Ein neues Modell zur Simulation gekoppelter Wärmetransportprozesse bei Bränden

Die Anwendung von numerischen Brandsimulationen zum Nachweis und zur Bewertung der Ausbreitung von Feuer und Rauch ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Erstellung von Brandschutzkonzepten. Vor diesem Hintergrund wurde der vfdb-Leitfaden "Ingenieurmethoden des Brandschutzes" erarbeitet, der die Möglichkeiten, Vorgehensweisen und Modelle darstellt und einordnet sowie Hilfestellung zur Anwendung gibt. Diese Programme bzw. Modelle müssen einerseits zuverlässige Ergebnisse liefern und andererseits effizient sein. Es wurde ein Wärmetransportmodell für gekoppelte Prozesse in Brandsimulationen entwickelt, welches in der Lage ist, einerseits den Prozess des konvektiven Wärmeübergangs zwischen Gasphase und fester Phase für horizontale und vertikale ebene Oberflächen sowie speziell für Rohr- und Kanalströmungen und andererseits den Prozess der Wärmeleitung in mehrdimensionalen Aufgabenstellungen physikalisch korrekt abzubilden und entsprechende Ergebnisse auf dem Wege einer numerischen Simulation wiederzugeben. Das Modell wurde sowohl physikalisch - durch die Berücksichtigung der speziellen Brandwirkungen und -eigenschaften, als auch numerisch - durch die Auswahl geeigneter numerischer Methoden, für die integrierte Verwendung innerhalb von numerischen Brandsimulationen optimiert. Es besitzt einen modularen Aufbau, sodass es sich für die Integration in aktuelle und zukünftige Brandsimulationsprogramme eignet. Eine Integration in ein Brandsimulationsprogramm nach dem aktuellen Stand der Technik wurde erfolgreich durchgeführt. In und mit diesem Modell wurde darüber hinaus eine Grundlage für die spätere Erweiterung um geeignete Pyrolysemodelle gelegt. Abschließend wurde das Modell erfolgreich u. a. auf Realbrandversuche im Zusammenhang mit kerntechnischen Anlagen angewendet.