Die Brandschutzbehandlung von Stahlkonstruktionen bei Neubauten und Sanierungen ist mittlerweile Standard. Im Brandfall kann Stahl schnell seine Streckgrenze erreichen, was zum Einsturz der Tragkonstruktion führen kann. Brandschutzanstriche, auch Intumeszenzanstriche genannt, verlängern diese Zeitspanne und geben den Menschen die Möglichkeit, sich sicher in Sicherheit zu bringen und der Feuerwehr das Eingreifen zu ermöglichen. Im Brandfall quillt die Intumeszenzanstrichschicht auf und bildet einen schützenden Schaum auf der Konstruktion.

Feuerhemmende Farbe wird niemals als alleinige Beschichtung auf ein Gebäude aufgetragen. Ein komplettes Feuerhemmsystem besteht aus drei Beschichtungen, von denen jede eine spezifische Funktion erfüllt.

  • Grundierung – Korrosionsschutz für Stahl,
  • Feuerhemmende Farbe – verlängert die Zeit, die Stahl benötigt, um seine Streckgrenze zu erreichen,
  • Die Deckschicht schützt die feuerhemmende Farbbeschichtung vor mechanischer Beschädigung und Feuchtigkeit. In manchen Fällen kann auf die Deckschicht verzichtet werden (abhängig von der jeweiligen Brandschutzfarbe, der Korrosionsklasse und der Expositionsintensität). Die Deckschicht kann in einer vom Kunden aus der RAL- Farbpalette .

Sowohl Grundierung als auch Decklack müssen für den Einsatz in Brandschutzsystemen zugelassen sein. Die für die Brandschutzfarbe ausgestellte Technische Zulassung/Europäische Technische Bewertung legt fest, welche spezifischen Farben im Brandschutzsystem verwendet werden dürfen. Diese Produkte wurden unter Brandbedingungen getestet. Die Verwendung einer ungeeigneten Grundierung kann dazu führen, dass sich das gesamte Brandschutzsystem von der Struktur löst und im Brandfall seine vorgesehene Funktion nicht erfüllt.

Das Brandschutzsystem wird auf sauberem Stahl oder verzinktem Stahluntergrund angebracht. Falls das Bauwerk alte Farbanstriche unbekannter Herkunft aufweist, müssen diese entfernt werden. Einige Systeme können auch auf Gusseisen aufgebracht werden.

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Auswahl feuerhemmender Farbe für Stahlkonstruktionen

Die Auswahl eines Brandschutzsystems für Stahlkonstruktionen ist ein komplexer Prozess und hängt von mehreren Faktoren ab. Jedes der unten aufgeführten Elemente ist für die Auswahl des optimalen Brandschutzsystems unerlässlich.

Erforderliche Feuerwiderstandsklasse

Die Feuerwiderstandsklasse gibt die zusätzliche Zeit an, die eine feuerhemmende Lackierung bietet, bevor ein Stahlbauteil seine Streckgrenze erreicht. Diese Klasse wird beispielsweise mit R30 bezeichnet, was 30 Minuten Schutz bedeutet.

Die Feuerwiderstandsklasse für bestimmte Bauteile wird anhand der nachstehenden Tabelle bestimmt, die in der Verordnung des Infrastrukturministers vom 12. April 2002 über die technischen Anforderungen an Gebäude und deren Standort zu finden ist. 

Feuerwiderstandsklasse von Bauteilen

Stahlprofil-Massenindex

Der Massenindex für Stahlquerschnitte ist das Verhältnis des Umfangs des brandgefährdeten Querschnitts zu seiner Querschnittsfläche. Die Einheit für den Massenindex 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 für die Bemessung von Metallkonstruktionen. Vorgefertigte Tabellen mit Massenindizes für verschiedene Stahlprofile sind online leicht zu finden. Da dieser Wert für jeden Querschnitt individuell ist, benötigen wir für die Erstellung eines Angebots für ein Brandschutzsystem die Stahlspezifikation. Leider können wir den theoretischen Bedarf an Brandschutzanstrich nicht anhand der Gesamtoberfläche oder des Gewichts der Konstruktion berechnen.

Beispielrechnungen für einen normalen I-Träger IPN240, unter der Annahme, dass er von allen Seiten Feuer ausgesetzt ist (sogenannte vierseitige Exposition):

Querschnittsfläche: A = 46,1 cm² = 0,00461 m²
Umfang: U = 0,884 m

Querschnittsmassenindex:
U  A = 0,884 m   0,00461 m = 191,76 m. Würde derselbe I Träger beispielsweise eine monolithische Decke tragen, würde man für die Berechnungen den Umfang abzüglich der Breite des oberen Flansches verwenden. In diesem Fall betrüge der Querschnittsmassenindex 168,76  m . Analog verfahren wir, wenn nur der Flansch aus der Decke herausragt (z. B. bei einer Klein-Decke). Wie Sie leicht erkennen können, sollten wir für ein optimal gewähltes System bereits in der Anfragephase detaillierte Informationen bereitstellen. Je niedriger der Querschnittsmassenindex ist, desto dünner kann die Brandschutzanstrichschicht sein, was sich unter Umständen als kostensparende Option erweisen kann.

Besteht unsere Konstruktion aus ungewöhnlichen Profilen, sollte dies erwähnt werden. Beispielsweise können zwei C-Profile miteinander verschweißt werden, wodurch ein geschlossenes Profil entsteht. Die Dicke der feuerhemmenden Lackierung wird dann aus einer anderen Tabelle als für offene Profile ausgewählt.

Auslegungstemperatur

Die kritische Temperatur ist die Temperatur, bei der das Stahlprofil seine Streckgrenze erreicht und seine Tragfähigkeit verliert. Die kritische Temperatur muss vom Konstrukteur festgelegt werden.

Sobald die erforderliche Feuerwiderstandsklasse, der Querschnittsmassenindex und die Auslegungstemperatur bekannt sind, wählen wir die geeignete Beschichtungsdicke anhand der Technischen Zulassung oder der Europäischen Technischen Bewertung für die Brandschutzfarbe. Jedes der genannten Dokumente enthält Tabellen mit den empfohlenen Beschichtungsdicken.

Nachfolgend ein Tabellenauszug für Steelguard 564 für offene Profile der Klasse R60 und eine Auslegungstemperatur des Stahls von 550–700 °C. Am Beispiel des IPN240-Standard-I-Trägers wird deutlich, dass die Dicke der Brandschutzfarbe je nach Brandeinwirkung und Querschnittsmassenindex stark variiert. Die Schichtdicke wird in Millimetern angegeben und liegt bei einer Auslegungstemperatur von 550 °C zwischen 0,22 mm und 1,62 mm bzw. 220 bis 1620 Mikrometern (trocken).

Steelguard561 Tabellenfragment

Es kann vorkommen, dass ein bestimmtes Profil nicht der erforderlichen Schutzklasse entspricht. Beispielsweise wurde die Klasse R60 gewählt, und der Konstrukteur verwendete geschlossene rechteckige Querschnitte mit dünnen Wänden. In diesem Fall müssen leider andere Profile ausgewählt werden.

Umweltkorrosionsklasse

Die Umweltkorrosivitätsklasse wird gemäß der Norm PN-EN ISO 12944-2:2001 . Eine detaillierte Beschreibung der Umweltkorrosivitätsklassen finden Sie in unserem Artikel „Auswahl von Korrosionsschutzanstrichsystemen “. Für Büro- und Gewerbegebäude liegt die Korrosivitätsklasse typischerweise unter C2. Die Korrosivitätsklasse dient primär zur Bestimmung der Schichtdicke von Grundierung und Decklack.

Zusammenfassend benötigen wir für die optimale Auswahl eines Brandschutzsystems für eine bestimmte Stahlkonstruktion folgende Informationen:

  • Liste der Stahlkonstruktionen (wie viele Laufmeter bzw. Quadratmeter an einzelnen Profilen gibt es)
  • kritische Temperatur, die vom Konstrukteur festgelegt wird (falls nicht angegeben, gehen wir von einer Temperatur von 550℃ aus, aber bitte beachten Sie, dass die Verantwortung immer beim Kunden liegt)
  • Umweltkorrosivitätsklasse
  • Informationen darüber, ob es sich um schwarzen Stahl oder verzinkten Stahl handelt
  • Erforderliche Decklackfarbe

Häufig gestellte Fragen – Brandschutzfarben für Stahlkonstruktionen

1. Was sind feuerhemmende (intumeszierende) Farben und wie funktionieren sie?

Feuerhemmende Anstriche – auch als Intumeszenzfarben bekannt – sind spezielle Beschichtungen, die im Brandfall aufquellen und eine isolierende Schaumschicht um die Stahlkonstruktion bilden. Dadurch wird die Erhitzung des Stahls verlangsamt und die Tragfähigkeit der Konstruktion verlängert. Ohne diesen Schutz erreicht Stahl im Brandfall innerhalb weniger Minuten eine kritische Temperatur, bei der er zu bröckeln beginnt und möglicherweise zum Einsturz der gesamten Konstruktion führt. 

2. Reicht feuerhemmende Farbe allein aus – oder benötige ich zusätzlich eine Grundierung und einen Decklack?

Nein – feuerhemmende Farbe wird niemals als alleinige Schicht verwendet. Ein vollständiges Brandschutzsystem besteht typischerweise aus drei Schichten: einer Korrosionsschutzgrundierung, einer Brandschutzbeschichtung und optional einer Deck-/Schutzbeschichtung. Die falsche Grundierung kann die Funktionsfähigkeit des Systems beeinträchtigen. Üblicherweise wird eine Epoxid-Korrosionsschutzfarbe, wie z. B. Telpox P100 , als Grundierung verwendet, gefolgt von einer Brandschutzbeschichtung, wie z. B. Flame Stal oder Steelguard Telpur T300, als Deckbeschichtung .

3. Wie wird ermittelt, wie viele Minuten Brandschutz eine bestimmte Farbe bietet?

Feuerhemmende Beschichtungen werden einer Feuerwiderstandsklasse zugeordnet – z. B. R30, R60, R90 usw. –, die angibt, wie viele Minuten der Stahl nach einem Brand seine Tragfähigkeit beibehält. Die gewählte Klasse hängt von der Gebäudekonstruktion und den Normen ab. R30 steht für 30 Minuten, R60 für 60 Minuten usw. Die Schichtdicke von Grundierung, Brandschutzfarbe und Decklack wird jeweils an die spezifischen Projektanforderungen angepasst. Diese können je nach Produkt variieren – jedes Produkt wird separaten Tests unterzogen und erfüllt dieselben Normen bei unterschiedlichen Verbrauchsraten.

4. Kann jedes Stahlprofil mit feuerhemmender Farbe geschützt werden?

Nicht für alle. Die Dicke und Wirksamkeit der Brandschutzschicht hängen unter anderem vom Querschnittsflächenverhältnis ab. In manchen Fällen – beispielsweise bei dünnen Wänden oder geschlossenen Querschnitten – bietet die Farbe möglicherweise nicht den erforderlichen Schutz. Es empfiehlt sich daher, stets einen technischen Berater zu kontaktieren, der anhand der ETA ( sowie die erforderlichen Schichtdicken der einzelnen Brandschutzschichten ermittelt.

5. Sind feuerhemmende Farben auch auf verzinkten Stahlkonstruktionen wirksam?

Ja, Brandschutzsysteme können sowohl auf schwarzem als auch auf verzinktem Stahl angebracht werden. Wichtig ist, dass der Untergrund ordnungsgemäß vorbereitet und sauber ist. Die Verwendung einer speziellen Grundierung kann ebenfalls erforderlich sein. 

6. Schützt feuerhemmende Farbe Stahl vor Korrosion? 

Nicht immer – eine feuerhemmende Beschichtung dient primär dem Brandschutz. Daher umfasst das System eine Korrosionsschutzgrundierung, die den Stahl vor Rost schützt. Die im Brandschutzsystem verwendete Korrosionsschutzgrundierung bietet also Korrosionsschutz, während die Brandschutzfarbe den Stahl im Brandfall vor Überhitzung schützt.

7. Kann feuerhemmende Farbe auf Gebäuden mit bereits vorhandener Farbe oder Beschichtung verwendet werden?

Generell gilt: Nein – alte Beschichtungen, insbesondere solche unbekannter Herkunft, sollten entfernt werden. Das Brandschutzsystem benötigt einen sauberen Stahluntergrund – andernfalls können Haftung und Wirksamkeit im Brandfall nicht gewährleistet werden. 

8. Wie bereitet man Stahl vor dem Auftragen eines Brandschutzsystems vor?

Die Oberfläche muss von Rost, alten Beschichtungen, Fett und anderen Verunreinigungen befreit werden. Sandstrahlen bis aufs blanke Metall wird als effektive Methode empfohlen. Anschließend wird eine geeignete, für das jeweilige System zugelassene Korrosionsschutzgrundierung, z. B. Telpox P100 , aufgetragen, gefolgt von einer Schicht Brandschutzfarbe, z. B. Flame Stal oder Steelguard , und abschließend einem Polyurethan-Decklack, z. B. Telpur T300 .

9. Sind feuerhemmende Anstriche auch im Außenbereich wirksam – z. B. auf Stahlkonstruktionen, die Witterungseinflüssen ausgesetzt sind?

Ja, aber eine Deckschicht ist erforderlich, um die Brandschutzbeschichtung vor Feuchtigkeit, UV-Strahlung und mechanischen Beschädigungen zu schützen. Die Wahl des Systems hängt von der Korrosivität der Umgebung und der Exposition des Bauwerks ab.

10. Wie lässt sich überprüfen, ob feuerhemmende Farbe tatsächlich die Brandschutznormen erfüllt? 

Prüfen Sie, ob für das Produkt eine technische Zulassung oder eine Europäische Technische Bewertung (ETA) . Diese Dokumente enthalten Tabellen mit Beschichtungsdicken für verschiedene Widerstandsklassen (R30, R60 usw.). Kenntnisse über das Stahlprofil, den Massenindex und die Expositionsbedingungen sind entscheidend für die Auswahl des richtigen Systems.

Bei Fragen kontaktieren Sie uns bitte. Wir beraten Sie gerne und helfen Ihnen bei der Auswahl des richtigen Systems!