Forschung
© Institut Feuerverzinken GmbH
13.06.2019

Brandschutz durch Feuerverzinken

Das Feuerverzinken von Stahl erhöht die Feuerwiderstandskraft des Werkstoffs

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojektes am Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München wurde 2018 festgestellt, dass eine Feuerverzinkung zu einer verzögerten bzw. langsameren Erwärmung von Stahl- und Stahlverbundtragwerken beiträgt. Hierdurch können ungeschützte „feuerverzinkte“ Stahlkonstruktionen in vielen Fällen eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten erreichen. Das spart Kosten.

Ein zentrales brandschutztechnisches Schutzziel für Tragwerke ist die Gewährleistung der Standsicherheit im Brandfall. Besonders zu schützen sind Stahl- und Stahlverbundtragwerke, da eine Erwärmung dieser Bauteile deren Festigkeit und Steifigkeit verringert.

Für eine Feuerwiderstandsdauer ab bereits 30 Minuten (R30) werden dafür in der Regel passive Brandschutzsysteme wie beispielsweise ein intumeszierender Anstrich oder das Umhüllen mit Brandschutzplatten erforderlich. Diese erhöhen jedoch die Kosten der Stahlbauweise erheblich, deshalb wird häufig Beton als Werkstoff bevorzugt.

Geringere Emissivität schafft Bemessungsvorteile

Die langsamere Erwärmung von feuerverzinktem Stahl basiert auf einer verringerten Emissivität. Emissivität ist ein Maß dafür, wie stark ein Material Wärmestrahlung mit seiner Umgebung austauscht. Feuerverzinkter Stahl weist bei Brandeinwirkung bis zu einer Temperatur von 500 °C eine Emissivität auf, die um 50% geringer ist. Gerade in der Anfangsphase eines Brandes führen verringerte Werte der Emissivität zu einer deutlich verzögerten Erwärmung der Bauteile und können insbesondere bei Bauteilen mit einer ausreichenden Massivität wesentlich dazu beitragen, einen Feuerwiderstand von R30 zu erreichen.

Die nachfolgende Abbildung zeigt den Unterschied in Anlehnung an die Euro-Nomogramme in Abhängigkeit des Faktors ksn*Am/V (Abschattungsfaktor*Profilfaktor) im Falle eines Normbrands nach der Einheits-Temperaturzeitkurve.

Bemessungsvorteil durch Feuerverzinken: Das Diagramm zeigt den Unterschied in Abhängigkeit des Faktors ksn*Am/V (Abschattungsfaktor*Profilfaktor) im Falle eines Normbrands nach der Einheits-Temperaturzeitkurve. - © Institut Feuerverzinken GmbH
Bemessungsvorteil durch Feuerverzinken: Das Diagramm zeigt den Unterschied in Abhängigkeit des Faktors ksn*Am/V (Abschattungsfaktor*Profilfaktor) im Falle eines Normbrands nach der Einheits-Temperaturzeitkurve. © Institut Feuerverzinken GmbH

Ein direkter Vergleich am Beispiel von dreiseitig beflammten HEB-Trägern in feuerverzinkter und nicht-feuerverzinkter Ausführung zeigt auf sehr anschauliche Weise den positiven Effekt der Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand nach einer Branddauer von 30 Minuten (Abb. 3). Es werden durch Feuerverzinken Festigkeitssteigerungen von bis zu 98,5 Prozent erreicht. Die Erwärmung der feuerverzinkten Träger liegt bis zu 103 °C unter der Temperatur von nicht-verzinkten Trägern.

Vergleich: Verzinkt – Nicht verzinkt am Beispiel von HEB-Trägern im Brandfall: Es werden durch Feuerverzinken Festigkeitssteigerungen von bis zu 98,5 Prozent erreicht. - © Institut Feuerverzinken GmbH
Vergleich: Verzinkt – Nicht verzinkt am Beispiel von HEB-Trägern im Brandfall: Es werden durch Feuerverzinken Festigkeitssteigerungen von bis zu 98,5 Prozent erreicht. © Institut Feuerverzinken GmbH

Mehr Informationen und die Möglichkeit, die kostenlose Broschüre „Inklusive Brandschutz – Feuerverzinken verlängert die Feuerwiderstandsdauer von Stahl“ zu bestellen gibt es hier.

Das Institiut Feuerverzinken bietet außerdem eine projektbezogene Unterstützung unter der Info-Hotline des Institutes Feuerverzinken (0211/6907650).

Schlagworte

BrandschutzFeuerverzinkenStahlStahlverbund

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