Forschungsprojekt TIMpuls für effektive Brandschutzlösungen bei Holzgebäuden

Holz ist nicht nur ein Baustoff mit langer Vergangenheit – das nachwachsende, tragfähige und zudem leichte Material wird in Zukunft wieder eine größere Rolle spielen.

Im urbanen Wohnungsbau Mitteleuropas gewinnt Holz zunehmend an Bedeutung. So entstehen in den Metropolen gerade die ersten Hochhäuser aus Holz. Damit stellen sich entscheidende Fragen für den Brandschutz: Wie verhalten sich mehrgeschossige Holzkonstruktionen im Brandfall? Und wie lassen sie sich so feuersicher wie möglich errichten? Antworten gibt das Verbundforschungsvorhaben TIMpuls.

Nachweis über brandsichere Holzkonstruktionen

TIMpuls ist ein Gemeinschaftsprojekt der Technischen Universität Braunschweig, der Technischen Universität München, der Hochschule Magdeburg-Stendal und des Instituts für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge. Das Forschungsunternehmen fand von 2018 coronaverzögert bis 2021 statt. Gegenwärtig wartet der für alle Brandschutzexperten lesenswerte Abschlussbericht noch auf die Freigabe.

Finanziert wurde TIMplus mit Fördermitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) sowie von der Holzwirtschaft über den Landesinnungsverband des Bayerischen Zimmererhandwerks. Das Forschungsprojekt hatte sich der Aufgabe verschrieben, die Effektivität bestehender Brandschutzregelungen in der Praxis zu erproben, sie gegebenenfalls zu optimieren und die gewonnenen Erkenntnisse in die Holzbaurichtlinie aufzunehmen. Prof. Jochen Zehfuß von der TU Braunschweig hat als Ziel die Beweisführung ausgegeben, dass Holzgebäude genauso brandsicher konstruiert werden können wie klassische Massivhäuser.

Brandschutz bei Holzbauten auf wissenschaftlicher Grundlage

Konkret war TIMpuls für die „Bereitstellung einer vollständigen, wissenschaftlich begründeten Systematik“ ins Leben gerufen worden, „um die Verwendbarkeit tragender und raumbildender Holzbaukonstruktionen in mehrgeschossigen Gebäuden bis zur Hochhausgrenze zu ermöglichen.“ Das 2018 gestartete Projekt umfasste folgende Bereiche:

• Erarbeitung von Grundlagen zur Anwendung von Ingenieurmethoden des Brandschutzes im Holzbau
• Untersuchungen zur bauordnungsrechtlichen Verwendung von Holz
• Abwehrender Brandschutz
• Sanierbarkeit
• Haustechnik

Großbrandsimulationen unter Realbedingungen

Im Winter 2021 wurden auf dem Gelände des Forschungscampus Garching der TU München in einer aufwendigen Simulation Brandräume im Maßstab 1 : 1 mit Holzmöbeln und Büchern ausgestattet und in Brand gesetzt. Die Brandlast entsprach realistischen Wohnungen in modernen Wohngebäuden. Die Löscharbeiten wurden von der Werksfeuerwehr vor Ort geleistet und anschließend analysiert. In weiteren Großbrandversuchen nahm das Forschungsteam das Brandverhalten von Massivholzwänden, Wänden in Holztafelbauweise mit Dämmmaterial oder den Einfluss von Wandbekleidungen aus Gips unter die Lupe. Insgesamt vier Szenarien wurden untersucht und in ein Verhältnis zu Stahlbetonbauten oder Mauerwerk gesetzt. Mehrere Hundert Messstellen lieferten zuverlässige Daten über Temperaturen, die Energiefreisetzung oder Strömungsprozesse beim Flammenbild.

Einfluss auf die Holzbaurichtlinie

Die Forscher fragten sich: Brennt es in Holzgebäuden anders? Die Auswertung der Experimente anhand immenser Datenmengen orientierte sich an Faktoren wie der Flammengröße an einer Öffnung in der Hauswand, der Rauchkonzentration, dem Flash-over-Zeitpunkt, der Wirksamkeit von Brandschutzbekleidungen oder dem Abbrand- wie auch dem Nachbrandverhalten von Holz. Die Ergebnisse werden gegenwärtig von einem Arbeitskreis ausgewertet und sollen demnächst in eine Überarbeitung der Holzbaurichtlinie einfließen. Deren aktuelle Fassung war genau in dem Zeitraum in Kraft getreten, als das Forschungsprojekt noch lief.