vorbeugenden Brandschutz

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Willi Kaufer
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1 Wirtschaftliche Optimierung im vorbeugenden Brandschutz Katharina Fischer, Jochen Kohler, Mario Fontana und Michael H. Faber Institut für Baustatik und Konstruktion ETH Zürich Zürich juli 2012

2 INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 GRUNDLAGEN Beschreibung der Ausgangslage Rolle des vorbeugenden Brandschutzes für die Gesellschaft Optimierung auf gesellschaftlicher Ebene und Rolle der Kantonalen Gebäudeversicherer Entscheidungsfindung im System Brandschutz" in der Schweiz Risikobasierte Entscheidungsfindung Grundlagen der risikobasierten Entscheidungsfindung Gesellschaftliche Entscheidungsfindung Kostenbestandteile und Konsequenzen Definition der Nutzenfunktion, Risikopräferenzen Verzinsung zukünftiger Kostenbestandteile und Konsequenzen Beurteilung von Investitionen in den Personenschutz mit dem Grenzkostenprinzip Quantifizierung der gesellschaftlichen Zahlungsbereitschaft mit dem Life Quality Index Massnahmen und Entscheidungen Vorgehen im Rahmen des Projektes Grundlagen der wirtschaftlichen Optimierung im System Brandschutz" Analyse Schweizer Versicherungsdaten Fallstudien zur Wirtschaftlichkeit von Massnahmen des vorbeugenden Brandschutzes 15 3 DATENANALYSE Zielsetzung, Möglichkeiten und Grenzen der Datenanalyse Kurze Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse Ergebnisse der explorativen Datenanalyse Verwendete Daten, Begriffe und Definitionen Eigenschaften des Gebäudeportfolios Schadenursachen Schadenhäufigkeit Höhe der Gebäudeschäden Schadenbetrag im Brandfall Jährliche Überschreitungshäufigkeit Kantonale Unterschiede Auswertungen nach Baujahr und Bauweise Schäden an mehreren Objekten im selben Brandereignis Mobiliarschäden 39 v

2.2.1 Kostenbestandteile und Konsequenzen 8 2.2.2.2 Definition der Nutzenfunktion, Risikopräferenzen 9 2.2.2.3 Verzinsung zukünftiger Kostenbestandteile und Konsequenzen 10 2.2.2.4 Beurteilung von Investitionen in den Personenschutz mit dem Grenzkostenprinzip 10 2.

3 3.3.8 Personenschäden Empfehlungen zur zukünftigen Datenerfassung Modellbildung auf Datenbasis Modellierung des Brandeintritts Modellierung des Gebäudeschadens im Brandfall Weitere Modellkomponenten 51 4 ÜBERSICHT ÜBER DIE FALLSTUDIEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE Bearbeitete Fragestellungen Abgrenzung Brandabschnitte in Einfamilienhäusern (Fallstudie I) Ergebnisse für den Aufstellungsraum von Feuerungsanlagen in Einfamilienhäusern Ergebnisse für die Abtrennung von Einstellräumen bis 150m2 vom Einfamilienhaus Kleine Bauten ohne Brandabschnitte (Fallstudie II) Rauchmelderpflicht für Wohngebäude (Fallstudie III) Personenschutzanforderungen (Fallstudie iv) Ergebnisse zur Kompensation von Fluchtweganforderungen mit technischem Brandschutz Ergebnisse für Räume mit hoher Personenbelegung 60 5 BRANDABSCHNITTE IN EINFAMILIENHÄUSERN (FALLSTUDIE I) Abschätzung für den Aufstellungsraum von Feuerungsanlagen Grundidee der Abschätzung und verwendete Daten Durchschnittliche Schadenreduktion durch den Brandabschnitt im Brandfall Jährliche Risikoreduktion durch den Brandabschnitt Risikoreduktion durch den Brandabschnitt über die gesamte Lebensdauer Diskussion der Ergebnisse und getroffenen Annahmen Abschätzung für kleine Motorfahrzeug-Einstellräume Aspekte des Personenschutzes 68 6 KLEINE BAUTEN OHNE BRANDABSCHNITTE (FALLSTUDIE II) Abschätzung des wirtschaftlichen Nutzens einer Brandabschnittsbildung Annahmen für die Berechnung der maximalen Risikoreduktion Ergebnisse für verschiedene Zweckbestimmungen Abschätzung der Kosten einer Brandabschnittsbildung 73 vi

3 Brandabschnitte in Einfamilienhäusern (Fallstudie I) 54 4.3.1 Ergebnisse für den Aufstellungsraum von Feuerungsanlagen in Einfamilienhäusern 55 4.3.2 Ergebnisse für die Abtrennung von Einstellräumen bis 150m2 vom Einfamilienhaus 55 4.

4 6.3 Definition einer Klasse Kleine Bauten" ohne Brandabschnitte Wirtschaftliche Optimierung auf Basis der vereinfachten Abschätzung Einfluss der im Rahmen der Abschätzung getroffenen Annahmen Anforderungen in Bezug auf andere Schutzziele Einführung einer Klasse Kleine Bauten" ohne Brandabschnitte 79 7 RAUCHMELDERPFLICHT FÜR WOHNGEBÄUDE (FALLSTUDIE III) Beurteilung einer Rauchmelderpflicht in Wohngebäuden mit dem Life Quality Index Abschätzung des gesellschaftlichen Nutzens von Rauchmeldern für den Personenschutz Jährliche Anzahl Brandtote ohne Rauchmelderpflicht Überlebens-Wahrscheinlichkeit bei rechtzeitiger Alarmierung Wahrscheinlichkeit einer Rauchmelder-Aktivierung im Brandfall Abschätzung der gesellschaftlichen Kosten einer Rauchmelderpflicht Jährliche Kosten pro installiertem Rauchmelder Anzahl installierter Rauchmelder pro Haushalt Gesamt-Anzahl Schweizer Privathaushalte Anteil der Haushalte mit freiwilligem Rauchmelder-Schutz Beurteilung der Effizienz einer Rauchmelderpflicht für den Personenschutz Bewertung der Wirtschaftlichkeit einer Rauchmelderpflicht in Wohngebäuden Abschätzung des wirtschaftlichen Nutzens von Heimrauchmeldern Beurteilung der Wirtschaftlichkeit einer Rauchmelderpflicht in Einfamilienhäusern Diskussion der Ergebnisse und getroffenen Annahmen 90 8 PERSONENSCHUTZANFORDERUNGEN (FALLSTUDIE IV) Der ASET/RSET Ansatz zur Beurteilung der Personensicherheit Quantitative Grundlagen zur Anwendung des ASET / RSET Ansatzes In der Fallstudie betrachtete Szenarien und Personengruppen Zusammenfassung der getroffenen Annahmen Modellierung der Brandentwicklung mit dem t2-ansatz Modellierung der verfügbaren Zeit ASET Modellierung der Evakuierungszeit RSET Kompensation von Fluchtweganforderungen mit technischem Brandschutz Einfluss der Brandmeldeanlage auf die Alarmierungszeit Repräsentation des Personenrisikos mit der Personenschaden-Wahrscheinlichkeit Ergebnisse für die Personenschaden-Wahrscheinlichkeit im Brandraum Ergebnisse für die Personenschaden-Wahrscheinlichkeit in anderen Räumen Diskussion der Ergebnisse und der getroffenen Annahmen Personen im Brandraum: Fluchtweglänge im Raum Personen in anderen Räumen: Gesamt-Fluchtweglänge 109 vii

1 Beurteilung einer Rauchmelderpflicht in Wohngebäuden mit dem Life Quality Index 81 7.1.1 Abschätzung des gesellschaftlichen Nutzens von Rauchmeldern für den Personenschutz 81 7.1.1.1 Jährliche Anzahl Brandtote ohne Rauchmelderpflicht 82 7.

5 Diskussion der getroffenen Annahmen Andere Massnahmen des technischen Brandschutzes Andere Gebäudetypen Räume mit grosser Personenbelegung Betrachtete Massnahmen und Szenarien Neue Aspekte bei der Modellierung der RSET für Räume mit hoher Personenbelegung Modellierung von Personenströmen durch einen Engpass Modellierung von Personenströmen mit dem hydraulischen Modell Lineare Abhängigkeit des Personenstroms von der Ausgangsbreite Berechnung der totalen Durchströmzeit für Fluchtwegbreiten nach VKF-Richtlinie Modellierung der RSET für Räume mit grosser Personenbelegung Modellierung der Staubildung an den Ausgängen Vereinfachtes bilineares Modell für die RSET in Räumen mit hoher Personenbelegung Einfluss von Massnahmen und Raumgeometrie Fluchtweglänge und -breite Zweiter Fluchtweg Rauch-Wärme-Abzug Einfluss der Raumgeometrie Berechnung des Personenrisikos bei hoher Personenbelegung im Brandraum Quantitative Annahmen für die Berechnung des Personenrisikos Ergebnisse der Berechnung für eine hohe Personenbelegung im Brandraum Diskussion der Ergebnisse für Räume mit hoher Personenbelegung ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Zusammenfassung der Arbeit Empfehlungen für zukünftige Forschung LITERATURVERZEICHNIS 135 ANHANG A HINTERGRÜNDE ZUR MODELLIERUNG AUF DATENBASIS 139 ANHANG B ZUSATZINFORMATIONEN ZUR FALLSTUDIE IV 145 viii

4.3.2 Lineare Abhängigkeit des Personenstroms von der Ausgangsbreite 117 8.4.3.3 Berechnung der totalen Durchströmzeit für Fluchtwegbreiten nach VKF-Richtlinie 118 8.4.4 Modellierung der RSET für Räume mit grosser Personenbelegung 119 8.

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