Wozu dient ein Wärmeabzug?

Als Wärmeabzug (WA) bezeichnet man Wand- oder Dachflächen, die ab einer bestimmten Temperatur selbstständig ( z. B. durch Abschmelzen thermoplastischer Flächen) Öffnungen freigeben, damit durch diese Brandhitze aus dem brennenden Raum nach außen abfließen kann.

Die so dem Brandraum entzogene Energie fehlt dort zur weiteren Aufheizung z. B. von tragenden oder trennenden Bauteilen. Diese Bauteile erreichen dadurch nicht oder erst zeitlich verzögert ihre kritische Temperaturgrenze.

Damit kann ein Wärmeabzug das Tragverhalten von tragenden oder trennenden Bauteilen verlängern, oder sonst notwendige Anforderungen an den Feuerwiderstand dieser Bauteile verringern.

Bevor die Wärmeabzugsflächen beginnen abzuschmelzen, sind hohe Temperaturen (in der Regel Vollbrandbedingungen) und damit entsprechend lange Zeiträume erforderlich. Da diese Wärmeabzugsflächen weder beim Entstehungs- noch beim sich entwickelnden Brand zur Verfügung stehen, besteht deshalb ihre Wirkung in der Regel nicht im Personenschutz, sondern auf einem zeitlich längeren Erhalt des Tragverhaltens der Gebäudekonstruktion, also im Sachschutz. Bevor die im nebenstehenden Bild erkennbare Lichtkuppel aus Acrylglas sich thermisch so verformen konnte, war unter der Decke mehr als 6 Minuten eine Temperaturbelastung von über 900°C erforderlich. Kurz nach dieser Fotoaufnahme floss der Thermoplast nach unten ab und die gesamte Öffnung stand ab diesem Zeitpunkt als Wärmeabzugsfläche zur Verfügung. Die Temperaturbelastung der Bauteile sank danach ab. Es wurden nur noch Heißlufttemperaturen von etwa 600°C gemessen.

Welche Flächen können als Wärmeabzug genutzt werden?

Als Wärmeabzugsflächen können natürlich nur solche Materialien eingesetzt werden, die im zu erwartenden Brandfall ( zeitliche Energiefreisetzung) offen sind, geöffnet werden oder sich durch Auflösen allein durch die Temperatur bilden. Im Regelfall werden bereits geplante oder vorhandene Fenster oder Dachoberlichter zusätzlich als Wärmeabzugsflächen eingesetzt, wenn sie dazu geeignet sind.

Besonders gute Wärmeabzüge stellen solche Flächen dar, die im Brandfall bereits offen sind oder sich automatisch und sehr frühzeitig öffnen (z. B. Rauch- und Wärmeabzugsgeräte mit Auslösung über Rauchmelder).

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Gut geeignete Wärmeabzüge sind Flächen, die sich bereits bei Temperaturen von unter 300°C geöffnet haben (z. B. Rauch- und Wärmeabzugsgeräte mit thermischer Auslösung), oder geschmolzen sind (thermoplastische Kunststoff-Lichtplatten mit Schmelztemperaturen unter 300°C).

Nicht geeignete Materialien für die Wärmeabzugsfläche sind solche, deren Schmelzpunkt über 600°C liegt (z. B. Stahlblech), oder die bei diesen Temperaturen nicht zerstört werden (z. B. Drahtglas, Verbundsicherheitsglas oder Brandschutzverglasungen).

Wo wird ein Wärmeabzug eingesetzt?

Will und kann man aus einem Brandabschnitt Brandhitze nach außen ableiten, wendet man den Wärmeabzug an.
In einigen Sonderbauvorschriften ( z. B. Muster-Industriebau-Richtlinie) ist der Einbau von Wärmeabzugsflächen generell oder bei der Vergrößerung von Brandabschnittsflächen gefordert.
Eine Vergrößerung der Wärmeabzugsfläche kann auch zur Reduzierung der Anforderungen z. B. an den Feuerwiderstand von tragenden oder trennenden Bauteilen führen.
Wärmeabzugsflächen sollten möglichst im Dach oder im oberen Teil der Wand eingebaut sein.

Ersetzt ein Wärmeabzug den Rauchabzug?

Ein geöffneter Rauchabzug leitet auch Brandhitze ab, deshalb auch der Begriff "Rauch- und Wärmeabzug". Der natürliche Rauchabzug (NRA = Anlage, NRWG = Gerät) wird über netzunabhängige Energie frühzeitig und automatisch über Rauch oder Wärme (z. B. 70°C - Glasfässchen) mechanisch (über Druckgas oder elektrisch) geöffnet und leitet dann ohne weitere Energiezufuhr allein über den thermischen Auftrieb Rauch- und Brandgase nach außen ab. Der maschinelle Rauchabzug (MRA = Anlage, MA = Ventilator) wird über die Rauchmelder der Brandmeldeanlage ausgelöst und entraucht über eine gesicherte Energieversorgung den Innenraum. Beide Systeme stehen so frühzeitig zur Verfügung, damit schon in der Brandentstehungsphase im unteren Raumbereich eine raucharme Schicht gebildet werden kann. Diese ist Vorraussetzung für eine geordnete Flucht- und Rettungsphase, sowie für die Erkundung. Auch für den Löschangriff vom Innenraum benötigt die Feuerwehr ausreichende Sicht.

Der Wärmeabzug (WA), der sich aus bei größerer Wärme schmelzenden oder sich zerstörenden Materialien zusammensetzt, wirkt erst viel später, meist erst dann, wenn der Vollbrand schon einige Zeit andauert.
Aus einem so geöffneten Wärmeabzug fließt dann zwar auch Rauchgas mit ab, nur ist dies aus Sicht des Personenschutzes oder des Löschangriffs viel zu spät und nicht mehr relevant.

Deshalb:
Ein NRWG ist stets auch ein Wärmeabzug.
Ein Wärmeabzug ist aber kein NRWG.

Wärmeabzug contra harte Bedachung?

Für die Funktion des Wärmeabzugs sollen Öffnungen frei werden, aus denen heiße Brandgase von Innen ins Freie abfließen können.
Bei der harten Bedachung (Bedachung beständig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme) soll verhindert werden, dass ein Brand von außen über das Dach in den Innenraum gelangt.
Beide Anforderungen stehen also konträr zueinander. Im Regelfall ist eine Fläche oder Teilfläche als Wärmeabzug oder als harte Bedachung auszuweisen.
In den einzelnen Landesbauordnungen finden sich Anforderungen an die harte Bedachung und auch erlaubte Ausnahmen. Diese beziehen sich meist auf die Flächenanteile bzw. zulässige Einzelflächen, die als weiche Bedachungen erlaubt sind.
Ist die notwendige oder sinnvolle Wärmeabzugsfläche größer als die in den Landesbauordnungen erlaubten Teilflächen für nicht Flugfeuer und strahlende Wärme beständige Materialien, sollte dies vorab im Brandschutzkonzept und/oder im Genehmigungsverfahren geklärt werden.