Waldbrände sind ein natürliches Phänomen, das in vielen Teilen der Welt auftritt. In den letzten Jahren sind die Waldbrände jedoch aufgrund des Klimawandels häufiger und schwerer geworden. Kanadische Waldbrände betreffen derzeit auch Bundesstaaten in den USA. Am 8. Juni 2023 wurde in Städten wie Washington, D.C., Philadelphia, New York City, Baltimore, Buffalo und Chicago wegen des Rauchs die Luftqualität als "ungesund" eingestuft. Während die unmittelbaren Auswirkungen von Waldbränden verheerend sind, können die potenziellen langfristigen Folgen ebenso schwerwiegend sein.
Schäden an Gebäuden und elektronischen Geräten sind ein großes Problem, wenn sie dem Rauch ausgesetzt sind. In diesem Blog gehen wir auf die Auswirkungen von Waldbrandrauch auf Gebäude und Geräte ein und geben Hinweise zur Risikominderung.
Auswirkungen von Waldbrandrauch auf Baumaterialien
Der Rauch von Waldbränden kann verschiedene Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Feinstaub enthalten. Der Feinstaub ist besonders besorgniserregend, weil er sich an Oberflächen anlagern, sich mit der Zeit ansammeln und zu Flecken und Verfärbungen auf empfindlichen Oberflächen führen kann.
Hölzerne Mitglieder
Die strukturellen Eigenschaften von Holzbauteilen werden nicht nur durch Rauch beeinträchtigt. Die Tiefe der Verkohlung von Bauteilen in unmittelbarer Nähe des Feuers ist ein wichtiger Indikator für die Schwere der Schäden. Unter der Verkohlungsschicht können die Dimensionseigenschaften des Grundholzes gemessen und die verbleibenden strukturellen Eigenschaften bestimmt werden. Metallverbindungen, die einem Feuer oder hohen Temperaturen ausgesetzt sind, sollten sorgfältig auf Verformungen und den Verlust von Verbindungselementen untersucht werden.
Strukturelle 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 im Wesentlichen seine gesamte Festigkeit.
Verformungen von Baustahl nach hoher Temperatureinwirkung können bei visuellen Inspektionen mit bloßem Auge erkennbar sein. Anhand der bei der Branduntersuchung ermittelten Brandtemperatur kann eine erste "Triage"-Entscheidung darüber getroffen werden, welche Bauteile erhalten bleiben können oder ersetzt werden müssen, bevor genauere Inspektionen durchgeführt werden können.
Bauteile aus Stahlbeton
Die strukturellen Eigenschaften von Stahlbetonbauteilen können durch Waldbrände zusätzlich zu den Raucheinwirkungen nicht beeinträchtigt werden. Stahlbetonbauteile haben eine relativ hohe Toleranz gegenüber Feuer und hohen Temperaturen, bevor strukturelle Schäden auftreten. Stahlbeton, der hohen Temperaturen ausgesetzt ist, nimmt zunächst eine rote bis rosafarbene Farbe an, bevor er sich weißlich-grau und dann, wenn die Temperatur weiter ansteigt, bräunlich verfärbt.
Das "Sondieren" von Stahlbetonbauteilen ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, mit der festgestellt werden kann, ob es zu einer inneren Delamination gekommen ist; dabei wird mit einem Werkzeug auf den Beton geschlagen und auf dumpfe oder hohle Geräusche geachtet. Eine weitere zerstörungsfreie Methode ist die Prüfung der Ultraschall-Impulsgeschwindigkeit, die Daten für die Korrelation mit den veröffentlichten Werten für die Betondruckfestigkeit liefert, um festzustellen, ob der Beton aufgrund eines Brandes an Kapazität verloren hat.
Auswirkungen von Waldbrandrauch auf elektronische Geräte
Rauchkontamination stellt ein Problem dar, wenn sich Partikel von brennendem Material auf exponierten elektronischen Oberflächen absetzen. Aufgrund von Belüftungssystemen und offenen Eintrittsstellen kann Rauch in verschiedenen Bereichen des Gebäudes und der Einrichtung zirkulieren. Infolgedessen können die Geräte im gesamten Gebäude unterschiedlich stark mit Schadstoffen belastet sein. Darüber hinaus wird durch Lüftungsventilatoren und Öffnungen in Gerätegehäusen Rauch in die Geräte eingeführt, wo er sich auf empfindlichen elektronischen Bauteilen und Leiterplatten niederschlägt.
Es gibt mehrere Mechanismen, durch die sich Rauch nachteilig auf Geräte auswirkt. Erstens besteht Rauch aus winzigen Partikeln des verbrannten Materials. Rauch kann mechanische Baugruppen beschädigen, indem er als Schleifmittel zwischen beweglichen Komponenten wirkt. Außerdem können die im Rauch enthaltenen Partikel die Filter verstopfen, wodurch der Luftstrom behindert wird und die Geräte überhitzen. Noch besorgniserregender sind die Auswirkungen von Rauch, wenn die entweichenden Stoffe potenziell korrosiv sind. Korrosive Partikel tragen aktiv zur Korrosion von anfälligen Bauteilen bei.
Arbeitshygiene
Um die potenziellen Auswirkungen von Waldbränden auf ein Grundstück effizient bewerten zu können, verwenden die Industriehygieniker von EFI Global Verbrennungsnebenprodukte (Ruß, Holzkohle und Asche) als Indikatoren zur Bewertung der potenziellen Belastung. Verbrennungsnebenprodukte (CBPs) sind die häufigsten Indikatoren, die mit Schäden infolge eines Brandes in Verbindung gebracht werden, und bieten außerdem eine quantifizierbare Messgröße zur Bestimmung des Ausmaßes der Auswirkungen. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich Verbrennungsnebenprodukte bei fehlenden Reinigungsmaßnahmen verflüchtigen, so dass sie einen zuverlässigeren Indikator für potenzielle Auswirkungen darstellen. Bei der Bewertung der potenziellen Rauchbelastung müssen jedoch auch andere Verbrennungsquellen in Betracht gezogen werden.
Hintergrundkonzentrationen von CBP finden sich häufig auf Innenoberflächen von Gebäuden, insbesondere auf solchen, die nur selten gereinigt werden (z. B. Dachstühle, Deckenverkleidungen, Deckenbefestigungen usw.) oder auf denen Quellen für Verbrennungspartikel vorhanden sind. Innerhalb eines Gebäudes kann es örtlich begrenzte CBP-erzeugende Quellen geben, die zu den Hintergrundkonzentrationen auf Innenflächen beitragen. Zu den typischen Hintergrundquellen im Inneren einer Immobilie gehören unter anderem: Eindringen von Außenluft durch offene Türen oder Fenster (z. B. Fahrzeugabgase), Kochvorgänge, einige Geräte, der Betrieb von Kaminen, Rauchen und das Abbrennen von Kerzen oder Weihrauch.
Je nach Art der Einrichtung (z. B. Gewerbe, Produktion, Wohngebäude) gibt es eine Vielzahl zusätzlicher Faktoren, die die Hintergrundakkumulation von CBPs in einem Gebäude beeinflussen, wie z. B. die Häufigkeit der Reinigung, die Bauweise des Gebäudes, die Belüftungsrate, betriebliche Aktivitäten und das Vorhandensein von Verbrennungsanlagen, Geräten oder Fahrzeugen.
Aus diesem Grund wertet EFI Global die Oberflächenkonzentrationen von CBPs auf Baumaterialien quantitativ aus, um belastete und nicht belastete Oberflächen zu vergleichen und Empfehlungen für Sanierungsprotokolle zu entwickeln, anstatt die Auswirkungen mit einer Präsenz/Absenz-Methode zu bewerten.
CBP-Partikel bewegen sich durch eine Struktur, die der von Staub in der Umgebung ähnelt, folgen Luftströmungen und setzen sich auf Oberflächen ab. Darüber hinaus kann die erhitzte Luft eines Brandes Druckunterschiede erzeugen, die einen Auftrieb bewirken, der die Migration von Partikeln in höhere Bereiche der Struktur fördert, bevor sie sich absetzen oder gelüftet werden. CBP-Partikel haben charakteristische Ablagerungs- oder Verschleppungsmuster, die sich unterschiedlich auf Oberflächen auswirken. CBP-Partikel lagern sich leichter auf großen horizontalen Flächen, Metall, Kunststoff oder an Orten mit aktiven Luftströmungen (z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen) ab.
CBP-Partikel bewegen sich durch eine Struktur, die der von Staub in der Umgebung ähnelt, folgen Luftströmungen und setzen sich auf Oberflächen ab. Außerdem kann die erhitzte Luft eines Brandes Druckunterschiede verursachen, die einen Auftrieb bewirken, der die Migration von Partikeln in höhere Bereiche der Struktur fördert, bevor sie sich absetzen oder belüftet werden. CBP-Partikel haben charakteristische Ablagerungs- oder Verschleppungsmuster, die sich unterschiedlich auf Oberflächen auswirken. CBP-Partikel lagern sich leichter auf großen horizontalen Flächen, Metall, Kunststoff oder an Orten mit aktiven Luftströmungen (z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen) ab.
Wie reagiert EFI Global auf die Behauptungen über Rauch?
Die Ingenieure und Industriehygieniker von EFI Global führen visuelle, nicht-invasive Inspektionen durch, um den Schweregrad der Belastung/Schäden zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse der ersten Inspektion können Empfehlungen für eine umfassendere Inspektion/Untersuchung mit zerstörungsfreien und/oder zerstörenden Prüfungen ausgesprochen werden.
Nach den Inspektionen und Tests werden die Exposition und die potenziellen Schäden definiert und Empfehlungen für die Reinigung, Reparatur oder den Austausch ausgesprochen, um die Struktur in den Zustand vor dem Schaden zu versetzen.
Die Auswirkungen von Waldbrandrauch und hohen Temperaturen auf Baumaterialien und elektronische Geräte können beträchtlich sein und zu potenziellen elektrischen und strukturellen Problemen führen. Elektronische und elektrische Geräte wie Schalttafeln und HLK-Systeme können ausfallen, wenn sie dem Feuer ausgesetzt sind, was ebenfalls zu kostspieligen Reparaturen oder Ersatzbeschaffungen führen kann.
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Stichworte: Elektronik, Ausrüstungsausfall, Ausrüstungsrisiken, Feuer, Brandschäden, Brandgefahr, Brandschutz, Brände, Waldbrände