Geringe Rauchdichte im Brandfall

Mit der Einführung der CE-Kennzeichnung für technische Dämmstoffe im August 2012 wurden die nationalen Brandklassifi­zierun­gen, wie z.B. die deutschen Brandklassen nach DIN 4102, durch einheitliche europäische Brandklassen abgelöst. Die europäische Klassifizierung nutzt die sieben Brandklassen A bis F. Völlig neu für technische Dämmstoffe ist, dass jetzt erstmals auch ihre Rauchbildung („s“ für „smoke“) und das brennende Abtropfen („d“ für „droplets“) klassifiziert werden. Während technische Dämmstoffe bislang primär nach ihrer Flammwidrigkeit bewertet wurden, erlauben die Rauchklassen jetzt eine realistischere Beurteilung des Brandverhaltens der verschiedenen Produkte.

Jährlich sterben in Europa 6000 bis 10 000 Menschen an den Folgen von Bränden. Nur wenige werden allerdings Opfer der Flammen, die Mehrheit – 95 % der Brandtoten – erlie­gt den Folgen einer Rauchvergiftung. Im Brandfall ist es für eingeschlossene Men­schen le­bensentscheidend, Rettungswege schnell zu finden, was nur bei geringer Rauchentwicklung möglich ist. Dieser Tatsache trägt die europäische Brandklassifizierung Rechnung und prüft zur Beurteilung des Brandverhaltens von Baustoffen nicht nur die Brennbarkeit, sondern auch die Rauchdichte und das sogenannte brennende Abtropfen.

Entscheidend für die Beurteilung des Brandverhaltens von synthetischen Dämmstoffen ist die Brandentstehungsphase. Die charakteristischen Parameter für das Brandverhalten von Bauprodukten zeigt Abbildung 2.

Europäische Anforderungen an technische Dämmstoffe

Während in Europa bislang eine Vielzahl unterschiedlicher Prüfverfahren zur Beurteilung des Brandverhaltens von Baustoffen genutzt wurde und die Klassifizierungen von technischen Dämmstoffen mitunter stark voneinander abwichen, gelten in den Mitgliedstaaten der europäischen Union mit der Verabschiedung von Produktnormen für „Wärmedämmstoffe für die technische Gebäudeausrüstung und für betriebstechnische Anlagen in der Industrie“ jetzt verbindlich einheitliche Prüfverfahren und eine europäische Brandklassifizierung. Nach Ablauf der Übergangsphase, die am 1. August 2012 endete, dürfen in den EU-Ländern nur noch technische Isolierungen vertrieben wer­den, die den europäischen Produktnormen (und damit der Bauproduktenrichtlinie bzw. der Bauproduktenverordnung) entsprechen und das CE-Zeichen tragen.

Europäische Brandklassifizierung technischer Dämmstoffe

Im Jahr 2000 wurden in der EU ein neues System für die Klassifizierung des Brandverhaltens von Bauprodukten, die Grenzwerte und die maßgeblichen Prüfverfahren eingeführt [2]. Die Klassifizierungsnorm DIN EN 13501-1 [3] unterscheidet die Brandklassen A1, A2, B, C, D, E, F. Tabelle 1 zeigt die neuen Euroklassen, das angestrebte Sicherheitsziel sowie ihre Zuordnung zur bisherigen Brandklassifizierung nach DIN 4102-1.

Um die Euroklassen für lineare Produkte (wie beispielsweise Dämmschläuche) von ebenen Produkten (Dämmplatten) zu unterscheiden, werden diese mit einem tiefergestellten „L“ (Kurzzeichen für linear) gekennzeichnet. Abhängig von ihrem spezifischen Brandverhalten werden Dämmschläuche also mit B_L, C_L, D_L etc. klassifiziert. Für viele Länder neu ist auch die Prüfung der Rauchentwicklung und des brennenden Abtropfens. Hierfür wurden zusätzliche Klassen entwickelt, die mit „s“ (Kurzzeichen für smoke) und „d“ (Kurzzeichen für droplets) bezeichnet werden (siehe Tabelle 2).

Die Euroklasse E wird nach EN ISO 11 925-2 [4] im Entzündbarkeitstest geprüft. Für die Klassen A2 bis D ist eine Klassifizierung zusätzlich nach dem neuen SBI-Prüfverfahren (Single-Burning-Item-Test) nach EN 13823 [5] erforderlich.

Der Entzündbarkeitstest bewertet die Entzündbarkeit eines Bauprodukts, indem es einer kleinen Flamme ausgesetzt wird. Beim SBI-Test wird der potentielle Beitrag eines Bauproduktes zu einem sich entwi­ckelnden Brand bei einer Brandsituation bewertet, die einen einzelnen, brennenden Gegenstand (Single Burning Item: SBI) in einer Raum­ecke nahe an diesem Baupro­dukt simuliert (siehe dazu auch Abbildungen 3a bis c). Der Test stellt eine realistische Brandsituation nach, wie sie beispielsweise durch einen brennenden Papierkorb in einer Ecke des Raumes entstehen kann.

Für ebene Produkte sind die Grenzwerte der Tabelle 1 der EN 13501-1 und für lineare Produkte die Werte der Tabelle 3 anzu­wenden. Die für das Brandverhalten relevanten Grenzwerte für ebene Produkte sind im Ver­gleich zu den Klassifizierungswerten für lineare Produkte um einiges niedriger, d.h. schwieriger zu erreichen.

Abhängig von der spezifischen Zusammensetzung des Produkts erreichen elastomere Dämmstoffe im SBI-Test die Anforderungen der Euroklasse „B“ oder „C“ (schwerentflammbar) bzw. „D“ oder „E“ (normal entflammbar). Standardelastomere neigen zu einer hohen Rauchentwicklung und erreichen daher nur eine „s3“-Klassifizierung. Die Einstufung der Klasse von brennendem Abtropfen/Abfallen ist bei elastomeren Dämmstoffen dagegen sehr gut, typischerweise „d0“. Elastomere zeichnen sich durch eine hohe Elastizität in einem breiten Temperaturbereich aus. Ihre molekulare Struktur gleicht einem dreidimensionalen, weitmaschigen Netzwerk. Aufgrund dieser Vernetzungsreaktion, auch Vulkanisation genannt, schmelzen Elastomere nicht, leiten den Brand nicht weiter und tropfen nicht brennend ab.

Elastomere Dämmstoffe mit geringer Rauchentwicklung

Wie alle organischen Dämmstoffe, sind flexible elastomere Dämmstoffe (FEF) brennbar. Um eine optimale Brandschutzausrüstung des Dämmstoffs zu erreichen, werden unterschiedliche Flammschutzmittel zugegeben [6]. Wie alle organischen Dämmstoffe sind flexible elastomere Dämmstoffe (FEF) brennbar. Um eine optimale Brandschutzausrüstung des Dämmstoffs zu erreichen, werden unterschiedliche Flammschutzmittel zugegeben. Flammschutzmittel sind Zuschlagstoffe, die durch physikalische und/oder chemische Wirkungsweise die Entflammbarkeit und Abbrandgeschwindigkeit herabsetzen, die Brennbarkeit der Stoffe selbst aber nicht aufheben. Bislang konnten technische Dämmstoffe auf organischer Basis die beste Baustoffklassifizierung für brennbare Baustoffe nur mithilfe halogenhaltiger Systeme erreichen, da andere Flammschutzmittel nur in relativ niedrigen Temperaturbereichen wirksam sind, während halogenhaltige Systeme im Temperaturbereich von 600–800 °C direkt in den Verbrennungsprozess eingreifen. Typische Bestandteile von Flammschutzmitteln sind Chlor und Brom. Bromierte Flammschutzmittel inhibieren im Brandfall zwar sehr effektiv die Verbrennung, führen aber durch ihren Wirkmechanismus und ihre Wirkung gerade in der Gasphase zu einer starken Rauchentwicklung. Daher erreichen Standard-Elastomerprodukte im SBI-Test zwar eine gute Brandklassifizierung – die Mehrzahl der Premiumprodukte wird als „B“, also „schwerentflammbar“ eingestuft –, sie neigen jedoch zu einer hohen Rauchentwicklung und wurden bislang bestenfalls als „s3“ klassifiziert. Elastomere Dämmstoffe mit einer niedrigeren Rauchentwicklung („s2“ oder sogar „s1“) erreichen dagegen nur die Brandklasse E oder allenfalls D. In der Praxis bedeutete das für die Anwender also bislang die Wahl zwischen einem Dämmstoff mit einer guten Brandklassifizierung oder einer geringen Rauchentwicklung.

Durch einen völlig neuen Ansatz ist es dem Dämmstoffhersteller Armacell gelungen, diesen Zielkonflikt zu lösen: Durch die Entwicklung neuartiger, intrinsisch flammwidriger Polymere und den Einsatz ablativer Schutzadditive kann auf die Zugabe von bromierten Flammschutzmitteln vollständig verzichtet werden. Damit verbindet die völlig neuartige Schaumqualität „Armaflex Ultima“ erstmalig eine sehr hohe Flammwidrigkeit mit einer minimalen Rauchentwicklung. Der blaue Elastomerschaum erzielt die bislang mit flexiblen Dämmstoffen unerreichte Brandklasse B_L-s1, d0 bzw. B-s2, d0. Die neuartige „Armaprene“-Technologie ist sowohl in den USA (US Patent Nr. 8,163,811) als auch in Europa (Europäische Patent Nr. 2 261 305) patentiert.

Wie Abbildung 5 zeigt, weist „Armaflex Ultima“ im Vergleich zu einem Standard-Elastomerprodukt eine zehnmal geringere Rauchentwicklung auf.

Eine geringe Rauchdichte kann im Brandfall für eingeschlossene Menschen lebensentscheidend sein. Denn bei Ausbruch eines Feuers müssen Rettungswege schnell gefunden werden und das ist nur bei geringer Rauchentwicklung möglich. Die Bedeutung der Rauchentwicklung für die Personensicherheit in Gebäuden bestätigen auch die Statistiken der Feuerwehr: Jährlich sterben in Deutschland rund 600 Menschen an den Folgen von Bränden. Nur wenige werden allerdings Opfer der Flammen, die Mehrheit – 95 % der Brandtoten! – erlie­gt den Folgen einer Rauchvergiftung. Vom Rauch geht also ein ungleich höheres Gefahrenpotential als vom Feuer selbst aus. Viele europäische Länder tragen dieser Tatsache inzwischen Rechnung und haben die Anforderungen an die Rauchentwicklung der eingesetzten Bauprodukte verschärft.

Zusammenfassung

Mit Einführung der europäischen Produktnormen und der entsprechenden CE-Kennzeichnung technischer Dämmstoffe werden die bisherigen nationalen Brandklassifizierungen durch europäische Brandklassen ersetzt. Viele europäische Länder haben die gesetzlichen Anforderungen an die Rauchentwicklung von Bauprodukten im Zuge der Einführung der europäischen Brandklassifizierung verschärft. Mit „Armaflex Ultima“ bietet Armacell ein geschlossenzelliges Produkt mit der Brandklassifizierung B_L-s1, d0 bzw. B-s2, d0, mit dem diese Anforderungen erfüllt werden können.

Ein gutes Brandverhalten ist jedoch nur eine der zentralen Anforderungen an technische Dämmstoffe. Die Produkte müssen zudem über eine geringe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen Wasserdampf-Diffusionswiderstand verfügen. Sie sollen geschlossenzellig sein und sich auch unter schwierigen Baustellenbedingungen einfach und sicher verarbeiten lassen.

Literaturverzeichnis