Unsere innovativen HVP-Verbinder setzen neue Maßstäbe bei der Brandwiderstandsdauer

Die oberösterreichische Unternehmensgruppe WIEHAG ist für das Errichten spektakulärer Konstruktionen weltweit bekannt. Nun ist man dabei, für die Nanyang Technological University in Singapur (NTU) ein neues Gebäude zu errichten, das hinsichtlich seiner Ausmaße einzigartig ist. So betragen die kolportierten Baukosten für diesen sechsstöckigen Gebäudekomplex mit einer Fläche von 40.000 m², der im Jahr 2021 fertiggestellt werden soll, ca. 115 Millionen €.

Dabei betont die NTU, „besonderen Wert auf Materialien aus erneuerbaren Ressourcen“ zu legen. „Es wird das größte Holzgebäude in Asien entstehen und von unserem Engagement für Nachhaltigkeit zeugen“, so Professor Subra Suresh. Insgesamt wurden 400 Container mit blockverleimten BSH-Stützen und -Trägern aus ca. 7.000 m³ Holz inklusive aller Stahlbauteile sowie Verbindungsmittel mit dem Schiff nach Asien geliefert – eine logistische Herausforderung. Die Bauteile werden im Werk in Altheim montagefertig mit CNC bearbeitet und mit einem termitenresistenten Anstrich versehen.

Ein großer Vorteil für die Planung war die Tatsache der Gültigkeit des Eurocode 5 (Singapore Standard, SS EN 1995-1-1:2018). Dadurch kann das europäische Wissen rund um den Holzbau direkt umgesetzt werden. „Dennoch wird man gleich zu Beginn mit der Frage der Nutzungsklasse konfrontiert, vor allem auch bei der Verwendung von Verbindungsmitteln“, so Herbert Schaffer von der Fa. Pitzl. „Die Temperatur beträgt fast das ganze Jahr über etwas mehr als 28 °C und die Feuchtigkeit liegt konstant bei rund 85 %. Folglich haben wir hier die Nutzungsklasse drei (NKL 3) angenommen.“

Allerdings sind optimierte Systemverbinder, die durch eine Europäische Technische Bewertung geregelt sind, üblicherweise nur bis zur NKL 2 verwendbar. „Um diese Hürde zu meistern, haben wir gemeinsam mit dem Arbeitsbereich Holzbau sowie der Technischen Versuchs- und Forschungsanstalt der Universität Innsbruck unsere HVP-Verbinder genau für diese Anwendung geprüft und durch die optimierte Verschraubung auch bestätigen können. Allerdings kamen noch die Herausforderungen der Exzentrizität aufgrund der großen Balkenquerschnitte sowie die speziellen Anforderungen an die Brandwiderstandsdauer dazu“, erläutert Herbert Schaffer.

Eine Brandwiderstandsdauer von 120 Minuten unter einer permanenten Lastaufbringung von 500 kN, so lauteten die Kriterien. Neben der Bemessung der Querschnitte sowie der HVP-Verbinder war auch der Schutz der Messmittel und der Lasteinleitung vor den hohen Temperaturen im Brandraum zu erreichen.

Die Koordination der Brandversuche sowie der Zusammenbau der Versuchskörper und die Anbringung der Messtechnik wurden von der Fa. Pitzl in Kooperation mit der nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditierten Prüfstelle der ift Rosenheim GmbH realisiert.

„Nach dem Einschalten des Brandofens denkt man nicht, dass diese Konstruktion über 120 Minuten der vollen Last standhält, schließlich sind es unter Einhaltung der Einheitstemperaturzeitkurve ja bereits nach 30 Minuten rund 850 °C im Brandraum. Aber wir konnten die Prüfungen erfolgreich zu Ende führen – abbrechen mussten wir den Versuch dann nur zum Schutz der hydraulischen Zylinder für die Lasteinleitung“, erinnert sich Auftraggeber Thomas Pitzl.

Besonders aufschlussreich waren auch die erhaltenen Daten aus den verbauten Thermoelementen. Die Auswertungen zeigen, dass die Temperatur im unmittelbaren Bereich der HVP-Aluminiumverbinder bei einem verdeckten Einbau auch nach 94 Minuten nicht über 50 °C steigt.

Auch für uns war das eine spannende Prüfung: Im Vorfeld mussten viele Themen vom Einbau der Decke in den Brandofen über die Anordnung der Druckzylinder bis hin zur Ablöschung des brennenden Probekörpers außerhalb des Ofens berücksichtigt werden. Im Zusammenspiel mit der Universität Innsbruck, der Firma Pitzl und der Unterstützung der Feuerwehr Rosenheim konnte der Versuch wie geplant abgeschlossen werden – umso erfreulicher, dass auch die Prüfergebnisse den Erwartungen entsprachen“, so Anyke Aguirre Cano, Prüfstellenleiterin des Bereichs Brandschutz.