Fire-Simulation.at - Simulation von Brandszenarien mit Feld- und Zonenmodellen

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Verifizierung - Realbrände

Eine Möglichkeit...

...ein Brandsimulationsmodell auf seine Genauigkeit und Anwendbarkeit zu untersuchen, ist der Vergleich mit realen Bränden.
Im Fall von FDS wurde dies anhand zahlreicher Versuche in den unterschiedlichsten Größenordnungen bereits durchgeführt, sowohl bei Kleinversuchen in Zimmgröße bis zu Großversuchen wie z.B. den US Navy Hanger Tests 1997, wo Brandversuche in einem Flugzeughanger mit ca. 7.000 m² Grundfläche und 15 m Hallenhöhe durchgeführt wurden.
Bei all diesen Versuchen wurden die unterschiedlichsten Parameter, wie z.B. Temperatur, Strömungsgeschwindigkeiten, Sichtweiten, Gaskonzentrationen usw. mit dem Simulationsergebnissen verglichen und bewertet. Grundsätzlich zeigt sich dass es nicht das "perfekte" Modell gibt, welches einen Brand und dessen Auswirkungen völlig realitätsgetreu simulieren kann, sondern dass Abweichungen im Bereich von bis zu 30% durchaus möglich sind. Als Brandschutzingenieure tragen wir diesem Umstand dahingehend Rechnung, dass im Zuge des gesamten Simulationssetups (Design Fire, Materialien, Gittergrößen,...) als auch bei der Bewertung der Ergebnisse entsprechende Sicherheiten vorgesehen werden, bzw. die Eigenheiten des Modells berücksichtigt werden.


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Verifizierung anhand von Schadensfeuern

Neben der Brandsimulation als ingenieurmäßiges Nachweisverfahren im vorbeugenden Brandschutz, besteht unsererseits ein großes Interesse die von uns verwendeten Modelle anhand von tatsächlichen Schadensbränden zu verifizieren. D.h. mittels FDS wird ein tatsächlicher Brand nachsimuliert und die Auswirkungen werden mit den tatsächlichen Brandauswirkungen verglichen.


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Einsatzzweck - Was bringt die Simulation tatsächlicher Schadensfeuer?

  • Für uns als Modellanwender ist dies eine gute Möglichkeit die Praxistauglichkeit des jeweiligen Brandsimulationmodells zu bewerten.
  • Unterstützung der Brandursachenermittlung: In den vereinigten Staaten wurde z.B. bereits eine CFD Simulation zur Nachweisführung als Beweismittel (bei einem Gewaltverbrechen) vor Gericht eingesetzt.
  • Untersuchung was zusätzliche Brandschutzeinrichtungen bewirkt hätten (z.B. größere RWA Flächen)
  • Untersuchung welche Temperaturen auf bestimmte Bereiche eingewirkt haben
  • Grafische 3D Darstellung des Brandverlaufes

Ereignisse wie z.B. der Brand in einem Nachtclub in West Warwick (Rhode Island), bei dem 100 Personen ums Leben kamen, wurden unter anderem mittels CFD simuliert. So können z.B. die Gründe für die rasche Rauch- und Brandausbreitung untersucht werden. Weitere Infos dazu siehe auch: http://www.fpemag.com/articles/article.asp?issue_id=37&i=245


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Durchführung - Wie erfolgt die Bewertung bzw. der Vergleich?

Das Problem bei einem Schadensfeuer ist, dass im Gegensatz zu Laborbdingungen keine Messdaten wie z.B. Temperatur, Gaskonzentrationen oder Sichtweitenmessungen zur Verfügung stehen. D.h. beim Vergleich muss man sich wie bei der Brandursachenermittlung auf die Auswirkungen des Brandes konzentrieren. So kann z.B. aufgrund von Betonabplatzungen, Kunstoffverformungen, Verkohlung, Metallverfärbung, Metallverformung, usw. darauf geschlossen werden, wie lange ein Material einer bestimmten Temperatur ausgesetzt war. Weiters kann z.B. aufgrund der Verrußung sehr leicht ein Rückschluss auf die Höhe der Rauchschicht gemacht werden. Diese Daten können dann in weiterer Folge mit den Simulationsergebnissen verglichen werden.


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Für wen sind diese Simulationen interessant?

Neben dem starken Eigeninteresse zur Verifizierung des Brandsimulationsmodells unsererseits, könnte diese Dienstleistung interessant sein für:

  • Brandursachenermittler
  • Versicherungen
  • Firmenleitungen
  • Brandschutzsachverständige
  • Feuerwehroffiziere
  • usw.

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Was ist die Voraussetzung für ein solches Projekt?

Seitens des Auftraggebers müssen folgende Unterlagen bzw. Daten zur Verfügung stehen:

  • Dreidimensionales CAD Modell des zu untersuchenden Bereiches inkl. der brandschutztechnisch relevanten Einrichtung
  • Beschreibung der Bauteile bzw. Einrichtung und deren Brandverhaltens
  • Detaillierte fotografische Dokumentation der Brandauswirkungen
  • Ungefähre örtliche Festlegung des Brandherdes
  • Zusätzliche Informationen über Brandverlauf, z.B. wann ist ein Fenster zersprungen, wann war Flash Over, wann ist ein Gebäudeteil eingestürzt

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Kosten einer solchen Brandsimulation ?

Da unsererseits ein starkes Eigeninteresse an der Durchführung solcher Projekte besteht, werden keine Kosten (mit Ausnahme der Selbstkosten wie z.B. etwaige Fahrtkosten und Stromkosten für Simulationsrechner) in Rechnung gestellt. Als Gegenleistung behalten wir uns vor, das Projekt (gegebenfalls auch anonymisiert) in den Referenzen anzuführen.
Aufgrund des großen Zeitaufwandes behalten wir uns vor, je nach Auslastung, nur ausgewählte Aufträge anzunehmen.

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