TY - CONF A1 - Kusche, Christian A1 - Knaust, Christian A1 - Krause, U. T1 - Experimentelle Untersuchungen zur Verbrennungseffektivität als Grundlage für Brandlastberechnungen der DIN 18230 N2 - Die Brandlastberechnung für Industriebauten erfolgt in Deutschland entsprechend der DIN 18230-1. Brandlasten bestehen in den meisten Fällen aus verschiedenen brennbaren Feststoffen und Flüssigkeiten, die in Abhängigkeit ihrer Lagerungsart, ihren stofflichen Eigenschaften und den Ventilationsbedingungen unterschiedliche Wärmeleistungen zur Folge haben. Als Eingangsgröße zur Brandlastberechnung berücksichtigt der sogenannte Abbrandfaktor m (m-Faktor) das individuelle Abbrandverhalten von Feststoffen und Flüssigkeiten. Sein Wert ergibt sich aus dem Vergleich der zeitlichen Temperaturentwicklung beim Abbrand einer Probe mit der Referenzprobe. Bei der Referenzprobe handelt es sich um sägerauhes Fichtenholz, dem ein m-Faktor von m = 1,0 zugeordnet wurde. Die Bestimmung des m-Faktors erfolgte bis vor einigen Jahren entsprechend der DIN 18230-2 in dem m-Faktor-Ofen. Bis zu der Verschrottung des letzten in Deutschland existierenden m-Faktor-Ofens wurden mehr als 100 m-Faktoren von verschiedenen Stoffen ermittelt. Zurzeit ist es nicht möglich zur Brandlastermittlung m-Faktoren experimentell zu bestimmen. Da infolge industrieller Entwicklungen zunehmend neue Stoffe auf den Markt kommen, deren Abbrandverhalten zu bestimmen. T2 - 3. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag / vfdb-Workshop CY - Magdeburg, Germany DA - 21.03.2013 KW - Verbrennungseffektivität KW - Brandlastberechnung KW - Abbrandfaktor m PY - 2013 SN - 978-3-00-041601-9 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-30074 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kusche, Christian A1 - Knaust, Christian A1 - Krause, U. T1 - Ermittlung von Verbrennungseffizienzen für Feststoffe N2 - Brandlasten stellen eine Gefahr für den Menschen sowie für das industrielle Gebäude dar, in dem sie gelagert sind. Das Brandverhalten der Brandlasten bestimmt dabei maßgeblich die Schwere der Gefahr. Brandschutzmaßnahmen dienen dazu, im Brandfall das Schadensausmaß zu minimieren. Um geeignete Brandschutzmaßnahmen ableiten zu können, ist es erforderlich, das Brandverhalten der Materialien zu bewerten. Eine international angewandte Möglichkeit zur Bewertung des Brandverhaltens von Feststoffen und Flüssigkeiten ist die Verbrennungseffizienz χ. Sie ist das Verhältnis der während einer Verbrennung effektiv freigesetzten Wärme (effektive Verbrennungswärme) zu der maximal möglichen Wärmemenge (Heizwert). Die Grundlage zur Bestimmung von Verbrennungseffizienzen stellen die Wärmefreisetzungsrate (HRR) und die Massenverlustrate (MLR) dar. Ein standardisiertes Bestimmungsverfahren existiert nicht. So liegt es in dem Ermessen des Anwenders, in welcher Prüfapparatur die Experimente durchgeführt werden und welcher Zeitbereich der HRR und der MLR zur Berechnung der Verbrennungseffizienz verwendet wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Versuche im Cone Calorimeter und im Single Burning Item test anhand von hölzernen Materialien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen auf, dass sich in Abhängigkeit von der verwendeten Prüfapparatur und in Abhängigkeit des für die Berechnung betrachten Versuchszeitraumes verschiedene Werte der Verbrennungseffizienz ergeben. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse wurde eine Methode entwickelt, mit der reproduzierbare Werte berechnet werden können. Dabei erfolgt die Berechnung lediglich für die Vollbrandphase. Diese Brandphase stellt die Hauptbrandphase dar und ist durch eine gleichmäßige Verbrennung mit wenigen Änderungen in der Branddynamik gekennzeichnet. T2 - 5. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage 2017 CY - Magdeburg, Germany DA - 23.03.2017 KW - Verbrennungseffizienzen KW - Rechenmodelle KW - Cone Calorimeter KW - Single Burning Item test KW - Brandverhalten KW - Modellierung von Bränden KW - Rauchausbreitung KW - Validierung KW - Brandlastberechnung PY - 2017 SN - 978-3-00-056201-3 DO - https://doi.org/10.978.300/0562013 SP - 1 EP - 13 PB - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg CY - Magdeburg AN - OPUS4-40047 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Knaust, Christian T1 - Modelling tunnel fires considering the structure, fluid flow and the soot N2 - The time dependent thermal behavior is analyzed with FLUENT for the fluid as well as the solid region (concrete component) in case of a 100 MW n-heptane fire. To study the effect of parameters in mathematical-physical models several sensitivity studies were carried out to investigate the effect on the fluid flow as well as on the component. The influence of soot was additionally considered. FDS simulations as well as empirical calculations considering underlying assumptions are additionally used to examine the plausibility of results from the FLUENT simulations. This is an appropriate method if no experimental results are available. Recommendations are given for choosing parameters in mathematical-physical models e.g. radiation models. The results of the CFD investigations show that considering the influence of soot provides maximum temperatures which were 200 K lower than without soot. T2 - Seventh International Symposium on Tunnel Safety and Security CY - Montréal, Canada DA - 16.03.2016 KW - Heat transfer KW - Conduction KW - Radiation KW - Computational fluid dynamics KW - Temperature dependent properties KW - Model checking KW - Analytical and empirical calculations KW - ANSYS FLUENT KW - FDS PY - 2016 SN - 978-91-88349-11-8 SN - 0284-5172 SP - 617 EP - 628 CY - Boras AN - OPUS4-37688 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Berchtold, Florian A1 - Knaust, Christian A1 - Thöns, S. A1 - Rogge, Andreas T1 - Risk analysis in road tunnels – most important risk indicators N2 - Methodologies on fire risk analysis in road tunnels consider numerous factors affecting risks (risk indicators) and express the results by risk measures. But only few comprehensive studies on effects of risk indicators on risk measures are available. For this reason, this study quantifies the effects and highlights the most important risk indicators with the aim to Support further developments in risk analysis. Therefore, a system model of a road tunnel was developed to determine the risk measures. The system model can be divided into three parts: the fire part connected to the fire model Fire Dynamics Simulator (FDS); the evacuation part connected to the evacuation model FDS+Evac; and the frequency part connected to a model to calculate the frequency of fires. This study shows that the parts of the system model (and their most important risk indicators) affect the risk measures in the following order: first, fire part (maximum heat release rate); second, evacuation part (maximum preevacuation time); and, third, frequency part (specific frequency of fire). The plausibility of These results is discussed with view to experiences from experimental studies and past fire incidents. Conclusively, further research can focus on these most important risk indicators with the aim to optimise risk analysis. T2 - Seventh International Symposium on Tunnel Safety and Security CY - Boras, Sweden DA - 16.03.2016 KW - Fire KW - Risk KW - Road KW - Tunnel KW - Analysis PY - 2016 SN - 978-91-88349-11-8 SN - 0284-5172 SP - 637 EP - 648 CY - Boras, Sweden AN - OPUS4-37689 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Souza, Roberto A1 - Knaust, Christian A1 - Andreini, M. A1 - La Mendola, S. T1 - Probability Distribution Sensitivity on the Thermo-Mechanical FEM of a Concrete Tunnel Exposed to Fire N2 - A probabilistic approach for finite element analysis (FEA) for tunnel linings exposed to the nominal fire is presented. The probabilistic FEA accounted for the uncertainties distributions tied to the conductivity and specific heat as well as of the compressive strength, tensile strength, Young’s modulus, and ultimate strain in compression. To get an understanding on the influence of different probability density functions on the distribution of maximum displacements of the tunnel lining, a sensitivity analysis was performed. Four sets of FEAs were carried out with different probability distributions of the conductivity, the specific heat, and the compressive strength of the concrete, respectively. An experimental design based on a Latin Hypercube Sampling algorithm was performed to define the input parameters which describe each analysis case. A reliability analysis was executed considering a limit state function based on the temperature-dependent ultimate strain. The results show that, depending on the distribution adopted, the standard deviation of the maximum displacements can vary up to 47,4% of the minimum standard deviation. The large standard deviation is associated with the possibility of a greater displacement and, hence, to a structure more vulnerable to fire. T2 - 4th Symposium Structural Fire Engineering Braunschweig CY - Brunswick, Germany DA - 12.09.2017 KW - Probabilistic analysis KW - Fire KW - Concrete KW - Finite elements analysis PY - 2017 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-42681 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dietrich, Matthes A1 - Knaust, Christian A1 - Arnold, L. A1 - Brüne, M. A1 - Festag, S. T1 - Buoyancy driven flow in an underground metro station for different climate conditions – experimental and numerical investigation N2 - In urban areas the demand for public transportation is constantly growing. Underground railway systems overcome the problem of limited space on the ground and are therefore one of the most powerful systems in urban public transportation. These facilities can be very complex and are used by a large amount of passengers. Therefore, it is important to maintain the safety for people and buildings. Especially in the case of fire or arson attack. This paper focusses on a fire scenario in a complex subway station for different weather conditions. The purpose is to identify the influences of different weather conditions on the smoke spread and the ability of self-rescue in case of a burning luggage. The evaluation of the fire simulations will focus on toxicity and visibility taking into account the FED concept. T2 - AUBE '17 & SUPDET 2017 CY - Washington D.C., USA DA - 12.09.2017 KW - Fire simulations KW - Weather conditions KW - FED PY - 2017 SN - 978-3-940402-11-0 VL - 2 SP - II-121 EP - II-128 AN - OPUS4-42253 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kaudelka, Sven A1 - Knaust, Christian A1 - Krause, U. T1 - Anwendung und Vergleich von Verfahren zur Berechnung der äquivalenten Branddauer im Industriebau N2 - Die äquivalente Branddauer tä wird zur Bestimmung der Feuerwiderstandsdauer erftp von Bauteilen in Industriebauten verwendet. Die Berechnung erfolgt bislang auf der Grundlage des normativenAnsatzes nach DIN 18230 (Verfahren I) und gilt im Zusammenhang mit der Muster-Industriebaurichtlinie (M IndBauRL). Im Rahmen von brandschutztechnischen Nachweisen für Industriebauten ist es ebenfalls möglich, die äquivalente Branddauer unter Anwendung numerischer Methoden zu berechnen (Verfahren II). Die Anwendung solcher Ingenieurmethoden des Brandschutzes ermöglichen die Berücksichtigung komplexer Gebäudegeometrien und Ventialtionsbedingungen sowie lokaler Brandwirkungen auf Bauteile infolge inhomogener Brandlastverteilungen. Am Beispiel einer Industriehalle werden die Verfahren I und II angewendet und die Ergebnisse gegenübergestellt. T2 - 11. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2013 KW - Äquivalente Branddauer KW - Numerische Simulation KW - Brandszenarien PY - 2013 SN - 978-3-86011-058-4 IS - P-02 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-30226 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Löhnert, Andrea A1 - Knaust, Christian A1 - Monreal, Nils A1 - Krause, U. T1 - Numerische Analyse der Toxizität und Sichtverhältnisse im Brandrauch auf der Grundlage von experimentellen Untersuchungen von Polymeren im DIN-Rohr und Cone Calorimeter N2 - Im Rahmen der schutzzielorientierten Brandschutzbemessung müssen, neben dem Nachweis der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen, Nachweise zur Einhaltung von in Abhängigkeit des Sicherheitsniveaus festgelegter Grenzwerte für die zulässige Wärmestrahlung, die Temperatur der oberen und unteren Rauchschicht, die toxische Konzentration von Rauchgasen und die Mindestsichtweite zum Schutz von Personen im Bauwerk erbracht werden. T2 - 3. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag / vfdb-Workshop CY - Magdeburg, Germany DA - 21.03.2013 PY - 2013 SN - 978-3-00-041601-9 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-30075 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Knaust, Christian A1 - Festag, S. A1 - Brüne, M. A1 - Dietrich, Matthes A1 - Amecke-Mönninghoff, Stephan A1 - Konrath, B. A1 - Arnold, L. T1 - Modellierung eines Brandes in einer U-Bahn-Station: Validierung von Rechenmodellen auf der Grundlage von Feldversuchen N2 - Mittels Propan-Brennern mit einer Brennerleistung 750 kW wurden in einer U-Bahn-Station Heißgasversuche durchgeführt und die zeitlichen und örtlichen Verteilungen der physikalischen Größen (Stoffkonzentration, Temperatur und Rauchgasdichte) erfasst. Laborversuche sowie die Feldversuche sind Validierungsgrundlage für ANSYS CFX und FDS und die später im Rechenmodell der U-Bahn-Station zur Untersuchung der Grundströmung und Rauchausbreitung verwendeten mathematisch-physikalischen Modelle. Der Aufsatz stellt das Projekt ORPHEUS vor und diskutiert die ersten Ergebnisse. T2 - Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage 2017 CY - Magdeburg, Germany DA - 23.03.2017 KW - Rechenmodelle KW - Ansys CFX KW - FDS KW - Computational fluid dynamics KW - CFD KW - Rauchausbreitung KW - Validierung KW - U-Bahn KW - Brandszenarien KW - Modellierung von Bränden PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-396694 SN - 978-3-00-056201-3 DO - https://doi.org/10.978.300/0562013 SP - 1 EP - 12 PB - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg CY - Magdeburg AN - OPUS4-39669 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chaves Spoglianti de Souza, Roberto A1 - Rosignuolo, Francesco A1 - Andreini, M. A1 - La Mendola, S. A1 - Knaust, Christian T1 - Probabilistic Thermo-Mechanical Analysis of a Concrete Tunnel Lining Subject to Fire N2 - Probabilistic thermo-Mechanical analysis of a concrete tunnel lining subject to fire The probability distributions of the parameters related to the thermal analysis was considered in order to study the variability of the results and to carry out a reliability analysis. This assessment considered as random variables the thermo-mechanical properties of the concrete, the maximum heat release rate (HRR), the duration of the period of maximum HRR, the convective coefficient, the emissivity at the surface exposed to the fire, the air velocity within the tunnel, and the initial fire radius. The temperature-time curve was described by a correlation. An experimental design based on a Latin Hypercube Sampling algorithm was performed to define the input parameters to each analysis case. The definition of a limit state function based on the punctual strain status has permitted to carry out a reliability analysis. T2 - IFireSS 2017 – 2nd International Fire Safety Symposium CY - Naples, Italy DA - 07.06.2017 KW - Probabilistic Analysis KW - Latin Hypercube KW - Tunnel KW - Fire KW - Concrete PY - 2017 SN - 978-88-89972-67-0 SN - 2412-2629 SP - 997 EP - 1004 PB - Doppiavoce CY - Naples, Italy AN - OPUS4-40652 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -