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Die Ziele der Entrauchung

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Die Gefahr von Rauch

Gefahren für Personen

Seit den 1980er Jahren ist bekannt, dass 80% der Todesfälle bei Bränden auf das Einatmen von giftigen Rauchgasen zurückzuführen sind. Wir können drei große Gefahren unterscheiden. Gefahren aufgrund von Opazität, Toxizität und Temperatur.

Gefahren durch Opazität :

Eine Besonderheit des Rauchs ist seine Undurchsichtigkeit. Wenn eine Person jedoch von einem Feuer erfasst wird und die Sichtweite auf weniger als 4 m reduziert ist, wird es für sie nahezu unmöglich, sich zu orientieren und die Notausgänge zu finden.

In einem Panikzustand verliert der Bewohner seine Orientierung und handelt, als wäre er in einem engen Raum gefangen, wobei er jeden Orientierungssinn verliert. Wenn die Person nicht schnell aus dieser Atmosphäre herausgeholt wird, kann die Situation schnell lebensbedrohlich werden.

Photo de la perte de visibilité dans un couloir d'hôtel lors d'un incendie - désenfumage et fumée
Verlust der Sichtweite beim Ausbruch eines Feuers

Gefahren durch Toxizität :

Bei einem Brand werden etwa 140 gefährliche Verbindungen freigesetzt, einige davon in hoher Konzentration, die selbst nach kurzer Exposition tödlich sein können. Die Opfer müssen innerhalb von 30 Minuten nach Ausbruch des Feuers gerettet werden. Toxische Gase lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: Erstickungsgase (wie Zyanide und Kohlenoxide), die das zentrale Nervensystem deprimieren, und Reizgase (wie Chlor und seine Derivate), die die Schleimhäute der Atemwege schädigen. Zu den für den Menschen gefährlichsten Verbindungen gehören :

  • Kohlendioxid
  • Kohlenmonoxid
  • Stickstoffoxide

Bei einem Brand kommt es zu einer deutlichen Verringerung der in der Luft verfügbaren Sauerstoffmenge, was zu einer Synkope oder sogar zum Tod führen kann, wenn die Sauerstoffkonzentration unter 6% sinkt. Der bei einem Brand entstehende Rauch enthält auch giftige Verbindungen, die schnell zu Vergiftungen führen können. Eine Person, die sich in einer verrauchten Umgebung befindet, wird husten, aber das kann die Situation noch verschlimmern, da sie noch mehr giftigen Stoffen ausgesetzt ist.

Außerdem kann der verminderte Sauerstoffgehalt in der Luft zu einer Beeinträchtigung der motorischen Koordination und zu Schwierigkeiten bei der Fortbewegung führen, was das Opfer in Lebensgefahr bringen kann, wenn es nicht schnell evakuiert wird. Daher ist es entscheidend, Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um Brände zu verhindern, und zu wissen, wie man im Notfall reagieren muss.

Temperaturbedingte Gefahren :

Bei einem Brand kann die Temperatur schnell ansteigen und für die Lungenbläschen tödliche Werte von über 120 °C erreichen, was innerhalb weniger Minuten zum Tod des Opfers führt. Der entstehende Rauch hat jedoch eine sehr geringe Dichte, sodass er zur Decke steigt und sich in Schichten mit abnehmender Temperatur ansammelt (ein Phänomen, das als „Schichtung“ bezeichnet wird).

Angesichts der Konvektions- und Schichtungsphänomene ist es ratsam, sich bei einem Brand näher am Boden aufzuhalten, wo die Temperaturen niedriger, die Konzentrationen toxischer Verbindungen geringer und der Sauerstoffgehalt höher sind. Alles in allem ist es ratsam, sich in Bodennähe aufzuhalten, um die Überlebenschancen im Falle eines Feuers zu maximieren.

Gefahren für Eigentum

Rauch spielt aufgrund seiner Eigenschaften eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Bränden. Während eines Brandes sind brennbare Materialien hohen Temperaturen in heißen, sauerstoffarmen Umgebungen ausgesetzt, z. B. in Rauchgasen oder im Inneren der Flamme. Infolgedessen zersetzen sich die Materialien und produzieren brennbare Gase, die die Flammen anheizen; dieses Phänomen wird Pyrolyse genannt.

Außerdem ist der Rauch auch ätzend und enthält Verbindungen wie Salzsäure, die für die Gebäudestrukturen und das Eigentum in dem vom Brand betroffenen Gebiet gefährlich sind.

Die Rollen und Ziele der Entrauchung

Alles in allem ist die größte Gefahr für eine Person, die in ein Feuer gerät, die Rauchvergiftung. Daher ist es entscheidend, den Rauch aus dem geschädigten Gebäude abzuführen, was mithilfe der Entrauchung erreicht wird. Während eines Brandes bleiben der erzeugte Rauch und die Hitze im Gebäude eingeschlossen, was dazu führen kann, dass die Bewohner das Gebäude nicht sicher verlassen können. Die Entrauchung zielt darauf ab, einen Teil des Brandrauchs abzuführen, um unter der Rauchschicht einen Bereich mit freier Luft zu schaffen.

Die Vorteile der Entrauchung sind vielfältig: Sie erleichtert die Evakuierung der Insassen durch Aufrechterhaltung der Sicht und der Frischluft, er begrenzt die Ausbreitung des Feuers durch Abzug von heißen Gasen und Partikeln, er ermöglicht der Feuerwehr den Zugang zum BrandortEs trägt dazu bei, das Risiko eines Gebäudeeinsturzes zu verringern, indem es den Temperaturanstieg begrenzt.

Die Einschränkungen der Entrauchung

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, müssen mehrere Einschränkungen beachtet werden, um eine effektive Entrauchung zu gewährleisten. Die erste Einschränkung besteht darin, das zu entrauchende Volumen zu begrenzen, indem man die Unterteilung durch Brandschutzwände und -türen nutzt, um die Ausbreitung des Feuers zu verringern.

Große Verkaufsflächen, die nicht unterteilt werden können, werden durch die Einrichtung von Sperrschirmen verkleinert, um den Rauch in die Abzugssysteme zu leiten. Außerdem wird es notwendig sein, das Phänomen der Schichtung zu respektieren, indem man vermeidet, Turbulenzen zu erzeugen, die den heißen Rauch zum Boden zurückwerfen könnten. Die Blasgeschwindigkeit sollte nie mehr als 5 m/s betragen. Für eine effektive Spülung sollten die Frischlufteinlässe unten und die Rauchabzüge oben liegen, um tote Bereiche zu vermeiden, in denen ein Rauchpfropfen stehen bleiben könnte.

Schließlich wird es auch wichtig sein, die thermischen Vorschriften einzuhalten, um einen optimalen thermischen Komfort zu gewährleisten, ohne auf ständige Öffnungen nach außen zurückgreifen zu müssen.

Die Einschränkungen der Entrauchung

Es gibt zwei Hauptprinzipien für die Entrauchung:

  • das Scannen
  • die Druckhierarchie.

Beim Kehren wird im unteren Teil des zu entrauchenden Volumens Frischluft zirkuliert und im oberen Teil der Rauch abgesaugt. Dies kann je nach Art des Abflusses auf natürliche oder mechanische Weise geschehen.

Bei der Druckhierarchie hingegen wird im geschädigten Raum ein geringerer Druck aufgebaut als in den angrenzenden Räumen, um ein Gleichgewicht zu schaffen, das die Ausbreitung des Rauchs verhindert. Diese Methode wird häufig in Hochhäusern angewandt und erfordert eine mechanische Entrauchung.

Die verschiedenen Arten der Entrauchung

Natürliche Entrauchung

Dies ist der häufigste Typ, bei dem Entrauchungsöffnungen oder ferngesteuerte Öffnungen an der Fassade verwendet werden, um den Rauch abzuführen, sowie Türen oder Öffnungen, um Luft zuzuführen. Die Steuerung muss gleichzeitig auf die Abluft und die Zuluft wirken.

Mechanische/natürliche Entrauchung

Diese Konfiguration ist weniger häufig und erfordert die Verwendung eines Ventilators für die Luftzufuhr, wenn das zu entrauchende Volumen halb unterirdisch oder anderweitig schwer zugänglich ist. Zuluftöffnungen müssen eine Luftgeschwindigkeit von weniger als 5 m/s haben, und Rauchabzüge müssen über im Dach montierte Abzugsöffnungen erfolgen.

Natürliche/mechanische Entrauchung

Hier erfolgt die Absaugung durch einen oder mehrere Ventilatoren, während die Zuluft wie bei der natürlichen/natürlichen Entrauchung durch ferngesteuerte Türen oder Öffnungen zugeführt wird. Die Abmessungen der Luftzufuhr werden unter Berücksichtigung der gesamten Abluftmenge berechnet.

Mechanische/mechanische Entrauchung

Diese Art der Entrauchung erfordert sowohl Zu- als auch Abluftventilatoren. Die Luftgeschwindigkeit an den Ausblasöffnungen darf 5 m/s nicht überschreiten, um eine Destratifikation der Rauchgase zu vermeiden. Der Zuluftstrom muss kleiner sein als der Abluftstrom, um die Druckhierarchie einzuhalten, in der Regel um das 0,6-fache des Abluftstroms.

Das Konzept der Entrauchungstechnik

Mit dem Erlass vom 22. März 2004 wurde das Entrauchungs-Engineering eingeführt, das eingesetzt wird, wenn die strikte Anwendung der Vorschriften nicht möglich ist, wie z. B. in denkmalgeschützten Gebäuden, in denen bestimmte Änderungen nicht möglich sind. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Rauchentwicklung bei einem Brand und ihre Kontrolle durch natürliche und/oder mechanische Entrauchungssysteme zu simulieren.

Ingenieurstudien müssen von Organisationen durchgeführt werden, die vom Innenministerium als kompetent anerkannt sind. Diese Studien müssen eine umfassende Darstellung der zugrunde gelegten Annahmen, Simulationen, die eine zufriedenstellende Rauchkontrolle zeigen, sowie eine Darstellung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen hinsichtlich der Wirksamkeit der empfohlenen Entrauchungssysteme enthalten.

Im Jahr 2017 wurde der Guide de bonnes pratiques pour les études d’ingénierie du désenfumage vom Zentrallabor der Präfektur von Paris veröffentlicht. Dieser Leitfaden klärt die Rollen und Verantwortlichkeiten der Akteure, vereinheitlicht Definitionen, formalisiert den Entrauchungs-Engineering-Prozess, definiert vorgeschriebene Brandszenarien, harmonisiert vordefinierte Akzeptanzkriterien und legt die verschiedenen Methoden für Vor-Ort-Tests der Entrauchung fest.

Anwendungsbeispiele für die CFD-Simulation

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Beispiel für CFD-Simulationsprojekte:

Comfort au Vent – PSG Trainingszentrum

Rechenzentren – DC15.1 & DC15.2 – Extern

Rauchbehandlungssystem – CO2

Verbesserung des Verfahrens zur VOC-Behandlung

Dimensionierung eines Industrieschornsteins – Ofen

Verbesserung des thermischen Komforts – Stahlwerk

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