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Fire and Evacuation Modeling Technical Conference 2014

von Corinna Trettin

Die Konferenz "Fire and Evacuation Modeling" wurde vom 08. Bis 10. September 2014 in Gaithersburg bei Washington in den USA zum zweiten Mal gehalten. Veranstalter der Konferenz war die Firma Thunderhead Engineering, da Thunderhead Engineering eine Schnittstellen-Software zu dem Programm Fire Dynamics Simulator entwickeln. Mit dem Programm Fire Dynamics Simulator (FDS) werden Brände und brandinduzierte Strömungen, sowie Rauchgas-strömungen modelliert und simuliert. Zudem kann die Brandausbreitung, die Wirkung von Löschmaßnahmen (z.B. Sprinklern) oder Rauchabzügen analysiert und bewertet werden. Basierend auf der numerischen Strömungsmechanik (Computional Fluid Dynamics, CFD) wird eine spezielle Form der Navier -Stokes -Gleichungen gelöst, um die  Luftströmungen bzw. Rauchgasbewegungen zu berechnen. Weiterhin sind weitere Modelle zur Berechnung unteranderem der Wärmeübertragung (Strahlung, Konvektion, Leitung), Pyrolyse, Verbrennungs-reaktion...etc. implementiert. Das quelloffene und frei verfügbare Programm Fire Dynamics Simulator (FDS) wurde vom National Institute of Standard and Technology (NIST) entwickelt und in der sechsten Version Ende 2013 veröf-fentlicht und im Vergleich zu den Vorgängerversionen erweitert. Resultierend wurden die verschiedenen neuen Erfahrungen auf der Konferenz ausgetauscht und diskutiert. Da die Konferenz in Gaithersburg, Standort des NIST, stattfand, konnten die Entwickler von FDS direkt teilnehmen und deren aktuelle Arbeitsstände und Forschungsvorhaben vorstellen. Diese Möglichkeit konnte genutzt werden, um zukünftige gemeinsame Arbeitsschwerpunkte herauszuarbeiten.
Desweiteren wurden viele Vorträge im Bereich der Forschung, der Weiterentwicklung des Programmes und praktische Anwendungsfälle vorgestellt. Im Bereich der Anwendung wurden unter anderem die Schwerpunkte Einsatz von Sprinkleranlagen, Entrauchung von Metro-Stationen oder die thermische Beanspruchung von Bauteilen thematisiert. Für die Weiterentwicklung von FDS wurden Abweichungen im Parallelisierungsprozess im Vergleich zu einer seriellen Berechnung aufgezeigt und Benchmark-Ergebnisse vorgestellt. Verschiedenste Forschungsvorhaben beschäftigen sich mit der Wiedergabe in FDS von Brandversuchen in unterschiedlichen Maßstäben, Laborversuche von Materialproben bis zu Realversuchen. Um einen Brandversuch mit FDS widergeben zu können, haben verschiedene implementierte Modelle Einfluss auf die Simulation. In der von mir vorgestellten Präsentation lag der Fokus auf dem Pyrolyse-Modell sowie deren Einfluss insbesondere von den Eingabeparameter auf die Brandsimulation. Das Pyrolyse Modell simuliert die Zersetzung eines Feststoffes, indem die Aufspaltung der Feststoffmoleküle mittels Reaktionsschritten definiert wird. Die in der Simulation definierten Reaktionsschritte wurden aus Laborversuchen unter verschiedenen Bedingungen (z.B. unterschiedlicher Sauerstoffatmosphäre) abgeleitet. Dabei wurde festgestellt, dass aufgrund der  unterschiedlichen Versuchsbedingungen die Reaktionsschritte desselben Materials variieren und somit die darauf basierenden Simulationsergebnisse sich unterscheiden. Resultierend ist die Wahl der Eingabeparameter entscheidend für den simulierten Verlauf der Brandausbreitung, sowie die Wahl der Versuchsbedingungen zu deren Ermittlung.