TY - JOUR A1 - Schalau, Sebastian A1 - Schalau, Bernd A1 - Michel, S. A1 - Schalau, T. T1 - Ein prognostisches Windfeldmodell für die neue VDI-Richtlinie 3783 Blatt 1 N2 - Zurzeit befindet sich die VDI-Richtlinie 3783 Blatt 1 in der Überarbeitung, wobei ein Modellwechsel auf ein Lagrange‘sches Partikelmodell erfolgt. Für die Berechnung der Gasausbreitung mit Gebäuden ist ein Windfeld erforderlich. Mit AUSTAL wird auch das diagnostische Windfeldmodell TALdia zur Verfügung gestellt, das mittels empirischer Ansätze die Rezirkulationszonen von Gebäuden und Hindernissen modelliert. Ein prognostisches Windfeldmodell auf Grundlage der Navier-Stokes-Gleichungen sollte bei komplexen Bebauungs-situationen bessere Berechnungsergebnisse liefern, was aber mit einem größeren Berechnungsaufwand verbunden ist. Im Rahmen eines IGF- Forschungsvorhabens wurde das prognostische Windfeldmodell OFWind als Open Source – Software entwickelt. Im Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen des Forschungsvorhabens wird die Anwendbarkeit der beiden Windfeldmodelle bei drei komplexen Bebauungssituationen untersucht. KW - Gasausbreitung PY - 2023 SN - 2191-0073 VL - 13 IS - 3-4 SP - 24 EP - 29 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-57578 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Sebastian A1 - Michel, S. A1 - Plischka, H. A1 - Harms, F. A1 - Leitl, B. A1 - Schalau, Bernd A1 - Turnow, J. T1 - Simulation kurzzeitiger Gefahrstofffreisetzungen aus Industrieanlagen T1 - Simulation of short-term hazmat releases from industrial facilities - Challenges and possible solutions N2 - Gefahrstofffreisetzungen aus technischen Anlagen können erhebliche Risiken für Mensch und Umwelt bergen und sind deshalb bei der Planung, der Genehmigung und im Regelbetrieb technischer Anlagen zu berücksichtigen. Zur Identifizierung von Gefahrenbereichen im Zusammenhang mit Gasfreisetzungen und zur Bewertung der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen werden Ausbreitungsrechnungen mithilfe verschiedener Modelle durchgeführt. Es werden zunehmend komplexere Berechnungsmodelle eingesetzt, die verlässlichere Prognosen liefern und helfen sollen, die Risiken durch windgetriebene Ausbreitung von Gasen weiter zu reduzieren. Mit steigender Komplexität der Simulationsverfahren steigen allerdings auch der Aufwand für die Entwicklung und die anwendungsbezogene Evaluierung neuer Modelle. Mit den vorgestellten Arbeiten wollen die Autoren einen Beitrag zur Entwicklung und Bereitstellung frei verfügbarer numerischer Strömungs- und Transportmodelle leisten und speziell die Weiterentwicklung der im Bereich Auswirkungsbetrachtungen verwendeten Werkzeuge unterstützen. Der Artikel beschreibt erste Problemlösungen auf dem Weg zur Entwicklung entsprechender, frei verfügbarer und angemessen validierter Softwaretools. N2 - Possible releases of hazardous materials from industrial sites pose substantial risks for people and the environment. Thus, they must be considered during planning, licensing, and operation of corresponding facilities. Different types of models are employed for identifying danger zones in the context of gaseous releases and to document the effect of protection measures. Numerical simulation tools of increasing physical complexity are utilized to obtain more reliable predictions and further reduce the risks associated gaseous hazmat releases. However, the increasing physical and Computational complexity of simulation tools is also raising the efforts needed for model development and application specific model evaluation. The work presented in this article is intended to foster the development of more sophisticated and freely available numerical flow and transport models, contributing to the further improvement of software tools available for respective consequence analysis and assessment. The article describes some first problems to be adequately addressed and solved on the way to a properly validated community modelling toolbox for near field dispersion of releases in complex industrial environments. KW - Gefahrstofffreisetzungen KW - CFD-Simulation KW - Turbulenzmodellierung KW - Windkanalmessungen PY - 2021 SN - 0949-8036 VL - 81 IS - 07-08 SP - 257 EP - 270 PB - VDI Fachmedien AN - OPUS4-53910 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Bernd A1 - Schalau, Sebastian T1 - Wasserstoff-Freisetzungen aus Ausbläsern N2 - Mit zunehmender Produktion und Einsatz von Wasserstoff kommt immer mehr die Frage auf, inwieweit etablierte Freistrahlmodelle geeignet sind die Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern ausreichend genau zu berechnen, um darauf aufbauend Aussagen zum Explosionsschutz treffen zu können. Ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zeigt, dass die Berechnungen von Modellen, die z.B. für Erdgas geeignete sind, für sehr leichte Gase größere Abweichungen ergeben können. Es sind daher Modifikationen für das Integralmodell von Schatzmann und das empirische Modell von Chen/Rodi entwickelt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen worden. Bei einer verzögerten Zündung der Wasserstoff-Gaswolke sind bei experimentellen Untersuchungen relevante Explosionsüberdrücke gemessen worden, die bei einer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden sollten. Hierfür ist ein Berechnungsansatz in Verbindung mit dem Multi-Energy-Modell entwickelt worden. KW - Wasserstoff KW - Gasausbreitung KW - Gaswolkenexplosion PY - 2023 SN - 2191-0073 VL - 13 IS - 5-6 SP - 24 EP - 29 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-57576 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Bernd A1 - Schalau, Sebastian T1 - Freistrahlmodellierung für geringe Austrittsgeschwindigkeiten N2 - Mit der zurzeit laufenden Überarbeitung der VDI Richtlinie 3783 Blatt 1 und dem Modellwechsel auf ein Lagrange'sches Partikelmodell ist das Fahnenmodell PLURIS in den Fokus der Störfallauswirkungsberechnungen gelangt. PLURIS wird schon seit Längerem zur Berechnung der Abgasfahnenüberhöhung von Schornsteinen und Kühltürmen eingesetzt und ist Grundlage der neuen VDI Richtlinie 3782 Blatt 3 (Entwurf), lm Gegensatz zu den bekannten Freistrahlmodellen zur Berechnung der Ausbreitung unter Druck stehender Gase, wird bei PLURIS nicht vorausgesetzt, dass die Strahlgeschwindigkeit deutlich größer als die Windgeschwindigkeit ist. Mit steigender Rechnerleistung wird auch die Gasausbreitungsberechnung mittels CFD-Programmen für die Praxis interessanter. Für eine genauere Berechnung der Geschwindigkeits- und Konzentrationsverteilung im Freistrahl wird eine feine Gitterauflösung erforderlich, die aber zu langen Rechenzeiten führt, wenn die Ausbreitung eines toxischen Gases in Entfernungen von mehreren 100 m berechnet werden soll. Durch die Kopplung der CFD-Berechnung mit einem Fahnen- oder Freistrahlmodell kann der Rechenaufwand reduziert werden. KW - Freistrahlmodellierung KW - PLURIS KW - CFD PY - 2020 VL - 10 IS - 6 SP - 17 EP - 21 AN - OPUS4-56892 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd A1 - Schalau, Sebastian T1 - AUSTAL, ein Lagrange´sches Partikelmodell für Störfallauswirkungsbetrachtungen N2 - Zur Bestimmung von Gefährdungsbereichen wird für Gasausbreitungsberechnungen zurzeit vorwiegend die VDI Richtlinie 3783 herangezogen. Bei der Berechnung der Ausbreitung dichteneutraler oder leichter Gase nach Blatt 1 der Richtlinie kann die Bebauung nicht berücksichtigt werden. Dies und die Frage der Anwendbarkeit im Nahbereich der Quelle waren Gründe die VDI-RL zu überarbeiten. Grundlage hierfür ist ein Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI 3945 Blatt 3 in Verbindung mit dem Windfeldmodell in der VDI-RL 3783 Blatt 8. Vergleichsberechnungen zeigen, dass das Lagrange´sches Partikelmodell im Vergleich zu experimentellen Untersuchungen einer ebenen, ungestörten Grenzschichtströmung eine bessere Übereinstimmung in der Konzentrationsverteilung ergibt, als die VDI-RL 3783 Blatt 1. Die Qualität einer Berechnung mit dem Lagrange´schen Partikelmodell ist wesentlich von der Güte der Windfeldberechnung abhängig. Für drei Gebäudekonfigurationen sind die Windfelder mit dem etablierten diagnostischen Windfeldmodell TALdia und mit dem prognostischen CFD-Tool OpenFOAM berechnet und mit Messwerten verglichen worden. Mit OpenFOAM können nach den bisherigen Untersuchungen qualitativ gleichwertige, eher bessere Windfelder berechnet werden. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit Köthen CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Gasausbreitung KW - Störfallauswirkungsbetrachtungen PY - 2017 AN - OPUS4-43259 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd A1 - Schalau, Sebastian T1 - AUSTAL, ein Lagrange´sches Partikelmodell für Störfallauswirkungsbetrachtungen N2 - Zur Bestimmung von Gefährdungsbereichen wird für Gasausbreitungsberechnungen zurzeit vorwiegend die VDI Richtlinie 3783 herangezogen. Bei der Berechnung der Ausbreitung dichteneutraler oder leichter Gase nach Blatt 1 der Richtlinie kann die Bebauung nicht berücksichtigt werden. Dies und die Frage der Anwendbarkeit im Nahbereich der Quelle waren Gründe die VDI-RL zu überarbeiten. Grundlage hierfür ist ein Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI 3945 Blatt 3 in Verbindung mit dem Windfeldmodell in der VDI-RL 3783 Blatt 8. Vergleichsberechnungen zeigen, dass das Lagrange´sches Partikelmodell im Vergleich zu experimentellen Untersuchungen einer ebenen, ungestörten Grenzschichtströmung eine bessere Übereinstimmung in der Konzentrationsverteilung ergibt, als die VDI-RL 3783 Blatt 1. Die Qualität einer Berechnung mit dem Lagrange´schen Partikelmodell ist wesentlich von der Güte der Windfeldberechnung abhängig. Für drei Gebäudekonfigurationen sind die Windfelder mit dem etablierten diagnostischen Windfeldmodell TALdia und mit dem prognostischen CFD-Tool OpenFOAM berechnet und mit Messwerten verglichen worden. Mit OpenFOAM können nach den bisherigen Untersuchungen qualitativ gleichwertige, eher bessere Windfelder berechnet werden. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits-und Umweltsicherheit 16./17.11.2017 CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Gasausbreitung KW - Störfallauswirkungsbetrachtungen PY - 2017 SN - 978-3-96057-032-5 SP - N-01, 1 EP - 14 AN - OPUS4-43260 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd A1 - Schalau, Sebastian T1 - Die neue VDI-Richtlinie 3783 Blatt 1. Stand der Diskussion N2 - Die VDI-Richtlinien 3783 Blatt 1 und Baltt 2 gelten immer noch im Bereich der Störfallauswirkungsbetrachtungen als Stand der Technik, obwohl sie aus den Jahren 1987 und 1990 stammen. In der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN wurde 2009 die Arbeitsgruppe „Ausbreitung von störfallbedingten Freisetzungen – Sicherheitsanalyse“ mit der Zielsetzung gegründet, die VDI-Richtlinie 3783 zu überarbeiten. Der Inhalt des jetzt vorliegenden Gründrucks wird vorgestellt. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Störfall-Verordnung KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 SP - 120 EP - 129 AN - OPUS4-49573 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Praxisbeispiele für (Störfall)-Auswirkungsbetrachtungen T2 - DECHEMA Fortbildung: Stoff- und Energiefreisetzungen in der Sicherheitstechnik CY - Frankfurt/Main DA - 2015-11-10 PY - 2015 AN - OPUS4-34780 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - VDI Richtlinie 3783 Blatt 1; Ausbreitung von Freistrahlen und dichteneutralen/leichten Gasen T2 - DECHEMA Fortbildung: Stoff- und Energiefreisetzungen in der Sicherheitstechnik CY - Frankfurt/Main DA - 2015-11-10 PY - 2015 AN - OPUS4-34781 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Gaswolkenexplosion und Lachenbrand T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30461 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Ausbreitung von Freistrahlen und dichteneutralen/leichten Gasen T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30462 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Statuspapier Quelltermberechnung T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30463 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Land-Use Planning T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2004-03-27 PY - 2004 AN - OPUS4-30464 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seifert, U. A1 - Schalau, Bernd A1 - Heuer, I.-G. T1 - Brände in Lagern für Pflanzenschutzmittel - ein aktueller Ansatz N2 - Für den Verlauf eines Brandes in einem Lager für Pflanzenschutzmittel aufgrund von vernünftigerweise nicht auszuschließenden Gefahrenquellen wird nachfolgend ein Berechnungsverfahren beschrieben. Es ermöglicht die Berücksichtigung der tatsächlich vorhandenen Lagerbedingungen und der Brandmelde- und Löscheinrichtungen und basiert auf aktuellen Richtlinien zur Bemessung der Rauchableitung aus Gebäuden. PY - 2014 SN - 2191-0073 VL - 4 IS - 1/2 SP - 20 EP - 28 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-30179 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Statuspapier Quelltermberechnung T2 - Sicherheitstechnischer Erfahrungsaustausch für Sachverständige nach § 29a CY - Karlsruhe, Germany DA - 2014-04-09 PY - 2014 AN - OPUS4-30569 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Statuspapier Quelltermberechnung T2 - Fachgemeinschaft Anlagen- und Prozesssicherheit der ProcessNet CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2014-09-18 PY - 2014 AN - OPUS4-31625 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Wasserstoff-Freisetzungen aus Ausbläsern N2 - Mit zunehmender Produktion und Einsatz von Wasserstoff kommt immer mehr die Frage auf, inwieweit etablierte Freistrahlmodelle geeignet sind die Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern ausreichend genau zu berechnen, um darauf aufbauend Aussagen zum Explosionsschutz treffen zu können. Ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zeigt, dass die Berechnungen von Modellen, die z.B. für Erdgas geeignete sind, für sehr leichte Gase größere Abweichungen ergeben können. Es sind daher Modifikationen für das Integralmodell von Schatzmann und das empirische Modell von Chen/Rodi entwickelt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen worden. Bei einer verzögerten Zündung der Wasserstoff-Gaswolke sind bei experimentellen Untersuchungen relevante Explosionsüberdrücke gemessen worden, die bei einer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden sollten. Hierfür ist ein Berechnungsansatz in Verbindung mit dem Multi-Energy-Modell entwickelt worden. T2 - DECHEMA-Fachgruppe Auswirkungen von Stoff-und Energiefreisetzungen CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 27.04.2023 KW - Wasserstoff KW - Gasausbreitung KW - Gaswolkenexplosion PY - 2023 AN - OPUS4-57577 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Berechnungen mit der neuen VDI Richtlinie 3783 Blatt 1 N2 - Der zweite Gründruck der VDI Richtlinie 3783 Blatt 1 erfolgt in Kürze. Es wird der Inhalt der überarbeiteten Richtlinie vorgestellt und mit Beispielrechnungen Teilaspekte diskutiert. T2 - Sicherheitstechnischer Erfahrungsaustausch des LUBW CY - Karlsruhe, Germany DA - 16.04.2024 KW - Gasausbreitung PY - 2024 AN - OPUS4-59949 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Angemessener Sicherheitsabstand N2 - Der Leitfaden KAS 18 befindet sich in der Überarbeitung. Es wird die historische Entwicklung des Themas Angemessener Sicherheitsabstand dargestellt und die aktuellen Aktivitäten eingeordnet. T2 - Kolloqium Anlagensicherheit / Störfallvorsorge CY - Dresden, Germany DA - 29.09.2022 KW - Angemessener Sicherheitsabstand KW - KAS-18 PY - 2022 AN - OPUS4-56900 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Bernd T1 - Der neue Entwurf der Richtlinie VDI 3783 Blatt 1 N2 - Im November 2019 wurde der Entwurf der VDI-Richtlinie 3783 Blatt 1 „Ausbreitung von störungsbedingten Freisetzungen“ als Gründruck veröffentlicht. Neben den Einsprüchen zur Richtlinie in Bezug auf unklare Formulierungen, wurde oft das Fehlen eines Referenzprogramms, als auch die Abkehr vom etablierten Gauß-Wolken-Modell bemängelt. Im Rahmen der darauffolgenden Überarbeitung des Richtlinienentwurfs wurde ein Gauß-Wolken-Modell entwickelt, das mit einem geringen Rechenaufwand in einem begrenzten Anwendungsbereich mit dem Lagrange’schen Partikelmodell vergleichbare Berechnungsergebnisse liefert. Darüber hinaus wurden Empfehlungen zur praktischen Umsetzung von Szenarien in den neuen Richtlinienentwurf, der voraussichtlich im Oktober 2024 als Gründruck vorliegt, aufgenommen. KW - Gasausbreitung PY - 2024 SN - 2191-007 VL - 14 IS - 9-10 SP - 25 EP - 30 AN - OPUS4-60977 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schalau, Bernd T1 - Ausbläser – Berechnung von Ex-Bereichen N2 - Die Gefährdungen durch die Freisetzung von Gasen und Dämpfen infolge der Ableitung über Ausbläser aus Sicherheitsventilen, Prozess-Berstscheiben, Entlüftungs- und Entspannungsleitungen sind in einer Gefährdungsbeurteilung zu bewerten. Freisetzungen aus Druckanlagen können nach TRBS 2141 beurteilt werden. In der Fachbereich AKTUELL werden verschiedene Methoden mit ihren benötigten Eingangsdaten und Anwendungsgrenzen zur Beurteilung der Gefahren an Ausbläsern für brennbare Gase vorgestellt, um den Anwendern und Prüfern von solchen Anlagen eine Hilfestellung bei der Bewertung und Beurteilung möglicher Gefahren an den prozessbedingten Stoffauslässen ins Freie zu geben. KW - Ex-Schutz bei Ausbläsern PY - 2024 IS - FBRCI-028 SP - 1 EP - 12 PB - DGUV Fachbereich Rohstoffe und chemische Industrie CY - Deutschland AN - OPUS4-60961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -