Eine schützende Firewall für das Holz

An der Universität Innsbruck suchen drei Institute nach dem idealen Brandschutz für den Werkstoff Holz

Holz im und am Haus schafft Atmosphäre. Der nachwachsende Rohstoff ist aber nicht nur für das Raumklima gut, Holz als Baumaterial liefert einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz. Die Holzarchitektur hat sich längst von der Hüttenromantik gelöst und erobert nun auch die Städte. Künftig sollen Hochhäuser mit bis zu 20 Geschossen aus Holzsystemen errichtet werden.

Als Baumaterial für Mehrgeschoßwohnbauten oder öffentliche Gebäude, beispielsweise Schulen, setzt sich Holz aber nur schwer durch. Das Hauptargument gegen Holzbauten ist die Angst vor Bränden. Eine Angst, die sich in restriktiven Brandschutzvorschriften und Baunormen niederschlägt. Mit dem vom Land Tirol geförderten K-Regio-Projekt " Innovative Wood Protection" wollen nun Forschende aus drei Instituten der Universität Innsbruck Holz brandbeständiger machen.

Materialwissenschaft, Chemie und Holzbau arbeiten im Rahmen des Zentrums für Brandforschung der Universität Innsbruck mit Tiroler Firmen an Schutzanstrichen für großflächige Holzelemente. Decken, Wände, Stützen will man mit einer unsichtbaren Schutzhülle ausstatten. Roman Lackner, Projektleiter: "Es ist ein Spagat. Denn wir versuchen, das Holz so zu verändern, dass es bessere Brandschutzeigenschaften bekommt, andererseits aber das Wohlbefinden so wenig wie möglich beeinträchtigt wird."

Die Anforderungen an die Chemiker sind hoch. Denn das "Holzgefühl" soll erhalten bleiben, der Holzoberfläche darf man den Schutz weder ansehen, noch soll er haptisch erfassbar sein. Ein weiteres Kriterium an den Schutzanstrich: Er muss umweltfreundlich sein, darf die Gesundheit nicht beeinträchtigen.

Um den idealen Anstrich zu finden, wird in Uni- und Firmenlabors experimentiert. In einem eigens gebauten "Kegelofen" (Cone-Kalorimeter) setzt man zehn mal zehn Zentimeter große Holzproben einer Temperaturbelastung aus: "Rund um das Probestück werden kegelförmige Heizstrahler angeordnet. Wir schauen dann, was unter der Bestrahlung passiert", erklärt Lackner.

Schauen und messen

Die Brandeigenschaften von behandelten und unbehandelten Proben werden beobachtet und verglichen, ebenso das Verhalten verschiedener Holzarten. " Man kann sehen, wie Schutzanstriche das Verhalten des Holzes im Brandfall verbessern", sagt Materialwissenschafter Lackner. Das kann wörtlich genommen werden, denn der Verbrennungsprozess wird nicht nur gemessen, sondern durch Glaswände beobachtet.

Gemessen werden Entzünddungszeitpunkt, Temperatur- und Gasentwicklung. " Wir wollen wissen wie sich Abgase verändern, wann es zu einer chemischen Reaktion, zu einer Verbrennung kommt und wie schnell sich die Temperaturbelastung in die Holzprobe fortpflanzt", sagt Lackner. Die Proben werden vor ihrem Einsatz gewogen. Lackner: "Wenn es zu thermischen Zersetzung von Holz kommt, entweichen Gase, die Probe wird leichter. Über Gewichtsverlust lässt sich abschätzen, was im Holz passiert ist, wie es thermisch zersetzt wurde." Schutzanstriche sollen eine Art Firewall aus Kohlenstoffschaum aufbauen. "Man sieht, wann die Beschichtung reagiert, sich aufbläht. Im Idealfall, bevor die Gase, die beider Verbrennung entstehen zu brennen beginnen", sagt Lackner. Über die Verbrennungsexperimente wird ein Simulationstool entwickelt, das es möglich machen soll, "realitätsnah den Temperatureintrag in den jeweiligen Holzbauteil für eine vorgegebene Brandlast zu berechnen". Ziel des Projekts ist in zwei Jahren eine Software für Ingenieurbüros zu haben, die Praktikern die Prognose des Bauteilverhaltens im Brandfall ermöglicht.

Ein weiteres Ziel des K-Regio-Projekts ist die Anpassung der Brandschutznormen. "Wir wollen dazu beitragen, die restriktiven Normen mittel- bis langfristig zu verändern. Die Wirkungsweise von Brandschutzlacken soll künftig in den entsprechenden Bauvorschriften berücksichtigt werden", sagt Lackner. (Jutta Berger, DER STANDARD, 24.10.2012)