Zentrum für leichte und umweltgerechte Bauten ZELUBA®

Forschungsschwerpunkt

Brandschutz

Je höher und größer ein Gebäude ist, umso höher sind auch die Anforderungen an das Brandverhalten der eingesetzten Baustoffe. Außerdem unterliegen Sonderbauten wie Schulen, Krankenhäuser oder Hotels in der Regel strengen Brandschutzvorgaben – auch  wenn sie klein oder niedrig sind. Wir entwickeln industrienahe Brandschutzlösungen für Holz und Holzwerkstoffe sowie neuartige Bio-Verbundwerkstoffe. Dazu gehört auch die Ermittlung von Materialkennwerten für die Baustoffklassifizierung. Damit tragen wir dazu bei, dass nachwachsende Rohstoffe in der Baubranche stärker eingesetzt werden, insbesondere in mehrgeschossigen Häusern. Auch beim Innenausbau von Fahrzeugen können wir unser Know-how einsetzen.

Baustoffe müssen bezüglich ihres Brandverhaltens nach gesetzlichen Vorgaben charakterisiert und klassifiziert werden. In Gebäuden ab einer Höhe von 7 Metern (Gebäudeklassen 4 und 5) sind vorwiegend »schwer entflammbare« oder »nicht brennbare« Baustoffe gefordert. Unser Ziel ist es, dass Materialien, Bauelemente und Konstruktionen, die ganz oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, diese Baustoffklassifizierung erreichen.

Ein ca. 20 x 20 cm großes Stück Holzwerkstoffplatte, aus dem sich mittig ein kreisförmiges, schaumartiges Gebilde erhebt, das stark schwarz verkohlt ist.
© Fraunhofer WKI | Torsten Kolb
Mit einem intumeszierendem Brandschutzlack beschichteter Sperrholzprobekörper nach der Prüfung im Laborbrandversuch.

Brandschutzbeschichtungen

Mit »intumeszierenden« Beschichtungen, die im Brandfall eine schützende Dämmschicht bilden, lässt sich die Entflammbarkeit von Baustoffen herabsetzen. Wird eine bestimmte Grenztemperatur überschritten, schäumt (intumesziert) die Beschichtung auf und bildet eine voluminöse kohlenstoffhaltige Schicht, die den Baustoff isoliert. Wir entwickeln transparente und farbige Brandschutzbeschichtungen, die Holz und Holzwerkstoffe auf die Baustoffklasse B1 (»schwer entflammbar«) ertüchtigen.

Das Foto zeigt die Schnittkante eines Plattenwerkstoffs. Die untere und obere Schicht besteht aus Holz, die Mittellage aus einem hellgrauen Material.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Durch Modifizierung der Holzschichten und die Kombination mit Blähglas (Mittelschicht) entsteht eine »nicht brennbare« hybride Sperrholzplatte.

Nichtbrennbare Bauprodukte aus nachwachsenden Rohstoffen

Ist ein Bauprodukt von sich aus »nicht brennbar«, braucht es keine Brandschutzbeschichtung. Wir erforschen, wie man Bauprodukte aus Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen »nicht brennbar« machen kann, etwa durch spezielle Vorbehandlungen. Aufbauend auf dieser Grundlagenforschung entwickeln wir Bauprodukte für diverse Anwendungszwecke – beispielsweise Sperrholzplatten für den Innenausbau von Schiffen oder Trockenbauwände in Gebäuden mit einer Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten.

Das Foto zeigt einen Stapel Dämmstoffmatten aus Holzfasern.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Die am Fraunhofer WKI entwickelten Glimmschutzmittel erweitern den Anwendungsbereich von Dämmstoffen aus Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen.

Glimmschutzmittel für Naturdämmstoffe

Dämmstoffe aus Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen weisen im Brandfall günstige Eigenschaften auf. Sie verbrennen relativ langsam, schmelzen nicht und verursachen keinen dichten, schwarzen Rauch. Allerdings neigen sie zum kontinuierlichen Schwelen und/oder Glimmen. Damit sie trotzdem in höheren Gebäuden eingesetzt werden können, entwickeln wir passende Glimmschutzmittel. Auch in Sonderbauten mit erhöhten Brandschutzanforderungen wie Schulen, Krankenhäuser oder Hotels könnten glimmgeschützte Naturdämmstoffe verbaut werden. Außerdem führen wir Grundlagenforschung durch, um den Glimmprozess besser zu verstehen.

Das Foto zeigt eine technische Apparatur mit einer Kammer, in der ein ca. 10 x 10 cm großer Prüfkörper aus Holz liegt.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Am Fraunhofer WKI konzipierter Glimmprüfstand.

Brandschutztechnische Charakterisierung von Materialien

Damit die neuen Materialien, Beschichtungen und Glimmschutzmittel zum Einsatz kommen können, charakterisieren und prüfen wir sie nach standardisierten Normen. Unter anderem führen wir klein- bis mittelskalige Brandversuche sowie Thermoanalysen durch und untersuchen die entstehenden Gase mittels FTIR-Spektroskopie und Massenspektrometrie. Außerdem entwickeln wir Bewertungsmethoden, identifizieren Materialkennwerte und konzipieren Prüfverfahren. Beispielsweise haben wir eine Prüfeinrichtung zur Analyse des Glimmverhaltens von Naturdämmstoffen entwickelt.