Experimentelle Untersuchungen zur Entrauchung großer Räume unter besonderer Beachtung des Windeinflusses: Fid-Bau Portal

Experimentelle Untersuchungen zur Entrauchung großer Räume unter besonderer Beachtung des Windeinflusses

Gerhardt, H.J. / Krüger, O.

Eine ausreichende Entrauchung im Brandfalle ist Voraussetzung zur Sicherstellung von Flucht- und Rettungswegen. Diesem Problembereich wird, bedingt durch Erfahrungen bei Großbränden in der jüngsten Vergangenheit, erhebliche Beachtung geschenkt. Die zur Zeit üblichen Bemessungs- und Beurteilungsverfahren berücksichtigen jedoch nicht oder nur sehr unvollkommen den Einfluss der Raumströmung und insbesondere der Windwirkung auf den Entrauchungsvorgang. Ziel des Beitrages ist es, das Problembewusstsein für die strömungstechnischen Vorgänge zu schärfen und Methoden zur Erarbeitung der erforderlichen Maßnahmen zur gesicherten Entrauchung zu entwickeln. Nach einer kurzen Beschreibung der wesentlichen Strömungsvorgänge bei der Entrauchung großer Räume werden Verfahren - numerische und experimentelle - zur Beurteilung der Entrauchung diskutiert. Es wird aufgezeigt, dass Zonenmodelle hierfür ungeeignet sind. Feldmodelle, die in der Strömungsmechanik als CFD (= Computational Fluid Dynamics) -Modelle bezeichnet werden, können bei geeigneter Modellierung der Turbulenz das Strömungsfeld des Entrauchungsvorganges recht gut nachstellen. Der Zeitaufwand der Berechnungen und somit der Kosten ist jedoch erheblich und manchmal größer als der experimenteller Untersuchungen. Bei den experimentellen Verfahren unterscheidet man in Versuche an verkleinerten Modellen und an ausgeführten Objekten (Realversuche). Die Ähnlichkeitskriterien für die Untersuchung von Entrauchungsvorgängen an verkleinerten Modellen werden abgeleitet und diskutiert. Es wird gezeigt, dass wesentlich für die Übertragbarkeit der Modellergebnisse auf die Großausführung die modellgetreue Simulation des Auftriebsverhaltens der im Brandherd freigesetzten Rauchgase ist. Vom Institut für Industrieaerodynamik (I.F.I.) wurde hierzu eine Technik erarbeitet, bei der das Auftriebsverhalten sowohl durch Erwärmung als auch durch Dichte des verwendeten Gases (Helium/Luft-Gemisch) eingestellt werden kann. Die Verwendung eines leichten Gases zur Modellierung von Bränden ermöglicht ferner die bessere Simulierung der thermischen Randbedingungen zur Vermeidung einer unrealistischen Abkühlung des Rauchgases an den Raumwänden. Die Modellierung des Brandgeschehens kam durch Zugabe eines Nebelfluides sichtbar gemacht werden. Durch Zugabe eines Tracergases zum Modell-Brandgas kann die Raucharmheit der Flucht- und Rettungswege quantitativ beurteilt werden. Das Verfahren wird an einem Fallbeispiel erläutert.