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Auf Basis experimenteller Ergebnisse wird anhand von zwei Verfahren die Reaktionsführung für die Verbrennung von OP Feuerbällen in Ansys CFX variiert und diskutiert. Im Fokus stehen die Berechnung der Feuerballcharakteristiken Durchmesser, Branddauer, Höhe und thermische Strahlungsbelastung. Beide Reaktionsführungen sind nicht in der Lage die kompletten experimentell beobachtenden Eigenschaften wiederzugeben. Durch die Kombination beider Verfahren lässt sich das Gefahrenpotenzial der Feuerbälle allerdings abschätzen.
Verbrennungseffizienzen dienen zur Bewertung des Brandverhaltens von Stoffen im Rahmen der Brandschutzbemessung von Gebäuden.
Da die Verbrennungseffizienz eines Stoffes von den Prüfbedingungen maßgeblich abhängt und kein standardisiertes Bestimmungsverfahren existiert, wurde eine Methode zur Berechnung reproduzierbarer Werte von hölzernen Stoffen anhand des Cone Calorimeters und des Single Burning Item Test entwickelt.
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.
Nach DIN 18230-1 erfolgt in Deutschland die Brandlastberechnungen unter Anwendung
des Abbrandfaktors m. Der Abbrandfaktor m ist ein dimensionsloser Beiwert mit dem die
Brandlast aus einem Stoff oder Stoffgemisch bewertet wird. Neben dem Brandverhalten
des Stoffes berücksichtigt er das Temperatur-Zeit-Verhalten im Bauteil. Die einzige
Prüfapparatur, mit der Abbrandfaktoren bestimmt wurden, ist jedoch nicht mehr existent.
Ein Wiederaufbau der abgeschafften Prüfapparatur wurde wegen apparateabhängigen
Messunsicherheiten und auch aus wirtschaftlichen Gründen als nicht sinnvoll angesehen.
Die Erarbeitung eines äquivalenten Verfahrens zum Abbrandfaktor m unter Verwendung
der Verbrennungseffektivität und unter Berücksichtigung der Bauteilerwärmung war daher
Gegenstand dieses Forschungsvorhabens. Ziel war es für Brandlastberechnungen
nach DIN 18230-1 die Verbrennungseffektivität anzuwenden. Die Verbrennungseffektivität
beschreibet jedoch nur den verringerten Energieumsatz von Stoffen im Brandraum.
Es wurde daher ein Verfahren erarbeitet, dass ergänzend zur Brandlastberechnung unter
Anwendung der Verbrennungseffektivität das Temperatur-Zeit-Verhalten in einem
brandbelastenden Bauteil berücksichtigt.