Neuer ETH-Brand-Simulator soll helfen, Leben zu retten

Die ETH Zürich hat in ihrer Heizzentrale auf dem Campus Hönggerberg für 2,5 Millionen Franken einen speziellen Ofen installiert: Er dient als Brandsimulator für Holzbauteile und soll die Einsatzmöglichkeiten von Holz als Baustoff erweitern.

«Wir können die Temperatur im Ofen und den Sauerstoffgehalt genau einstellen», wird Holzbau-Professor Andrea Frangi in einer Mitteilung der ETH vom Donnerstag zitiert. Zudem könnten die Holzbauteile während eines Tests mit bis zu 50 Tonnen belastet werden. «Der Ofen erlaubt es uns, verschiedene Brandverläufe zu simulieren und deren Auswirkung auf die Holzstrukturen zu testen.»

Heute sind auch Hochhäuser aus Holz erlaubt

Diese Forschung ist wichtig für die Bauwirtschaft, wie die Entwicklung der vergangenen Jahre zeigt: Bis 2004 waren vor allem aus Sicherheitsgründen in der Schweiz nur Gebäude mit einer Tragstruktur aus Holz zugelassen, wenn sie nicht mehr als zwei Stockwerke aufwiesen.

Ab 2005 waren bis zu sechs Etagen erlaubt, seit 2015 besteht an sich keine Obergrenze mehr. Derzeit befinden sich in der Schweiz mehrere Holzhochhäuser mit Höhen von bis zu 108 Metern unter anderem in Zug, Winterthur und Zürich in Planung oder sind bereits im Bau.

Mögliche Schwachstellen erkennen

Die Forschung zeigte etwa, dass Holz bezüglich Sicherheit gut abschneidet: «Während sich Stahlträger im Brandfall verformen können und dadurch instabil werden, können Holzkonstruktionen länger ihre strukturelle Integrität behalten», heisst es in der Mitteilung.

Die Tragfähigkeit eines Holzbalkens werde im Wesentlichen durch seine Grösse bestimmt. Brenne ein Balken, würden auf den Seiten, die dem Feuer ausgesetzt seien, pro Stunde rund vier Zentimeter des Holzes in Holzkohle umgewandelt. Mögliche Schwachstellen seien im Brandfall etwa Verbindungselemente und konstruktive Details.

1400 Grad, 50 Tonnen Druck

Beim neuen Ofen für die Holzforschung handelt es sich um einen mit Stahlträgern verstärkten Metallkubus. Dessen Brennkammer ist je einen Meter hoch und breit sowie knapp 1,7 Meter lang. Sie kann - befeuert von zehn Gasbrennern - auf über 1400 Grad aufgeheizt werden. Mehrere Kameras zeichnen die Tests auf, weitere Geräte analysieren die Zusammensetzung der Brandgase.

Im neuen Brandsimulator will Frangi mit seinem Team nun das Abbrandverhalten von Holzbauteilen und Verbindungen unter realistischen Bedingungen weiter erforschen, um auch grössere und ausgefallenere Holzkonstruktionen zu ermöglichen.

Mit ihrer Forschung könnten sie dazu beitragen, «dass noch mehr der nachwachsenden und CO2-speichernden Ressource Holz als Baumaterial verwendet wird», wird Frangi zitiert.

(sda/nib)