SV E-Technologie 1: Unkalkulierbares Eigentümerrisiko: Thermal Runaway / E-Autobrand in einer Tiefgarage - Bruchversagen Stahlbetonstützen ab 580 Grad

Volker Fuchs 12.08.2025
Start eines überfälligen Sonderverteilers über die Gefahren der E-Technologie.

Anlass gab die Meldung des Münchner Merkurs über einen Carportbrand in Forchheim mit hohem Sachschaden https://www.merkur.de/bayern/elektrofahrzeug-faengt-in-forchheim-feuer-mehrere-fahrzeuge-brennen-aus-93878586.html

Auslöser ein technischer Effekt eines Renaults, der an einer Ladesäule geladen wurde. Ein Carport ist für die Feuerwehr zugängig, jedoch in einer Tiefgarage, wenn ein Elektroauto brennt ist das nicht möglich und da haben die Eigentümer ein Problem - denn:

• Lithium-Ionen-Akkus brennen mit hohen Temperaturen ab (Thermal Runnaway um die 1000 Grad)
• Die Feuerwehr hatte Mühe den Brand in dem zugängigen Carport zu löschen, doch in einer Tiefgarage kommt die Feuerwehr an den Brandherd überhaupt nicht heran, da die Löschfahrzeuge zu groß für die Einfahrt sind.
• Bei der Tiefgarage unserer WEG handelt es sich um eine Stahlbetonkonstruktion aus dem Jahre 1978.
• Vertikale Tragelemente der TG-Decke sind die Stahlbetonstützen, deren Bruchlast bei ca 580 Grad erreicht ist
• Und ab dieser Temperatur beginnt das Stützenversagen, verbunden mit Lastumlagerungen

• Dies bedeutet eine Reduktion des Sicherheitsfaktors 2,1 der seinerzeit bei der Stützenbemessung angesetzt wurde auf einen Wert von 0,32.
• Dies bedeutet ein Versagen der Stütze, als Stützelement der Tiefgaragendecke.
• Dies wird schlagartig einen Dominoeffekt auslösen und zum Versagen weiterer Stützen führen.
• Dies bedeutet einen Teileinsturz der Tiefgaragendecke, infolge Überlastung.
• Bereits ab einer Temperatur von ca. 580°C  (Abfall 52%) wird es kritisch, denn die Sicherheit beträgt hier nurmehr 1,0.
• Die erf. Sicherheit für den Katastrophenlastfall liegt etwa bei  1,3, zug. Temperatur = ca. 480°C.

Zum Carportbrand Forchheim-Bericht Münchner Merkur

Die Feuerwehr rückte in Forchheim zu einem brennenden E-Auto aus, mehrere Fahrzeuge wurden beschädigt oder brannten aus
Ein Elektroauto verursachte einen Brand in Forchheim. Mehrere Fahrzeuge wurden beschädigt. Die Ermittlungen zur Ursache laufen.

Forchheim - Am frühen Montagmorgen ereignete sich in der Straße „Auf den Kellern“ ein Brand, der mehrere Fahrzeuge in Mitleidenschaft zog.

• Gegen 4.30 Uhr ging bei der Integrierten Leitstelle die Meldung über ein brennendes Elektrofahrzeug ein, das unter einem Carport abgestellt war.
• Beim Eintreffen der ersten Einsatzkräfte hatte das Feuer bereits auf weitere, teils hochwertige Autos übergegriffen. Das teilte die Polizei mit.

• Ein Übergreifen der Flammen auf das Gebäude konnte durch das schnelle Eingreifen der Feuerwehr verhindert werden.
• Nach ersten Erkenntnissen nahm das Feuer an einem Renault seinen Anfang, der an einer Ladesäule geladen wurde.
• Insgesamt wurden fünf Fahrzeuge teils erheblich beschädigt oder brannten vollständig aus.
• Der Sachschaden wird auf bis zu 400.000 Euro geschätzt.
• Ein Anwohner erlitt leichte Atemwegsbeschwerden.

• In unserer WEG bedeutet dies die bauliche Veränderung der Tiefgaragenstellplätze / Installation einer Wallbox.
  Die Ladestation ist auf eine Ladeleistung von 11 KW/h begrenzt, sofern eine staatliche  Förderung beansprucht wird.
  Dies bedeutet einen längeren Aufenthalt in der Tiefgarage im Zuge des Ladevorganges

Elektroautos brennen zwar nicht häufiger, als Verbrennerautos, jedoch bereitet das Löschen mehr Probleme, wegen der Akkus.

• Lithium-Ionen-Akkus brennen mit hohen Temperaturen ab.
• Dabei kann es aber bis zu 40 Minuten dauern, bis an einer beschädigten Batterie die erste sichtbare Reaktion zu erkennen ist.
• Mit Temperaturen über 800 Grad treten dann brennende Gase und hochgiftige Flusssäure-Dämpfe aus.
• Dieser Ablauf wiederholt sich dann in unterschiedlichen Zeitintervallen immer wieder, bis der komplette Akku bis zu letzten Zelle abgebrannt ist.
• Dass kann bis zu 48 Stunden dauern.
• In Amerika ist gar von einem Fall die Rede, bei dem die Batterie sage und schreibe eine ganze Woche nicht aufgehört hat, weiter zu reagieren.

Gefürchtet ist der Thermal Runaway (Thermaler Kontrollverlust).

• Die Batterien geraten in einen nicht mehr zu stoppenden Zustand, in dem nach und nach die einzelnen Zellen des Akkus explodieren.
• Die Nachbarzellen werden ebenfalls beschädigt und explodieren ebenfalls, usw. – eine nicht mehr zu stoppende Kettenreaktion.
• Nach Kap. D / 2. Artikel  entstehen hier Temperaturen > 1000 Grad.
• Ausgelöst werden kann ein Thermal Runaway durch unterschiedliche Faktoren: physische Beschädigung einer einzelnen Zelle beispielsweise bei einem Unfall, thermische Belastung bei einem Brand oder bei Tiefenentladen und Überladung.
• Bei mehreren Verkehrsunfällen mit E-Fahrzeugen in jüngster Zeit versagten allerdings sämtliche Schutzmechanismen und der Akku erlitt einen Schaden. Dann kann es gefährlich werden.

Doch die Feuerwehren in Deutschland haben bereits findige Ideen entwickelt. 

• Die Berufsfeuerwehr in München beispielsweise besitzt nun einen "Abrollbehälter Hochvolt
• Dabei handelt es sich um eine Mulde oder einen Container, wo hinein das noch brennende Auto verfrachtet wird.
• Anschließend flutet die Feuerwehr den Behälter komplett und schließt somit Folgebrände und eine Gefährdung für Mensch und Umwelt aus.
• Außerdem minimiert sich so die Menge des kontaminierten Wassers.
• Für unsere Tiefgarage ist dieses System allerdings nicht geeignet, wg. der beengten Verhältnisse. Außerdem sind die Löschfahrzeuge zu groß für die Toreinfahrten.

Für einfache Fälle und wenn der Brand rechtzeitig erkannt wird, Vorraussetzung wäre allerdings ein entprechendes Garagenmanagement (was wir nicht haben) bietet sich der Einsatz von Löschdecken / Rescue Cap, an.

• Doch wenn das E-Auto lichterloh brennt und Nachbarautos (vorw. Benziner) schon Feuer gefangen haben, ist alles zu spät.
• Dann kann man nurmehr hoffen, dass der Brand nicht zuviel Schaden am Tragsystem der Tiefgarage anrichtet 

2.1) Zum Tragsystem der Tiefgarage u. den Folgen des Katastrophenlastfalles E-Auto Brand: Beipiel Tiefgarage TG-West
Bei der Tiefgarage handelt es sich um ein Stahlbetontragwerk in Massivbauweise aus dem Jahre 1978. 

• Der Tiefgaragenkörper ist voll integriert in das Tragkonzept der anschließenden Hochbauten incl. deren Unterkellerungen.
• Auf der TG-Decke befindet sich außerdem ein Gewerbegebäude, das aufgestockt werden soll.
• Die Vertikallasten (aus Erdauflasten + Gewerbegebäude + Verkehr) werden von der durchgehenden Massivdecke ( Flachdecke mit Vouten an den Innenauflagern = Stützen) aufgenommen.
• Die Deckenstützkräfte werden über Stahlbetonwände, bzw. Stahlbetonstützen im Garageninnenbereich, über Fundamente, in den Untergrund eingeleitet. 
• Horizontalkräfte  (Erd- und ggf. auftretender Wasserdruck) werden von den Stahlbeton-Außenwänden aufgenommen.
• Da die Zugkraftaufnahme des Betons sehr gering ist, wird eine Bewehrung in die Bauwerkstragelemente eingelegt. 

• Unter hohen Temperaturen verändern sich die Materialfestigkeiten und die E-Module von Beton und Stahl.
• Die Dehnung unter hohen Temperaturen nimmt schon bei geringem Spannungszuwachs deutlich zu.
• Daraus ergibt sich wiederum, dass die Festigkeit von Beton und Stahl unter hohen Temperaturen abnimmt.

• Sie verstärken die Rissbildung in Zustand II.
• Außerdem ist eine realistische Erfassung der Verformungen bei Bauteilen notwendig, die nach Theorie II. Ordnung berechnet werden, wie zum Beispiel Stützen.
• Die Dehnungen und die daraus resultierenden Verformungen werden durch die Theorie II. Ordnung zusätzlich verstärkt, was zu großen Verschiebungen am System führt und damit auch zu hohen Schnittkräften und auch Lastumlagerungen (ggf. auch zu den Innenstützen hin)

d) Beton
Durch die Abnahme des E-Moduls nimmt die Verformungsfähigkeit von 2,5‰ bei 20°C auf 10-20‰ bei 600°C zu, was zu einer ständigen Umlagerung von Spannungen führt. Daraus resultiert der Abfall der aufnehmbaren Druckfestigkeit.

Beiwert zur Berücksichtigung des Abfalls der charakterristischen Druckfestigkeit von Beton



e) Betonstahl
Da sich der Betonstahl unter Hitzeeinwirkung ausdehnt und gleichzeitig an Festigkeit verliert, wurde im EC2-1-2 eine kritische Stahltemperatur festgelegt.

• Diese liegt beim Betonstahl B500 bei 500°C und liegt auf der sicheren Seite.
• Dabei ist die kritische Dehngeschwindigkeit ε’=10-4 s-1 nur von der Stahlsorte und dem Belastungsgrad abhängig, jedoch nicht von der Erwärmungsgeschwindigkeit, wodurch die kritische Temperatur generell festgelegt werden kann.
• Analog zum Beton gibt es für Betonstahl auch einen Reduzierungsfaktor ks für die charakteristische Festigkeit fyk in Abhängigkeit zur Stahltemperatur

Beiwert zur Berücksichtigung des Abfalls der charakterristischen Druckfestigkeit von Betonstahl




Fazit
Wie man aus den Diagrammen entnehmen kann, nehmen ab einer Temperatur 600°C (nach S.1 sind 800 - 1000°C möglich)  die Festigkeiten von Beton und Betonstahl drastisch ab und somit auch die Sicherheiten, als Grundlage der ehemaligen statischen Berechnungen.

• Gehen die Sicherheiten unter 1,0 ist mit Bruchversagen einzelner Bauteile zu rechnen, ein Zustand in dem ein Bauteilversagen für Teilbereiche der Tiefgarage möglich ist.  
• Gefährdet sind vor allem die Innenstützen, deren Vermögen zur Aufnahme von Druckkräften (Deckenstützkräfte) einen starken Abfall erfährt, etwa 85 %.
• Dies bedeutet eine Reduktion des Sicherheitsfaktors 2,1 der seinerzeit bei der Stützenbemessung angesetzt wurde auf einen Wert von 0,32.
• Dies bedeutet ein Versagen der Stütze, als Stützelement der Tiefgaragendecke.
• Dies wird schlagartig einen Dominoeffekt auslösen und zum Versagen weiterer Stützen führen.
• Dies bedeutet einen Teileinsturz der Tiefgaragendecke, infolge Überlastung.
• Bereits ab einer Temperatur von ca. 580°C  (Abfall 52%) wird es kritisch, denn die Sicherheit beträgt hier nurmehr 1,0. 
• Die erf. Sicherheit für den Katastrophenlastfall liegt etwa bei  1,3, zug. Temperatur = ca. 480°C.

• Aus jetziger Sicht, ohne genaue Kenntnis der statischen Zusammenhänge, was insbesondere Lastzusammenhänge mit der Tiefgarage betrifft, kann nicht beantwortet werden, wie mit irreparablen Tiefgaragenbereichen umzugehen ist.
• Eines ist jedoch sicher, ganz so einfach wird man diese Teile nicht aus dem Bauteilverbund rauslösen können und auch, dass es sich um einen Schaden handeln wird, der in die Millionen geht.
• Ggf. haben die Garageneigentümer dann eine nicht sanierungsfähige Bauruine, mit der künftig zu leben sein wird

• Allerdings nur für den Fall, dass sich die Batterie des E-Autos selbst entzündet.
• Kommt die Versicherung zu dem Schluß, dass Brandauslöser eine unsachgemäße Manipulation war, entfällt eine Schadensregulierung.
• Falls der Besitzer des E-Autos nicht dazu herangezogen werden kann, haben die Eigentümer = Stellplatzbesitzer ein Problem.

Brandlastbeaufschlagung Tiefgarage: Traglastleistungsdiagramm
Katastrophenlastfall Sicherheit  η = 1,3 bei 475°
Grenzlastfall Bruchversagen Sicherheit η = 1,0 bei 577°C