A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Zweckmäßiger Einsatz computergestützter Berechnungsverfahren zur Rauchausbreitung
Die heute eingesetzten Methoden bei der Dimensionierung von Entrauchungseinrichtungen basieren auf den fundamentalen Erhaltungsgleichungen der Strömungsmechanik. Bei der Modellbildung, d.h. bei der physikalisch-mathematischen Beschreibung des zu untersuchenden (Strömungs-) Prozesses, werden in der Regel methodenspezifische Vereinfachungen gemacht und Annahmen getroffen. Dies ist statthaft und entspricht einem ingenieurmäßigen Vorgehen, wenn die hieraus resultierenden Abweichungen im Ergebnis klein sind im Vergleich zur exakten Lösung. Zonenmodelle nutzen in der Berechnung Auftriebsstrahlgleichungen (Plumemodelle), bei deren Herleitung aus den Erhaltungsgleichungen u.a. die Annahme eingeht, dass sich derartige Strahlen in ruhender Umgebung konstanter Temperatur ausbreiten. Bei der Nutzung dieser Modelle ist im Einzelfall zu prüfen, ob diese Voraussetzung für die Anwendung zutreffend ist. Strömungsverhältnisse in der Strahlumgebung, z.B. hervorgerufen durch die Zuluftnachströmung, können die Ausbreitung des Auftriebsstrahls stark beeinflussen. Die Erfahrung zeigt, dass die quantitativen Bewertung von CFD-Berechnungsergebnissen vor allem bei komplexen, dreidimensionalen Strömungsformen, schwierig ist. Dies trifft insbesondere auch auf Rauchausbreitungsvorgänge in Gebäuden zu, weil die hier zu betrachtenden Gebäudegeometrien sehr komplex sein können. Darüber hinaus sind die Strömungsprobleme in der Regel instationärer Natur. Grundsätzlich lassen sich mit numerischen Berechnungen sinnvolle Vorhersagen über Strömungsverhältnisse und Ausbreitungsvorgänge machen. Allerdings eröffnen sich dabei auch mögliche Fehlerquellen, die in den Berechnungsergebnissen nicht zwingend erkannt werden. Zu diesen Fehlerquellen zählen in erster Linie Diskretisierungsfehler und Modellierungsfehler. In Bezug auf die Diskretisierungsfehler ist insbesondere die Struktur des verwendeten Berechnungsgitters zu nennen, wobei mit steigender Grobheit des Netzes der zu erwartende Fehler größer wird. Die Modellierung bestimmter physikalischer Effekte (Turbulenz, Verbrennung, Strahlung) innerhalb der Strömung nimmt Einfluss auf die Ergebnisqualität. Hierbei ist anzumerken, dass dieser Einfluss i.d.R. für die unterschiedlichen Modellarten nicht den gleichen Stellenwert annehmen wird. so ist beispielsweise kritisch zu prüfen, ob die Berücksichtigung eines sehr detaillierten Verbrennungsmodells sinnfällig ist, wenn der turbulente Charakter der Strömung in der gleichen Rechnung vernachlässigt wird. In jedem Fall sollten die bei einer durchgeführten CFD-Rechnung verwendeten Modelle dokumentiert werden.
Zweckmäßiger Einsatz computergestützter Berechnungsverfahren zur Rauchausbreitung
Die heute eingesetzten Methoden bei der Dimensionierung von Entrauchungseinrichtungen basieren auf den fundamentalen Erhaltungsgleichungen der Strömungsmechanik. Bei der Modellbildung, d.h. bei der physikalisch-mathematischen Beschreibung des zu untersuchenden (Strömungs-) Prozesses, werden in der Regel methodenspezifische Vereinfachungen gemacht und Annahmen getroffen. Dies ist statthaft und entspricht einem ingenieurmäßigen Vorgehen, wenn die hieraus resultierenden Abweichungen im Ergebnis klein sind im Vergleich zur exakten Lösung. Zonenmodelle nutzen in der Berechnung Auftriebsstrahlgleichungen (Plumemodelle), bei deren Herleitung aus den Erhaltungsgleichungen u.a. die Annahme eingeht, dass sich derartige Strahlen in ruhender Umgebung konstanter Temperatur ausbreiten. Bei der Nutzung dieser Modelle ist im Einzelfall zu prüfen, ob diese Voraussetzung für die Anwendung zutreffend ist. Strömungsverhältnisse in der Strahlumgebung, z.B. hervorgerufen durch die Zuluftnachströmung, können die Ausbreitung des Auftriebsstrahls stark beeinflussen. Die Erfahrung zeigt, dass die quantitativen Bewertung von CFD-Berechnungsergebnissen vor allem bei komplexen, dreidimensionalen Strömungsformen, schwierig ist. Dies trifft insbesondere auch auf Rauchausbreitungsvorgänge in Gebäuden zu, weil die hier zu betrachtenden Gebäudegeometrien sehr komplex sein können. Darüber hinaus sind die Strömungsprobleme in der Regel instationärer Natur. Grundsätzlich lassen sich mit numerischen Berechnungen sinnvolle Vorhersagen über Strömungsverhältnisse und Ausbreitungsvorgänge machen. Allerdings eröffnen sich dabei auch mögliche Fehlerquellen, die in den Berechnungsergebnissen nicht zwingend erkannt werden. Zu diesen Fehlerquellen zählen in erster Linie Diskretisierungsfehler und Modellierungsfehler. In Bezug auf die Diskretisierungsfehler ist insbesondere die Struktur des verwendeten Berechnungsgitters zu nennen, wobei mit steigender Grobheit des Netzes der zu erwartende Fehler größer wird. Die Modellierung bestimmter physikalischer Effekte (Turbulenz, Verbrennung, Strahlung) innerhalb der Strömung nimmt Einfluss auf die Ergebnisqualität. Hierbei ist anzumerken, dass dieser Einfluss i.d.R. für die unterschiedlichen Modellarten nicht den gleichen Stellenwert annehmen wird. so ist beispielsweise kritisch zu prüfen, ob die Berücksichtigung eines sehr detaillierten Verbrennungsmodells sinnfällig ist, wenn der turbulente Charakter der Strömung in der gleichen Rechnung vernachlässigt wird. In jedem Fall sollten die bei einer durchgeführten CFD-Rechnung verwendeten Modelle dokumentiert werden.
Zweckmäßiger Einsatz computergestützter Berechnungsverfahren zur Rauchausbreitung
Winkler, Thomas (author)
2006
23 Seiten, 27 Bilder, 3 Tabellen, 6 Quellen
Conference paper
German
Zweckmassiger Einsatz computergestutzter Berechnungsverfahren zur Rauchausbreitung
| British Library Conference Proceedings | 2006
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Rauchausbreitung effektiv verhindern
| Tema Archive | 2007