Allgemeines Ingenieurmäÿiger Nachweis. Fluchtwegbemessung. Dipl.-Ing. O. Greÿlehner. FireX Greÿlehner GmbH. 14. Dezember 2012

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1 Fluchtwegbemessung 14. Dezember 2012

2 Gliederung 1 Allgemeines Brandrauch 2

3 Brandrauch Fluchtweg Weg, der den Benutzern eines Gebäudes im Gefahrenfall grundsätzlich ohne fremde Hilfe das Erreichen eines sicheren Ortes des angrenzenden Geländes im Freien ermöglicht.[5] Rettungsweg Weg welcher den Benutzern eines Gebäudes das Erreichen eines sicheren Ortes des angrenzenden Geländes im Freien in der Regel mit fremder Hilfe ermöglicht.[5]

4 Brandrauch Fluchtweg Weg, der den Benutzern eines Gebäudes im Gefahrenfall grundsätzlich ohne fremde Hilfe das Erreichen eines sicheren Ortes des angrenzenden Geländes im Freien ermöglicht.[5] Rettungsweg Weg welcher den Benutzern eines Gebäudes das Erreichen eines sicheren Ortes des angrenzenden Geländes im Freien in der Regel mit fremder Hilfe ermöglicht.[5]

5 Brandrauch Allgemeines Fluchtweglängen: laut AStV [1]: maximal 40m bis zu einem gesicherten Ausgang ins Freie. laut OiB 2.1 [6]: 70m unter Vorlage eines Brandschutzkonzeptes mit Methoden des Brandschutzingenieurwesens. laut Leitfaden [3]: > 70m in Ausnahmefällen muss schlüssig und nachvollziehbar begründet werden, weshalb eine kürzere Fluchtwegslänge nicht möglich ist. Darüber hinaus ist eine Vorlage eines Brandschutzkonzeptes mit Methoden des Brandschutzingenieurwesens erforderlich.

6 Brandrauch Wirkung eines Brandes auf den menschlichen Organismus Toxizität von Brandgasen CO CO 2 HCN Ruÿ Thermische Einwirkungen Direkte Strahlung: Brandherd Indirekte Strahlung: Heiÿgase

7 Brandrauch Toxische Wirkung Kohlenmonoxid (CO) Erstickende Wirkung, durch seine starke Bindung an das menschliche Blut wird der Sauerstotransport eingeschränkt. Kohlendioxid (CO 2 ) Führt zur Hyperventilation und hat auch betäubende Wirkung. Cyanwassersto (Blausäure HCN) Erstickende Wirkung, blockiert die Zellatmung. Acrolein, Salzsäure, Bromwassersto Ruft starke Schmerzen der Schleimhäute und Atemwege hervor. Ruÿ Beeinträchtigung der Sichtweite und damit Bewegungseinschränkung, krebserregend.

8 Brandrauch Thermische Einwirkung Neben den toxischen Wirkungen, besitzt auch die thermische Strahlung ein groÿes Gefahrenpotential: Strahlung kw m 2 Eekt 2, 5 Schmerz nach 30s 4 Schmerz nach s 10 tödliche Schwelle nach 40s Tabelle: Grenzen der Erträglichkeit von Wärmestrahlung [2]

9 Allgemeines Es gibt verschiedene Möglichkeiten um Personenströme zu modellieren: Makroskopisch einfache Rechenmodelle Mikroskopisch Personenstrom Simulationsprogramme (Pedgo, Exodus, Simwalk, FDS+EVAC, Pathnder usw.) Es sind jedoch nicht alle dazu geeignet, die Brandeinwirkung (Brandgase, Rauchdichte, Temperatur usw.) im Fluchtverhalten zu berücksichtigen. Vorteil Die Simulationsprogramme ermöglichen bereits im Entwurfstadium Personenströme und daraus resultierende Engstellen (Wartezeiten, Panik- Häufungsstellen) zu identizieren und durch Ingenieurmethoden bereits vor der Bauphase abzufangen (Kostenersparnis).

10 der Rauchfreihaltung Datenauszug aus dem Vfdb Leitfaden [2]: Raucharme Schicht: 2 3 m Wärmestrahlung: 2,5 kw m 2 Sichtweite: m Temperatur der raucharmen Schicht: 60 C

11 Sichtweite mit FDS Allgemeines Die Sichtweite hat direkten Einuss auf die Bewegungsgeschwindigkeit von Menschen, daher ist Sie neben toxischen Gefahrenstoen in den Rauchgasen eine wesentliche Grundlage für eine gesicherte Flucht. Mit FDS [4] kann die Sichtweite wie folgt abgeschätzt werden. S = C K K...Lichtdurchlasskoezient, wird lokal von FDS berechnet. C...Dimensionslose Gröÿe für das Zielobjekt, C = 3 für ein Licht reektierendes Ziel, C = 8 für ein Licht emittierendes Zielobjekt. (Standardmäÿig wird C = 3 verwendet) K = Km ρ Ys ρ Y s...dichte des Partikel behafteten Rauchgases. K m...brennsto abhängiger Lichtdurchlasskoezient.

12 Schwierigkeit Allgemeines Achtung!!! Wie bereits erwähnt, ist die resultierende Sichtweite eine Funktion des Brennstoes und damit sind aufgrund der Komplexität von Pyrolysemodellen die Parameter entsprechend schwierig zu denieren. Dies gilt analog für die Verbrennungsprodukte. Vorsicht muss bei der der Rauchentwicklung in FDS gelegt werden, da für die Verbrennung ein sog. Mixture Fraction Model verwendet wird und hier mit vordenierten Werten gearbeitet wird und damit der Soot Yield nicht für jeden Anwendungsfall gleich ist.

13 Beispiel I Allgemeines Beispieldaten: Brandlast: Polyurethan Soot Yield = 0,1 Q = 50 kw m 2 A = 3,4m 2 Raumgeometrie: Länge = 10 m Breite = 10 m Höhe = 2,4m Önungen: Zwei Türen a' 1,2m 2 m

14 Beispiel II Allgemeines Abbildung: Sichtweite nach 0, 20, 40, 60 Sekunden

15 Fazit Allgemeines Lässt man die toxischen Gase auÿer Acht, so ist die Sichtweite nach 40s bereits auf 5m abgesunken und damit eine sichere Flucht (Ortsunkundiger) nicht mehr ohne Weiteres gegeben. Eine Abschätzung hierfür liefern die folgenden Kenndaten für den zeitlichen Rauchverlauf, 1 Rauchemittent (Ruÿanteil, engl. soot release rate) 2 unverbaute Volumen der Gebäudekubatur.

16 Anhang Allgemeines Arbeitsstättenverordnung Vfdb Leitfaden Ingenieurmethoden des Brandschutzes Leitfaden Abweichungen im Brandschutz und Brandschutzkonzepten Fire Dynamics Simulator (Version 5) - User's Guide OIB 2 : Brandschutz. Ausgabe 2011 OIB 2.1 : Brandschutz in Betriebsbauten. Ausgabe 2011

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