1

Bedeutung der Brandszenarien nach Eurocode im Rahmen von Brandschutzkonzepten und deren Prüfung

Dr.-Ing. Jochen ZehfußNiederlassungsleiter Hamburghhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH

Arbeitstagung der Bundesvereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik e. V.am 23. und 24. Sept. 2011in Rostock-Warnemünde

2

Inhaltsübersicht

• Einführung

• Eurocode 1 Teil 1-2 und Nationaler Anhang

• Brandszenarien und Bemessungsbrände

• Naturbrandmodelle

• Sicherheitskonzept nach EC 1-1-2/NA

• Anwendungsbeispiel

• Zusammenfassung und Ausblick

3

Brandschutzteile der Eurocodes

• Veröffentlichung der Brandschutzteile der ECs (Teil 1-2) sowie zugehöriger Nationaler Anhänge im Dezember 2010

• EC 1-1-2 und NA Einwirkungen

• EC 2-1-2 und NA Stahlbeton- und Spannbetontragwerke

• EC 3-1-2 und NA Stahlbauten

• EC 4-1-2 und NA Verbundtragwerke

• EC 5-1-2 und NA Holzbauten

• [EC 6-1-2 Mauerwerk, EC 9-1-2 Aluminium]

4

Bauaufsichtliche Einführung

• Übernahme der ECs und NA in LTB geplant zum 01.07.2012

• DIN 4102-4 und DIN 4102-22 werden zum 01.07.2012 zurückgezogen

• „Restnorm“ DIN 4102-4 mit nicht in den Eurocodes enthaltenen Regelungen (Sonderbauteile, historische Bauweisen) soll zum 01.07.2012 erscheinen und in LTB übernommen werden

• Ab 01.07.2012 muss brandschutztechnische Bemessung mit den Eurocodes durchgeführt werden

5

Zwischenphase

• Phase bis zum 01.07.2011, Papier der FK Bautechnik

….

6

Zwischenphase

• Naturbrandverfahren werden im Sinne von § 3 (3) der MBO nicht als „gleichwertig“ anerkannt

• Für Sonderbauten jedoch über Abweichung Naturbrandbemessung möglich wie bisher auch

• Bis 01.07.2012 soll Beschränkung der FK Bautechnik zurückgenommen werden => Veröffentlichung Beispiele (Beuth-Kommentar,…)

7

EC 1-1-2 und EC 1-1-2/NA

• Normtext

• Informative Anhänge

• Anhang A Parametr. Temperaturzeitkurven => EC 1-1-2/NA AA

• Anhang B Thermische Einwirkungen außenliegende Bauteile

• Anhang C Lokale Brände

• Anhang D Erweiterte Naturbrandmodelle => EC 1-1-2/NA CC

• Anhang E Brandlastdichten (Sicherheitskonzept) => EC 1-1-2/NA BB

• Anhang G Konfigurationsfaktor

8

Änderungen in ECs1-2/NA vs. ENV

• Naturbrandverfahren sind anwendbar

• Sicherheitskonzept steht zur Verfügung

• Leistungsorientierte Brandschutznachweise mit realistischen Bemessungsbränden sind möglich

• Festlegung von Brandszenarien und Bemessungsbränden erforderlich

• Einbettung der Brandszenarien in ein ganzheitliches Brandschutzkonzept erforderlich

• Prüfung der Einwirkung Brand erforderlich (war bei ETK nicht erforderlich)

9

Alternative Bemessungsverfahren

Nominelle TemperaturzeitkurvenVollbrand – Einheitstemperaturzeitkurve (ETK)

Präskriptive BemessungVorgeschriebene Anforderungen

(Bauordnung, Sonderbauvorschrift)

Branddauer t [min]

Tem

pera

tur

Q [

°C]

0 15 30 45 60 75 900

200

400

600

800

1000

1200

Einheitstemperaturzeitkurve ETK

10

Alternative Bemessungsverfahren

Nominelle TemperaturzeitkurvenVollbrand – Einheitstemperaturzeitkurve (ETK)

Präskriptive BemessungVorgeschriebene Anforderungen

(Bauordnung, Sonderbauvorschrift)

Mechanische Einwirkungen realistische Randbedingungen, reale Belastung

Bauteil

Stufe 1 Stufe 2

Teiltragwerk Gesamttragwerk

Stufe 3 Stufe 3Stufe 2 Stufe 3

11

Alternative BemessungsverfahrenLeistungsorientierte Bemessung

(Brandschutzkonzept/Brandschutznachweis)

Natürliche BrandszenarienBrandeinwirkung auf physikalischer Grundlage

Branddauer t [min]

Tem

pera

tur Q

[°C

]

0 15 30 45 60 75 900

200

400

600

800

1000

1200

Einheitstemperaturzeitkurve

ETK

natürliche Brände

12

Alternative Bemessungsverfahren

Leistungsorientierte Anforderungen(Brandschutzkonzept/Brandschutznachweis)

Natürliche BrandszenarienBrandeinwirkung auf physikalischer Grundlage

Mechanische Einwirkungen realistische Randbedingungen, reale Belastung

Bauteil

Stufe 1 Stufe 2

Teiltragwerk Gesamttragwerk

Stufe 3 Stufe 3Stufe 2 Stufe 3

13

Maßgebliche Brandszenarien

l = 5,0 m

l =

5,0

m

• Brandraumgeometrie

• Brandausbreitung

• Betrachtung „worst case“-

Szenario

• Maßgebliches Szenario häufig

nicht offensichtlich

• objektspezifisches

Brandschutzkonzept erforderlich

14

BrandlastMaterialMasse

Ort im Brandraum Stapeldichte

Ventilation

Öffnungsfläche und -höhe

ZwangsluftzufuhrEntlüftung

Brandraum

Geometriethermische Eigen-schaften der um-

gebenden Bauteile

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 1800

200

400

600

800

1000

1200100 MJ/m²

500 MJ/m²

900 MJ/m²

1300 MJ/m²

ETK

Zeit [min]

Tem

pera

tur

[°C

]

Parameter natürlicher Brand

15

Maßgebliche Größe: VentilationsöffnungParameter: Brandlast bezogen auf Brandraumgrundfläche

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Rm

ax [

kg/m

in]

30 kg/m²

15 kg/m²

7,5 kg/m²

ventilationsgesteuert brandlastgesteuertmin]/[6max kghAR ww

][ 2/5mhA ww

Bemessungspunkt

16

Parameterstudie Einfluss Ventilation

• Fall 1 Fenster geöffnet / Türöffnung variiert

• Fall 2 Fenster geschlossen / Türöffnung variiert

• Fall 3 Fenster über einen Wärmefühler geöffnet

• Fall 4 Berücksichtigung eines Flurs

0

1

2

3

4

5

6

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Zeit [s]

HR

R [

MW

]

• W/D/H = 3,50/6,75/3,25 m

• bw/hw /hsill = 2,0/2,0/1,0 m

• bT/hT = 1,0 / 2,0 m

511 MJ/m²

511 MJ/m²

17

Parameterstudie Fall 1 Fenster geöffnet / Türöffnung variiert

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 600 1200 1800 2400 3000 3600

Zeit [s]

Tem

pera

tur

[°C

]

Tür 100% offenTür 50% offenTür 10% offen

Tür 100% aufTür 100% auf Tür 10% aufTür 10% auf

Brandlastgesteuerter Brand

18

Parameterstudie Fall 2 Fenster geschlossen / Türöffnung variiert

Tür 100% aufTür 100% auf Tür 50% aufTür 50% auf

0

100

200

300

400

500

600

0 600 1200 1800 2400 3000 3600

Zeit [s]

Tem

pera

tur

[°C

]

Tür 100% offen

Tür 50% offen

Tür 10% offen

Energiefreisetzung

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Zeit [s]

[kW

]

HRR

CONV LOSS RAD LOSS

COND LOSS

Ventilationsgesteuerter Brand

Tür 100% aufTür 100% auf

19

Parameterstudie Fall 3 Fenster über einen Wärmefühler bei 300°C geöffnet

Vergleich der Temperaturkurven im Brandraum Fensterglas bei 300 °C zerstört

und Fenster von Beginn an geöffnet

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 600 1200 1800 2400 3000 3600

Zeit [s]

Tem

pera

tur [

°C]

Brandherd Fenster bei 300°C geöffnet

Brandherd Fenster zu Beginn auf

• Fensterglas wird nach ca. 5-20 min zerstört

• Öffnung kann von Beginn des Brandes an

angesetzt werden

20

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 600 1200 1800 2400 3000 3600

Zeit [s]

Tem

pera

tur

[°C

]

Öffnung im gegenüberliegendenBüro

Öffnung im Büro am Ende desFlurs

Spaltöffnung

Parameterstudie

Flur

Büro Brandherd

Büro

Fenster

Büro

Fenster

Fenster

Schlitz am Boden

Flur

Büro Brandherd

Büro

Fenster

Büro

Fenster

Büro

Fenster

BüroBüro

Fenster

Fenster

Schlitz am Boden

Fall 4 Berücksichtigung eines Flurs

• Keine Brandausbreitung über brandlastfreien Flur

• Temperaturzeitverlauf im Brandraum nahezu unabhängig von Lage der

Ventilationsöffnung

21

Ansatz von Ventilationsöffnungen

• Größe Ventilationsöffnung hat sehr großen Einfluss auf

Temperaturzeitverlauf

• maßgebliche Größe Ventilationsöffnung bestimmen (Parameterstudie

od. Bestimmung über Wärmefreisetzungsrate)

• ESG / VSG-Verglasungen versagen bei ca. 300°C => Fenster offen

ansetzen

• Türöffnungen ansetzen, wenn ins Freie oder zu Raum mit

ausreichender Zuluft

• Brandlastfreier Flur verhindert Brandausbreitung

• Gemittelte Höhe Ventilationsöffnungen

• Sorgfältige Prüfung der angesetzten Ventilationsöffnungen erforderlich

w,i w,ii

ww

h Ah =

A

22

Brandraumgeometrie / Brandausbreitung

• Umfassungsbauteile mit ausreichender FW-Fähigkeit

• Begrenzung des Brandes auf den originären Brandraum

• Umfassungsbauteile werden mit Naturbrandverfahren bemessen

• Feuerwiderstandsdauer Raumabschluss Trennwände nach BauO /

SonderbauVO (Bürotrennwände wie Flurtrennwände) F 90 / T 30

• Umfassungsbauteile ohne ausreichende FW-Fähigkeit

• Brandausbreitung in Nachbarräume ist zu untersuchen

• Brand in Nutzungseinheit (i. d. R. max. horizontale Ausdehnung)

• Maßgeblicher Fall ist zu untersuchen

• Brand im originären Brandraum

• Brand in ges. Nutzungseinheit (innere Trennwände vernachlässigt)

23

Festlegung des Bemessungsbrandes

• Definition des maßgeblichen Brandszenarios / Bemessungsbrandes

• Szenarienort

• Brandlast

• Ventilationsverhältnisse

• Brandraumgeometrie

• Anlagentechnische Brandschutzmaßnahmen

• Wahl des geeigneten Naturbrandmodells

Þ Beschreibung, Herleitung und Berechnung im Kontext des

Brandschutzkonzeptes

Þ Prüfung

24

(t1, Q1)

(t2, Q2)

(t3, Q3)

Naturbrandmodelle nach EC 1-1-2

• Parametrische Temperaturzeitkurven

• Plume-Modelle

• Ein-Zonenmodelle

• Mehrzonenmodelle

• CFD-Modelle

Branddauer t [min]

Tem

pera

tur Q

[°C

]

Vereinfachte Naturbrandmodelle

Allgemeine Naturbrandmodelle

25

Parametrische Kurven EC 1-1-2

0

200

400

600

800

1000

1200

0 10 20 30 40 50 60time [min]

tem

pe

ratu

rer

[°C

]

0

10

20

30

40

rate

of

he

at

rele

ase

[M

W]

temperature test

temperature EN 1991

rate of heat release EN 1991

keine zeitliche Korrelation zwischen Wärmefreisetzungsrate und Temperaturzeitkurve vorhanden

26Zeit [s]

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

te [

MW

]

Vollbrandphase

Abklingphase

70% der Brandlast verbrannt

Q1 Q2Q3

t1 t2 t3

Brand-ausbrei-

tung

brandlastgesteuerter nd

Vollbrandphase Abklingphase

70% der Brandlast verbrannt

Q1 Q2Q3

t1 t2 t3

ventilationsgesteuerter Brand

brandlastgesteuerter Brand

Grundlage: Bemessungsbrand

27

Wärmefreisetzungsrate

• Ventilationsgesteuerter Brand- Fläche der Ventilationsöffnungen Aw

- gemittelte Höhe der Ventilationsöffnungen hw

- gemittelter unterer Heizwert der Brandlasten Hu

- gemittelte Verbrennungseffektivität der Brandlasten

• Wohn- und Büronutzungen

max,v w wQ 1,21 A h [MW]

Q

 = 0,1   

28

Wärmefreisetzungsrate

• Ventilationsgesteuerter Brand– Wohn- und Büronutzungen

max,v w wQ 1,21 A h [MW]

Q

max,f fQ 0,25 A [MW]

• Brandlastgesteuerter Brand- Brennende Fläche Af

- Flächenbezogene Wärmefreisetzung

- Wohn- und Büronutzungen

• Maximum Wärmefreisetzungsrate (vereinfacht)MIN (; ) 

 = · Af [MW]

29

Vereinf. Naturbrandmodell EC-1-1-2/NA

Zeit

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

te

t1 t2t3

30

Wärmefreisetzung / Temperaturverlauf

Zeit

Te

mp

era

tur

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

teQ1

t1 t2t3

Q3

Q2

31

Referenzbrandlastdichte q = 1300 MJ/m²

Zeit

Te

mp

era

tur

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

teQ1

t1 t2t3

Q3

Q2

q = 1300 MJ/m²

32

Beliebige Brandlastdichte (z. B. 500 MJ/m²)

Zeit

Te

mp

era

tur

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

teQ1

t1 t2t3

Q3

Q2

t2,500 t3,500

Q3,500

Q2,500

q = 1300 MJ/m²qx = 500 MJ/m²

Formulierung EC 1-1-2/NA Parametr. Kurven

• Grundfläche max. 400 m²• Höhe max. 5 m• Keine horizontalen Öffnungsflächen• Vertikale Öffnungsflächen von 12,5% bis 50% der

Grundfläche• Brandlast annähernd gleich verteilt• Brandlastdichte von 100 MJ/m² bis 1300 MJ/m²• Voll entwickelter Brand (kein lokaler Brand)• z. B. keine Verkehrsbauwerke mit geringen

Brandlasten, hohen und großen Räumen

Anwendungsgrenzen EC 1-1-2/NA Kurven

35

Sicherheitskonzept nach EC 1-1-2/NA

• Ziel: Sicherstellung der erford. Zuverlässigkeit der Brandschutzbemessung– Seltenheit Brandereignis

– Konservative Festlegung des Bemessungsbrandes

– Quantifizierung des Sicherheitsniveaus unter Berücksichtigung anlagentechnischer Maßnahmen möglich

• Ein gangs größen für die Brandeinwirkungen werden mit Teilsicherheitsbeiwerten beaufschlagt– max. Wärmefreisetzungsrate

– Brandlastdichte

Berücksichtigung des anlagentechnischen Brandschutzes …Prof. Dr.-Ing. D. Hosser und Dr.-Ing. C. Klinzmann TU Braunschweig

Risikoabschätzung Verhältnis der Auftretenswahrscheinlichkeiten

Brand-eintritt

LA

Versagen/nicht verfügbar

Erfolg/Verfügbar

pLA =0,02

1-pLA =0,98(1) Löschen des Brandes durch die Löschanlage

FW

pFW =0,2

1-pFW =0,8

(3) Versagen der Löschanlage und Versagen der Feuerwehr, die Ausbreitung zu verhindern

(2) Versagen der Löschanlage, Löschen des Brandes durch die Feuerwehr

36

pE = 0,98

pE = 0,004

pE = 0,016

62:1

4:1

Wenn das Verhältnis der Bauteilschäden von Szenario 3 zu Szenario 2 größer als 4:1 ist, dominiert der Risikobeitrag (Wahrscheinlichkeit x Schaden) von Szenario 3 (Vollbrand)

Berücksichtigung des anlagentechnischen Brandschutzes …Prof. Dr.-Ing. D. Hosser und Dr.-Ing. C. Klinzmann TU Braunschweig

Erforderliche Zuverlässigkeit im Brandfall

Auftretenswahrscheinlichkeiteines Entstehungsbrandes in einerNutzungseinheit der Fläche A in t Jahren

Quelle: Bub et al., 1983

1 1 11 exp( )p A t A t Der Brand als außergewöhnliches Ereignis:

Auftretenswahrscheinlichkeiteines Schadenfeuers (Vollbrandes)mit p2 = Versagen der Löscharbeiten p3 = Versagen einer Löschanlage

1 2 3fip p p p

Versagenswahrscheinlichkeit einesBauteils durch Tragfähigkeitsverlust

, ff fi

fi

pp

pBedingte Versagenswahrscheinlich-keit des Bauteils im Brandfall

Zuverlässigkeitsindex im Brandfall

( )fp

1,( )fi f fip

gilt nur bei Unabhängigkeit von p1, p2 , p3

mit 1 = mittlere Auftretensrateje m2 Grundfläche und Jahr

37

Berücksichtigung des anlagentechnischen Brandschutzes …Prof. Dr.-Ing. D. Hosser und Dr.-Ing. C. Klinzmann TU Braunschweig

Erforderliche Zuverlässigkeit

Nutzung Schadensfolgen

hoch mittel gering pf

pf pf

Wohngebäude, Bürogebäude und vergleichbare Nutzungen (nach LBO)

4,7 1,3E-6 4,2 1,3E-5 3,7 1,1E-4

Krankenhaus, Pflegeheim,

Beherbergungsstätte, Hotel,

Schule, Verkaufsstätte,

Versammlungsstätte, Hochhaus

5,2 1,0E-7 4,7 1,3E-6 4,2 1,3E-5

Industriegebäude 4,7 1,3E-6 4,2 1,3E-5 3,7 1,1E-4

Landwirtschaftlich genutzte Gebäude

-- -- 4,2 1,3E-5 3,7 1,1E-4

E DIN EN 1991-1-2/NA, Anhang BB

38

39

Teilsicherheitsbeiwerte fi

• Kurve 1: Brandlastdichte pauschal

• Kurve 2: Max. Wärmefreisetzungsrate und Brandlastdichte individuell

40

Anwendungsbeispiel

EurobahnhofSaarbrücken

farm3.static.flickr.com

Büro Decke Pos. 03

Haupteingang

42

9

3 4 5 6 7 8

A

B

C

Raumgeometrie Decke Büro Pos. 7.03

Fläche Büro: 74 m²Stat. System Decke: Durchlaufträger

43

Wärmefreisetzungsrate / Temperaturzeitverlauf

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70

Zeit [min]

En

erg

iefr

eise

tzu

ng

srat

e [M

W]

0

200

400

600

800

1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Zeit [min]

Tem

pera

tur

[°C

]

44

Temperaturverteilung

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Zeit [min]

Tem

pera

tur

[°C

]

0 cm2,8 cm25,0 cm30,0 cmHeißgastemp

2

25 8

0 cm 2,8 cm

25 cm

30 cm

45

-0.2

-0.18

-0.16

-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

x [m]

vert

ikal

e V

erfo

rmun

g [m

]

0

40

20

30

50

10

60

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60

Zeit [min]

Mom

ent [

kNm

] Msd,fi,Feld

MRd,fi,Fel

d

MRd,fi,Stütze

Msd,fi,Stütze

Durchbiegung und Momentenverlauf

Feld Achse A-B

46

Zusammenfassung und Fazit• Bedeutung Brandszenarien und Bemessungsbrand

• Leistungsorientierte Brandschutzbemessung muss im Kontext zu ganzheitlichem Brandschutzkonzept stehen

• Sicherheitskonzept garantiert Sicherheisniveau

• Naturbrandmodelle liefern realistische Ergebnisse

• Komplexe Nachweise erfordern sorgfältige Prüfung

• Brandeinwirkung/Bemessungsbrand/Brandschutzkonzept

• Brandschutznachweis des Tragwerks

• Beispiel Büro-/Verwaltungsgebäude

• Optimierung der Tragkonstruktion durch leistungs- orientierte Brandschutzbemessung möglich

• Ganzheitlicher Brandschutznachweis bedingt künftig Interaktion der Nachweise- Standsicherheit- Raumabschluss- Benutzbarkeit Rettungswege- Löschmaßnahmen

47

Kontaktinformationenhhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH

Rotherstraße 1910245 Berlin

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Kurze Mühren 2020095 Hamburg

Wilhelm-Leuschner-Straße 4160329 Frankfurt am Main

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Geschäftsführer:Dipl.-Ing. Margot EhrlicherDipl.-Inf. BW (VWA) Stefan TruthänDipl.-Ing. Karsten Foth

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48

48

Abgrenzung ventilations-/brandlastgest. Brand

ventilationsgesteuert brandlastgesteuert

][1,0 MWhAHQ wwuvent

][21,1, MWhAQ wwBWvent

][, MWAQQ fAfbrandl

][25,0, MWAQ fBWbrandl

• Abgrenzung über die Wärmefreisetzungsrate bzw. Abbrandrate

• Allgemeine Naturbrandmodelle: Prüfen ob Bemessungs-

Energiefreisetzungsrate umgesetzt wird

• Vereinfachte Naturbrandmodelle: Näherungsgleichungen bzw.

Gleichsetzen der max. Energiefreisetzungsrate ventilations-/

brandlastgesteuerter Brand

49

• Vergleichsrechnungen mit Zonen- und Feldmodellen• Nachrechnung von dokumentierten Brandversuchen• Durchführung Validierungsversuch• Validierungskriterien

- Maximaltemperatur- Integral der Temperaturzeitkurve

(Maß für Energieeintrag in die Bauteile)

nach 30, 60, 90 und 180 Minuten

Validierung EC 1-1-2/NA-Kurven

50

0,7

0 m

3,2

0 m

Tü

r

3 ,20 m

3,60 m

1,4

5 m

1,4

5 m

S7

M4

M6M7

M2M1

M5

M3

2,6

0 m

B randlast

1,8

0 m

1,0

0 m

3 ,60 m

Abzugshaube

Validierungsversuch Aufbau

51

0

200

400

600

800

1000

1200

0 10 20 30 40 50 60Zeit [min]

Tem

pe

ratu

r [°

C]

EC 1-1-2/NA

Versuch

Zonenmodell

Validierungsversuch Simulation

52

Beispiel Verwaltungsgebäude

Chefbüro

Großraumbüro

53

Beispiel Chefbüro

Chefbüro

54

Beispiel Chefbüro

H

Aw,1

Aw,2

Af hw,2

hw,1

q2

q1

Aw = S Aw,i;

i = 1

2

hw = S (hw,i ∙ Aw,i) / S Aw,i;i = 1 i = 1

2 2

q = S qi;

i = 1

2

A t =2A f +2 H ( W +D )

WD

55

Eingangsparameter

HAw

,1

Aw,

2

A

f

hw

,2

hw

,1

q

2

q

1

WD

H = 2,90 m; = 40 m²W/D = 8/5 = 1,6 = 155,4 m²b = 2000 J/(mK);

= 10 m²; = 2,25 m=15 ;

q = 500 MJ/m²= 300 s

56

Maximale Wärmefreisetzungsrate

max,f fQ 0,25 A [MW]

max,v w wQ 1,21 A h [MW]

Q̇max = min

57

Maximale Wärmefreisetzungsrate

max,f fQ 0,25 A [MW]

max,v w wQ 1,21 A h [MW]

Q̇max = min

= 0,25 · 40 = 10 MW

= 1,21 · 15 = 18,15 MW

= min (10; 18,15) = 18,15 MW

58

Bestimmung Zeitpunkte ti

Zeit

Wä

rme

fre

ise

tzu

ng

sra

te

q = 1300 MJ/m²

qx = 500 MJ/m²

Q2,500 Q3,500

70% Brandlast verbrannt

t2,500

√ t a ² ∙Q̇ maxt1 =

Q̇ =( tt a )2

t2,500 = t1 +Q 2,500Q̇ max

t3,500 = t2,500 +2 ∙0,3 Q ges

Q̇ max

t2t1 t3t3,500

= 948 s = 16 min;

59

Brandlastgesteuerter Brand

1/3

θ 1 = 24000 k + 20°C

θ 2 = 33000 k + 20°C

θ 3 = 16000 k + 20°C

Q1

t1 t2t3

Q3

Q2

• Bestimmung charakteristische Temperaturwerte• Referenzbrandlastdichte q = 1300 MJ/m²

= 701,8°C

= 957,5°C

= 474,6°C

60

Ermittlung Temperaturzeitverlauf

θ 2,500 = (

θ 3,500= θ3 ( lg( t 3,50 060

+1)  

lg( t 360

+1) )

• Bestimmung Temperaturwerte• Vorhandene Brandlastdichte qx = 500 MJ/m²

Q1

t1t2

t3

Q3

Q2

t2,500t3,500

Q3,500

Q2,500

θ 2,500

θ 3,500

= 848,1°C

= 394,5°C

61

Vgl. natürlicher Brand / ETK Chefbüro

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Zeit [min]

ETK

natürlicher Brand

Q1

t1t2,500 t3,500

Q3,500

Q2,500

Tem

pera

tur

[°C

]