CFD in der Brandschutzaufklärung

1. Einleitung

Die Wissenschaft hat in den letzten Jahren sehr leistungsfähige Methoden zur computergestützten Simulation der Brand- und Rauchausbreitung entwickelt. Die zum Teil sehr realistische Darstellung von Bränden und der Brandrauchausbreitung in Gebäuden eröffnet neue Möglichkeiten in der Brandschutzaufklärung. In dem Projekt wollen wir testen, wie die Möglichkeiten der Brandsimulationsmethoden genutzt werden können, um Laien sehr anschaulich und plastisch die Gefahren des Brandrauches und das richtige Verhalten im Brandfall zu zeigen.

2. Projektziele

Ziel der Brandschutzaufklärung war und ist es, die Bevölkerung für die Gefahren des Brandes zu sensibilisieren und Handlungsanleitungen für das richtige Verhalten im Brandfall zu geben. Ein Problem stellt hierbei die realistische Vermittlung des Brandgeschehens dar. 

In dem Pro­jekt geht es darum, die häufig unter­schätzte Brand­dy­namik und die Aus­brei­tung des gif­tigen Brandrau­ches mit Hilfe von com­pu­ter­ge­stützten Simu­la­tionen der Brand- und Rauch­aus­brei­tung glaub­würdig dar­zu­stellen, um anhand dessen das rich­tige Ver­halten im Brand­fall erklären zu können.

Mit dem Projekt möchte die INURI GmbH dazu beitragen, die überwiegend ehrenamtlich und mit viel Engagement betriebene Brandschutzerziehung und -aufklärung durch die Bereitstellung von geeigneten Simulationsfilmen zu unterstützen.

3. Methodik

Die mit Hilfe der Brandsimulation dargestellten Brandszenarien können und sollen die bisherigen Aufklärungsmittel ergänzen. Anhand eines Vortragbeispiels wird im Folgenden gezeigt, wie die Brandsimulation für die Brandschutzaufklärung  genutzt werden kann. Der einführende Teil des Vortrags beschränkt sich auf einfache grundlegende Erklärungen und leitet das Thema ein. Bilder von aktuellen Brandereignissen machen den Handlungsbedarf deutlich. Mit Hilfe eines Comicstrips, den die Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, die Berliner Feuerwehr und die Feuersozietät gemeinsam produziert haben, wird das Verhalten im Brandfall in zwei Situationen erklärt: Es brennt in der eigenen Wohnung und es brennt im Treppenhaus.

Ziel dieses Comicstrips ist es, das Verhalten im Brandfall unabhängig von der Sprache auch Migranten, Touristen und Kindern kurz und prägnant zu erklären. Dadurch ist dieser Comic auch ein ideales Hilfsmittel für die Brandschutzaufklärung. Der Comic steht auch auf den Internetseiten der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung des Landes Berlin zum Download zur Verfügung.

Die Erläuterungen anhand des Comicsstrips sind allerdings statisch. Um die Auswirkungen der unkontrollierten Rauchausbreitung zu demonstrieren und die Aussagen zu untermauern, wird auf die Möglichkeiten der Brandsimulation zurückgegriffen. Dabei werden genau die zwei Szenarien betrachtet.

• Szenario 1: Brand in der Wohnung
  In einer Wohnung im 1. Obergeschoss entsteht ein Brand. Bei der Flucht aus der Brandwohnung bleibt die Wohnungstür geöffnet. Der Rauch füllt schnell den gesamten Treppenraum aus.
  Dabei wird deutlich, wie die Sichtweite durch den Rauch im Treppenhaus eingeschränkt wird und somit den Treppenraum für eine Flucht aus den oberen Stockwerken unbrauchbar macht. Für eine zweite Simulation wird das gleiche Szenario gewählt, nur mit geschlossener Tür. Die Verrauchung beschränkt sich auf die Wohnung und der Treppenraum bleibt rauchfrei. Es ist für jedermann eindeutig erkennbar, dass der Treppenraum noch benutzbar ist und eine Flucht aus den darüber liegenden Geschossen an der Brandwohnung vorbei möglich ist.
  
  Szenario 1 zeigt die Gefahr der Rauchausbreitung von der Wohnung in den Treppenraum bei einer geöffneten Wohnungstür.
  
  
• Szenario 2: Brand im Treppenhaus
  Bei diesem Szenario befindet sich die Brandquelle im Treppenraum. Dieses Szenario wurde gewählt, weil es in Berlin häufiger Brandstiftungen gab, bei denen z.B. Kinderwagen im Treppenhaus angezündet wurden. Die Wohnungstüren sind zunächst alle verschlossen. Dann öffnet ein Bewohner seine Wohnungstür im 1. Obergeschoss und der Rauch zieht sofort in die Wohnung. Die Sichtweite in dem Raum geht schnell gegen null. Es wird deutlich, dass eine Flucht in den Treppenraum und ein Aufenthalt in dem Raum nicht mehr möglich ist.
  
  Szenario 2 zeigt die Rauchausbreitung vom Treppenraum in die Wohnung.

4. Anwendungen

Anhand der erstellten Simulationsfilme der INURI GmbH konnten bereits erste Erfahrungen gesammelt werden. Die Filme lassen sich sowohl in der Brandschutzaufklärung der Bevölkerung, als auch in der Fachausbildung in der Feuerwehr nutzen.

4.1 Anwendung in der Feuerwehrausbildung