19176 - Bemessung von Stahltragwerken bei Naturbränden

Langtitel: Prüfverfahren für thermische Materialkennwerte von Brandschutzbekleidungen und reaktiven Brandschutzsystemen für die Bemessung von Stahltragwerken bei Naturbränden

Forschungsstellen: Technische Universität Braunschweig, Universität Hannover

Forschungsstellenleiter:  Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß, Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann

Laufzeit:  01.09.2016 - 28.02.2018

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Prüfverfahrens für die Ermittlung temperaturabhängiger thermischer Materialkennwerte von Brandschutzbekleidungen und reaktiven Brandschutzsystemen für Naturbrandeinwirkungen.
Zur Berechnung des Erwärmungsverhaltens bekleideter bzw. beschichteter Stahlbauteile werden thermische Materialkennwerte (Rohdichte, spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit) nicht nur für den Stahl, sondern auch für Brandschutzbekleidungen und reaktiven Brandschutzsysteme benötigt. Die Verwendung fester Werte, wie sie für Normaltemperatur bekannt sind, führt bei thermischen Analysen zu falschen Ergebnissen. Bislang erfolgte die Ermittlung der thermischen Materialkennwerte für Brandschutzbekleidungen und -beschichtungen unter der Voraussetzung einer Aufheizphase gemäß der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK). Auf natürliche Brandverläufe kann das hierbei erfasste thermische Verhalten der Brandschutzmaterialien jedoch nicht übertragen werden. Die Verwendung thermischer Kennwerte, die für die Aufheizphase abgeleitet wurden, ist für die Abkühlphase u. U. nicht möglich, da das Verhalten der Bekleidungsmaterialien bzw. -beschichtungen ggf. nicht reversibel ist. Gerade bei geschützten Stahlbauteilen kann die Berücksichtigung der Abkühlphase jedoch bemessungsrelevant sein, weil die max. Stahltemperatur aufgrund der isolierenden Wirkung der Bekleidung bzw. Beschichtung z. T. erheblich später als die max. Brandraumtemperatur erreicht wird.
Neben der Bereitstellung von Materialkennwerten von exemplarisch ausgewählten Brandschutzmaterialien für eine zuverlässige und schnelle Berechnung des Erwärmungsverhaltens von geschützten Stahlbauteilen, stellt vor allem die Erarbeitung eines standardisierten Prüfverfahrens für die Ermittlung thermischer Materialkennwerte von beliebigen Bekleidungs- und Brandschutzsystemen einen notwendigen Fortschritt dar.