Das bedeutet, dass der Umfang in Metern und die Querschnittsfläche in Quadratmetern angegeben werden sollte. Diese Werte finden sich üblicherweise in Tabellen zur Bemessung von Metallkonstruktionen. Im Internet finden Sie ganz einfach vorgefertigte Tabellen mit Massivitätsindikatoren für verschiedene Stahlprofile. Hierbei handelt es sich um einen individuellen Wert für jeden Querschnitt. Damit wir ein Angebot für ein Brandschutzsystem erstellen können, ist die Zusendung einer Stahlliste erforderlich. Leider können wir den theoretischen Bedarf an feuerhemmender Farbe nicht anhand der Gesamtfläche oder des Gesamtgewichts der Struktur berechnen.

Beispielrechnungen für einen normalen I-Träger IPN240 unter der Annahme, dass dieser von allen Seiten dem Feuer ausgesetzt ist (sog. vierseitige Belastung):

Querschnittsfläche: A = 46,1 cm 2 = 0,00461 m 2
 Umfang: U = 0,884 m

Massivitätsindex des Abschnitts:
U  A = 0,884 m  0,00461 m 2 = 191,76 1  m Wenn derselbe I-Träger beispielsweise eine monolithische Decke tragen würde, gehen die Berechnungen davon aus, dass der Umfang um die Breite der oberen Fußzeile verringert ist. In diesem Fall beträgt der Massivitätsindex des Abschnitts 168,76 1  m . Ähnlich verfahren wir, wenn nur die Fußzeile aus der Decke herausragt (z. B. Klein-Decke). Wie Sie leicht erkennen können, sollten wir, wenn wir ein gut ausgewähltes System wünschen, bereits in der Anfragephase detaillierte Daten bereitstellen. Darüber hinaus ist die intumeszierende Farbschicht umso dünner, je niedriger der Massivitätsindex des Abschnitts ist, sodass wir möglicherweise Geld sparen können.

Wenn unsere Struktur aus ungewöhnlichen Profilen besteht, lohnt es sich, sie zu markieren. Beispielsweise können zwei C-Profile miteinander verschweißt werden, sodass ein geschlossenes Profil entsteht. Die Dicke der feuerhemmenden Farbbeschichtung wird dann nach einer anderen Tabelle als bei offenen Profilen ausgewählt.

Kritische Temperatur auslegen

Unter der kritischen Temperatur versteht man die Temperatur, bei der unser Stahlprofil seine Streckgrenze erreicht und seine Tragfähigkeit verliert. Die kritische Temperatur sollte vom Konstrukteur angegeben werden.

Beschichtungsdicke auf der Grundlage der technischen Zulassung oder der europäischen technischen Bewertung für die dämmschichtbildende Farbe aus. Jedes der oben genannten Dokumente enthält Tabellen mit einer Zusammenfassung der Schichtdicken.

die feuerfeste Farbe Steelguard 564 , für offene Profile, Klasse R60 und die vorgesehene kritische Stahltemperatur im Bereich von 550–700 °C. Wenn wir auf das frühere Beispiel des normalen I-Trägers IPN240 zurückkommen, ist es leicht zu erkennen, dass sich die Dicke der feuerhemmenden Farbbeschichtung je nach Grad der Brandeinwirkung und dem Massivitätsindex des Abschnitts erheblich ändert. Die Dicke der Beschichtung wird in Millimetern ausgedrückt und liegt bei einer kritischen Temperatur von 550 °C zwischen 0,22 mm und 1,62 mm. Das heißt, von 220 bis 1620 Mikrometer trocken.

Steelguard561 Tischfragment

Es kann vorkommen, dass ein bestimmtes Profil nicht der erforderlichen Klasse zugeordnet werden kann. Beispielsweise wurde die R60-Klasse übernommen und der Konstrukteur verwendete geschlossene rechteckige Profile mit dünnen Wänden. In diesem Fall müssen Sie leider andere Profile auswählen.

Umweltkorrosivitätsklasse

Die Umweltkorrosivitätsklasse wird gemäß der Norm PN-EN ISO 12944-2:2001 . Eine ausführliche Beschreibung der Umweltkorrosivitätsklassen finden Sie in unserem Artikel „Auswahl von Korrosionsschutzlacksystemen“ . Bei Büro-/Dienstleistungsgebäuden liegt die Korrosionsklasse in der Regel nicht über C2. Die Korrosionsklasse dient hauptsächlich dazu, die Dicke der Grund- und Decklackschichten zu bestimmen.

Um das beste Brandschutzsystem für eine bestimmte Stahlkonstruktion auszuwählen, benötigen wir zusammenfassend die folgenden Informationen:

  • Liste der Stahlkonstruktionen (wie viele Lauf- oder Quadratmeter Einzelprofile)
  • Vom Designer angegebene kritische Temperatur (falls nicht angegeben, gehen wir von einer Temperatur von 550℃ aus, aber bitte bedenken Sie, dass die Verantwortung immer beim Kunden liegt)
  • Umweltkorrosivitätsklasse
  • Information, ob es sich um schwarzen Stahl oder verzinkten Stahl handelt
  • erforderliche Deckfarbe