Historische Bauwerke sind besonders anfällig für Brände. Die Auswirkungen sind meist verheerend, wie beispielsweise bei der alten Börse in Kopenhagen im April, bei der Kathedrale Notre-Dame in Paris 2019 oder auch bei der Herzogin Anna Amalia Bibliothek in Weimar vor 20 Jahren. Ein Grund dafür sind die in vergangenen Jahrhunderten verwendeten Naturmaterialien wie Holz, Stroh oder Gras, die ohne Flammschutz besonders leicht entzündlich sind.

Branderkennung vor Ausbreitung

Insbesondere Schwelbrände bleiben oft unbemerkt. Sie können in verdeckten Strukturen wie Holzbalken, Isolationsmaterialien oder zwischen Decken und Böden entstehen und sich dort schnell ausbreiten. Eine frühzeitige Branddetektion ist somit von entscheidender Bedeutung.

Im Rahmen des Projekts BRAWA hat sich das Team deshalb auf die frühzeitige Erkennung von Schwelbränden fokussiert. Diese Schwelbrände setzen bereits Aerosole und Gase frei, bevor sichtbare Flammen entstehen oder eine merkliche Temperaturerhöhung auftritt.

Sensorsystem identifiziert und bewertet Brandgase

Die BAM hat dazu verschiedene Brandszenarien im Labor durchgeführt. Es wurden sowohl Kerzen als mögliche Zündquelle untersucht sowie historische Materialien wie Kabel oder Bauholz, die heute nicht mehr verwendet werden. Die dabei freigesetzten Brandgase wurden mittels Sensoren identifiziert und umfassend charakterisiert, um ihre Eignung für eine frühe Branddetektion zu bewerten.

Im Stadtschloss Weimar fanden in Zusammenarbeit mit der Klassik Stiftung Weimar zusätzlich Versuche statt, bei denen Ethanol verdampft wurde. Auf diese Weise konnten die Ausbreitung von Gasen im Raum unter realen Bedingungen untersucht werden. Ergänzend zu den experimentellen Untersuchungen führten die Forscher:innen numerische Simulationen durch, um die Brandentstehung und -ausbreitung detailliert zu modellieren. Auf Basis dieser Daten hat das Projektteam dann ein innovatives Sensorsystem entwickelt, das bereits in der Frühphase der Brandentstehung Alarm auslöst.

„Die gewonnenen Erkenntnisse und entwickelten Modelle bieten wertvolle Werkzeuge für die frühzeitige Detektion und Bekämpfung von Schwelbränden in historischen Gebäuden“, so Anja Hofmann-Böllinghaus, Expertin für Brandschutz an der BAM. „Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit und den Einsatz moderner Technologien kann der Brandschutz in historischen Gebäuden, aber auch allgemein, damit maßgeblich verbessert werden.“

Gefördert wurde das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Forschung für die zivile Sicherheit“.