Warum ist Beton feuerfest?

Es scheint eine Hierarchie zwischen architektonischen Materialien zu geben. Holz und Granit sind die beliebtesten, Glas und Aluminium sind die trendigsten und Marmor ist das höchste High-End. Und dann ist da noch Beton … armer, nicht liebenswerter Beton. Wir gehen darauf, fahren darauf und spucken sogar Kaugummi darauf. Etwas Respekt. Es ist einfach so schwer, ein Material zu lieben, das uns Blockhäuser, Parkdecks und die meisten Gefängnisse der Welt beschert hat. Aber für das hässliche Entlein der Architektur könnten sich die Dinge ändern. Es gibt einen neuen Trend hin zu Beton für den Hausbau, hauptsächlich weil es eines der stärksten und langlebigsten Baumaterialien ist. Es ist auch unglaublich widerstandsfähig gegen Feuer, was es zu einer sicheren Sache für Häuser macht.

Die feuerbeständigen Eigenschaften von Beton sind ziemlich einfach zu verstehen. Die Bestandteile von Beton – Zement (Kalkstein, Ton und Gips) und Gesteinskörnungen – sind chemisch inert und daher praktisch nicht brennbar. Beton hat auch eine langsame Wärmeübertragungsrate, was bedeutet, dass Betonwände in einem Haus als Brandschutz dienen, angrenzende Räume vor Flammen schützen und trotz intensiver Hitzeeinwirkung seine strukturelle Integrität bewahren [Quelle: The Concrete Center ].

Wie machen die Eigenschaften von Beton ihn so unempfindlich gegen Flammen? Feuerbeständigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, einem Feuer standzuhalten, während alles um es herum brennt. Die Bestimmung der Feuerbeständigkeit eines Baumaterials berücksichtigt die Wärmeübertragungsrate und Brennbarkeit dieses Materials unter variablen Bedingungen wie der Temperatur des Feuers, der Belüftung und der Brennstoffquellen innerhalb des Gebäudes [Quelle: Portland Cement Association ]. Während Betonwände im Allgemeinen bis zu vier Stunden extremem Feuerdruck standhalten können, würden die meisten Holzrahmenwände in weniger als einer Stunde einstürzen [Quelle: International Association of Certified Home Inspectors ]. Es ist auch wichtig zu beachten, dass Beton beim Brennen keine giftigen Dämpfe abgibt, Rauch erzeugt oder geschmolzene Partikel abtropft.

Die feuerbeständigen Eigenschaften eines Materials sind im Wohnungsbau sehr wichtig, da sie bestimmen, wie gut die strukturelle Integrität des Hauses erhalten bleibt, wenn es intensiver Hitze und Flammen ausgesetzt ist. Dies wird als Brandverhalten bezeichnet, und wir betrachten im nächsten Abschnitt einige Beispiele, einschließlich eines Vergleichs von Beton und Holz.

Wenn Sie das Glück haben, etwas über die Wahl des Rahmenmaterials in Ihrem Zuhause zu sagen, sollten Sie Beton anstelle von Holz in Betracht ziehen. Hausbauer haben sich in den letzten Jahren aus verschiedenen Gründen Beton als Rahmenmaterial zugewandt, nicht zuletzt wegen seiner feuerfesten Eigenschaften.

Beton wird im Hausbau im Allgemeinen als ein guter Wert in Bezug auf das Brandverhalten angesehen, da er bei intensiver Hitze viel besser als Holz hält [Quelle: The Concrete Center ]. Dies liegt zum Teil daran, dass Beton eine Kompartimentierung (dh Eindämmung) von Feuer ermöglicht. Als Beispiel für die Abschottung werfen wir einen Blick auf den Brand der Türme des World Trade Center (WTC) am 11. September 2001 .

Trotz der intensiven Hitze des brennenden Düsentreibstoffs, als die Flugzeuge an diesem schicksalhaften Septembermorgen die WTC-Gebäude trafen, konnten die 10 Zentimeter dicken Betonplatten zwischen jedem Stockwerk der Türme die Ausbreitung des Feuers zumindest begrenzen für eine Weile. Die Turmwände waren jedoch in Stahl und anderen Materialien eingerahmt, nicht in Beton. Als die Hitze des Feuers 427 Grad Celsius (800 Grad Fahrenheit) überstieg, wurden die tragenden Stahlkonstruktionen des Turms schwächer und begannen einzustürzen [Quelle: Scientific American ]. Dennoch stimmen die meisten Ingenieure darin überein, dass das Brandverhalten der WTC-Gebäude am 11. September beeindruckend war, hauptsächlich weil die Abschottung von Hitze und Flammen Tausenden von Menschen die Möglichkeit gab, zu entkommen, bevor die Gebäude einstürzten.

Als Baumaterial hält Beton auch anderen Gefahren wie Hurrikanen , Tornados und Überschwemmungen stand und bietet eine bessere Schalldämmung und Energieeffizienz als Holz [Quelle: International Association of Certified Home Inspectors ]. Trotz dieser Qualitäten hat es jedoch einige Nachteile. Einer davon ist sein signifikanter CO2-Fußabdruck. Im Allgemeinen wird für jede produzierte Tonne Beton eine Tonne CO ₂ in die Atmosphäre freigesetzt [Quelle: Chemistry World]. Der CO2-Fußabdruck anderer Materialien (z. B. Stahl) mag gleich oder schlechter sein, aber da Beton weltweit viel häufiger verwendet wird, scheint der Fußabdruck größer zu sein. Betonfabriken werden immer effizienter, aber die enorme Umweltbelastung dieses Materials ist nicht zu leugnen.

Trotzdem, wenn Beton so feuerbeständig ist, warum wird er dann nicht in allen Häusern verwendet? Wir werden das im nächsten Abschnitt untersuchen.

Alles in allem ist Beton viel versprechend für das Wohnen der Zukunft. Derzeit sind etwa 17 Prozent der in den USA neu gebauten Häuser mit Betonrahmen versehen [Quelle: International Association of Certified Home Inspectors ]. Laut Omar Garcia, Präsident von SOGA Construction in Washington, DC, wird ein Betonhaus viel länger halten als ein Holzrahmenhaus.

"Wahrscheinlich gäbe es in den USA viel mehr Häuser aus Beton, wenn der Bau nicht so teuer wäre", sagt er. Die Portland Cement Association, der Handelsverband der nationalen Betonindustrie, schätzt, dass die Kosten eines neuen Hauses, das mit isolierenden Betonschalungen (der gängigsten Art der Zementkonstruktion) gebaut wird, 4 bis 7 Prozent mehr kosten als ein ähnliches Haus mit Holzrahmen.

„Es gibt einen erheblichen Preissprung basierend auf den Materialkosten, wenn man Beton einrahmt“, sagt Garcia. „Aber die wirkliche Steigerung ergibt sich, wenn man die zusätzlichen Arbeitsstunden für den Einbau der Stahlbewehrung und das Schalen sowie für das Gießen des Betons hinzurechnet.“

Bei einem Betonhaus erzielen Sie jedoch Einsparungen in Form von niedrigeren Heiz- und Kühlkosten und niedrigeren Hausratversicherungspolicen.

"Wenn man bedenkt, wie anfällig Holz für Fäulnis, Feuer und Termitenbefall ist, ist es überraschend, wie lange Holz das dominierende Baumaterial von Häusern ist", sagt Garcia. "Wenn die Kosten für den Bau eines Hauses aus Beton weiter sinken, ist es sinnvoll, dass die Verbraucher Beton als Material der Wahl annehmen."

Es ist absehbar, dass Beton mit der Zeit wohl sein Image als zweitklassiger Baustoff verlieren wird. Es lässt sich nicht leugnen, dass es langlebig ist, und nur wenige Materialien sind mit seiner unglaublichen Feuerbeständigkeit vergleichbar. Vielleicht braucht Beton einfach eine gute PR-Kampagne, um ihn auf Augenhöhe mit beliebten Materialien wie Holz, Stein und Marmor zu bringen.

Als ich den Auftrag bekam, über den Feuerwiderstand von Beton zu schreiben, erinnerte ich mich sofort an die vielen Gespräche, die ich mit meinem Mann, der sowohl Ingenieur als auch Baumeister ist, zu diesem Thema geführt habe. Da er aus Mexiko stammt, wo die meisten Häuser aus Beton bestehen, kommentiert er oft die Faszination der Amerikaner für Holz als Baumaterial. Wie wir im Artikel erwähnt haben, ist Beton viel stärker und widerstandsfähiger gegen Gefahren als Holz. Aber Tatsache ist, dass viele Amerikaner auf emotionale Weise an Holz hängen, vielleicht weil es einmal ein lebendiges Ding war ... ein Baum, der stolz irgendwo in einem Wald steht. Es ist auch ziemlich schön, und manchmal übertrumpft das die Praktikabilität.

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Quellen: