Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Robuste Bewertung von Entrauchungssystemen in Hallen und Atrien unter unsicheren Randbedingungen

Etwa 90% aller Opfer von Gebäudebränden erleiden keine Verbrennungen, sondern Vergiftungen durch toxische Rauchgase. Bereits in der Schwelphase tritt eine signifikante Rauchentwicklung auf, die die Sicht reduziert und so die Selbstrettung der Personen im Gebäude und die Fremdrettung durch die Feuerwehr behindert. Im weiteren Brandverlauf verhindert die Rauchbildung die Flucht und wird für Gebäudenutzer zur Lebensgefahr. Bei der Entwicklung von Brandschutzkonzepten stehen somit neben der Eindämmung des Brandes sichere Entrauchungsmaßnahmen im Vordergrund. Bei bisherigen Berechnungsverfahren zur Auslegung von Entrauchungssystemen wird i.d.R. die Höhe der raucharmen Schicht (RS) als Hauptbewertungsgröße verwendet. Die Berechnungsverfahren sind stark vereinfacht und verlieren bei komplexeren Raumgeometrien ihre Gültigkeit. Dabei wird auch nicht berücksichtigt, ob überhaupt eine Rauchschichtung im Raum vorliegt. In diesem Projekt sollen parallel 2 Berechnungsansätze (analytisch mit Kennzahlen sowie stochastisch mit Monte-Carlo-Simulationen) zur Rauchausbreitung und Rauchgasschichtung in typischen Gebäudegeometrien entwickelt werden, um mit diesen Erkenntnissen ein für die Anwender (überwiegend KMU) einfach nutzbares Berechnungstool speziell für komplexere Geometrien ableiten zu können. Mit den Verfahren und dem Berechnungstool sollen natürliche und maschinelle Entrauchungssysteme ganzheitlich bewertet werden können. Statt nur die Höhe der RS zu betrachten, sollen weitere maßgebliche Kriterien wie Sichtweite und Temperatur in der Aufenthaltszone der Personen sowie die Strömungsrichtung über die Entrauchungsöffnung insbesondere unter unsicheren Randbedingungen berücksichtigt werden. Ein weiterer Fokus liegt auf der Bewertung, ob überhaupt eine stabile Temperatur- bzw. Rauchgasschichtung im Raum vorliegt. Mit dem Ansatz soll eine hohe Robustheit der zu entwickelnden Berechnungsansätze und damit eine verbesserte Planungssicherheit für die Anwender (KMU) erreicht werden.