Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung

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1 Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Dr. Rainer Könnecke IST GmbH, Frankfurt am Main Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 1

2 Übersicht Eingabegrößen / Bewertungsmethoden (Schutzziele / Brandszenarien) Empirische Korrelationen Zonenmodelle CFD - Grundlagen Allgemeines Randbedingungen Turbulenz Wärmeübertrag Anwendungsbereiche Validierungs- und Anwendungsbeispiele Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 2

3 Brände Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 3

4 Brandauswirkungen Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 4

5 Reale Raumbrände Nadelbaumbrand: Brandverlauf im Wohnraum Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 5

6 Reale Raumbrände Brand eines Arbeitsplatzes: Brandverlauf im Büro Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 6

7 Brandausbreitung Lokale Belastung durch Wärme und Rauch Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 7

8 Konkretisierung von Schutzzielen Ingenieurgemäße Brandsicherheitsnachweise machen Aussagen zum Auftreten bestimmter Brandprodukte und Brandwirkungen auf der Basis von Modellrechnungen in Verbindung mit Vorgaben für den untersuchten Brandverlauf in Form von Brandszenarien und Bemessungsbränden. Insbesondere für Fragen der Personensicherheit werden Anhaltswerte benötigt, mit deren Hilfe eine mögliche Gefährdung durch die verschiedenen Brandkenngrößen beurteilt werden kann. => Tabelle 8.2 des vfdb-leitfadens (2. Auflage 2009) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 8

9 Anhaltswerte für quantitative Schutzziele Beurteilungsgröße längere Aufenthaltsdauer (< 30 min) mittlere Aufenthaltsdauer (ca. 15 min) kurze Aufenthaltsdauer (< 5 min) CO-Konzentration 100 ppm 200 ppm 500 ppm CO 2 -Konzentration 1 Vol.-% 2 Vol.-% 3 Vol.-% HCN-Konzentration 8 ppm 16 ppm 40 ppm Wärmestrahlung 1,7 kw/m 2 2,0 kw/m 2 < 2,5 kw/m 2 Gastemperatur 45 C 50 C 50 C Rauchdichte D L 0,1 m -1 0,1 m -1 /0,15 m -1 0,1 m -1 /0,2 m -1 Sichtweite 10 m 20 m 10 m 20 m 10 m 20 m vfdb-leitfaden Ingenieurmethoden des Brandschutzes, Tab. 8.2 Ausgabe 2009 Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 9

10 Rauchtrübung / Sichtweite Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 10

11 vfdb-leitfaden Bei einer optischen Rauchdichte von 0,1 m -1 und darunter kann im Rahmen eines ingenieurgemäßen Nachweises in der Regel davon ausgegangen werden, dass gleichzeitig die Akzeptanzwerte für toxische Verbrennungsprodukte im Rauchgas nicht überschritten werden und auch andere Rauchgasbestandteile (insbesondere Reizgase, welche die Sichtweite beeinflussen) unbedenklich sind. Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 11

12 optische Dichte pro Weglänge D und Extinktionskoeffizient K I I 10 D s e K s 0 K ln (10) D 2. 3 D Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 12

13 Rauchpotential und Rauchausbeute D D m c / Y Rauchpotential (mass optical density) D m [m 2 /g] Rauchausbeute (yield) Y [-] Rauchkonzentration c [g/m 3 ] D m D V M (Messvorschrift) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 13

14 Rauchdichte und Sichtweite (Jin) S C K S C K log K für reizenden Rauch mit K 0.25 m -1 Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 14

15 [m] Sichtweite ohne Reizstoffe - lichtreflektierend mit Reizstoffen - lichtreflektierend ohne Reizstoffe - selbstleuchtend mit Reizstoffen - selbstleuchtend ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Optische Rauchdichte pro Weglänge D [1/m] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 15

16 v [m/s] Gehgeschwindigkeit in Rauch 1,20 Experimente von Jin 1,00 0,80 0,60 irrit. non irrit. non 0,40 0,20 0,00 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 D [1/m] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 16

17 Wärmefreisetzung in kw Rauchausbreitung im Brandversuch I Wärmefreisetzungsrate Bemessungsbrand U 2 im Vergleich zu dem Poolfeuer Zeit in Minuten Zündung-Führerstand Poolfeuer Rauchversuche in einer unterirdischen Verkehrsanlage (Nachstellen eines Bemessungsbrandes) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 17

18 optische Dichte D in 1/m Rauchausbreitung im Brandversuch II Sicht auf Rettungsleuchte aus 10 m Entfernung opt. Dichte ~ 0,08 1/m (nach 15 Minuten) 0,25 0,2 Sichtw eite / opt. Dichte - Versuch 1 Akzeptanzgrenze opt. Dichte Verteilerebene: Sichtweite 9-12 m, die reflektierenden Rettungszeichen sind nicht zu erkennen (15 min) 0,15 0,1 0, Versuchszeit in Sekunden Rauchversuche in einer unterirdischen Verkehrsanlage (Rauch auf Bahnsteig und Verteilerebene) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 18

19 Bewertungsmethoden toxische Wirkung von Brandrauch Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 19

20 Fractional Effective Dose Modell (FED) F CO cco RMV D t F CO t 2 exp c CO 2 F max ( F CO F HCN F LD Irr ) V Hyp F O 2, F CO 2 Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 20

21 Fractional Effective Dose Modell (Beispiel) Rauchausbreitung (nat. Vent., 15 MW-Brand) BRANDQUELLE Vehicle hc= r_air= 10 Rauchpotential= 0,3 y_rauch= 0,1 y_co2= 1,2 y_co= 0,1 alpha= 0,1 Wärmefreisetzung Q_limit= // [kj/kg] : effektive Verbrennungswärme // [g/g] : effektiver Luftbedarf // [m²/g] : Verqualmungspotential Dm // [g/g] : Produktionsrate Rauch // [g/g] : Produktionsrate CO2 // [g/g] : Produktionsrate CO // [kw / s**p] : Vorfaktor Potenzgesetz // [kw] max. Wärmefreisetzung Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 21

22 FED-Modell (Anwendungsbeispiel) FED for a tunnel fire CO2 [Vol.%] CO [1000 ppm] FED FED (no hyperventilation) time [min] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 22

23 Bewertungsmethoden: Thermische Belastung Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 23

24 Zeit [min] Expositionsdauer bei thermischer Belastung Zeit bis zum Eintreten von Handlungsunfähigkeit Prager, Wilk (Hitzeschock) Purser Lufttemperatur [ C] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/

25 Brandszenarien für Modellrechnungen Gebäudegeometrie (3D-Modell) Einbauten und sonstige Objekte Baustoffe und Materialien brandschutztechnische Vorrichtungen Personen Umgebungsbedingungen Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/

26 Empirische Korrelationen Die Ausbildung von Feuer und Rauch oberhalb einer brennenden Oberfläche wird generell in drei Bereiche unterteilt: die Flammenzone (Nahfeld des Brandes), sie besteht aus einer ständigen Flamme und einem beschleunigten Strom brennender Gase; die intermittierende Flammenzone ist der Bereich vorübergehender Flammenbildung mit nahezu konstanter Strömungsgeschwindigkeit; der Rauchgasplume ist ein Bereich mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur bei zunehmender Höhe. Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 26

27 Plume Auftriebs- Plume 15 intermittierende Flamme ständige Flamme virtuelle Wärmequelle Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 27

28 Plumeformeln (I) Unter Annahme einer kreisförmigen oder quadratischen Wärmequelle ergibt sich z. B. nach Zukoski: m Pl 0,071 Q 1/ 3 c z 5 / 3 m Q z Pl c Massenstrom des Plumes [kg/s] in der Höhe z konvektive Wärmeleistung in kw Höhe des Plumes in m oberhalb der Brandherdgrundfläche Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 28

29 Plumeformeln (II) Vielzahl von Parametrisierungen z.b. von McCaffrey, Heskestad, Thomas und Hinkley ,008 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 29

30 Vollbrandmodell = Ein-Zonenmodell = post-flashover-model Tg:Temperatur der Gasmischung (Rauchgase) im Rauch, m: Masse des Rauchgases innerhalb des Raumes, V: Volumen des Raums (konstant), E: innere Energie des Rauchgases im Raum, : Dichte des Gasgemisches, p: Druck im Raum und zn:lage der neutralen Ebene zn Massenbilanz: m Energiebilanz: h c g m R 0 h h h h h 0 l l o w g s (Mehrraum-) Mehrzonenmodell = Massen- und Energiebilanz für mehrere Zonen durch Kopplung mit Plume- und Austauschsubmodellen Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 30

31 Brandszenarien für CFD-Simulationen Art und Verteilung der Brandlasten Lage und Stärke der primären Brandquelle Ereignisse mit Einfluss auf den Brandverlauf Bemessungsbrände Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 31

32 Bemessungsbrände theoretischer Brandverlauf, der eine Vielzahl (jedoch nicht alle) denkbarer Brandverläufe auf der sicheren Seite erfasst insbesondere zur Dimensionierung des anlagentechnischen Brandschutzes (Sicherung der Fluchtwege während der Selbstrettungsphase) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 32

33 Bemessungsbrände (2) 10 Q in MW 8 Ultrafast Fast Moderate Slow t in s Q = a t 2 = (t / t g ) 2 = A f Q = p (v r t) 2 Q Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 33

34 Q [kw] Bemessungsbrände (3) schnelle Brandausbreitung a=0,0445 v=1m/min, Qsp=51 kw/m2 v=0,32m/min, Qsp=500 kw/m Zeit t [min] z.b. schnelle Brandausbreitung mit a = 0,045 oder v r = 1,0 m/min und Q = 50 kw/m 2 oder v r = 0,3 m/min und Q = 500 kw/m 2 Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 34

35 Bemessungsbrände (4) Schema: Brandunterdrückung (RHR) Q "natürliche" Brandentwicklung Brandunterdrückung Brandbeherrschung Brandlöschung t akt Branddauer Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/

36 Bemessungsbrände (5) Q w 1 = 0,07 mm/s w 2 = 0,14 mm/s w 3 = 0,28 mm/s Wasserbeaufschlagung 350 w 4 = 0,56 mm/s t Brandentwicklung unter Einfluss von Sprinklern: leichte bis mittlere Brandausbreitung, Löschbarkeit nicht schlechter als Holzkrippen Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 36

37 Brandversuche von BCL Leipzig U-Bahnwagen Zündung mit 0.5 l Benzin - ausgebracht über einer Sitzbank (30 s Branddauer) Risse im Glas nach 2 min, Partielles Herausbrechen nach 3 min Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 37

38 Bild nach 4 Minuten Branddauer Komplettes Herausfallen des Fensterglases nach 5:20 min Nach 6 min Branddauer ist das Feuer fast erlöschen Fast keine Schäden an den benachbarten Sitzen und kein völliges Zerstören der Sitzbank, auf der es gebrannt hatte (Bild 15 min nach Brandausbruch). Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 38

39 Wärmefreisetzungsrate Q [kw] Wärmefreisetzungsrate Q [kw] U2 - Design fire Kinderwagen mit Einkaufsgut Masse [kg] Q [kw] Zeit t [min] 450 Seitenwand mit Fenstergummi und Leuchten Masse [kg] Q [kw] Zeit t [min] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 39

40 Wärmefreisetzungsrate Q [kw] U2 - Design Fire Bemessungsbrand U2-Wagen (Brandort: vor Führerstand) Zeit t [min] Wand (14) Sitz (13) Sitz (12) Sitz (11) Sitz (10) Wand (9) Wand (8) Falttür-offen (7) Sitz (6) Sitz (5) Falttür-offen (4) Falttür-zu (3) Führerstand (2) Kinderwagen (1) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 40

41 z [m] Volumenquellen (Wärmefreisetzung) kw 2 MW 5 MW x [m] Gastemperatur T: y=2,55 m; t=2 s T [ C] unterschiedliche Brandentwicklung bei gleichem Volumen: höhrere Wärmefreisetzung führt auf höhere Temperaturen (von links nach rechts) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 41

42 z [m] Volumenquelle - Thermikstrahl 3,0 T [ C] 2, , ,5 1,0 0, , unterschiedliche Brandentwicklung bei gleicher Wärmefreisetzung: im größeren Volumen fallen die Temperaturen niedriger aus (links) x [m] Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 42

43 Ventilationsgesteuerte Verbrennung Q input Q vent oder y ox y cr A) glatte Reduktion der Wärmefreisetzungsrate B) oszillierende Wärmefreisetzungsrate - pulsierende Verbrennung - Flammen aus Öffnungen Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 43

44 Brandmodellierung mit Feldmodellen Feldmodellierung = Computational Fluid Dynamics (CFD) deterministische und fundamentale Vorgehensweise keine explizite Modellierung des Verbrennungsprozesses und eines stark ventilationsgesteuerten Abbrands Liste verfügbarer CFD-Modelle CFX JASMINE KAMELEON KOBRA-3D SOFIE SMARTFIRE FDS FLUENT FLUIDYN PHOENICS STAR-CD NIST LES (FDS-Vorläufer mit boussinesq- Näherung) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 44

45 Berechnungsgrößen CFD-Variablen: Gastemperatur Druck und Dichte Strömungsgeschwindigkeit Stoffkonzentrationen (z.b. CO) optische Rauchdichte Struktur von Flamme und Plume Wärmeströme abgeleitete Größen: Sichtweite Temperaturprofil von Objekten Brandfortleitung, Sekundärzündun Belastung von Personen Flashover-Bedingungen Ereignissequenz (Brandmeldeanlagen, RWA, Sprinkler) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 45

46 Der CFD-Ansatz Geschwindigkeit v Dichte Temperatur T opt. Dichte D Konzentration c Austausch von Masse, Energie und Impuls zwischen den Zellen eines Rechengitters Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 46

47 Hydrodynamische Erhaltungsgleichungen (für Masse, Energie und Impuls) t v m Massenerhaltung t t e ev p v J Q v vv p ˆ g Impulserhaltung Energieerhaltung Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 47

48 Transportgleichung für Rauchgaskomponenten (Konvektions-Diffusions-Gleichung) y l yl v Dyl m l mit l t l Zustandsgleichung p R M T Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 48

49 Grundlagen der numerischen Lösung Diskretisierung (in Zeit und Raum) orthogonale oder konturangepasste Rechengitter variable Zellgröße Zeitschritt t ( 100 ms) ca Gitterzellen iteratives Lösungsverfahren Herleitung einer Bestimmungsgleichung für den Druck Kontinuitätsgleichung als Konvergenzkriterium semi-implizites Lösungsverfahren (SIMPLE-Algorithmus und Varianten) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 49

50 Feste Randbedingungen Umfassungsbauteile, Objekte und blockierte Bereiche Wärmeübertrag (Wärmeübergangszahlen, Lösung der 1D-Fouriergleichung) Geschwindigkeits-Randbedingung Turbulenzvariable Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 50

51 Freie Randbedingungen Abschluss des Rechengitters durch bauliche Öffnungen Berechnung eines Geschwindigkeitsprofils Ausdehnung des Rechengitters in Umgebungsbereich keine Änderung der Geschwindigkeit Temperatur und Konzentrationen entsprechend Einbzw. Ausstrom Umgebungsbedingungen (Wind) Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 51

52 Strömungsprofil Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 52

53 Temperaturverteilung Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 53

54 Turbulenzmodelle Direkte numerische Simulation (DNS) alle Wirbel werden direkt innerhalb des Gitters dargestellt Large-Eddy-Simulation Näherung für kleinskalige Wirbel Eddy-Viskositäts-Modell zusätzlicher Beitrag zur Viskosität k--turbulenzmodell (RANS) turbulente kinetische Energie und Dissipationsrate als zusätzliche Variable Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 54

55 Wärmestrahlung Strahlungsfluss-Modell Strahlungsintensität jeweils konstant für eine der 6 Zelloberflächen (six flux model) diskreter Strahlungstransfer Berechnung des Strahlungstransports entlang vorbestimmter Strahlungspfade Einstrahlzahlen für bestimmte Bereiche z.b. Flamme, Heißgasschicht Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 55

56 Flammenstrahlung L Eingabe: Wärmefreisetzungsrate Strahlungsanteil Flammentemperatur radiale Ausbreitung lokale Gasströmung a n Ausgabe: Flammenlänge L Neigungswinkel a Einstrahlzahlen R Q f A f r Q rel Q f T f 4 1 exp 4 V a A f Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 56

57 bei der CFD-Modellierung ist zu beachten: Ausreichend feines Gitter im Bereich der Brandquelle (Plume), Öffnungen, Detektoren und umströmten Kanten keine zu großen Aspektverhältnisse der Kantenlängen sanfter Übergang zwischen feinen und gröberen Zellen im Zweifel: Test unterschiedlicher Gitterauflösungen geeignete Wahl der Randbedingungen (Umgebung) Kontrolle der Brandquelle (Flammentemperatur nicht über 1300 C und auch nicht zu gering für Nahfeldbetrachtungen) Berücksichtigung von Strahlungsverlusten und Wärmeverluste an die Umfassungsbauteile und Objekte gegebenenfalls Berücksichtigung ventilationsgesteuerter Brände Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 57

58 Anwendungsgrenzen (1) Während bei Ingenieursformeln und einfacheren Rechenverfahren sich Anwendungsgrenzen oft aus dem Gültigkeitsbereich der zugrunde liegenden empirischen Relationen und den eingeführten vereinfachenden Annahmen ergeben, lassen sich bei den Feldmodellen ähnlich generelle Beschränkungen des Anwendungsbereiches nicht ohne weiteres festlegen. Prinzipielle Anwendungs-grenzen etwa hinsichtlich der räumlichen Dimension, der baulichen Komplexität oder der Stärke einer Brandquelle lassen sich aus dem Feldmodellansatz nicht ableiten. Praktische Anwendungsgrenzen ergeben sich aus der gewählten Struktur des Rechengitters, den gewählten Randbedingungen sowie der Forderung, dass bei bestimmten Fragestellungen geeignete Untermodelle (z. B. für die Wärmestrahlung) integriert sein müssen. Quelle: vfdb-leitfaden Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 58

59 Anwendungsgrenzen (2) Die Frage nach den Anwendungsgrenzen eines bestimmten Feldmodells lässt sich also letztlich nur unter Bezug auf den konkreten Anwendungsfall beantworten. Problemstellungen, die eine detaillierte rechnerische Behandlung komplexer Raumströmungen (Kombination aus Raumgeometrie, auftriebsbehafteter Konvektionsströmung und Ventilation) und der damit einhergehenden Phänomene der Rauch- und Wärmeausbreitung beinhalten, erfordern in der Regel den Einsatz eines CFD-Modells. Quelle: vfdb-leitfaden Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/

60 Validierungsbeispiele Brandversuche Atrium (vfdb-leitfaden) SINTEF-Kohlenwasserstoffbrände Minenzufahrtstunnel Rauchversuche Technocon (Plume) Brand in Tiefgarage Referent: Dr. Rainer Könnecke Nachweise zur Rauch- und Wärmeausbreitung Brandschutz III WS2012/13 60