Praxiswissen Brandschutz - Simulationen (E-Book) (eBook)

Schneller Einstieg und kompaktes Wissen

Kathrin Grewolls, Gerald Grewolls (Autoren)

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2012 | 1. Auflage
112 Seiten
Feuertrutz Verlag
978-3-86235-186-2 (ISBN)

Infos

Viele Verantwortliche für Brandschutz haben keine Ausbildung auf dem Spezialgebiet der Simulation und haben nicht die Zeit, um tieferes Fachwissen in diesem Bereich zu erwerben. Sie benötigen eine praxisnahe Anleitung, welche die grundlegenden Gesichtspunkte beschreibt, die zur Prüfung und zum Verständnis von Simulationsergebnissen unbedingt notwendig sind. Das Fachbuch bietet eine praktische Anleitung für den Arbeitsalltag, um mit Simulationsexperten effektiv zusammenzuarbeiten und Simulationsergebnisse zu verstehen, anzuwenden und zu prüfen. Für erfahrene Anwender der Simulationstechnologie ist es zudem ein nützliches Nachschlagewerk für die Praxis. Aus dem Inhalt: - Einführung in das Gebiet der Simulationen - Grundlagen (Baurecht, Aufwand und Kosten, Mindestanforderungen, Qualitätssicherung) - Schutzzielorientierte Risikoanalysen: Abwägung zwischen Risiko und Nutzen - Auswahl und Definition von Brandszenarien - Grundlagen für Handrechenverfahren sowie Möglichkeiten und Grenzen der Brandsimulation mit Feld- (CFD) und Zonenmodellen - Grundlagen der verschiedenen Verfahren der Evakuierungssimulation - Beispiele für Simulationen und typische Fehlerquellen - Veranschaulichung der Plausibilitätsprüfung

Dipl.-Ing. (FH) Kathrin Grewolls Master of Engineering (vorbeugender Brandschutz), Inhaberin eines Ingenieurbüros für Brandschutz in Ulm. Dr.-Ing. Gerald Grewolls Spezialist für numerische Simulation mit langjähriger Erfahrung in der Automobil-, Raumfahrt- und Elektronikindustrie, Geschäftsführer der SIMTEGO GmbH in Ulm.

Inhalt

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 9
1 Grundlagen 14
1.1Bauordnungsrechtlicher Anwendungsspielraum 14
1.1.1Das Brandschutzkonzept der Musterbauordnung 14
1.1.2Brandschutznachweise für Sonderbauten 16
1.1.3Leistungsorientierte Brandschutznachweise 18
1.2Anwendungsbereiche für Simulationsnachweise 19
1.2.1Nachweis des baulichen Brandschutzes 20
1.2.2Nachweis von konzeptionellen Abweichungen 22
1.2.3Technische Spezifikation 23
1.2.4Schutzzielorientierter Simulationsnachweis 23
1.3 Bauordnungsrechtliche Anforderungen an die verwendeten Programme 24
1.4Zeitaufwand 26
1.5Hard- und Software 27
1.5.1Hardware 27
1.5.2Software 28
1.6Erforderliche Qualifikation für den Simulationsnachweis 29
1.6.1Mindestanforderungen 29
1.6.2Weiterbildung und Expertenrunden 31
1.7Dokumentation von Simulationsnachweisen 33
1.8Variantendokumentation 33
1.9Haftung 34
1.9.1Produkthaftung 34
1.9.2Produzentenhaftung 35
1.9.3Vertragliche Haftung 35
1.9.4Organisations- und Sorgfaltspflichten 35
1.9.5Vertragliche Haftung aufgrund fehlerhafter Simulationssoftware 36
1.9.6Amtshaftung 37
1.10 Mindestanforderungen an Simulationsgutachten 38
1.11 Brand- und Rauchversuche 41
1.11.1Experimente im Brandlabor 41
1.11.2Brandprüfungen in einer Materialprüfanstalt 42
1.11.3Realbrandversuche 42
1.11.4Originalbrand- bzw. Heißrauchversuche 42
1.11.5Kaltrauchversuche 46
1.11.6Evakuierungstests 47
2 Schutzzielorientierte Risikoanalysen 48
2.1Risikoanalyse der baulichen Anlage 48
2.2Risikoanalyse der Computersimulation 53
2.3Schutzziele 54
2.3.1Auswahl der Grenzwerte 54
2.3.2Schutzziele während der Selbstrettungsphase 55
2.3.3Schutzziele in der Rettungsphase 56
2.3.4Schutzziele für wirksame Löschmaßnahmen 57
2.3.5Schutzziele zum Nachweis der Tragfähigkeit 58
3 Brandszenarien 59
3.1Vorbereitungsphase 59
3.2Lokalisierung und Identifikation der Brandlasten und möglicher Zündinitiale 60
3.3Festlegung der Bemessungsbrände 61
Typische Bemessungsbrände 66
3.4Erstellung eines Bemessungsbrandszenarios 67
3.4.1Aufgabenstellung 67
3.4.2Ungehinderte Brandausbreitung 68
3.4.3Bemessungsbrand 69
3.4.4Zuluft 69
3.4.5Wärmeabzüge 70
4 Computersimulation der Brand- und Rauchausbreitung 71
4.1Brand- und Rauchsimulation im Überblick 71
4.2Handrechenverfahren 73
4.2.1Anwendung von Handrechenverfahren 73
4.2.2Anwendung der Plumeformeln „Zukoski mit Übergang zu Thomas und Hinkley“ 74
4.2.3Analytische Berechnung der Druckverhältnisse 76
4.2.4Einflussgrößen 79
4.3 Zonenmodelle 80
4.3.1Einführung 80
4.3.2Plumeformeln 80
4.3.3Beispiele für Zonenmodelle 82
4.3.4Modellaufbau mit Zonenmodellen 83
4.3.5Grenzen von Zonenmodellen 84
4.4Feldmodelle 85
4.4.1Grundlagen von Feldmodellen 85
4.4.2Ablauf einer Simulation 90
4.4.3Grenzen der Simulation 97
4.4.4Hinweise zur Prüfung von Simulationen mit Feldmodellen 98
4.5Probabilistische Simulation, Sensitivitätsanalyse und Optimierung 103
5Thermische Simulationen in der Tragwerksbemessung 107
5.1Nachweiskonzept 107
Nachweise mit Naturbrandkurven 108
5.2FEM-Simulation 109
5.3Softwareprogramme 110
6Evakuierungssimulation 112
6.1Grundlagen 112
6.2Handrechenverfahren (makroskopische Modelle) 113
6.2.1Grundannahmen der Handrechenverfahren 113
6.2.2Kapazitätsanalysen 114
6.2.3Hydraulisches Modell (Predtetschenski und Milinski) - empirisches Strömungsmodell 115
6.2.4Netzwerkmodelle 117
6.3Simulationsverfahren (mikroskopische ­Modelle) 117
6.3.1Diskrete Simulationsmodelle 118
6.3.2Kontinuierliche Simulationsmodelle 119
6.4Dauer der Entfluchtung 120
6.4.1Einflussfaktoren 120
6.4.2Zeit bis zur Brandentdeckung 121
6.4.3Zeit bis zur Alarmierung 121
6.4.4Zeit bis zur Reaktion 121
6.5Abschätzung der Fluchtfähigkeit 122
6.6Panik 124
6.7Sicherheitskonzept 126
6.7.1ASET und RSET 126
6.7.2Versammlungsstättenverordnung 126
6.7.3Sicherheitsfaktoren 126
6.8Plausibilitätsprüfung der Evakuierungssimulation 128
7Beispiele 129
7.1Modellierung eines einfachen Raumes mit dem Feldmodell FDS – ein „Minimalmodell“ 129
7.2Simulation mit unterschiedlichen ­Netzdichten 135
7.2.1Modellbeschreibung 135
7.2.2Netzdichte und Genauigkeit 136
7.3Modellierung eines Ventilators 142
7.4Submodelltechnik 144
7.5Simulation von Sichtweiten 145
7.5.1Beurteilung der Verrauchung 146
7.5.2Redundanz von Notausgängen 152
7.6Simulation von Bauteiltemperaturen 154
7.6.1Stahltragwerk 154
7.6.2Verglasung 157
7.6.3Blechwand 160
7.7Überschlägige Überprüfung der Ergebnisse von Zonenmodellen 162
7.7.1Ermittlung der Randbedingungen 162
7.7.2Modellaufbau in einem Zonenmodell 163
7.7.3Simulationsergebnisse 165
7.7.4Kontrolle des Ergebnisses 165
7.8Berechnung der raucharmen Schicht mit einem Zonenmodell 168
7.8.1Modellgeometrie 170
7.8.2Ventilationsbedingungen 171
7.8.3Stöchiometrie 172
7.8.4Brandszenario 172
7.8.5Auswertung 173
7.9Beispiel für die Evakuierungssimulation 175
7.9.1Projektbeschreibung 175
7.9.2Vorgehensweise 176
7.9.3Vorabschätzung nach Roitman 177
7.9.4Berechnung nach Predtetschenski und Milinski 180
7.9.5Simulation mit einem diskreten Modell (Pathfinder) 182
7.9.6Zusammenfassung 184
Literatur- und Quellenverzeichnis 186
Stichwortverzeichnis 193

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 7.10.2012
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• ISBN-10: 3-86235-186-6 / 3862351866
• ISBN-13: 978-3-86235-186-2 / 9783862351862