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Baulicher Brandschutz von Industriebauten

©2009 Bachelorarbeit 111 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Mit dieser Bachelorarbeit wurde der gegenwärtige Stand des Wissens über den baulichen Brandschutz in seiner Breite so dargestellt, dass dem Lesenden eine fach-spezifische Grundlage vermittelt wird. Augenmerk in dieser Bachelorarbeit ist, neben den Grundlagen des baulichen Brandschutzes, der vorbeugende Brandschutz im Industriebau.
Gang der Untersuchung:
Das 1. Kapitel befasst sich u. a. mit der Brandentstehung und dem Brandverlauf sowie mit der Strukturierung des Brandschutzes. Demnach gibt es den vorbeugenden Brandschutz und den abwehrenden Brandschutz. Auf die Grundlagen des vorbeugenden Brandschutzes wird im 2. Kapitel eingegangen. Die Ursachen für einen Brand können verschiedenen Ursprung haben. Es können technische und natürliche Brandursachen möglich sein, oder durch Brandstiftung verursacht werden. Deshalb ist die wichtigste Aufgabe des baulichen Brandschutzes die Gewährleistung des Schutzes von Menschen, Tieren, Sachwerten und Umwelt. Um dies zu ermöglichen gibt es eine Vielfalt von technischen und organisatorischen Brandschutzmaßnahmen. Die im 3. Kapitel beschriebenen gesetzlichen Grundlagen, u. a. die Musterbauordnung, die Landesbauordnungen (hier Thüringer Bauordnung), die Muster-Industriebaurichtlinie für Industriebauten sowie die DIN-Normen (z. B.: DIN 4102) weisen auf die Dringlichkeit des Brandschutzes hin und bieten Ausgangspunkte u. a. für die Umsetzung von Brandschutzmaßnahmen und -nachweisverfahren. Im 4. Kapitel wird auf die drei Brandschutznachweisverfahren der Muster-Industriebaurichtlinie näher eingegangen und beschrieben. Nachdem die Grundlagen in den ersten Kapiteln gegeben und die Brandschutznachweisverfahren für Industriebauten beschrieben wurden, geht es speziell im vorletzten Kapitel u. a. um die Brandrisiken und baulichen Brandschutzmaßnahmen im Industriebau. Aus gegebenen Statistiken wurden Brandereignisse und Schäden von den Beispielen Produktions- und Lagerhallen analysiert. Das Beispiel der A380-Werft als Industriebau zeigt, wie in der Praxis der bauliche Brandschutz angewendet wurde. Das letzte Kapitel weist darauf hin, wie sich Stahl im Fall eines Brandes verhält und wie man durch die Brandschutzmaßnahmen der Brandbeschichtung und -bekleidung die Tragfunktion von Stahlbauteilen verbessern kann. Das genannte Praxisbeispiel zeigt, dass heutzutage immer mehr das brandsichere Bauen mit sichtbarem Stahl in den Vordergrund tritt. Das letzte Kapitel endet mit der ökonomischen Betrachtung von […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


Nancy Klemm
Baulicher Brandschutz von Industriebauten
ISBN: 978-3-8366-4119-7
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2010
Zugl. Bauhaus-Universität Weimar, Weimar, Deutschland, Bachelorarbeit, 2009
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2010

I
E i n l e i t u n g
Mit dieser Bachelorarbeit wurde der gegenwärtige Stand des Wissens über den bau-
lichen Brandschutz in seiner Breite so dargestellt, dass dem Lesenden eine fach-
spezifische Grundlage vermittelt wird. Augenmerk in dieser Bachelorarbeit ist, neben
den Grundlagen des baulichen Brandschutzes, der vorbeugende Brandschutz im In-
dustriebau.
Das 1. Kapitel befasst sich u. a. mit der Brandentstehung und dem Brandverlauf so-
wie mit der Strukturierung des Brandschutzes. Demnach gibt es den vorbeugenden
Brandschutz und den abwehrenden Brandschutz. Auf die Grundlagen des vorbeu-
genden Brandschutzes wird im 2. Kapitel eingegangen. Die Ursachen für einen
Brand können verschiedenen Ursprung haben. Es können technische und natürliche
Brandursachen möglich sein, oder durch Brandstiftung verursacht werden. Deshalb
ist die wichtigste Aufgabe des baulichen Brandschutzes die Gewährleistung des
Schutzes von Menschen, Tieren, Sachwerten und Umwelt. Um dies zu ermöglichen
gibt es eine Vielfalt von technischen und organisatorischen Brandschutzmaßnah-
men. Die im 3. Kapitel beschriebenen gesetzlichen Grundlagen, u. a. die Muster-
bauordnung, die Landesbauordnungen (hier Thüringer Bauordnung), die Muster-
Industriebaurichtlinie für Industriebauten sowie die DIN-Normen (z. B.: DIN 4102)
weisen auf die Dringlichkeit des Brandschutzes hin und bieten Ausgangspunkte u. a.
für die Umsetzung von Brandschutzmaßnahmen und -nachweisverfahren. Im 4. Ka-
pitel wird auf die drei Brandschutznachweisverfahren der Muster-Industriebau-
richtlinie näher eingegangen und beschrieben. Nachdem die Grundlagen in den ers-
ten Kapiteln gegeben und die Brandschutznachweisverfahren für Industriebauten
beschrieben wurden, geht es speziell im vorletzten Kapitel u. a. um die Brandrisiken
und baulichen Brandschutzmaßnahmen im Industriebau. Aus gegebenen Statistiken
wurden Brandereignisse und Schäden von den Beispielen Produktions- und Lager-
hallen analysiert. Das Beispiel der A380-Werft als Industriebau zeigt, wie in der Pra-
xis der bauliche Brandschutz angewendet wurde. Das letzte Kapitel weist darauf hin,
wie sich Stahl im Fall eines Brandes verhält und wie man durch die Brandschutz-
maßnahmen der Brandbeschichtung und -bekleidung die Tragfunktion von Stahlbau-
teilen verbessern kann. Das genannte Praxisbeispiel zeigt, dass heutzutage immer
mehr das brandsichere Bauen mit sichtbarem Stahl in den Vordergrund tritt. Das
letzte Kapitel endet mit der ökonomischen Betrachtung von Stahl und Brandschutz-
maßnahmen für Stahlbauteile.
In dieser Bachelorarbeit wurde nicht auf den Brandschutznachweis nach DIN EN
1993-1-2 eingegangen. Die gesetzliche Grundlage der DIN 18230 wurde nicht weiter
benannt, es wurde nur näher auf das Nachweisverfahren nach DIN 18230 im 4. Ka-
pitel eingegangen. Die Methoden des Brandschutzingenieurwesens wurden in 4.3
nur aufgezählt (z. B. Brandsimulationen), aber nicht weiter beschrieben.

II
I n h a l t s v e r z e i c h n i s
Einleitung ... I
Inhaltsverzeichnis ... II
Abbildungsverzeichnis... IV
Tabellenverzeichnis ... VI
Abkürzungsverzeichnis... VII
1
ALLGEMEINES ... 8
1.1
Brandentstehung ... 8
1.2
Brandverlauf ... 10
1.2.1
Einheits-Temperaturkurve ... 12
1.2.2
Flash-Over ... 13
1.3
Brandschutzkette... 14
1.4
Verhalten im Brandfall ... 15
1.5
Anforderungen... 16
1.6
Struktur des Brandschutzes ... 18
1.7
Abwehrender Brandschutz ... 18
2
GRUNDLAGEN DES VORBEUGENDEN BRANDSCHUTZES ... 19
2.1
Zielsetzung des Brandschutzes ... 19
2.2
Brandursachen und -risiko ... 21
2.3
Brandschutzmaßnahmen ... 25
2.3.1
Technische Brandschutzmaßnahmen ... 25
2.3.2
Organisatorische Brandschutzmaßnahmen ... 34
2.3.3
Brandsicherheitsniveau... 37
3
GESETZLICHE GRUNDLAGEN - BAUORDNUNGEN, RICHTLINIEN,
NORMEN UND EUROPÄISCHE NORMEN ... 38
3.1
Musterbauordnung ... 38
3.2
Landesbauordnungen ... 40
3.3
Muster-Industriebaurichtlinie ... 41
3.4
vfdb-Richtlinie 01/01 ... 43
3.5
DIN-Normen ... 47
3.5.1
DIN 4102 ­ ,,Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen" ... 48
3.5.2
DIN 14096 ­ ,,Brandschutzordnung" ... 49
3.6
DIN EN-Normen (Eurocode) ... 51

III
4
BRANDSCHUTZNACHWEISVERFAHREN ... 53
4.1
Vereinfachtes Nachweisverfahren ... 54
4.2
Nachweisverfahren nach DIN 18230 ... 55
4.3
Nachweis mit Methoden des Brandschutzingenieurwesens ... 57
5
VORBEUGENDER BRANDSCHUTZ IM INDUSTRIEBAU ... 61
5.1
Brandschutzkonzept ... 61
5.2
Brandrisiko ... 63
5.3
Allgemeine Anforderungen des Brandschutzes ... 64
5.3.1
Löschwasserbedarf ... 64
5.3.2
Lage und Zugänglichkeit ... 65
5.3.3
Rettungswege ... 66
5.3.4
Rauchabzug ... 67
5.4
Bauliche Brandschutzmaßnahmen ... 69
5.4.1
Rettungswege ... 69
5.4.2
Gebäudeunterteilungen ... 70
5.4.3
Auswirkungen von Brandschutzmaßnahmen ... 72
5.5
Auswertung von Brandereignissen ... 74
5.6
Schadenanalyse von Produktions- und Lagerhallen ... 75
5.7
Schutzinteressen und Ausblick ... 77
5.8
Praxisbeispiel: A380-Werft ... 78
6
VORBEUGENDER BRANDSCHUTZ FÜR STAHLBAUTEILE ... 81
6.1
Eigenschaften von Stahl im Brandfall ... 81
6.2
Brandschutzbeschichtung ... 83
6.2.1
HENSOTHERM
®
-Brandschutzsysteme... 83
6.2.2
pyroplast
®
-Brandschutzsysteme ... 85
6.3
Brandschutzbekleidung ... 87
6.3.1
Berechnung des U/A-Wertes ... 87
6.3.2
Conlit Steelprotect Board/Alu ... 88
6.3.3
Conlit Steelprotect Section/Alu ... 90
6.4
Brandsicher bauen mit sichtbarem Stahl... 91
6.4.1
Praxisbeispiel: Flugzeughalle in Hamburg/ Fuhlsbüttel ... 92
6.5
Ökonomische Betrachtung ... 92
Anhang... XCV
Quellenverzeichnis... CIV

IV
A b b i l d u n g s v e r z e i c h n i s
Abbildung 1: Voraussetzungen für die Brandentstehung... 8
Abbildung 2: Erscheinungsformen des Feuers ... 9
Abbildung 3: Brandphasen und Brandrisiken ... 11
Abbildung 4: Verlauf der Einheits-Temperaturkurve ... 12
Abbildung 5: Darstellung des Flash-Over ... 13
Abbildung 6: Brandschutzkette ... 15
Abbildung 7: Struktur des Brandschutzes ... 18
Abbildung 8: Schematische Darstellung von Brandursachen... 21
Abbildung 9: Brandursachen nach Bussenius ... 22
Abbildung 10: Struktur des Brandschutzes im Bauwesen ... 25
Abbildung 11: Trennung ausgedehnter Gebäudebereiche... 27
Abbildung 12: Trennung unterschiedlich gefährdeter Gebäudeteile (a, b) ... 28
Abbildung 13: Schematische Darstellung einer Brandmeldeanlage ... 30
Abbildung 14: Schematische Darstellung der Schadenhöhe mit/ohne BMA... 31
Abbildung 15: Einfluss von RWA auf die Schadenhöhe ... 33
Abbildung 16: Nicht vorhandene RWA... 33
Abbildung 17: Vorhandene RWA ... 34
Abbildung 18: Optimiertes ökonomisches Brandsicherheitsniveau ... 37
Abbildung 19: Zielorientierte Gesamtbewertung im Brandschutzkonzept ... 45
Abbildung 20: Beteiligte an einem Brandschutzkonzept... 46
Abbildung 21: Nachweisverfahren nach MIndBauRL ... 53
Abbildung 22: Zusammenhang zwischen den Nachweisverfahren der klassischen
Vorgehensweise und den Ingenieurmethoden... 59
Abbildung 23: Brandschutzplanung ... 61
Abbildung 24: Integrierende Betrachtung und Brandschutzkonzept ... 62
Abbildung 25: Betrachtung des Brandrisikos... 63
Abbildung 26: Feuerwehrumfahrt ... 65
Abbildung 27: Erdgeschossiger Industriebau < 200 m² ... 69
Abbildung 28: Trapezblech mit brennbarer Dachabdichtung ... 71
Abbildung 29: Lageplan des Industriebaus ... 71
Abbildung 30: Schaden des Daches ... 72
Abbildung 31: Auswirkung von Brandschutzmaßnahmen in Produktionshallen ... 72

V
Abbildung 32: Auswirkung von Brandschutzmaßnahmen in Lagerhallen ... 73
Abbildung 33: Schadensbild bei Produktionshallen ... 76
Abbildung 34: Schadensbild bei Lagerhallen ... 76
Abbildung 35: Mechanische Werte von Stahl in Abhängigkeit von der Temperatur . 82
Abbildung 36: Stahlkonstruktion der "Europa Passage" ... 85
Abbildung 37: Detail der Stahlkonstruktion ... 86
Abbildung 38: Berechnung des U/A-Wertes ... 88
Abbildung 39: Stahlträgers mit Conlit Steelprotect Board/Alu-Bekleidung ... 89
Abbildung 40: Verkleidung mit dem Conlit Steelprotect Section/Alu ... 90
Abbildung 41: Welt-Stahlbedarf (Prognose 2005 - 2010) ... 92
Abbildung 42: Ungefähre Kosten für Brandschutzmaßnahmen in ECU pro m²... 93
Abbildung 43: Ungefähre Kosten von Brandschutzmaßnahmen für Stahlbauteile in
ECU pro t Stahl ... 94
Abbildung 44: Brandschutzordnung Teil A ­ Informativer Aushang ... XCVIII
Abbildung 45: Korrekte Bauausführung nach dem Brand ... XCIX
Abbildung 46: Wartungshalle nach dem 1. Bauabschnitt ...CI
Abbildung 47: Wartungshalle nach dem 2. Bauabschnitt ...CI
Abbildung 48: Halleninnere mit Blick auf die CI-System Lichtbänder B ...CII
Abbildung 49: Rauch- und Wärmeabzugsgeräte ­ Typ CI-System Rauchlicht B ...CII
Abbildung 50: Fertig montiertes Stahlskelett...CIII
Abbildung 51: Flugzeughalle nach Endbau ...CIII

VI
T a b e l l e n v e r z e i c h n i s
Tabelle 1: Temperaturdifferenzwerte
(t) ... 13
Tabelle 2: Grundsatzanforderungen nach den Landesbauordnungen ... 16
Tabelle 3: Einzelanforderungen nach den Landesbauordnungen ... 17
Tabelle 4: Vorbeugende Brandschutzmaßnahmen für Personen und Sachwerte ... 20
Tabelle 5: Anforderungen der Schutzziele ... 20
Tabelle 6: Eintrittswahrscheinlichkeit von Bränden ... 24
Tabelle 7: Systematik von Brandabschnitten ... 28
Tabelle 8: Aufgaben und Zuständigkeiten der Brandschutzbeauftragten... 36
Tabelle 9: Inhaltsübersicht - Musterbauordnung 2002 ... 38
Tabelle 10: Gebäudeklassen ... 39
Tabelle 11: Inhaltsübersicht ­ ThürBO ... 40
Tabelle 12: Zulässige Größe der Brandabschnittsflächen in m² ... 42
Tabelle 13: Sicherheitskategorien ... 43
Tabelle 14: Umsetzung des Brandschutzkonzeptes... 45
Tabelle 15: Baustoffklassen... 48
Tabelle 16: Feuerwiderstandsklassen ... 49
Tabelle 17: Zielgruppen und deren entsprechender Personenkreis ... 50
Tabelle 18: Übersicht über die Originalfassungen und die deutschen Ausgaben
der Eurocode-Brandschutzteile ... 51
Tabelle 19: Mindestbreite der Freiflächenbreite in Bezug auf die Lagerguthöhe... 54
Tabelle 20: Brandschutzklassen ... 56
Tabelle 21: Zulässige Größe der Flächen von BBA erdgeschossiger
Industriebauten... 57
Tabelle 22: Löschwasserbedarf für Industriebauten ... 64
Tabelle 23: Anforderungen an Rettungswege ... 66
Tabelle 24: Anforderungen an den Rauchabzug... 68
Tabelle 25: Erforderliche Feuerwiderstandsklassen der Stahlbauteile ... 79
Tabelle 26: Zuordnung von Anforderungen an die Gebäudeklassen ... XCVI
Tabelle 27: Zuordnung der Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102 zu den
bauordnungsrechtlichen Anforderungen nach MBO... XCVII
Tabelle 28: Zusammenstellung der Brandereignisse ...C

VII
A b k ü r z u n g s v e r z e i c h n i s
aaRdT
allgemein anerkannte Regeln der Technik
ArbSchG
Arbeitsschutzgesetz
ArbStättV
Arbeitsstättenverordnung
ASR
Arbeitsstätten-Richtlinien
BauO NRW
Bauordnung für das Land Nordrhein-Westfalen
BetrSichV
Betriebssicherheitsverordnung
BBA
Brandbekämpfungsabschnitt
BMA
Brandmeldeanlage
CEN
frz.: Comité Européen de Normalisation
Europäisches Komitee für Normung
CIB/W14
International Council for Research and Innovation in Building
and Construction (W14 = Fire)
DIN
Deutsches Institut für Normung
DIBt
Deutsches Institut für Bautechnik
ECU
European Currency Unit (Europäische Währungseinheit)
GenTSV
Gentechnik-Sicherheitsverordnung
GUV
Gesetzliche Unfallversicherung
StrlSchV
Strahlenschutzverordnung
MBO
Musterbauordnung
MIndBauRL
Muster-Industriebaurichtlinie
NCS
Natural Color System
RAL
Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung
(früher: Reichsausschuss für Lieferbedingungen und Gütesicherung)
ThürBO
Thüringer Bauordnung
UVV
Unfallverhütungsvorschrift
Vfdb
Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e. V.

8
1
A L L G E M E I N E S
Brand ist ein unvorhersehbares Feuer, welches sich unkontrolliert und schnell aus-
breiten kann.
1
Dadurch können Personen-, Sach- und Umweltschäden verursacht
werden.
1 . 1
B r a n d e n t s t e h u n g
Damit ein Brand entstehen kann, müssen ganz bestimmte Voraussetzungen, bzw.
Vorbedingungen vorhanden sein. Diese drei notwendigen Voraussetzungen sind
schematisch in der Abbildung 1 dargestellt:
Abbildung 1: Voraussetzungen für die Brandentstehung
2
·
Sauerstoff: Das häufigste Element auf der Erde ist das chemische Element
Sauerstoff. In unserer Luft ist er zu ca. 20 Vol.-% enthalten.
3
·
Zündquelle: Eine solche Energiequelle ist erforderlich, um den brennbaren
Stoff zu entzünden, dies kann z. B. ein brennendes Streichholz oder ein Fun-
ken sein.
·
Brennbarer Stoff: In welcher Erscheinungsform das Feuer auftritt, hängt von
dem Aggregatzustand des brennbaren Stoffes ab (siehe Abbildung 2). Art,
Größe, Oberflächenbeschaffenheit und Brennbarkeitseigenschaften der
brennbaren Stoffe haben ebenfalls einen Einfluss auf die Brandentstehung.
1
Vgl. Brockhaus Enzyklopädie in 24 Bänden, 1987, Band 3, Stichwort ,,Brand", S. 606
2
Eigene Darstellung
3
Vgl. Merschbacher, A.: Brandschutz, 2006, S. 12
Zündquelle
Sauerstoff
brennbarer Stoff
BRAND

9
Weitere entscheidende Faktoren, die für die Brandentstehung von Bedeutung sind,
sind die Wärmeleistung und Einwirkungsdauer der Zündquelle, sowie die Umge-
bungstemperatur.
4
Abbildung 2: Erscheinungsformen des Feuers
5
Der brennbare Stoff kann einen gasförmig, flüssigen oder festen Aggregatzustand
haben. Daher können folgende Erscheinungsformen des Feuers entstehen:
Gasförmige Stoffe (z. B.: Erdgas) und flüssige Stoffe (z. B.: Erdöl), die dampfförmig
geworden sind, bilden Flammen, sowie feste Brennstoffe (z. B.: Fett), die durch Er-
wärmen in einen flüssigen Zustand übergegangen sind. Feste Brennstoffe (z. B.:
Holz), die durch Erhitzen einen gasförmigen Zustand erreichen und zusätzlich festen
Kohlenstoff entstehen lasen, verbrennen mit Flamme und Glut. Die gasförmigen Be-
standteile verbrennen mit einer Flamme, der feste Kohlenstoff erzeugt die Glut. Me-
talle und organische hergestellte Stoffe (z.B. Koks und Holzkohle) bilden Glut.
4
Vgl. Bock, H. M.; Klement, E.: Brandschutz-Praxis für Architekten und Ingenieure, 2006,
S.18
5
Eigene Darstellung in Anlehnung an Bock, H. M.; Klement, E.: Brandschutz-Praxis für Ar-
chitekten und Ingenieure, 2006, S.15
gasförmig
flüssig
Gase und
Dämpfe
Heiz- und Kraft-
stoffe, brennbare
Lösungsmittel
Wachs, Fett,
Kunststoffe,
(Thermoplaste)
Holz, Kohle, Tex-
tilien, Kunststoffe
(Duroplaste)
Metalle, Koks,
Holzkohle
fest
Brennstoff
dampfförmig
flüssiger
Zustand
gasförmiger
Zustand
fester
Kohlenstoff
Flammen-
bildung
Glutbildung
Flamme
und Glut
Flamme
Glut

10
Ein Brennvorgang ist eine Redoxreaktion, bei der Elektronen übertragen werden:
Elektronenabgabe = Oxidation; Elektronenaufnahme = Reduktion. Der Reaktions-
partner, der Elektronen abgibt, wird als Reduktionsmittel bezeichnet. Die Elektronen
werden von dem Oxidationsmittel aufgenommen. Bei einem Brand ist der Sauerstoff
das Oxidationsmittel. Verbinden sich die Elektronen des Sauerstoffs mit denen des
brennbaren Stoffes und wirkt gleichzeitig eine Zündquelle ein, entsteht ein exother-
mer Vorgang, das heißt, Energie entsteht und wird in Form von Wärme und Licht frei
gegeben (z. B.: Knallgasreaktion).
Ziel ist es, das gleichzeitige Auftreten dieser Vorbedingungen zu verhindern, so
dass kein Brand entstehen kann. Dies wäre schon möglich, wenn mindestens eine
dieser Voraussetzungen nicht erfüllt ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, bzw. den chemischen Vorgang der Redoxreaktion ein-
zustellen, existieren folgende grundlegenden Löschverfahren:
6
·
Das richtige Mengenverhältnis zwischen Sauerstoff und brennbarem Stoff
stören (z. B.: Ersticken des Brandes durch Stoppung der Luftzufuhr).
·
Den brennbaren Stoff unter dessen Mindest-Verbrennungstemperatur abküh-
len (z. B.: durch Löschen mit Wasser).
1 . 2
B r a n d v e r l a u f
Der zeitliche Brandverlauf ist schematisch nach Abbildung 3 in zwei Brandphasen zu
unterteilen: Die 1. Phase ist der Entstehungsbrand, welche dann in die 2. Phase,
den vollentwickelten Brand übergeht.
In der 1. Phase entwickelt sich nach der Zündung ein Schwelbrand. Welche Ausbrei-
tung der Schwelbrand annimmt, hängt von den Brandrisiken, Flammenausbreitung
und Wärmeentwicklung ab. Welche Ausmaße diese Risiken haben können, hängt
wiederum von der Art und Menge der brennbaren Stoffe, von der Zündquelle, sowie
von der Menge der Luftzufuhr ab. Nach dem Schwelbrand kommt es zum Feuer-
übersprung, dem sog. ,,Flash-Over" (siehe Kapitel 1.2.2).
In der 2. Phase breitet sich der Brand immer weiter aus, es entsteht ein sog. Voll-
brand. Die Temperaturen steigen immer weiter an, die Rauchentwicklung nimmt zu
und die Flammen breiten sich immer weiter aus. Die Gefährlichkeit durch die Flam-
menausbreitung und die toxischen Gase in dem Brandrauch steigt an. Nach dieser
Erwärmung kommt es nun zum Abkühlen. Die Brandtemperatur sinkt, da die abbren-
nenden Materialien nicht mehr genügend Energie absondern.
6
Vgl. Bock, H. M.; Klement, E.: Brandschutz-Praxis für Architekten und Ingenieure, 2006,
S.17

11
Abbildung 3: Brandphasen und Brandrisiken
7
Der Brand kann während des Brandverlaufs am Entstehungsort auf angrenzende
Räume oder benachbarte Gebäude übergreifen.
8
Hierzu gibt es folgende Möglichkei-
ten:
·
über Türen, Wänden, Decken in Flure oder angrenzende Räume
·
über Fenster in darüber liegende Geschosse oder gegenüberliegender Ge-
bäude
·
über Dachflächen auf angrenzende Räume oder Gebäude
·
über Lüftungsschächte in andere Bereiche des Gebäudes
·
über Funkenflug auf Nachbargebäude
Ziel ist es, den Brandverlauf so früh wie möglich zu beenden bzw. zu löschen und
die Gefahr zu mindern, so dass der Brand sich nicht auf Gebäude und Räume aus-
breiten kann.
7
In Anlehnung an: Bock, H. M.; Klement, E.: Brandschutz-Praxis für Architekten und Inge-
nieure, 2006, S. 20
8
Vgl. Mehlhorn, G.: Der Ingenieurbau, 1996, S. 268

12
1 . 2 . 1
E i n h e i t s - T e m p e r a t u r k u r v e
Der Verlauf der logarithmischen Kurve der Einheits-Temperaturkurve (ETK) ist in
Abbildung 4 dargestellt, bzw. in Abbildung 3 im Vergleich zum Brandphasenverlauf.
0
300
600
900
1200
0
30
60
90
120
150
180
Zeit t [m in]
T
e
m
p
e
ra
tu
rd
if
fe
re
n
z
[
K
]
Abbildung 4: Verlauf der Einheits-Temperaturkurve
9
Die ETK dient als einheitliche Prüf- und Beurteilungsgrundlage für das Brandverhal-
ten von Bauteilen. Basierend auf der ETK sind die Bauteilprüfungen nach DIN 4102-
2, -3, -5, -6, -9 und -11.
10
Der Temperaturanstieg in der ETK wird nachfolgend mit Hilfe der Formel 1 be-
stimmt: Dieser Temperaturanstieg
(t) ergibt sich entweder aus der logarithmi-
schen Funktion oder aus der Temperaturdifferenz, die von der Temperatur nach ei-
ner bestimmten Zeit und der Temperatur zum Zeitpunkt t = 0 aus angenommen wird.
( ) ( )
( )
1
t
8
log
345
t
t
0
t
+
=
-
=
=
(1)
11
( )
t
=
Temperaturanstieg in der ETK in °C
( )
t
=
Temperatur in °C
0
=
t
=
Temperatur zum Zeitpunkt t=0 in °C
t
=
Zeit in min
9
Eigene Darstellung in Anlehnung an: Mayr, J.; Battran, L.: Brandschutzatlas, 2009,
Band 1, 4.3, S. 7
10
Vgl. W illems, W . M.; Schild, K.; Dinter, S.; Stricker, D.: Formeln und Tabellen Bauphysik,
2007, S. 364
11
W illems, W . M.; Schild, K.; Dinter, S.; Stricker, D.: Formeln und Tabellen Bauphysik,
2007, S. 364

13
Einige Werte für den Temperaturanstieg
(t) in der ETK nach einer bestimmten
Zeit t sind in Tabelle 1 dargestellt.
Zeit t in min
(t)-
t=0
in K
0
30
60
90
120
150
180
0
822
925
986
1029
1062
1090
Tabelle 1: Temperaturdifferenzwerte
(t)
12
1 . 2 . 2
F l a s h - O v e r
Zwischen der Entstehungsphase und dem Vollbrand kommt es zum Feuerüber-
sprung. Dieser Zeitpunkt wird Flash-Over oder F/O genannt. Abbildung 5 zeigt eine
allgemeine Flash-Over Kurve.
Abbildung 5: Darstellung des Flash-Over
13
12
Eigene Darstellung
13
http://www.accessclarkcounty.com, 02.09.2009

14
Bei einem Brand in einem geschlossenen Raum nimmt die Rauchintensität und die
Temperatur von Minute zu Minute immer mehr zu. Bei ca. 1500 Grad Fahrenheit
oder etwa 11 Minuten nach der Brandentstehung, findet ein schlagartiges Entflam-
men der brennbaren Materialien statt ­ der Flash-Over ist entstanden. Das Ziel der
Feuerwehr ist es, das Feuer noch vor dem Flash-Over zu löschen.
Mit Hilfe der nachstehenden Formel 2 kann Grad Fahrenheit in Grad Celsius umge-
rechnet werden. Demnach entsprechen 1500 °F ca. 815 ,555 °C.
32
8
,
1
+
=
C
F
T
T
(2)
14
1 . 3
B r a n d s c h u t z k e t t e
Die Maßnahmen zur Abwehr der Gefahren für eine erfolgreiche Brandbekämpfung
müssen in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden. Diese richtige Reihenfolge
erfolgt in einer sogenannten Brandschutzkette (siehe Abbildung 6).
Die Brandschutzkette beginnt mit der Entdeckung des Brandes, durch die persönli-
che Wahrnehmung oder durch Brandmeldeanlagen. Anschließend sollte man sofort
den Brand melden, z. B. durch die Alarmierung der Feuerwehr. Wenn es notwendig
ist, sollten zuerst Personen, die sich in der Gefahrenzone befinden, gerettet werden.
Durch den Einsatz von Mitteln der ersten Löschhilfe (z. B. tragbare Feuerlöscher)
kann der Brand bekämpft werden. Der organisierte Einsatz von Löschgeräten wäre
dann ein
Mittel der erweiterten Löschhilfe. Eine weitere wichtige Maßnahme der
Brandschutzkette ist das Einweisen der Feuerwehr, durch Lotsen am Anfahrtsweg,
sowie der Informationsübergabe über den Brandverlauf. Nun ist es möglich den
Brand zu lokalisieren und die Brandausbreitung durch den Feuerwehreinsatz zu be-
grenzen. Der Brand wird nun bis zum Erlöschen von der Feuerwehr bekämpft. Die
letzte Maßnahme in der Brandschutzkette ist die Brandwache. Sie soll die Brand-
stätte kontrollieren und das Wiederaufflammen der Glutnester verhindern.
15
Würde auch nur eine Maßnahme in dieser Brandschutzkette fehlen, so würde die
Kette reißen. Somit würde die Brandbekämpfung erheblich erschwert werden oder
es könnte erst viel später zu einer effizienten Brandbekämpfung kommen. Dies kann
dann erhebliche Folgen haben: Totalschäden an den betroffenen Gebäuden und die
Gefahren für Mensch und Umwelt nehmen zu.
16
14
http://134.176.128.63/fheit.html, 04.09.2009
15
Vgl. http://www.noezsv.at, 04.09.2009
16
Vgl. http://www.noezsv.at, 04.09.2009

15
Abbildung 6: Brandschutzkette
17
1 . 4
V e r h a l t e n i m B r a n d f a l l
Falls es trotz aller Vorsichtsmaßnahmen trotzdem zur Brandentstehung gekommen
ist ­ was ist nun zu tun, bzw. wie sollte man sich im Falle eines Brandes verhalten?
Die Brandschutzordnung Teil A nach DIN 14096 (siehe Kapitel 3.5.2) hilft den be-
troffenen Personen weiter: Mit Hilfe dieser Brandschutzordnung Teil A wird in Kurz-
form erläutert, wie man sich im Brandfall verhalten sollte.
Die vier Grundverhaltensregeln dieser Brandschutzordnung sind:
·
Ruhe bewahren,
·
Brand melden,
·
In Sicherheit bringen,
·
Löschversuch unternehmen.
17
Eigene Darstellung in Anlehnung an http://www.noezsv.at, 04.09.2009
Brand entdecken
Brand melden
Retten, wenn notwendig
Brand mit Mitteln der Ersten Löschhilfe bekämpfen
Brand mit Mitteln der Erweiterten Löschhilfe bekämpfen
Feuerwehr einweisen
Brand lokalisieren
Brand bekämpfen
Brandwache stellen

16
Diese Verhaltensregeln entsprechen den wichtigsten Maßnahmen der Brandschutz-
kette.
Weitere wichtige Verhaltensregeln, die unbedingt zu beachten sind:
18
·
Bei mehrstöckigen Gebäuden immer nach unten fliehen.
·
Keine Aufzüge benutzen, da diese sich mit Rauch füllen können.
·
Am Treppengeländer festhalten, weil Menschen in Panik keine Rücksicht auf
andere nehmen.
·
Türen schließen, damit sich Feuer und Rauch nicht ausbreiten können.
·
Wenn man sich in einem Raum befindet, den man nicht mehr verlassen kann,
sollte man die Ritzen und Spalten an Türen mit feuchten Tüchern oder ähnli-
chem abdichten, damit der Rauch nicht in den Raum eindringen kann.
1 . 5
A n f o r d e r u n g e n
Die Grundsatzanforderungen (siehe Tabelle 2), die sich nach den Bestimmungen
der Landesbauordnungen ergeben haben, dienen der Sicherheit und Rettung von
Menschen, Tieren und Sachgütern sowie die Vorbeugung der Entstehung und Aus-
breitung von Bränden.
Grundsatzanforderungen
- Öffentliche Sicherheit oder Ordnung (Le-
ben und Gesundheit) dürfen nicht ge-
fährdet werden
- Der Entstehung und Ausbreitung von
Schadensfeuern muss vorgebeugt werden
- Die Rettung von Menschen, Tieren und
Sachgütern, sowie wirksame Löscharbei-
ten müssen möglich sein
Tabelle 2: Grundsatzanforderungen nach den Landesbauordnungen
19
Nach den Bestimmungen dienen die Einzelanforderungen mehreren Zielen (siehe
Tabelle 3), unter anderem das brandschutzgerechte Verhalten von Baustoffen und
Bauteilen (z. B.: Mindestanforderungen an Baustoffe).
18
Vgl. http://www.feuer-und-rauch.de, 21.08.2009
19
Eigene Darstellung in Anlehnung an Usemann, K. W .: Brandschutz in der Gebäudetech-
nik, 2003, S. 24

17
Einzelanforderungen
Lage auf dem
Grundstück und zur
Nachbarbebauung,
Brandbekämpfung
Brandverhalten von
Baustoffen und Bau-
teilen
Größe, Lage und
Schutz der Brandab-
schnitte
Lage und Gestaltung
der Rettungswege
- Verhinderung der
Brandübertragung
durch Abstände
- Zufahrt für Lösch-
und Rettungsfahr-
zeuge
- Löschwasserver-
sorgung
- Anleiterbarkeit
- Feuerwehraufzug
bei Hochhäusern
- Anordnung von
nassen oder tro-
ckenen Steiglei-
tungen
- grundsätzliches
Verbot leichtent-
flammbarer Bau-
stoffe
- Mindestanforde-
rungen an Baustof-
fe (Baustoffklasse
B1, A)
- Feuerwiderstands-
dauer von W änden
und Decken
- Verschluss von
Öffnungen in raum-
abschließenden
Bauteilen
- Brüstungen für
Feuerüberschlags-
weg
- Anforderung an die
Bedachung
- Brandabschnitte
(Begrenzung der
Größe)
- Brandwände (be-
grenzende Bautei-
le)
- Verschluss von
Öffnungen in
Brandwänden (feu-
erbeständige Tü-
ren, F90-
Abschottungen)
- Rauch- und W är-
meabzugsanlagen,
selbständig wir-
kende Löschanla-
gen (äquivalente
Maßnahmen bei
größeren Brandab-
schnitten)
- zwei voneinander
unabhängige Ret-
tungswege
- Lage der Treppen
- Begrenzung der
Länge von Fluren
- Begrenzung der
reite von Fluren
und Treppen in
Abhängigkeit von
der Nutzung
- Anforderungen an
begrenzende Bau-
teile (Treppen-
raum- und Flur-
wände) und deren
Bekleidung
- Anforderungen an
Fahrschächte und
deren Türen
- Verschluss von
Öffnungen
- Beleuchtung und
Lüftung
Tabelle 3: Einzelanforderungen nach den Landesbauordnungen
20
20
Eigene Darstellung in Anlehnung an Usemann, K. W .: Brandschutz in der Gebäudetech-
nik, 2003, S. 24

18
1 . 6
S t r u k t u r d e s B r a n d s c h u t z e s
Das wichtigste Ziel des Brandschutzes ist es, den Schutz von Mensch und Umwelt
zu gewährleisten. Um dies sicherzustellen, müssen die verzweigte Struktur in Abbil-
dung 7 und deren Zusammenhänge beachtet werden. In der Planung und Bauaus-
führung sollte der Brandschutz daher früh genug integriert werden. Die Grundlagen
des vorbeugenden Brandschutzes werden im 2. Kapitel beschrieben. Der abwehren-
de Brandschutz, das Gegenstück zum vorbeugenden Brandschutz, wird im nachste-
henden Unterkapitel 1.7 erläutert.
Abbildung 7: Struktur des Brandschutzes
21
Die vorbeugenden und abwehrenden Brandschutzmaßnahmen sind eng miteinander
verknüpft: Diese beiden Maßnahmen ergeben in der Summe die Brandsicherheit.
Würde eine dieser beiden Maßnahmen gemindert werden, so müsste wiederum die
andere Maßnahme erhöht werden, um die Sicherheit weiterhin zu gewährleisten.
22
1 . 7
A b w e h r e n d e r B r a n d s c h u t z
Unter dem abwehrenden Brandschutz versteht man die aktive Brandbekämpfung.
Diese Brandbekämpfung erfolgt vorrangig durch die Feuerwehr, aber auch durch
Löschdecken, Feuerlöscher und Wandhydranten.
23
Der abwehrende Brandschutz soll die Gefahren für Leben, Gesundheit, Umwelt und
Sachgüter durch Brände verringern.
Zu der öffentlichen Feuerwehr zählt die Berufs-, Pflicht- und freiwillige Feuerwehr.
Die Einrichtung der privaten Feuerwehr beinhaltet die Werk- und Betriebs-
Feuerwehr.
24
21
Eigene Darstellung in Anlehnung an http://www.umweltschutz-bw.de, 03.09.2009
22
Vgl. Bock, H. M.; Klement, E.: Brandschutz-Praxis für Architekten und Ingenieure, 2006,
S. 41
23
Vgl. Merschbacher, A.: Brandschutz, 2006, S. 30
24
Vgl. Brockhaus Enzyklopädie in 24 Bänden, 1987, Band 7, Stichwort ,,Feuerwehr", S. 257
BRANDSCHUTZ
Vorbeugender Brandschutz
Abwehrender Brandschutz
baulich
z. B.: Baustoffe
betrieblich
z. B.: Organisation
technisch
z. B.: Anlagen
Feuerwehr
Brandbekämp-
fung

19
2
G R U N D L A G E N D E S V O R B E U G E N D E N B R A N D S C H U T Z E S
In der MBO 2002, im dritten Teil, zweiter Abschnitt, § 14 wird die Wichtigkeit der all-
gemeinen Anforderungen an die baulichen Anlagen, in Bezug auf den Brandschutz,
verdeutlicht:
,,Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu hal-
ten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch
(Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen
und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind."
2 . 1
Z i e l s e t z u n g d e s B r a n d s c h u t z e s
Im 1. Teil ,,Allgemeine Vorschriften" der MBO, befasst sich § 3 Abs. 1 mit den allge-
meinen Anforderungen von baulichen Anlagen. Aber gleichzeitig stellt dieser Ab-
schnitt das wichtigste Ziel des Brandschutzes dar, den Personenschutz: ,,Anlagen
sind so anzuordnen, ..., dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere
Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet wer-
den."
25
Weitere Schutzziele, neben dem Personenschutz, sind der Sachwertschutz, der
Umweltschutz und der Nachbarschaftsschutz:
Der Personenschutz beinhaltet den Schutz von Leben und Gesundheit von gefähr-
deten Personen, sowohl in den betreffenden Gebäuden als auch in den Nachbarge-
bäuden bzw. in der Nachbarschaft. Schutz sollte aber auch dem Rettungspersonal,
der Feuerwehr, so gut es geht gewährleistet werden.
Mit dem Schutz von betreffenden Gebäuden und deren Bausubstanz, sowie der
Nachbargebäude, Gebäudeeinrichtungen, Kulturgütern (z. B.: Büchern, Datensamm-
lungen) und die Begrenzung finanzieller Schäden, beschäftigt sich der Sachwert-
schutz.
In Tabelle 4 werden Beispiele für vorbeugende Brandschutzmaßnahmen aufgelistet,
die den Personen- und Sachwertschutz garantieren sollen.
Anhand dieser Auflistung kann man feststellen, dass der Personenschutz auf den
Sachwertschutz aufbaut und umgekehrt: Frühzeitige Löscheinsätze mindern die Ge-
fahren, denen Personen bei einem Brand ausgesetzt sind - gleichzeitig wird durch
frühzeitige Löscheinsätze eine Brandausbreitung verhindert und der Schutz von
Sachwerten kann rechtzeitig gewährleistet werden.
25
http://www.bauordnungen.de, 01.09.2009

20
Personenschutz
Sachwertschutz
·
Rettungswege (1. und 2. RW )
·
Begrenzung der Brandausbreitung
(Brandabschnitte)
·
Frühzeitiger Löscheinsatz
·
Verhindern des Vollbrandes
·
Usw.
·
Frühzeitiger Löscheinsatz
·
Begrenzung der Brandausbreitung
·
Verhindern des Vollbrandes
·
Sachwertkonzentration vermeiden
·
Usw.
Tabelle 4: Vorbeugende Brandschutzmaßnahmen für Personen und Sachwerte
26
Die bei einem Brand entstehenden gefährlichen Gase reagieren toxisch auf Pflanzen
und Tiere. Entstandene Schadstoffe dringen in Bodenflächen oder Gewässer ein
und verunreinigen diese. Rauch und die dadurch entstandenen Gase verschmutzen
die Luft. Mit all diesen auftretenden Problematiken beschäftigt sich der Umwelt-
schutz. Dieser sollte stets versuchen Luft, Wasser, Lebewesen und das Erdreich
bestmöglich zu schützen.
Neben dem Schutz von Leben und Gesundheit der direkt betroffenen Personen und
dem Schutz der Eigentumsgüter gilt es in Brandfällen ebenso auch den Schutz für
die Personen in der Nachbarschaft in den Nachbargebäuden zu gewährleisten. Man
spricht dann von Nachbarschaftsschutz.
Die wichtigsten Anforderungen für die Schutzziele sind in Tabelle 5, für Personen,
Sachwerte und Umwelt, aufgelistet:
Schutz für
Anforderung
Personen
Eine Vielzahl von Todesopfern vermeiden. (gel-
tend auch für die Nachbarschaft)
Sachwerte
Die Fläche von Bränden auf
200 m² begrenzen.
Umwelt
Schäden an Luft, W asser, Lebewesen und Boden
vermeiden, die nicht reversibel sind.
Tabelle 5: Anforderungen der Schutzziele
27
Schlussfolgernd ist zu sagen: Die jeweiligen Anforderungen der Schutzziele müssen
so gut es geht erreicht werden.
26
Eigene Darstellung
27
Eigene Darstellung In Anlehnung an Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz:
Braunschweiger Brandschutz-Tage '07, 2007, S.247

21
2 . 2
B r a n d u r s a c h e n u n d - r i s i k o
Die Brandursachen für die Entstehung eines Brandes können verschieden sein, wie
in Abbildung 8 zu sehen.
Abbildung 8: Schematische Darstellung von Brandursachen
28
Um die Brandursache festzustellen, muss die Feuerwehr herausfinden, welcher Stoff
zuerst brannte und welche Zündquelle den Brand ausgelöst hat. Wichtig ist auch,
wenn menschliches Handeln die Brandursache ist, ob dieses Handeln fahrlässig
oder vorsätzlich (Brandstiftung) ausgeführt wurde.
29
Die Brandursachenermittlung ist ein Sammelbegriff für die Gesamtheit der Verfahren
und Maßnahmen zur Klärung der Brandursachen, und durch welche Bedingungen
die Brandentstehung gefördert und begünstigt wurde. Die Brandursachenermittlung
ist Aufgabe der Polizei, teilweise auch in Zusammenarbeit mit einem Brandursa-
chenverständigen.
30
Die Brandursachen nach Siegfried Bussenius sind 68 % vorwiegend Schwelbrände,
25,5 % vorwiegend offene Feuer und nur ein geringer Teil von 6,5 % sind Schwel-
brände, offene Feuer und Explosionen (siehe Abbildung 9). Häufigste Brandursa-
chen im Bereich von ,,vorwiegend Schwelbränden" sind: Rauchen mit einem Anteil
von 20 % und defekte Elektrogeräte mit einem Anteil von 25,5%. ,,Vorwiegend offene
Feuer,, sind zu etwa 25,5 % die Brandursache. In dem Bereich ,,Schwelbrände, offe-
ne Feuer und Explosionen" sind die chemischen Reaktionen, elektrostatischen Ent-
ladungen und mechanische Funken jeweils nur zu einem geringen Anteil von 1 %
die Brandursache. Nach Bussenius sind defekte Elektrogeräte und -installationen,
Rauchen und Brandstiftung die häufigste Brandursache.
28
Eigene Darstellung in Anlehnung an Schneider, U.; Franssen, J. M.; Lebeda, C.: Bauli-
cher Brandschutz, 2008, S. 15
29
Vgl. Polthier, K.: Lexikon Brand- und Explosionsschutz, 1996, S. 61
30
Vgl. Polthier, K.: Lexikon Brand- und Explosionsschutz, 1996, S. 61
BRANDURSACHE
Natürliche
Brandursachen
Technische
Brandursachen
Brandstiftung
Blitzschlag,
Selbstentzündung
Feuerstätten, Rauch-
fänge, feuergefährli-
che Arbeiten, Überhit-
zung, Elektrizität
Kinderbrandstiftung,
Eigenbrandstiftung,
Fremdbrandstiftung

22
Abbildung 9: Brandursachen nach Bussenius
31
Schlussfolgernd ist zu sagen, dass überall wo brennbare Stoffe o. ä. vorhanden
sind, ein Brand niemals zu hundert Prozent auszuschließen ist.
31
Eigene Darstellung in Anlehnung an Mayr, J.; Battran, L.: Brandschutzatlas, 2009,
Band 3, Kapitel 6.14.1, S. 4

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2009
ISBN (eBook)
9783836641197
DOI
10.3239/9783836641197
Dateigröße
1.3 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Bauhaus-Universität Weimar – Bauingenieurwesen
Erscheinungsdatum
2010 (Januar)
Note
2,0
Schlagworte
brandentstehung brandverlauf brandschutz musterbauordnung brandschutznachweisverfahren
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Titel: Baulicher Brandschutz von Industriebauten
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