Bei der Auswahl eines Bauwerkstoffes sollten immer auch die Anforderungen aus dem Brandschutz berücksichtigt werden.

Entsprechend der Brandgefährdungsanalyse und der ermittelten Brandrisiken ergeben sich Ansprüche an die physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Wärmedurchgang bei Brandschutzmaterialiern

Zu klären ist insbesondere der mögliche Wärmedurchgang bei einem Werkstoff:

• Zu Beginn eines Brandes ist der dominierende Effekt die Wärmeleitung. Je nach Einsatzzweck und Brandrisiko muss also auf eine entsprechend niedrige Wärmeleitfähigkeit geachtet werden.
  
• Bei fortschreitenden Bränden kommt ein weiterer Effekt für den Wärmedurchgang hinzu, die Wärmestrahlung. Wichtig sind in dieser Brandphase Materialien mit entsprechend hohem Strahlungsschutz, die also aufgrund ihrer Materialdichte und Beschaffenheit möglichst wenig Wärmestrahlung hindurch lassen.
• Durch eine entsprechende Behandlung oder Zusammensetzung des Baumaterials kann die Feuerwiderstandsdauer erhöht werden, wenn durch den Brand eine gewollte chemische Zersetzung stattfindet. Diese entzieht dem Brand Energie und sorgt für eine Abkühlung. Dabei kommt es auf die Zersetzungstemperatur an, ab wann sich dieser Effekt auswirkt, und auf die Zersetzungsenergie, die notwendig ist und dem Brand entzogen wird.

Intelligente Materialien im Brandschutz

Diese ersten Betrachtungen der Materialeigenschaften zeigen bereits, wie komplex die Anforderungen an einen Bauwerkstoff und an ein Brandschutzmaterial sind. Zu beachten sind zudem die Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt, wenn ein Material einem Brand ausgesetzt ist. Um die vielfältigen Faktoren zu berücksichtigen, können zum einen Werkstoffe gezielt ausgewählt und zusätzlich mit chemischen Substanzen (wie Flammschutzmittel) behandelt werden. Inzwischen werden aber auch zunehmend neuartige Werkstoffe eingesetzt, die aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind und zu den sogenannten Verbundwerkstoffen gehören.

Kombination von Materialien zur Erhöhung des Brandschutzniveaus

Je nach Einsatzzweck kommen ganz unterschiedliche Verbundwerkstoffe in Betracht. Denkbar sind zum Beispiel Werkstoffe, die aus einer Holz-Kunststoff-Kombination (Wood Plastic Composites, WPC) bestehen. Je nach Zusammensetzung kann z.B. die Festigkeit, der Wassergehalt und die Dichte variiert werden, um die Brandschutzeigenschaften dem erkannten Bedarf anzupassen. Auf dem Markt verfügbar sind auch Komposit-Platten aus Harz und Papier, die so verarbeitet werden können, dass sie schwer entflammbar sind. Allerdings sollte im Brandfall auch an die möglichen giftigen Substanzen gedacht werden, die sich im Rauch befinden können, wenn das organische Material in den Platten unvollständig verbrennt.

Ob Papier und Harz oder Textil und Metall

Für die thermische Isolation sind auch Kombinationen aus Textilfasern und Metallfolien auf dem Markt verfügbar. Ein aktuelles Beispiel ist Mtex von Frenzelit-Werke. Auf eine isolierende textile Trägerschicht wird bei diesem Material ohne weiteres Bindemittel Metall (insbesondere Aluminium) ausgebracht. Das Ergebnis ist eine Art flexibles Hitzeschild, mit dem ein Bauraum ausgekleidet werden kann, um im Brandfall einen möglichst geringen Wärmedurchgang zu erreichen.

Auch keramische Textilien helfen dem Brandschutz

Auch Kombinationen aus textilen und keramischen Werkstoffen machen für den Brandschutz Sinn, wie zum Beispiel Nextel von 3M zeigt. Solche Materialien können besonders formstabil trotz großer Hitze sein, eine hohe Festigkeit gegen Abrieb zeigen, obwohl die Temperaturen über 1.000 °C betragen, und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen gegen einen Wärmedurchgang in den zu schützenden Raum.

Welcher Werkstoff und welches Brandschutzmaterial benötigt wird und besonders geeignet ist, kommt immer auf das Ergebnis der Gefährdungsanalyse und den geplanten Einsatzzweck an. In jedem Fall aber sollten die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Materials geprüft werden, ob ein Material wirklich den Brandschutzanforderungen genügt.

Dabei helfen die Herstellerangaben, Testergebnisse von Prüfanstalten und die aktuelle Checkliste Brandschutzmaterialien.

Autor: Oliver Schonschek, Diplom-Physiker und Fachjournalist