Baumaterialien sollen die Ausbreitung eines Feuers verlangsamen und damit zusätzliche Zeit für die Evakuierung schaffen. Häufig werden dafür chemische Flammschutzmittel eingesetzt, wobei jedoch einige dadurch verbreitete Wirkstoffe die menschliche Gesundheit und die Umwelt beeinträchtigen können. Mehrere dieser Stoffe werden in der Europäischen Union bereits eingeschränkt oder schrittweise abgeschafft. Das von der Aalto-Universität geleitete Projekt FireSafe untersucht deshalb biobasierte Flammschutzsysteme aus nachwachsenden Rohstoffen. Beteiligt sind auch die South-Eastern Finland University of Applied Sciences und verschiedene Industriepartner. Ziel sind Alternativen, die konventionelle Flammschutzmittel ersetzen können, ohne Abstriche beim Brandschutz oder bei der Qualität der Innenraumluft zu machen.

Schutzschicht quillt bei Hitze auf

Die Masterstudentin und spätere Forschungsassistentin Soile Auvinen optimierte eine umweltfreundliche, intumeszierende Beschichtung für Holz. Intumeszierende Materialien dehnen sich unter Hitzeeinwirkung aus, sodass die Beschichtung bei Feuer schnell eine verkohlte, wärmedämmende Schicht bildet. Diese schützt das darunterliegende Holz und verlangsamt seine Verbrennung. In Labortests bremste die entwickelte Beschichtung die Verbrennung von Holz nach Angaben der Aalto-Universität deutlich stärker als eine kommerzielle Flammschutzbehandlung. Bei einem anschließenden „Single-Burning-Item-Test“ erreichte die Beschichtung die europäische Brandklasse B-s1, d0. Laut Universität handelt es sich dabei um die höchste Brandklassifizierung, die Holz nach europäischen Standards erreichen kann. Zahlen zu diesem Vergleich und die genaue Zusammensetzung der untersuchten Beschichtungen werden nicht genannt.

Niedrige Emissionen im Kammertest

Die brandgeschützten Materialien müssen auch Anforderungen an die Qualität der Innenraumluft erfüllen. Um herauszufinden, wie sich die Emissionen senken lassen, ohne die Flammschutzwirkung zu beeinträchtigen, untersuchte Maryam Afzal als Masterstudentin und später als Forschungsassistentin, wie viel Ammoniak unterschiedliche FireSafe-Beschichtungen unter Brandbedingungen freisetzen. Eine der Beschichtungen erreichte die finnische Emissionsklasse M1, die höchste Emissionsklasse des Landes für Baumaterialien. Grundlage war eine standardisierte, 28 Tage dauernde Kammerprüfung. Dabei wurden laut Aalto-Universität sehr geringe Emissionen an Formaldehyd, Ammoniak und flüchtigen organischen Verbindungen gemessen.

Die Zusammenarbeit mit Industriepartnern soll neben der wissenschaftlichen Leistung auch Herstellbarkeit, regulatorische Anforderungen, Skalierbarkeit und Produktentwicklung berücksichtigen. Denkbar ist ein Einsatz der Beschichtungen auf holzbasierten Baumaterialien und weiteren Bauprodukten. Bis zu einer Vermarktung ist nach Angaben des Projektteams jedoch weitere Entwicklungsarbeit erforderlich.

hn