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