Brandschutzbeschichtungen können Leben retten

Gerät ein Gebäude in Brand, zählt für die Rettung der Menschen jede Sekunde. Spezielle Beschichtungen für Holz- sowie Stahlbauten geben im Falle eines Brandes den Menschen mehr Zeit, sich in Sicherheit zu bringen. Stahlkonstruktionen sind heute oft die Basis moderner Architektur, vor allem bei öffentlichen Gebäuden, wo viele Menschen zusammen kommen: in Flughäfen, Stadien, Bahnterminals und Hochhäusern. Stahl lässt sich gut verarbeiten, bietet den Architekten großen Gestaltungsspielraum und ist bei entsprechendem Korrosionsschutz auch langfristig haltbar. Doch wenn sich bei einem Brand große Hitze entwickelt, wird auch Stahl weich und verliert damit seine Festigkeit. Die Konstruktionen können dann zusammenbrechen, mit verheerenden Folgen.

Aufschäumende Beschichtung hält Stahl stabil

Für den passiven Brandschutz von Stahlkonstruktionen wurden Lacksysteme entwickelt, die sich bei Feuer bis zum Sechsfachen ihres Volumens aufblähen und so eine isolierende Kruste bilden, die den Stahl gewissermaßen kühl hält. Damit werden die für die Festigkeit des Stahls kritischen Temperaturen wesentlich später erreicht und es bleibt mehr Zeit für die Evakuierung der Menschen und andere Notfallmaßnahmen. Die aufgeschäumte Schicht besteht aus mikroporösem Kohleschaum, der sich allerdings bei anhaltendem Feuer wieder zersetzt. Solche Beschichtungssysteme gibt es für verschiedene Brandklassen, so zum Beispiel speziell für so genannte Kohlenwasserstoff-Brände, wie sie beim Verbrennen von Öl, Gas oder Chemikalien entstehen. Dabei werden meist Temperaturen von mehr als 1.000 Grad Celsius erreicht. Diese Systeme eignen sich besonders für den Einsatz auf Ölplattformen, Gasförderanlagen oder Flughäfen.

Rund 40 Minuten mehr Zeit

Ein Stahlträger verliert bei einer kritischen Temperatur von etwa 600 Grad Celsius seine Festigkeit. Ein unbehandelter Stahlträger wird bereits nach etwa 20 Minuten „weich“, mit einer entsprechenden Brandschutzbeschichtung aber erst nach rund 60 Minuten. Das heißt, Menschen haben etwa 40 Minuten mehr Zeit, um sich in Sicherheit zu bringen. Das ist bei einer Katastrophe sehr viel Zeit.

Nanopartikel sorgen für Brandschutz bei Holz

Gerade bei Holzbauten, insbesondere bei historischen Gebäuden, wo Dachstühle, Wand- und Deckenverkleidungen und Böden meist aus Holz bestehen, hat Brandschutz oberste Priorität. Aber auch bei modernen Gebäuden setzen Architekten heute wieder vermehrt auf tragende Holzkonstruktionen. Hier können Nanopartikel in der Holzbeschichtung die Ausbreitung eines Brandes entscheidend verzögern. Entsprechende Beschichtungen auf Basis keramisierender Elastomere bilden beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur zunächst einen Kohlenstoffschaum an der Holzoberfläche aus, der gegen die Hitze isoliert und zudem verhindert, dass Sauerstoff an das Holz gelangt. Dies sorgt dafür, dass sich die Flammen eine gewisse Zeit lang nicht weiter ausbreiten können. Bei anhaltend hohen Temperaturen startet eine zweite Reaktion an der Schaumoberfläche, wo sich dann eine harte, flammschützende Keramikschicht ausbildet. Erzielt wird dieser Effekt durch keramische Nanopartikel aus Siliziumdioxid. Mit diesen Beschichtungen kann der Einsatz herkömmlicher Brandschutzmittel deutlich reduziert werden. Entwickelt wurden die keramisierenden Elastomere übrigens ursprünglich für die Raumfahrt.