Modellversuch Entrauchung am Beispiel einer komplexen Verkaufsstätte

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1 Modellversuch Entrauchung am Beispiel einer komplexen Verkaufsstätte Thomas Winkler Agenda Dimensionierungsmethoden für Anlagen zur Rauchableitung Zonenmodelle Vorgehensweise bei der Anlagendimensionierung Typische Entrauchungsvolumenströme Einsatzgrenzen des Verfahrens Modellversuche zur Rauchableitung in der Mall einer Verkaufsstätte Objektbeschreibung Natürliche Rauchableitung in Anlehnung an DIN Hybridentrauchung Zusammenfassung und Fazit 2 1

2 Dimensionierungsmethoden Zonenmodelle Modellversuche CFD-Rechnungen 4 Dimensionierungsmethoden Zonenmodelle Modellversuche CFD-Rechnungen 5 2

3 Modellbildung Zonenmodell (Schichtung) 6 Modellbildung Zonenmodell (Schichtung), 7 3

4 Modellbildung Zonenmodell (Schichtung), 8 Modellbildung Zonenmodell (Schichtung), 9 4

5 Modellbildung Zonenmodell (Schichtung), 10 Zonenmodell Ablauf der Dimensionierung (Schichtung) 1. Bestimmung des notwendigen Absaugmassenstroms aus Massenbilanz für die Rauchschicht, 2. Bestimmung der Rauchschichttemperatur aus 3. Bestimmung der Dichte aus id. Gasgleichung:, 4. Bestimmung des abzuführenden Volumenstroms:, 5. Bestimmung der notwendigen Nachströmfläche:. 11 5

6 Rauchableitung durch Schichtung typische Volumenströme 12 Bedingungen zur Anwendbarkeit von Zonenmodellen Die raucharme Schicht befindet sich in Ruhe, es liegt eine homogene Temperaturverteilung in der raucharmen Schicht vor. Die Rauchschicht ist in Ruhe, die Temperatur- und Konzentrationsverteilung ist homogen. Das Brandereignis wird als runde Wärmequelle berücksichtigt. Der Auftriebsstrahl oberhalb des Brandherdes kann sich ungestört ausbreiten; insbesondere befinden sich im Strahlweg keine versperrenden Einbauten, die zu einer Strahlumlenkung führen. 13 6

7 Rauchausbreitung im Bereich einer Galerie 14 Rauchableitung aus einer Verkaufsstätte - Zeichnungen 15 7

8 Rauchableitung aus einer Verkaufsstätte Mallstruktur Lichtaugen ( Schlote ) Rotunde Ost Rotunde West Hauptabmessungen der Mall: Länge: Breite: Höhe: Mallbereich: Rotunden: 3.OG 2.OG 1.OG E3 E2 E1 16 Versuchsmodell, Maßstab M1:18 Rotunde West Rotunde Ost 17 8

9 Versuchsmodell, Maßstab M1:18, Innenansichten 18 Position des Modellbrandherdes 19 9

10 Natürliche Entrauchung Nullvariante - Brandherd 5, - Betriebs-Zu- und Abluft der Shops abgeschaltet, - Nachströmung über Haupteingangstüren (ca. 41 ²), - NRA-Dachfläche geometrisch ca. 90 ², gleichmäßig verteilt (abgeschätzt nach DIN ), - Windstille. 20 Natürliche Entrauchung Nullvariante (Modellzeit) -nach ca. 1,3 Minute: erster Rauchaustritt über NRWG, Raucheinträge in die Galerien und Brücken im Umkreis des Brandherdes in E2 und E3 -nach ca. 2 Minuten: Rauch erreicht die Mitte der Mall, deutliche Einträge in die Rotunde West, überwiegend Außenlufteinströmen an den NRWG -nach 7 Minuten: weite Bereiche in E2 und E3 verraucht Rückströmungen in E1 Beschreibung in Originalzeit, jeweils bezogen auf den Versuchsbeginn 21 10

11 Natürliche Entrauchung Hybrid -Variante - Brandherd 5, - Betriebs-Zuluft über Shops , - Haupteingangstüren 5 min geöffnet (22 ²), - NRA-Dachfläche geometrisch ca. 35 ², im aktiven RA, - Rauchabschnittsbildung durch Rauchschürzen, Position a und b - Windstille. a b 22 Prinzipskizze Rauchschürzenanordnung Variante

12 Hybrid -Entrauchung, m³/h, lange RS, Windstille Variante 15 -nach ca. 1 Minute: Raucheinträge in die Galerien und Brücken im Umkreis der Brandherdposition in E2 und E3 -nach ca. 3 Minuten: Rauchübertritte über Rauchschürzen -nach 5 Minuten: Schließen der Haupteingangstüren keine Rauchübertritte über Rauchschürzen (Modellzeit) Beschreibung in Originalzeit, jeweils bezogen auf den Versuchsbeginn 24 Zusammenfassung Fazit Für die Anwendung von Zonenmodellen zur Dimensionierung von RA-Anlagen besteht die Forderung, dass sich der Auftriebsstrahl ungestört ausbreiten kann, unter dieser Bedingung liefert ein Zonenmodell brauchbare Angaben zu Entrauchungsvolumenströmen bei geringem Zeitaufwand. Der Einfluss der Zuluftnachströmung kann mit einem Zonenmodell nicht bewertet werden dies ist die häufigste Fehlerquelle bei ausgeführten Anlagen! Modellversuche bieten ein probates Mittel, um Rauchausbreitungsvorgänge in komplexen Gebäude anschaulich und nachvollziehbar zu machen, der Aufwand bei der Modellerstellung ist hoch, die Modell dürfen nicht zu klein sein (Maßstäbe bis ca. M1:20). Nach der Modellerstellung können Varianten verhältnismäßig schnell untersucht werden

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