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105 www.architektur-online.com edv schen der Architektur (Gebäudegeometrie, offenes Raumkonzept, Gestaltungselemente etc.), den raumlufttechnischen Anlagen und vorhandenen Luftströmungen zu einem unvorhersehbaren Verlauf der Rauchausbreitung kommen. Luftverwirbelungen können bewirken, dass sich Rauch mit sauberer Luft mischt, was zur Folge hat, dass ein größeres Raumvolumen abgeführt werden muss als vorausberechnet, um Fluchtwege rauchfrei zu halten. Neben dem Nachweis von Fluchtwegen und Fluchtzeiten – und damit zusammenhängend die Berechnung der Brandrauch Dichte und deren Auswirkung auf die Sichtweite – gehören zu den weiteren Zielstellungen: Aussagen über Auslösezeiten bei Sprinkleranlagen oder Rauch- und Wärmeabzugsanlagen und deren Einfluss auf den Brandverlauf, die Konzentration von Verbrennungsprodukten wie Ruß oder Rauchgase (Kohlenmonoxid/-dioxid, Schwefeldioxid etc.), die Reduktion des Sauerstoffgehalts in der Raumatmosphäre, ferner die Wärmestrahlung von Flammen und Rauchgasen oder die Bestimmung von Bauteiltemperaturen zur Einschätzung der Standsicherheit von Tragwerkskonstruktionen. Damit lassen sich Brandsimulationsprogramme auch in der Brandursachenforschung und Brandfolgenermittlung für die Rekonstruktion des Schadensablaufes einsetzen. Einsatzmöglichkeiten Die Einsatzmöglichkeiten von Brandsimulationsprogrammen reichen von einfachen Volumenbränden über Flächenbrände bis hin zu komplexen Brandszenarien mit plötzlich sich ändernden Randbedingungen, wenn etwa eine großflächige Glasfassade durch die Hitzeeinwirkung platzt. Da sich auch Bauteiltemperaturen für jeden Punkt einer Konstruktion präzise berechnen lassen, kann man insbesondere bei Stahlbauten Mit rechnergestützten Simulationsverfahren und entsprechender Maßnahmen lassen sich Bauvorhaben realisieren, die aufgrund ihrer architektonischen Besonderheiten sonst kaum genehmigungsfähig wären. ermitteln, welche tragenden Bauteile im Brandfall einer besonderen Beanspruchung unterliegen und daher einen zusätzlichen Brand- oder Sprinklerschutz benötigen. Da Brandphänomene und die dabei auftretenden Parameter auch im Detail untersucht werden können, lassen sich die gewonnenen Erkenntnisse auch bei der Formulierung von Normen und technischen Vorschriften nutzen. Auch im Tunnelbau wird die digitale Brandsimulation zunehmend eingesetzt. Die rechnergestützte Simulation ermöglicht bei der Planung und bei bestehenden Tunnelbauten genaue Vorhersagen über die Wirksamkeit dieser Konzepte. Auch für die Ermittlung von Behaglichkeits- und Komfortfaktoren wie die Temperatur und Luftströmung von Klimaanlagen eignen sich Simulationsmodelle. Wie stark sich beispielsweise ein Lichthof bei einer bestimmten Besuchermenge erwärmt und welche Luftströmungen dabei entstehen, lässt sich damit zuverlässig ermitteln. Mit speziellen Programmen zur Simulation zielgerichteter Personenbewegungen in räumlich komplexer Umgebung (z. B. ASERI, FDS+Evac etc.) lässt sich darüber hinaus die Wirksamkeit von Evakuierungskonzepten in Hotelhochhäusern, Flughäfen, Bahnhöfen, Einkaufszentren oder U-Bahnanlagen überprüfen. Zonen-, Feld- oder CFD-Modell? Digitale Brandmodelle werden nach der Komplexität der zugrunde liegenden mathematischen, physikalischen und numerischen Verfahren und nach dem Umfang der verarbeiteten Datenmenge (Diskretisierungstiefe) unterschieden. Je nachdem, welche Randbedingungen vorherrschen bzw. welches Schutzziel angestrebt wird, kommen Zonen-, Feld- oder CFD-Modelle zum Einsatz. Bei Zonenmodellen wird der Brandraum in Zonen unterteilt und für jeden Zeitschritt die Energieerhaltungs- und Kontinuitätsgleichung gelöst. Während man beim einschichtigen Zonenmodell von einem homogenen Temperaturfeld im Brandraum ausgeht, wird beim zweischichtigen Zonenmodell das Gasvolumen in eine obere heiße Gas- und eine untere kühlere Luftschicht unterteilt. Komplexe Prozesse werden empirisch, d. h. durch aus Versuchsergebnissen abgeleitete Beziehungen beschrieben, was jedoch zu Fehlern führen kann. Zonenmodelle, mit denen sich schnell und mit relativ wenig Aufwand zahlreiche Parameter Eine präzise Nachbildung der relevanten Raumgeometrie ist Voraussetzung für eine realistische Simulation der Temperaturverteilung und Rauchausbreitung. © Coolplug B.V. Dann kann beispielsweise auch die Rauchausbreitung in neuralgischen Bereichen wie Treppenhäusern im Detail überprüft werden. © Autodesk © Halfkann + Kirchner


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