Spatenstich ZeBra

Ein ZeBra für die Brandforschung

Europaweit einmaliges Labor für mehr Brandsicherheit im Zuge von Energiewende und Klimawandel

Innovative Bauweisen und Produkte der Energiewende sicherer zu machen, ist das Ziel des Zentrums für Brandforschung (ZeBra). Der Forschungsbau bietet europaweit einzigartige experimentelle Möglichkeiten. Mit den Großgeräten, darunter mehrere Großkalorimeter, können Brandverhalten und Gefährdungspotenzial von ressourcenschonenden und umweltverträglichen Produkten untersucht werden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können hier zum Beispiel Fassaden aus neuartigen Baustoffen, Gebäude oder Elektrofahrzeugen in Brand setzen und die Vorgänge und Auswirkungen genau erforschen.

Innovative brandsichere Bauweisen und Produkte für die Energiewende können nur auf den Markt gelangen, wenn ihr Brand- und Brandausbreitungsverhalten sowie die Brandeinwirkung auf den Menschen präzise vorhergesagt werden kann. Hier setzt das Zentrum für Brandforschung an. Es will Grundlagen für Prüfverfahren entwickeln, die ein hohes Sicherheitsniveau der zu untersuchenden Bauweisen und Produkte, die zunehmend Eingang in den Alltag finden, gewährleistet. Dazu werden effiziente und belastbare numerische und physikalische Prognosemodelle eingesetzt.

Die TU Braunschweig ist bereits seit Jahren eine führende Brandschutzforschungseinrichtung in Deutschland und wird es spätestens mit dem Neubau auch europaweit. Dabei verfolgt das Zentrum einen ganzheitlichen Ansatz, indem es die Brandforschung aus dem Blick mehrerer Disziplinen betrachtet. Es ist ein Zusammenschluss von Wissenschaftsgebieten mit experimentellen Möglichkeiten und einer einzigartigen Kombination und Bündelung ingenieur-, umweltwissenschaftlicher, chemischer, physikalischer und numerischer Expertisen. Der Forschungsbau ist dabei der Ort für  die experimentelle Ebene.

Das ZeBra bildet einen wichtigen und ergänzenden Baustein für die Forschungsschwerpunkte der TU Braunschweig „Stadt der Zukunft“ und „Mobilität“.

Die Großforschungsgeräte

Die Herzstücke der experimentellen Ebene des ZeBra sind zwei Großkalorimeter, und eine Forschungsfassade, bei denen Brände im Realmaßstab detailliert vermessen und analysiert werden können und die europaweit nur in Braunschweig zu finden sind. Hier können die Forscherinnen und Forscher Wohnungseinrichtungen bis zu 100 Quadratmeter und mehrgeschossige Fassadenkonstruktionen sowie Elektrofahrzeuge, Busse und Straßenbahnen in Brand setzen. Sie untersuchen, wie dabei Wärme, Brandgase und Partikel freigesetzt werden. Diese Großgeräte sind für die Entwicklung, Kalibrierung und Validierung der Prognosemodelle essenziell. Sie ermöglichen Versuche mit einer Wärmefreisetzungsrate von bis zu 20 Mega-Watt.

Die Forschungsschwerpunkte des Zentrums für Brandforschung

Der Aufbau von Wissen und Methoden zur brandsicheren Entwicklung innovativer Produkte für die Energiewende. Dabei sollen insbesondere die brandtechnischen Wechselwirkungen zwischen Produkten (wie Lithiumionen-Akkus oder Fassadendämmstoffe) und dem umgebenden Medium (zum Beispiel Fahrzeug oder Gebäude) untersucht und darauf aufbauend das Produkt brandsicher gestaltet werden.

Die Weiterentwicklung von Simulationsverfahren zur Branddynamik, dabei sollen die lückenhaft vorhandenen thermophysikalischen Eingangsdaten von Brandlasten systematisch experimentell erfasst und in einer Datenbank als Grundlage für die Modellentwicklung verfügbar gemacht werden. Im Rahmen eines Sicherheitskonzepts sollen Bemessungs-Freisetzungsraten von Wärme und Brandgasen von nahezu beliebigen Brandlastkonfigurationen bis zum Realmaßstab aus Versuchen abgeleitet werden.

Die Erweiterung des Wissens um Brandfolgeprodukte mithilfe moderner Analysetechniken. Bisher liegen nur sehr eingeschränkte Erkenntnisse über chemische Vorgänge und Produkte gerade bei Realbränden vor.

Modellierung und Simulation: In dem Schwerpunkt Modellierung und Simulation sollen skalenunabhängige Berechnungsmethoden weiterentwickelt und validiert werden, die es erlauben, einen weiten Bereich von praxisrelevanten Brandfällen effizient zu simulieren.

Untersuchung des Brandverhaltens innovativer aber auch bewährter Bauweisen aus nachwachsenden Rohstoffen im Hinblick auf eine Beeinflussung des Brandverlaufs und ihres Löschverhaltens. Auf Basis systematischer Analysen werden Bewertungsverfahren für die Rauchdichtigkeit von Bauteilen für verschiedenste Rauchgasbestandteile entwickelt.

Quelle Text: TU Braunschweig