Smoky und Loki Rauchversuche in Gebäuden
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- Imke Insa Roth
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1 Smoky und Loki Rauchversuche in Gebäuden Dipl.-Ing. 1/21 Andreas Plum Jahresfachtagung Rauchversuch mit Pyrotechnik Zusammensetzung Rauchpulver - 40 % Ammoniumchlorid - 30 % Oxidationsmittel (z. B. Kaliumchlorat) - 30 % organische Naturstoffe (z. B. Harze, Zucker) Nebelfluid - Propylenglykol, ggf. Glycerin (hygroskopische Wirkung) - wasserfreie Öle Rauchausbeute ca. 800 m³/h je Rauchbombe Rauchausbeute ca. 190 m³/h je Rauchgenerator 2/21 Jahresfachtagung 2010
2 Modellversuche Belastungsversuch Brücke 1890 Brandversuche Cardington 90er Jahre Inhalt: Grundlagen Vergleichbarkeit Apparatur Beispiele Fazit 3/21 Jahresfachtagung 2010 Modelle zur Brandsimulation Modellversuche (physikalische Modelle) Berechnungsmodelle (mathematische Modelle) Maßstab 1:1 Zonenmodelle Maßstab 1: x Feldmodell 4/21 Jahresfachtagung 2010
3 Rauchversuche Strömung visualisieren Aerosolgenerator Wärmequelle kw Stufe 1 zunehmende Ähnlichkeit Strömung visualisieren Rauchschicht visualisieren Aerosolgenerator Impulsminderung Wärmequelle kW Stufe 2 Strömung visualisieren Rauchschicht visualisieren Aerosolgenerator Wärmequelle in Stufen steuerbar (Ausbreitung) 100-xx kw Stufe 3 5/21 Jahresfachtagung 2010 Rauchversuche Stufe 2 6/21 Jahresfachtagung 2010
4 Rauchversuche Stufe 3 7/21 Jahresfachtagung 2010 Randbedingungen Beständigkeit Aerosolnebel Abstand zur Heizquelle, beständiges Nebelfluid Entrauchungsanlage im Gebrauchszustand NRA, MRA, Zuluftöffnungen, Rauchschürzen, Meldesysteme, Ersatzstromanlagen, Öffnungssteuerungen etc. Strömungsbeeinflussende Details Einrichtungen, Sonnenschutz etc. ggf. Nachbildung Betrieb der Anlagen entsprechend Entrauchungskonzept Raumlufttemperaturen im Regelbetrieb Gebäudehülle muss vollständig vorhanden sein 8/21 Jahresfachtagung 2010
5 Anforderungen an Simulationseinrichtung Luftstrom und Brennerleistung einstellbar und messbar Gesamtvolumenstrom Aerosolnebel 250 m³/h m³/h (SL 380 m³/h) mehrere Nebelgeneratoren Abbau Strahlimpuls am Luftaustritt freier Auftriebstrahl 9/21 Jahresfachtagung 2010 Nebelgeneratoren in der Brandsimulation Inhalt: Grundlagen Vergleichbarkeit Apparatur Beispiele Fazit 10/21 Jahresfachtagung 2010
6 Bemessungsbrände in der Brandsimulation Energiefreisetzung kw 11/21 Jahresfachtagung 2010 Erkenntnisse Qualitative Beurteilung der Rauchgasströmung Veränderungen gegenüber zu erwartendem Brandverlauf abschätzbar Erkennen verrauchter Bereiche (Rauchschicht und raucharme Schicht) Beurteilung der Wirkungsweise des Systems Vergleiche mit vorausberechneten Kenngrößen Abschätzung zeitlicher Abläufe 12/21 Jahresfachtagung 2010
7 Nicht bewertbar Temperaturverteilung im Raum/ Oberflächentemperaturen an Bauteilen Stoffkonzentrationen/Sichtweitenbeschränkung Auslösezeitpunkte automatischer Löschanlagen Auslösezeitpunkte Wärmemelder äußere Windeinflüsse 13/21 Jahresfachtagung 2010 Versuchseinrichtungen Rauchgenerator und Brandauto IFI Aachen Smoke 3 HK Erkelenz Smoky und Loki BFT Cognos Inhalt: Grundlagen Vergleichbarkeit Apparatur Beispiele Fazit 14/21 Jahresfachtagung 2010
8 Versuchseinrichtung BFT Cognos Plume Temperaturmessbaum Rauchrohre Nebelgeneratoren Brandwanne 15/21 Jahresfachtagung 2010 Wärmequellen Smoky und Loki Ringgasbrenner 5,5 25 kw Brandwannen 60, 140, 340 und 700 kw 16/21 Jahresfachtagung 2010
9 Messtechnik/Dokumentation 110,00 105,00 100,00 95,00 90,00 85,00 80,00 Temperatur [ C] 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 Außentempe ratur Messhöhe 3,5 m Messhöhe 6,0 m Messhöhe 9,0 m Messhöhe 12,0 m Messhöhe 15,0 m 25,00 20,00 13:19:07 13:19:37 13:20:07 13:20:37 13:21:07 13:21:37 13:22:07 13:22:37 13:23:07 13:23:37 13:24:07 13:24:37 13:25:07 13:25:37 13:26:07 13:26:37 13:27:07 13:27:37 13:28:07 13:28:37 13:29:07 13:29:37 13:30:07 13:30:37 13:31:07 13:31:37 13:32:07 13:32:37 13:33:07 13:33:37 13:34:07 Temperatur- und Strömungsmessung Foto- und Videodokumentation Veranschaulichung im Experiment Zeit 17/21 Jahresfachtagung 2010 Beispiel 1 Energiefreisetzung 340 kw 18/21 Jahresfachtagung 2010
10 Beispiel 2 balcony-spill-plume ca. 4-facher Massenstrom e 1/3 ( Q& 2 W ) ( z + 0, h ) m& + R& = 0,36 25 B B Energiefreisetzung 25 kw 1,667 0, 333 ( ) & + R & = 0,076 d z Q 19/21 Jahresfachtagung 2010 m e 0 Fazit Konzeptionierung Versuchsablauf Schutzziele/Beurteilungsgrundlagen Teilnehmer Dokumentation Modell = Abbild der Wirklichkeit Abbildung Verkürzung (erfasst nicht alle Attribute des Originals) Pragmatismus (orientiert an Fragestellung Interpretation erforderlich) 20/21 Jahresfachtagung 2010
11 Literaturhinweis VDI-Richtlinie Ingenieurverfahren zur Bemessung der Rauchableitung aus Gebäuden VFDB Grundsätze für Rauchversuche in Gebäuden Australian Standard Smoke management systems - Hot smoke test 21/21 Jahresfachtagung 2010
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