Computersimulationen vergrößern den Spielraum beim vorbeugenden baulichen Brandschutz: Faktoren wie Rauchausbreitung, Wärmeübergang und Evakuierung können in einer Brandsimulation im Detail integriert werden. Das Ergebnis sind individuelle Brandschutzkonzepte, die alle Eventualitäten berücksichtigen können.

Die Brandsimulation berücksichtigt genauere Brandlasten

Im Gegensatz zur RWA-Dimensionierung nach DIN 18232-2 lässt sich die Mindesthöhe der raucharmen Schicht per Brandsimulation detaillierter nachweisen. Dabei können laut Grewolls die vorhandenen Brandlasten berücksichtigt werden - im Gegensatz zu den in der Norm vorgegebenen pauschalen Brandbemessungsgruppen.

Das ist für den vorbeugenden Brandschutz von Bedeutung, wenn die Natürliche Rauchabzugsanlage (NRA) durch einen Anbau an Wirkung verliert, weil Zuluftöffnungen geschlossen werden. Oder wenn die gemäß DIN 18232-2 eingebauten NRA nach einer Produktionsumstellung plötzlich nicht mehr ausreichen.

Die Brandsimulation zeigt in diesen Fällen auf, was die NRA noch leistet - und definiert auf der Basis die reale Höhe der raucharmen Schicht.

Außerdem kann die Brandsimulation individuelle Faktoren berücksichtigen wie

Normen kollidieren mit Betriebsabläufen

Für Räume, deren Fläche größer 1 600 Quadratmeter ist, fordert die DIN 18232-2 die Unterteilung in Rauchabschnitte durch den Einbau von Rauchschürzen. Sind Kranbahnen entlang der Hallendecke angebracht, ist eine Rauchabschnittstrennung durch Rauchschürzen kaum möglich, erklärt die Brandschutzexpertin.

Mit einer Brandsimulation aber lasse sich oft zeigen, dass trotzdem eine stabile Rauchgasschicht entsteht - ohne ein Absinken der Rauchgase im brandentfernten Bereich.

Die Brandsimulation als Nachweis der Brandausbreitung

Im Computermodell werden Geometrie, Abluft- und Zuluftflächen, Wärmeentlastungsflächen und Brandlasten genauer erfasst als nach dem Abschnitt 7 der Industriebaurichtlinie. Ein Brandschutzkonzept, das per Brandsimulation erstellt wurde, erweitert also auch hier die Möglichkeiten im vorbeugenden Brandschutz. Etwa, wenn übergroße Brandabschnitte nachgewiesen werden sollen.

Ein weiteres typisches Beispiel aus der Praxis: Zwei Gebäude wurden mit weniger als 2,50 Meter Grenzabstand zur Grundstücksgrenze errichtet. Durch einen Umbau oder die Umnutzung wird der (vorbeugende) Brandschutz erneut hinterfragt. Die Brandsimulation kann klären, welche Gefahr für ein Gebäude besteht, wenn im Nachbargebäude ein Feuer ausbricht.

In Industriebetrieben, deren Produkte nicht mehr durch handelsübliche Tore passen, können unter Umständen zwei Brandabschnitte durch einen brandlastfreien Streifen (eine sogenannte Luftbrandwand) getrennt werden, statt durch eine Brand- oder Brandabschnittstrennwand.

Simulation des Wärmeübergangs auf Bauteile

Durch das im Konzept ermittelte Brandszenario lässt sich auch die Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen unter Brandeinwirkung definieren. Typische Anwendungsfälle mit Auswirkungen für den vorbeugenden Brandschutz sind zum Beispiel:

Bei der Überdachung eines Innenhofs mit ausschmelzbaren Lichtkuppeln kann durch die Brandsimulation unter Umständen nachgewiesen werden, dass die Dachflächen vor den Innenfenstern zu den Räumen versagen. Durch den damit entstandenen Wärmeabzug könnte auf einen Teil der Brandschutzverglasung verzichtet werden.

Mitunter weniger Brandschutzmaßnahmen nötig

So wird laut Grewolls eine wesentliche Problematik umgangen: Kann der notwendige Feuerwiderstand der Bauteile nicht pauschal durch die Bauart nach DIN 4102 oder durch eine Heißbemessung nach Eurocode nachgewiesen werden, dann lohnt sich eine Simulation der Bauteilerwärmung.

Denn: Diese Verfahren basieren auf der Einheitstemperaturkurve, die unabhängig von den tatsächlich vorhandenen Brandlasten einen Temperaturverlauf vorgibt (zum Beispiel 986 Grad Celsius nach 90 Minuten).

Die Simulation zum Temperaturverhalten der Heißgase, der Bauteiloberflächen und des Bauteils basiert auf dem Brandverlauf der vorhandenen Brandlasten im entsprechenden Raum. Der Nachweis kann dann ergeben, dass die Bauteile nur teilweise oder gar nicht ertüchtigt werden müssen.

Vorbeugender Brandschutz und Ursachenforschung

Schließlich werden Simulationen auch für die Brandursachenforschung eingesetzt. Im Vordergrund stehen dabei Fragen wie „Konnte die Entzündung des Brandherdes wirklich zu dem katastrophalen Ausmaß führen oder spielte Brandstiftung eine Rolle?“.

Christine Lendt, freie Fachjournalistin