Zentrum für leichte und umweltgerechte Bauten ZELUBA®

Forschungsschwerpunkt

Brandschutz

Wir entwickeln neue Lösungen zur Verbesserung des Brandschutzes von Holz und Holzwerkstoffen. Intumeszierende Brandschutzbeschichtungen, glimmgeschützte Holzfaserdämmstoffe und flammgeschützte Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe bilden dabei den Schwerpunkt unserer Arbeiten, die wir zusammen mit der Industrie bearbeiten. Neben klein- bis mittelskaligen Brandversuchen werden die entwickelten Materialien mittels thermischer Analysemethoden wie dynamische Differenzkalorimetrie, thermogravimetrische und thermomechanische Analyse charakterisiert.

© Foto Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Am Fraunhofer WKI konzipierter Glimmprüfstand

© Foto Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Prüfstand zur Bestimmung der Neigung eines Bauprodukts zum kontinuierlichen Schwelen nach DIN EN 16733

© Foto Fraunhofer WKI | Torsten Kolb

Mit einem intumeszierendem Brandschutzlack beschichtete Sperrholzprobekörper nach der Prüfung im Laborbrandversuch

Materialien für das Bauwesen müssen bezüglich ihres Brandverhaltens nach DIN 4102-1 oder DIN EN 13501-1 charakterisiert sein. Gemäß Musterbauordnung von 2002 ist für jedes verwendete Baumaterial eine Baustoffklassifizierung erforderlich. Materialien, welche ab Gebäudeklasse 4 (Gebäudehöhe: ≥ 7 m) zum Einsatz kommen, müssen als »schwer entflammbar« eingestuft sein. Im Rahmen unserer Forschung entwickeln wir Lösungen zur Verbesserung der Baustoffklasse.

Beispielweise haben wir eine intumeszierende Brandschutzbeschichtung für Holz und Holzwerkstoffe entwickelt. Es gibt sie in zwei Varianten: farbig und transparent. Die transparente Beschichtung kommt zur Anwendung, wenn die Holzoptik erhalten bleiben soll. Mit beiden Beschichtungsvarianten konnten die verwendeten Holzprobekörper die Brandschutzklassen B1 (schwer entflammbar) im Brandschacht nach DIN 4102-15 erreichen. Wir treiben die Forschung zu intumeszierenden Brandschutzbeschichtungen weiterhin voran, um Lösungen für weitere Anwendungsfälle zu finden.

Darüber hinaus haben wir in den letzten drei Jahren Grundlagenuntersuchungen zum Glimmen von Holzfaserdämmstoffen durchgeführt. Ziel dieses Projektes war die Charakterisierung des Glimmprozesses. Im Rahmen der Forschungsaktivitäten wurde die Glimmbeschleunigung als charakteristischer Materialkennwert entwickelt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Entwicklung eines Glimmschutzmittels für zukünftige Projekte mit einfließen.

Gemeinsam mit dem Fachbereich »Verfahrens- und Systemtechnik Holzwerkstoffe« entwickeln wir derzeit außerdem flammgeschützte Wood-Plastic-Composites (WPC) für den Einsatz an Fassaden.

Alle entwickelten Materialien werden mittels Thermoanalyse wie dynamische Differenzkalorimetrie, thermogravimetrische und thermomechanische Analyse charakterisiert. Im Rahmen dieser Messungen besteht die Möglichkeit, die entstehenden Gase mittels FTIR-Spektroskopie und Massenspektrometrie zu analysieren. Neben einem selbst entwickelten Laborbrandversuch und Glimmprüfstand verfügt das Fraunhofer WKI über mittelskalige Brandprüfeinrichtungen: Brandschacht nach DIN 4102-15 (Prüfung auf Schwerentflammbarkeit), Kleinprüfstand nach DIN 4102-8, Brennkasten nach DIN 50050-1 (Prüfung auf Normalentflammbarkeit) und ein Nichtbrennbarkeitsofen nach DIN 4102. Seit Mitte 2016 ist außerdem ein akkreditierter Prüfstand zur Bestimmung der Neigung eines Bauprodukts zum kontinuierlichen Schwelen nach DIN EN 16733 vorhanden.