Numerische Untersuchung der Rauchausbreitung und Temperaturverteilung mittels CFD in unterschiedlichen Rettungswegkonfigurationen

Numerische Untersuchung der Rauchausbreitung und Temperaturverteilung mittels CFD in unterschiedlichen Rettungswegkonfigurationen

Robert Westphal

Masterarbeit

2020

Download (soweit verfügbar)

Die Bauordnung fordert für jede Nutzungseinheit zwei voneinander unabhängige Rettungswege. Auf den zweiten Rettungsweg kann jedoch verzichtet werden, wenn der erste Rettungsweg als Sicherheitstreppenraum ausgeführt ist. Der Treppenraum muss durch bauliche und anlagentechnische Maßnahmen ertüchtigt werden, um das Eindringen von Feuer und Rauch zu verhindern. Durch den steigenden Wohnraumbedarf im innerstädtischen Bereich gibt es Bestrebungen, die hohen Anforderungen an Sicherheitstreppenräume an das Risiko
des Wohnungsbaus unterhalb der Hochhausgrenze anzupassen. Ersten Sicherheitstreppenräume „light“ sind in Berlin und Hamburg bauordnungsrechtlich eingeführt. In dieser Masterarbeit werden die verschiedenen Rettungswegkonfigurationen hinsichtlich der Rauch- und
Temperaturbelastung im Treppenraum verglichen.
Es werden die verschiedenen Rettungswegaufbauten vorgestellt, eine Referenzgeometrie abgeleitet und zwei bemessungsrelevante Brandszenarien erarbeitet. Die Untersuchung wird mittels CFD mit dem Programm Fire Dynamics Simulator (FDS) geführt. Zur dynamischen Berücksichtigung von Feuerwiderstand und Rauchdichtigkeit der Türen wurden Modellierungsansätze entwickelt, validiert und in FDS integriert. Auswertung und Vergleich erfolgte anhand vorher definierter Nachweiskriterien.
Zwischen den unterschiedlichen Rettungswegkonfigurationen bestehen deutliche Unterschiede in der zur Selbst- und Fremdrettung verfügbaren Zeit. Sicherheitstreppenräume waren über die gesamte Simulationsdauer von 30 Minuten begehbar, die herkömmliche Rettungswege
sind bereits vor dem Eintreffen der Feuerwehr ausgefallen.
Auch mit reduzierten Anforderungen gewährleisten die Sicherheitstreppenräume „light“ die Schutzziele des baulichen Brandschutzes. Die Berliner Alternativlösung entspricht zwar nicht der formalen Definition eines Sicherheitstreppenraumes, trotzdem wird ein vergleichbares Sicherheitsniveau erreicht. Der abwehrende Brandschutz profitiert ebenfalls von einer Aufwertung der Treppenräume. Die Fremdrettung über den baulichen Rettungsweg ist einer Leiterrettung vorzuziehen.

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