Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchung zur Tragsicherheit offener Parkgaragen in Stahl- und Verbundbauweise unter Brandeinwirkungen von E-Fahrzeugen und kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen

Dieses Forschungsvorhaben widmet sich der Analyse des Brandrisikos und der Quantifizierung der Zuverlässigkeit der tragenden und aussteifenden Tragstruktur in offenen oberirdischen Parkgaragen für unterschiedliche Fahrzeugkonzepte. Ferner soll überprüft werden, ob die geltenden bauaufsichtlichen Regelungen der Muster-Garagenverordnung M GarVO für offene oberirdische Parkgaragen in Deutschland im Zuge der E-Mobilität aufrechterhalten werden können.

An tragende und aussteifende Tragstrukturen von offenen oberirdischen Parkgaragen werden nach geltenden bauaufsichtlichen Regelungen keine brandschutztechnischen Anforderungen gestellt. Diesen Regelungen basieren auf Untersuchungen, bei denen Naturbrandszenarien und Brandversuche mit kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen zu Grunde gelegt wurden. Durch die steigende Anzahl von E-Fahrzeugen, welche politisch stark gefördert wird, wird der Anteil an batteriebetriebenen Fahrzeugen in Parkgaragen zunehmen. Es gilt daher zu erforschen, ob sich die Entstehungswahrscheinlichkeit von Bränden und mögliche Brandszenarien verändern. Sowohl Brandszenarien als auch das Tragverhalten im Brandfall werden unter Anwendung von numerischen Simulationsverfahren untersucht. Basierend auf derzeitigen Erkenntnissen sollen die Wärmefreisetzungsrate und der Brandverlauf von E-Fahrzeugen ermittelt werden. Diese Daten fließen ein in numerische Simulationen der Tragstruktur und werden mit probabilistischen Methoden bewertet. Die so ermittelten Zuverlässigkeiten der Tragstruktur der Parkgaragen sollen als Grundlage herangezogen werden, um die derzeitigen bauaufsichtlichen Regelungen zu beurteilen. In dem von KMU dominierten Marktsegment von Parkgaragen in Stahl- und Verbundbauweise soll mit diesem Forschungsprojekt die Planungssicherheit aufrecht erhalten werden und erforderlichenfalls Maßnahmen zur brandschutztechnischen Infrastruktur der zukünftigen Fahrzeuggenerationen abgeleitet werden.

Ergebniszusammenfassung:

Im Zuge des Forschungsprojekt wurde eine Datenerhebung zum Status Quo von Parkgaragen in den Großstädten Braunschweig, Hamburg und Hannover durchgeführt. Aus dieser wurde abgeleitet, dass ein wesentlicher Anteil der Parkgaragen oberirdisch ist und eine vollgeschossige Bauweise aufweist.

Des Weiteren wurde auf Grundlage der Literatur eine umfangreiche Datenbasis zur Wärmefreisetzungsrate von E-Fahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor erarbeitet. Diese kann als Grundlage für weitere experimentelle Untersuchungen zur Wärmefreisetzungsrate von Fahrzeugen verwendet werden, um diese um weitere Brände mit moderneren Fahrzeugen zu ergänzen. In diesem Zusammenhang wurde mittels numerischer Simulationen ein Modellierungsvorschlag für Fahrzeugbrände in einer Brandsimulation entwickelt. Diesen Modellierungsvorschlag soll/ kann der planende Ingenieur für eine Simulation mit einem Fahrzeugbränden verwenden.

Des Weiteren wurde eine grundsätzliche Methodik zur Bewertung des Brandrisikos einer offenen, oberirdischen Parkgarage entwickelt. Diese entwickelte Methodik kann an neuere Daten hinsichtlich der Wärmefreisetzungsrate von Fahrzeugen angepasst werden. Das Brandrisiko kann auf dieser Grundlage erneut beurteilt werden. Außerdem kann die Vorgehensweise der entwickelte Methodik, die aus deterministischen und probabilistischen Analysen besteht, auf weitere Anwendungsgebiete übertragen werden.

Schlussendlich wurde die zentrale Fragestellung des Forschungsprojekt die Bewertung der Auswirkungen von Brandszenarien mit E-Fahrzeugen im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren beurteilt. Im Ergebnis wurde abgeleitet, dass Brandszenarien mit E-Fahrzeugen dieselbe bzw. eine ähnliche Versagenswahrscheinlichkeit haben wie Brandszenarien mit Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor. Außerdem wird unabhängig von der Antriebstechnologie sowie dem Fahrzeug das definierte Sicherheitsniveau erreicht.