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4.5.1
Brandschutzkonzept und
Brandschutzingenieurwesen –
Methoden
Räume jeweils in zwei Zonen ein: eine
Rauch-
schicht
(obere Zone) und eine
raucharme Schicht
(untere Zone). Die berechneten Werte sind daher
nur
Mittelwerte über eine Zone
.Strömungseffekte
oder lokale Störungen können aufgrund der Berech-
nungsmethode nicht berücksichtigt werden. Für die
Modellierung von hohen Atrien oder den Rauch-
transport mit Schubventilatoren sind Zonenmodelle
daher nicht geeignet.Sie werden jedoch im Rahmen
ihrer Anwendungsgrenzen zur Vorabschätzung, zur
Plausibilitätsprüfung und für Parameterstudien ein-
gesetzt.
Die Computersimulation von Brand und Rauch (z.B.
Strömung, Wärmeübergang und räumliche Ausbrei-
tung von Rauch) mittels Feldmodellen wird seit
Jahrzehnten entwickelt und bietet heute eine hohe
Sicherheit für die Prognose verschiedener Brander-
eignisse. Diese Methoden zur Strömungssimulation
werden als Computational Fluid Dynamics (CFD)
bezeichnet. Die physikalische Grundlage für die Be-
rechnung der Feldgrößen sind die Erhaltungsglei-
chungen für die Masse, den Impuls und die Energie.
Diese führen zu einem gekoppelten System partieller
Differentialgleichungen mit nicht linearem Zusam-
menhang,welches unter Berücksichtigung der Rand-
bedingungen hauptsächlich durch drei verschiede-
ne numerische Methoden gelöst werden kann:
• die Finite-Differenzen-Methode (FDM),
• die Finite-Volumen-Methode (FVM) und
• die Finite-Elemente-Methode (FEM).
Im Gegensatz zu den Zonenmodellen kann das Re-
chennetz aus beliebig vielen Zellen bestehen und
Computersimulation