17 Aug. 2026 Simulation statt Sanierung: Heißbemessung weist bei Swissmill Feuerwiderstand von Stahltragwerken nach

Das in Zürich ansässige Unternehmen Swissmill ist die führende Getreidemühle der Schweiz und deckt rund 30 Prozent des landesweiten Getreidebedarfs. In einem mehrgeschoßigen Bestandsgebäude der Mühle rückte bei einer Brandschutzevaluierung die Tragkonstruktion aus Stahl in den Fokus. Dabei wurde festgestellt, dass in einem der Produktionsgeschoße der vorhandene Brandschutzanstrich in R60-Qualität aus dem Jahr 1999 beschädigt bzw. überstrichen worden war.

Der Hersteller konnte damit keine Wirksamkeit mehr garantieren – eine umfassende Sanierung der gesamten Produktionsebene schien unausweichlich. Da Sanierungsmaßnahmen an der Stahlrahmenkonstruktion nicht nur mit hohen Investitionen, sondern auch einem längeren Produktionsausfall einhergehen, entschied sich Swissmill für einen alternativen Ansatz: Der Feuerwiderstand des Stahltragwerks im brandschutztechnisch ungeschützten Zustand sollte mithilfe von Simulationen berechnet werden, um die tatsächliche Situation im betroffenen Produktionsbereich zu ermitteln.

Brandsimulation mit lokal konzentrierter Brandlast
Dafür kam eine Heißbemessung mit Naturbrandverfahren zum Einsatz. Zunächst bestimmten wir mithilfe einer Brandsimulation die einwirkenden Temperaturen im Bereich der Stahlbauteile. Für die Modellierung des Szenarios wurden die räumlichen Gegebenheiten des Standorts herangezogen: Darin sind vorwiegend Produktionsanlagen mit Förderbändern untergebracht; die Brandlasten sind gering.

Zwischen den Maschinen befinden sich vereinzelt Holzpaletten und Stapel an Pappverpackung. Diese Brandlasten wurden für den Naturbrand des worst-credible-case-Szenarios herangezogen. Konkret umfassen die definierten Brandlasten 15 Stapel aus Holz und Karton mit einer Höhe von jeweils ca. 1,5 Metern. Diese wurden auf einer Fläche von etwa 15 m² verteilt und direkt unter den Stahlrahmen in unmittelbarer Nähe der Stützen positioniert. Auch die weiteren Parameter der Brandsimulation wurden so gewählt, dass das betrachtete Szenario den ungünstigsten Fall der Brandentwicklung abbildet.

Nichtlineare Strukturanalyse
Zur Berechnung der Naturbrandkurven in direkter Nähe der Stahlträger und -stützen dienten gezielt im Modell angeordnete Thermosensoren. Die damit ermittelten Brandtemperaturen im zeitlichen Verlauf wurden im zweiten Schritt auf das Modell für die strukturmechanische Untersuchung übertragen, die unser Partner SCHLÜTER+THOMSEN Ingenieure durchführte. Die Heißbemessungsexperten ließen die Temperaturdaten in ein Strukturmodell der Stahlrahmen einfließen und berechneten deren Tragfähigkeit während der Branddauer. Da sich die Stahlbauteile im Brandfall stark verformen, ändert sich dabei auch ihre Steifigkeit – die Berechnung verläuft also nicht linear, sondern muss diese Veränderung Schritt für Schritt einbeziehen. Daher wurde die Berechnung mit einem detaillierten 3-dimensionalen Modell durchgeführt, das diesen Effekt realistisch erfassen kann und auch lokale Verformungen im Querschnitt sichtbar macht.

Heißbemessung gibt grünes Licht für den Bestand
Die situativ angepasste Brandsimulation erbrachte in Kombination mit der nichtlinearen Strukturanalyse ein klares Ergebnis: Die Stahlkonstruktion weist auch ohne brandschutztechnische Ertüchtigung einen ausreichenden Feuerwiderstand auf. In der Produktion konnte daher vollständig auf eine Brandschutzsanierung verzichtet werden; in den Lagerbereichen wurde sie gezielt optimiert. Neben erheblichen Kosteneinsparungen wurde so auch ein mehrmonatiger Produktionsausfall vermieden.