Die Auswirkungen von Waldbrandrauch auf Baumaterialien und elektronische Geräte

Waldbrände sind ein natürliches Phänomen, das in vielen Teilen der Welt auftritt. In den letzten Jahren sind Waldbrände jedoch aufgrund des Klimawandels häufiger und heftiger geworden. Die Waldbrände in Kanada wirken sich derzeit auf mehrere US-Bundesstaaten aus. Am 8. Juni 2023 gaben Städte wie Washington, D.C., Philadelphia, New York City, Baltimore, Buffalo und Chicago aufgrund des Rauchs Luftqualitätswarnungen der Stufe „ungesund“ heraus. Während die unmittelbaren Auswirkungen von Waldbränden verheerend sind, können die potenziellen langfristigen Folgen ebenso schwerwiegend sein.

Schäden an Gebäuden und elektronischen Geräten sind nach einer Rauchbelastung ein großes Problem. In diesem Blogbeitrag erörtern wir die Auswirkungen von Waldbrandrauch auf Gebäude und Geräte und geben Tipps zur Risikominderung.

Auswirkungen von Waldbrandrauch auf Baustoffe

Rauch von Waldbränden kann verschiedene Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Feinstaub enthalten. Der Feinstaub gibt besonders Anlass zur Sorge, da er sich an Oberflächen festsetzen, im Laufe der Zeit ansammeln und zu Flecken und Verfärbungen auf empfindlichen Oberflächen führen kann.

Holzbauteile

Die tragenden Eigenschaften von Holzbauteilen werden nicht allein durch Rauch beeinträchtigt. Die Tiefe der Verkohlung bei Bauteilen in unmittelbarer Nähe desBrandherdesist ein aussagekräftiger Indikator für das Ausmaß der Schäden. Die Maßhaltigkeit des Grundholzes lässt sich unterhalb der Verkohlungsschicht messen, und die verbleibenden tragenden Eigenschaften können bestimmt werden. Metallverbinder, die Feuer oder hohen Temperaturen ausgesetzt waren, sollten sorgfältig auf Verformungen und den Verlust der Verbindungsfähigkeit überprüft werden.

Stahlbauteile

Die Eigenschaften von Stahlbauteilen werden durch hohe Temperaturen beeinträchtigt. Baustahl beginnt bei Temperaturen von etwa 600 °F an Festigkeit zu verlieren und verliert bei etwa 2000 °F praktisch seine gesamte Festigkeit.

Verformungen von Baustahl nach Einwirkung hoher Temperaturen können bei Sichtprüfungen mit bloßem Auge erkennbar sein. Anhand der im Rahmen der Branduntersuchung ermittelten Brandtemperatur lassen sich erste „Triage“-Entscheidungen treffen, welche Bauteile verbleiben können oder ausgetauscht werden müssen, bevor detailliertere Inspektionen durchgeführt werden können.

Stahlbetonbauteile

Die tragtechnischen Eigenschaften von Stahlbetonbauteilen werden – abgesehen von den Auswirkungen des Rauchs – durch Waldbrände nicht beeinträchtigt. Stahlbetonbauteile weisen eine relativ hohe Beständigkeit gegenüber Feuer und hohen Temperaturen auf, bevor es zu strukturellen Schäden kommt. Stahlbeton, der hohen Temperaturen ausgesetzt ist, nimmt zunächst eine rote bis rosafarbene Färbung an, bevor er bei weiter steigender Temperatur zunächst weißlich-grau und anschließend gelblich-braun wird.

Das „Abklopfen“ von Stahlbetonbauteilen ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, mit dem festgestellt werden kann, ob es zu einer inneren Delaminierung gekommen ist. Dabei wird mit einem Werkzeug auf den Beton geschlagen und auf dumpfe oder hohle Geräusche geachtet. Ein weiteres zerstörungsfreies Verfahren ist die Ultraschall-Impulsgeschwindigkeitsprüfung, die Daten liefert, die mit veröffentlichten Werten für die Druckfestigkeit von Beton abgeglichen werden können, um festzustellen, ob der Beton durch einen Brand an Tragfähigkeit verloren hat.

Auswirkungen von Waldbrandrauch auf elektronische Geräte

Eine Rauchbelastung stellt ein Problem dar, wenn sich Partikel aus brennendem Material auf freiliegenden elektronischen Oberflächen absetzen. Durch die Lüftungsanlagen des Gebäudes und offene Eintrittsstellen kann sich der Rauch in verschiedenen Bereichen des Gebäudes und auf den darin befindlichen Gegenständen ausbreiten. Infolgedessen könnenGeräteim gesamten Gebäude in unterschiedlichem Maße Verunreinigungen ausgesetzt sein. Darüber hinaus gelangt der Rauch aufgrund von Lüftungsventilatoren und Öffnungen in Gerätegehäusen in die Geräte, wo er sich auf empfindlichen elektronischen Bauteilen und Leiterplatten absetzt.

Es gibt verschiedene Mechanismen, durch die Rauch Geräte schädigt. Erstens besteht Rauch aus winzigen Partikeln des verbrannten Materials. Rauch kann Schäden an mechanischen Baugruppen verursachen, indem er zwischen beweglichen Bauteilen als Schleifmittel wirkt. Zudem können die im Rauch enthaltenen Partikel Filter verstopfen, wodurch der Luftstrom behindert wird und es zu einer Überhitzung der Geräte kommt. Zweitens ist die Wirkung von Rauch besonders besorgniserregend, wenn die freigesetzten Stoffe potenziell korrosiv sind. Korrosive Partikel tragen aktiv zur Korrosion anfälliger Baugruppen bei.

Arbeitshygiene

Um mögliche Auswirkungen von Waldbränden auf eine Immobilie effizient zu bewerten, nutzen die Arbeitshygieniker (IHs) von EFI Global Verbrennungsnebenprodukte (Ruß, Verkohlungen und Asche) als Indikatoren zur Beurteilung der potenziellen Exposition. Verbrennungsnebenprodukte (CBPs) sind die häufigsten Indikatoren für Brandschäden und bieten zudem eine quantifizierbare Messgröße zur Bestimmung des Ausmaßes der Auswirkungen. Darüber hinaus verflüchtigen sich CBPs in der Regel auch ohne Reinigungsmaßnahmen nur selten und liefern somit einen zuverlässigeren Indikator für mögliche Auswirkungen. Bei der Bewertung einer potenziellen Rauchbelastung müssen jedoch auch alternative Verbrennungsquellen berücksichtigt werden.

Hintergrundkonzentrationen von CBPs treten häufig auf Oberflächen im Innenbereich von Gebäuden auf, insbesondere an Stellen, die nur selten gereinigt werden (z. B. Dachstühle, Terrassendielen, Deckenleuchten usw.) oder an denen Quellen vorhanden sind, die Verbrennungspartikel erzeugen. Innerhalb einer Immobilie kann es lokale CBP-Quellen geben, die zu den Hintergrundkonzentrationen auf Innenflächen beitragen. Typische Faktoren, die im Innenbereich einer Immobilie zur Hintergrundkonzentration beitragen, sind unter anderem: das Eindringen von Außenluft durch offene Türen oder Fenster (z. B. Fahrzeugabgase), Kochvorgänge, bestimmte Haushaltsgeräte, der Betrieb von Kaminen, Rauchen sowie das Abbrennen von Kerzen oder Räucherstäbchen.

Je nach Art der Einrichtung (z. B. Gewerbe, Produktion, Wohngebäude) gibt es eine Vielzahl weiterer Faktoren, die die Anreicherung von CBPs in einem Gebäude beeinflussen, darunter die Reinigungshäufigkeit, die Bauweise, die Lüftungsraten, die betrieblichen Aktivitäten sowie das Vorhandensein von Verbrennungsanlagen, Geräten oder Fahrzeugen.

Aus diesem Grund bewertet EFI Global die Oberflächenkonzentrationen von CBPs auf Baustoffen quantitativ, um belastete und unbelastete Oberflächen miteinander zu vergleichen und Empfehlungen für Sanierungsmaßnahmen zu erarbeiten, anstatt die Belastung anhand einer Vorhandenheits-/Abwesenheitsmethode zu bewerten.

CBP-Partikel bewegen sich ähnlich wie Umgebungsstaub durch ein Gebäude, folgen Luftströmungen und setzen sich auf Oberflächen ab. Zudem kann erhitzte Luft aus einem Brand Druckunterschiede erzeugen, die einen Auftrieb bewirken, der die Wanderung der Partikel in höhere Bereiche des Gebäudes begünstigt, bevor sie sich absetzen oder abgeführt werden. CBP-Partikel weisen charakteristische Ablagerungs- oder Mitreißmuster auf, die sich unterschiedlich auf Oberflächen auswirken. CBP-Partikel lagern sich leichter auf großen horizontalen Flächen, auf Metall, Kunststoff oder an Stellen ab, an denen aktive Luftströmungen vorhanden sind (z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen)).

CBP-Partikel bewegen sich ähnlich wie Umgebungsstaub durch ein Gebäude, folgen dabei den Luftströmungen und setzen sich auf Oberflächen ab. Zudem kann erhitzte Luft aus einem Brand Druckunterschiede verursachen, die einen Auftrieb erzeugen, wodurch die Partikel weiter in das Gebäude hinaufgelangen, bevor sie sich absetzen oder abgeführt werden. CBP-Partikel weisen charakteristische Ablagerungs- oder Mitreißmuster auf, die sich unterschiedlich auf Oberflächen auswirken. CBP-Partikel lagern sich leichter auf großen horizontalen Flächen, auf Metall, Kunststoff oder an Stellen ab, an denen aktive Luftströmungen vorhanden sind (z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen)).

Wie geht EFI Global bei Schadensfällen durch Rauch vor?

Die Ingenieure und Arbeitshygieniker von EFI Global führen visuelle, nicht-invasive Inspektionen durch, um das Ausmaß der Belastung bzw. der Schäden zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Erstinspektion können Empfehlungen ausgesprochen werden, die eine umfassendere Inspektion bzw. Untersuchung mit zerstörungsfreien und/oder zerstörenden Prüfverfahren vorsehen.

Nach den Begutachtungen und Prüfungen werden die Beeinträchtigungen und möglichen Schäden ermittelt und gegebenenfalls Empfehlungen zur Reinigung, Reparatur oder zum Austausch ausgesprochen, um das Bauwerk wieder in den Zustand vor dem Schaden zu versetzen.

Die Auswirkungen von Waldbrandrauch und hohen Temperaturen auf Baumaterialien und elektronische Geräte können erheblich sein – was zu potenziellen elektrischen und baulichen Problemen führen kann. Elektronische und elektrische Geräte wie Schalttafeln und HLK-Anlagen können Systemausfälle erleiden, wenn sie diesen Einflüssen ausgesetzt bleiben, was zudem kostspielige Reparaturen oder Ersatzanschaffungen zur Folge haben kann.

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