
Ein Prüfverfahren zur Begrenzung der Brandausbreitung von Außenwandbekleidungen
Berichte des Instituts für Bauphysik der Leibniz Universität Hannover, Band 8Thomas Merkewitsch
Hrsg.: Leibniz Universität Hannover, Institut für Bauphysik; Nabil A. Fouad
2019, 335 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-7388-0361-7
Inhalt
Zur Klassifizierung bzw. zum Nachweis der Begrenzung der Brandausbreitung von Außenwandbekleidungen werden national und europäisch unterschiedliche Brandversuche im klein, mittel und/oder groß skaliertem Maßstab in verschiedenen Prüfverfahren angewendet. Dies führt zu ungleichen Sicherheitsniveaus und gleichzeitig zu einem eingeschränkten Handel über die einzelnen Landesgrenzen innerhalb der EU hinaus.
Der Band beschreibt die Entwicklung eines Prüfverfahrens, das es ermöglicht, die Brandausbreitung von Außenwandbekleidungen realitätsnah für einen Raum- und einen Außenbrand in einem Brandversuch abzubilden. Im Weiteren werden prüftechnische Anforderungen und Randbedingungen bestimmt, die insbesondere die Reproduzier- und Wiederholbarkeit des Brandversuchs verbessern sowie den technologischen Aufwand zur Umsetzung auf das Wesentliche reduzieren.
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Umsetzung
2 Stand der Technik und Forschung
2.1 Einführung
2.2 Brandszenarien
2.2.1 Brand in einem Gebäude
2.2.2 Brand von außen, angrenzend zur Fassade
2.2.3 Brand in einem Nachbargebäude
2.3 Baurechtliche Anforderungen
2.3.1 Anforderungen gemäß MBO [105] sowie Sonderbauvorschriften
2.3.2 Klassifizierungen von Bauprodukten und Bauarten
2.3.3 Nachweis der Verwendbarkeit in Deutschland
2.3.4 Auswertung von Brandschadenereignissen
2.3.5 Abwehrender Brandschutz – Einsatzgrenzen der Feuerwehr
2.4 Groß skalierter Brandversuch für Außenwandbekleidungen
2.5 Prüffeuer von groß skalierten Brandversuchen
2.5.1 Anforderungen
2.5.2 Brandtechnische Parameter
2.5.3 Gasbrenner
2.5.4 Holzkrippe
2.5.5 Poolfeuer
2.6 Zusammenfassung
3 Bestimmung der maßgebenden Brandbeanspruchung für Außenwandbekleidungen – Raumbrandszenario
3.1 Einführung
3.2 Grundlagen
3.3 Brandtechnische Parameter
3.3.1 Bemessung der Brandlastdichte
3.3.2 Wärmefreisetzungsrate im Brandraum
3.3.3 Wärmeabgabe über die Brandraumöffnung
3.3.4 Branddauer
3.4 Einfluss geometrischer Randbedingungen des Brandraums
3.4.1 Form der Öffnungen und resultierender Heißgasstrom
3.4.2 Einfluss der Brandraumgeometrie
3.4.3 Flammenhöhen an der Brandraumöffnung
3.5 Bestimmung der Brandbeanspruchung auf eine Außenwand
3.5.1 Allgemeines Vorgehen
3.5.2 Randbedingungen
3.5.3 Maßgebende Brandbeanspruchung der Außenwand oberhalb der Brandraumöffnung
3.6 Sonderszenarien – Raumbrände
3.6.1 Ausführung der Umfassungsbauteile aus sichtbaren Holz oder mit Holzbekleidungen
3.6.2 Einfluss der Querbelüftung infolge von Windbeanspruchungen
3.6.3 Einfluss der Sonneneinstrahlung und der Umgebungstemperatur
3.7 Fassadengeometrie
3.7.1 Einfluss von Kragplatten
3.7.2 Einfluss von Eckwänden- und U-förmigen Wänden
3.8 Zusammenfassung
4 Grundlagen zu den numerischen und experimentellen Untersuchungen
4.1 Einführung
4.2 Berechnungsmethodik FDS
4.2.1 Hydrodynamisches Modell
4.2.2 Geometrische Diskretisierung
4.2.3 Wärmetransportmechanismen
4.2.4 Pyrolyse Modelle
4.2.5 Pyrolyserate über reaktionskinematische Ansätze
4.2.6 Modellierung der Verbrennung
4.3 Experimentelle und numerische Auswertungen
4.3.1 Messtechnik
4.3.2 Bewertungsmethoden von Validierungsversuchen
5 Experimentelle und numerische Untersuchung von Prüffeuern
5.1 Einführung
5.2 Gasbrenner
5.3 Holzkrippe
5.4 Poolfeuer
5.5 Zusammenfassung
6 Experimentelle und numerische Untersuchung von groß skalierten Brandversuchen
6.1 Einführung
6.2 BS 8414-1 [19]
6.3 LEPIR 2 [115]
6.4 SP FIRE 105 [120]
6.5 ISO 13785-2 [71]
6.5.1 Numerische Untersuchung – Modellierung
6.5.2 Numerische Untersuchungen – Ergebnisse
6.5.3 Fazit
6.6 Vergleich und Bewertung Brandversuche
6.6.1 Randbedingungen Simulationsvarianten
6.6.2 Ergebnisse
6.7 Zusammenfassung
7 Numerische Untersuchungen zur Entwicklung eines Prüfverfahrens für Außenwandbekleidungen
7.1 Einführung
7.2 Grundmodell
7.2.1 Randbedingungen Simulationsmodelle
7.2.2 Poolfeuer
7.2.3 Holzkrippe
7.2.4 Kompakt-Gasbrenner
7.2.5 Messdaten
7.2.6 Ergebnisse
7.2.7 Fazit
7.3 Parameterstudie
7.3.1 Brandkammer
7.3.2 Eckwände
7.3.3 U-förmige Wände
7.3.4 Brandversuche mit Außenwandbekleidungen – Vergleichsnachweis Sockelbrandprüfung
7.3.5 Prüfablauf, Geometrie und Messstellen
7.3.6 Umgebungsbedingungen im Brandversuch
8 Zusammenfassung und Ausblick
9 Literaturverzeichnis
10 Anlagen
10.1 Anlage A – Zusammenfassung relevanter Prüfbedingungen von groß skalierten Brandversuchen zur Prüfung von Außenwandbekleidungen in Europa
10.2 Anlage B – Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Wärmefreisetzungsrate von Holzkrippen
10.3 Anlage C – Auswertung Raumbrandmodelle
10.4 Anlage D – Validierungsversuche Prüffeuer
10.5 Anlage E – Bestimmung eines Prüfverfahrens
10.6 Anlage F – Materialspezifische Eingabewerte für FDS
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