Anwendungsbereiche und –grenzen von Ingenieurverfahren bei Nachweisen für die Einhaltung der Anforderungen für die Sicher-stellung des abwehrenden Brandschutzes. Teil II+III: Beispiele und statistische Untersuchungen

In dem vorliegenden Bericht, der auf den Grundlagenbericht 180 aufbaut werden die Unterschiede zwischen Zonen- und Feldmodellen an ausgewählten Beispielen heraus-gearbeitet. Es wurden unter anderem zwei Experimente einer Versuchsreihe des NIST mit dem Ziel untersucht, die Berechnungsergebnisse einem experimentellen Ergebnis gegen-überzustellen. An zwei weiteren Beispielen die aus der DIN SPEC 18230-4 stammen wurden Berechnungen durchgeführt, die als solche hypothetischer Natur sind aber im Kontext des Nachweisverfahrens der DIN 18230-1 durchaus realistisch erscheinen.
Für die Berechnungen wurde das Feldmodell FDS (Version 6.6.0) sowie die Zonenmodelle CFAST (Version 7.3.0) und MRFC (Version 5.1) verwendet. Einen wesentlichen Einfluss bei Zonenmodellen hat die Plume-Modellierung. Hier wurden ausgewählte in den Program-men implementierte Ansätze verglichen.
Die Versuchsreihe NIST/ NRC wurde in einem ca. 22 m langen, ca. 7 m breiten und ca. 4 m hohen Versuchsraum mit je Versuch unterschiedlichen Ventilationsbedingungen durchge-führt. Als Brandquelle wurde ein Flüssigkeitsbrand mit unterschiedlicher Stärke verwendet (max. 1,1 MW). Die Berechnungen wurden den Messungen unter Einbezug der angege-benen Messunsicherheiten gegenübergestellt. ... mehrHinsichtlich der Brandregime der Experi-mente kann in beiden untersuchten Fällen von gut ventilierten Bränden ausgegangen wer-den.
Die untersuchten Beispielfälle der DIN SPEC 18230-4 waren eine 20 m breite und lange und 6 m hohe Halle sowie eine Halle mit 40 m Länge und Breite und der gleichen Höhe. Als Brandquelle wurde ein Brand mit geometrischer Ausbreitung (max. 57,6 MW bzw. 210 MW) angenommen. In beiden Fällen zeigte sich ein unterventilierter Brand.
Die Berechnungsergebnisse zeigten, dass bei unterventilierten Bränden die Unterschiede zwischen den Modellierungsansätzen der Zonenmodelle nicht signifikant waren. Die Be-rücksichtigung der Unterdrückung der Wärmefreisetzungsrate aufgrund von Sauerstoff-mangel hat in diesen Beispielen einen deutlich größeren Einfluss. Bei gut ventilierten Brän-den wie sie in der Versuchsreihe vorkamen, zeigte unter den Plume-Modellen der Ansatz nach Heskestad die beste Übereinstimmung mit dem experimentellen Ergebnis.