Feuer und Flamme für die Zukunft: Zentrum für Brandforschung eröffnet
Mehrgeschossige Häuser aus Holz, Dämmungen aus Hanf oder Seegras, digital
gefertigte Bauteile, Energiespeicher in Fahrzeugen. Um die Brandsicherheit
bei nachhaltigen Bauweisen und neuen Produkten der Energiewende zu
gewährleisten und zu erforschen, ist der Forschungsbau des Zentrums für
Brandforschung der TU Braunschweig eröffnet worden. Das Forschungszentrum
mit seiner europaweit einmaligen Forschungsinfrastruktur, die einzigartige
experimentelle Möglichkeiten bietet, trägt dazu bei, Antworten auf die
Fragestellungen der Brandforschung zu finden und leistet so einen Beitrag
zur Stadt der Zukunft. Die Baukosten in Höhe von 25 Mio. Euro werden
jeweils zur Hälfte von Bund und Land getragen.
Dem gesellschaftlichen Sicherheitsbedürfnis Rechnung zu tragen und
sichere nachhaltige Gebäude und Produkte gestalten zu können, hat sich das
Zentrum für Brandforschung (ZeBra) zum Ziel gesetzt, das Brandverhalten
und das Gefährdungspotenzial zu erforschen. Denn die Entwicklung
neuartiger Bauweisen kann nur gelingen, wenn die Brandgefahr minimiert
wird und die Brandeinwirkungen präzise durch effiziente und belastbare
Prognosemodelle vorhergesagt werden können. Das ZeBra verfolgt dazu einen
ganzheitlichen Ansatz: Zum einen ermöglicht das Zentrum die effiziente
Modellierung und Simulation von Bränden, um Prognosen für Brandverläufe zu
erstellen und zum anderen experimentelle Großbrandversuche, um
entsprechende Daten für die numerische Modellierung zu gewinnen. Die
daraus gewonnenen Brandforschungsergebnisse fließen zum Beispiel in
Risikoanalysen und Sicherheitskonzepte ein und sind unter anderem eine der
wesentlichen Voraussetzung für eine sichere Gestaltung der Stadt der
Zukunft.
Forschungsbau mit europaweit einzigartiger Ausstattung
Der maßgeschneiderte Forschungsbau des ZeBra gliedert sich in drei
Gebäudeteile: ein zweigeschossiger Büro- und Messraumriegel, eine 23 Meter
hohe Experimentierhalle, und die 16 Meter hohe Halle für die
Rauchgasreinigung. Die Experimentierhalle –Advanced Firelab – ist das
Herzstück des neuen Forschungsbaus. Hier können Brände bis zu 20 Megawatt
untersucht werden. Die Halle ist mit zwei Großkalorimetern ausgestattet.
Sie bestehen aus einer 12 mal 12 Meter großen, verschiebbaren Haube, über
die alle Brandgase aufgefangen und mit bis zu 70 Kubikmetern pro Sekunde
abgesaugt werden können. Die dort freigesetzten Gase werden analysiert und
über die Messung des Sauerstoffgehalts kann auf die freigesetzte Wärme
geschlossen werden.
Im Freikalorimeter untersuchen die Wissenschaftler*innen beliebige
Brandlasten – beispielsweise ganze Wohnungseinrichtungen, Fahrzeuge und
Busse, aber auch Hochvoltspeicher, wie dicht gelagerte Antriebsbatterien
mit Lithium-Ionen-Technologie, die in der Produktion und Lagerung
vorkommen. Das zweite Kalorimeter ist mit einem viergeschossigen Brandhaus
gekoppelt. Hier können verschiedene Bauweisen von Fassadenkonstruktionen
mit bis zu zwölf Metern Höhe und vertikale Brandausbreitungen über mehrere
Geschosse vermessen und erforscht werden. Zudem werden auch neue
Löschanlagen oder Brandbekämpfungsstrategien und -methoden von Feuerwehren
im Realmaßstab erprobt.
So wurde jetzt im ersten Großversuch des ZeBra mit der Feuerwehr Hamburg
untersucht, wie sich ein Brand bei einer mehrgeschossigen Holzfassade in
Verbindung mit brennbaren, nachwachsenden Dämmstoffen entwickelt und wie
das Feuer am besten gelöscht werden kann. Dafür haben die
Mitarbeiter*innen des Zentrums für Brandforschung über drei Stockwerke des
vierstöckigen Fassadenprüfstandes eine Fassade mit unterschiedlichen
Holzkonstruktionen angebracht und einen Brand im ersten Obergeschoss
entfacht, der sich über die weiteren Geschosse ausbreitete. Für die
Feuerwehr sind diese Experimente wichtig, da der Holzbau im urbanen Raum
zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Interdisziplinärer Ansatz
Das Bauwesen steht im Zuge des Klimawandels und der Energiewende vor einer
großen Transformation. Hier werden neuartige Bauweisen unter Verwendung
von nachwachsenden Rohstoffen entwickelt, die unter anderem durch die
digitale Fertigung von Bauteilen materialsparender und ressourceneffizient
erstellt werden. Antworten auf die Frage, wie sich diese neuen Bauteile
und Produkte im Falle eines Brandes verhalten, sind unter anderem eine der
wesentlichen Voraussetzung für eine sichere Gestaltung der Stadt der
Zukunft. Diesen Forschungsfragen gehen nun interdisziplinär
Wissenschaftler*innen des Bauingenieurwesens, der Chemie, der
Umweltwissenschaften, der rechnergestützten Modellierung, der
Verfahrenstechnik sowie des Maschinenbaus zusammen am neuen Forschungsbau
des ZeBra nach, damit neue Bauweisen, aber auch Energiespeichersysteme und
Photovoltaikanlagen sicher gestaltet werden können.
Experimentelle und theoretische Forschung gehen Hand in Hand
Neben der experimentellen Forschung im Rahmen von Großbrandversuchen im
Realmaßstab ist ein weiterer wichtiger Bestandteil des Forschungszentrums
die Brandmodellierung – mit dem Ziel, effizient und genau rechnende
Modelle zu entwickeln. Die aus den Brandversuchen gewonnenen
thermophysikalisch-chemischen Daten fließen in die Computermodelle ein,
mit denen dann beliebige Bände mit großen Parameterdimensionen berechnet
werden können. Die Großversuche im Realmaßstab dienen auch dazu, diese
numerischen Modelle immer wieder zu überprüfen und immer besser
beschreiben zu können. Hier gehen im Forschungszentrum experimentelle und
theoretische Forschung Hand in Hand. Diese Möglichkeiten machen das
Forschungszentrum besonders.
Stimmen zum Forschungsbau
Falko Mohrs, Niedersächsischen Minister für Wissenschaft und Kultur
„Am neuen Zentrum für Brandforschung wird künftig das Brandverhalten und
das Gefährdungspotenzial von neuen Materialien und Technologien erforscht.
Das ZeBra ist damit elementar für die brandsichere Entwicklung innovativer
Produkte in der Energie- und Mobilitätswende. Ich beglückwünsche die TU
Braunschweig zu dieser europaweit einzigartigen Forschungsanlage.“
Anke Kaphammel: Bürgermeisterin der Stadt Braunschweig
„Das ZeBra der Technischen Universität bildet einen wichtigen und
ergänzenden Baustein für die Forschungsschwerpunkte „Mobilität“ und „Stadt
der Zukunft“. Ich freue mich, dass die TU Braunschweig durch den neuen
Forschungsbau von einer der beiden deutschlandweit führenden
Brandforschungseinrichtungen zum Hotspot – zum einmaligen Zentrum – wird.
Ich wünsche der neuen Einrichtung und allen, die hier forschen und
arbeiten, viel Erfolg – für eine brandsichere Stadt der Zukunft!“
Prof. Angela Ittel, Präsidentin der TU Braunschweig
„Mit dem Forschungsbau des ZeBra stoßen wir in neue Dimensionen der
Brandforschung vor, um Antworten auf äußerst relevante gesellschaftliche
Fragestellungen für nachhaltige Bauweisen und Produkte der Energiewende zu
finden. Das Zentrum für Brandforschung ergänzt aufs Hervorragendste
unseren Forschungsschwerpunkt Stadt der Zukunft und lässt die TU
Braunschweig durch die hier europaweit einzigartige
Forschungsinfrastruktur auch international strahlen.“
Prof. Jochen Zehfuß, Sprecher des ZeBra, Leiter des Fachgebiets
Brandschutz des Instituts für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz
„Das ZeBra mit seiner hervorragenden Laborausstattung, durch die wir die
Branddynamik vom Klein- bis zum Realmaßstab grundlegend erforschen können,
ist insbesondere hinsichtlich der Großkalorimeter europaweit einzigartig
und eröffnet uns erstklassige Forschungsmöglichkeiten.“
Weitere Informationen:
- Zum Zentrum für Brandforschung: https://www.tu-
braunschweig.de/ibmb/zentren/z
- ZeBra Steckbrief: https://magazin.tu-braunschwei
content/uploads/2023/10/ZeBra_
- Anwendungsmöglichkeiten Advanced Firelab: https://magazin.tu-
braunschweig.de/wp-content/upl
Advanced-Firelab.pdf
- Erster Großbrandversuch am Zentrum für Brandforschung:
https://magazin.tu-braunschwei
- Video zum Großbrandversuch: https://youtu.be/nwhjdOC7rUk
