Hightech für den Brandfall 

Ein Forschungsprojekt des IBS macht erstmals sichtbar, wie mehrschichtige Brandschutzverglasungen im Ernstfall reagieren – und eröffnet neue Wege für sichere Glasarchitektur.

Wenn es brennt, zählt jede Sekunde. Moderne Brandschutzgläser sind dabei echte Lebensretter: Im Ernstfall schäumen ihre Zwischenschichten auf und halten Flammen und Wärme zurück. Doch was im Inneren dieser Hightech-Verglasungen bei extremen Temperaturen genau passiert, war bisher nur schwer vorauszusagen. Das FFG-geförderte Forschungsprojekt „FIRE SOLVER GLASS“ des IBS ändert das nun grundlegend.

Moderne Brandschutzverglasungen bestehen aus mehreren Glasscheiben, die durch spezielle – sogenannte intumeszierende – Schichten getrennt sind. Diese schäumen bei Hitze auf und verhindern so den Durchtritt von Feuer, Rauch und Wärmestrahlung. Doch je komplexer die Verglasungen sind, desto schwieriger wird es, ihr Verhalten präzise zu modellieren. Insbesondere das Zusammenspiel aus Wärmetransport, Materialumwandlung, Schaumbildung, Masseverlust und mechanischer Verformung lässt sich nur schwer vorhersehen.

Brandversuch an einem Glaskörper mit Personen im Hintergrund

Gemeinsam mit Forschungspartnern entwickelte das IBS nun erstmals hochauflösende Simulationsmodelle, die den gesamten Aufschäumprozess realitätsnah abbilden. Sie geben nicht nur Aufschluss über das Materialverhalten von Gel, Wasser, Dampf und Schaum, sondern ermöglichen es auch, die thermischen Auswirkungen auf die Rahmenkonstruktion zu beurteilen.

Als Grundlage dafür mussten die Forscher*innen zunächst umfangreiche Stoffdaten erheben – von der Wärmeleitfähigkeit bis hin zum Wassergehalt. Um die Simulationen zu validieren, wurden parallel dazu Brandversuche durchgeführt. Darüber hinaus entwickelte das IBS neuartige Prüf- und Messmethoden – etwa Heizplattenversuche zur kontrollierten Aufheizung einzelner Schichten und spezielle Aufbauten zur Erfassung der im Aufschäumprozess wirkenden Kräfte – die in Zukunft auch in anderen Projekten zum Einsatz kommen können.

Brandschutzglas im Querschnitt

Die neuen Simulationsmodelle erlauben es erstmals, Glasaufbauten virtuell zu testen, bevor ein reales Muster produziert wird. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch Ressourcen und erlaubt bessere Prognosen sowie gezielte Anpassungen je nach dem angestrebten Feuerwiderstand.

In der Kombination von Simulation und Brandversuchen setzt das IBS neue Maßstäbe für die moderne Gebäudesicherheit und schafft Innovationsspielraum für die gesamte Branche.