CFD-Simulationen
Aufgrund immer leistungsfähigerer Rechenkapazitäten haben sich computergestützte Strömungssimulationen CFD (Computational Fluid Dynamics) zu einem immer stärker akzeptierten Verfahren der Ingenieurmethoden im Brandschutz entwickelt (RiMEA-Richtlinie, vfdb-Leitfaden).
Da die physikalischen Prozesse der Strömungsmechanik und der Verbrennung immer noch zu komplex sind, um sie vollständig zu berechnen, muss man in vielen Bereichen auf Modellierungen zurückgreifen. Diese Modellierungen beschreiben die Auswirkung von physikalischen Phänomenen z. B. Pyrolyse, Turbulenz oder Wärmeleitung, ohne sie tatsächlich kleinskalig zu berechnen. Aus diesem Grund bleibt bei der Nutzung aller Simulationsverfahren erforderlich, dass die eingesetzten Modelle auf Plausibilität untersucht und deren Ergebnisse validiert werden müssen. Insbesondere dann, wenn Maßnahmen des anlagentechnischen Brandschutzes und deren Zusammenwirken mit Brandphänomenen simuliert werden sollen. Diese Daten können nur aus praktischen Versuchen gewonnen werden. IFAB verfügt über eine breite Datenbasis aus unzähligen Brandversuchen und nutzt diese für die Validierung der CFD-Simulationen. Zudem ist es IFAB aufgrund der großen Erfahrung mit Brandversuchen möglich, benötigte Validierungsdaten für konkrete Anwendungen selbst zu erzeugen. Das unterscheidet IFAB von anderen Nutzern und Anwendern von CFD-Simulationen.
Typische Anwendungen der CFD Simulationen sind z. B.:
– Rauch- und Schadstoffausbreitung in Folge eines Brandes
• Nachweis der Effizienz von Rauch-Wärmeabzugsanlagen
• Analyse und Optimierung von Rauch-Wärmeabzugsanlagen
• Bestimmung der verfügbaren Evakuierungszeit (ASET)
• Bestimmung von Detektionszeiten einer Rauchmeldeanlage
– Simulation der Wärmeausbreitung
• Nachweis der Bauteiltragfähigkeit unter Wärmeeinfluss
• Ermittlung des Wärmeeintrags in Bauteile
• Auswirkung eines Brandes auf umgebende Personen oder Objekte
• Bestimmung Detektionszeiten von Wärmemeldern
– Auswirkungen von Brandbekämpfungseinrichtungen auf das Schadfeuer
• Nachweis der Effizienz eines Brandbekämpfungskonzepts
• Optimierung der Anordnung
– Evakuierungssimulation
• Bestimmung der benötigten Evakuierungszeit (RSET)
• Analyse und Optimierung von Fluchtwegen
• Nachweis der Fluchtwegeffizienz
• Auswirkungen von Rauch-, Schadstoff- und Wärmeaussetzung auf Personen
– Simulation von Bemessungsbrandkurven
• Bestimmung der Wärmefreisetzungsraten (HRR) von Schienenfahrzeugen
