Brandsimulation
Wie ein Feuer entsteht, wächst und sich ausbreitet, wann ein Raum durchzündet, wie schnell Rauch tödlich wird und was Melder, Sprinkler, Türen und Löscher dagegen ausrichten. Sechs Simulationen mit Rechenweg nach den gängigen Ingenieurmodellen und Normen.
Zweizonenmodell eines Raums: heiße Rauchschicht unter der Decke, kühle Luft darunter. Brandverlauf nach dem t²-Ansatz, Rauchschicht aus dem Plume, Temperatur nach McCaffrey, Quintiere und Harkleroad, Melder und Sprinkler über den Deckenstrahl nach Alpert, Vollbrand nach EN 1991-1-2. Alles vorausberechnet, mit dem Regler kannst du durch die Zeit springen.
Auf einen Blick
Was passiert
Die Ereignisse dieses Brandes, Klick springt zum Zeitpunkt.
So wird gerechnet
Mit den Werten am gewählten Zeitpunkt.
Formelsammlung
Ein Geschoss im Grundriss, Zelle für Zelle (50 cm). Wärme, Rauch, Sauerstoff und Kohlenmonoxid breiten sich aus, Möbel entzünden sich, Türen halten oder brennen durch, Sprinkler und Melder lösen aus, Menschen bemerken das Feuer und suchen den Weg nach draußen. Zeichne eigene Grundrisse oder ändere die Vorlagen.
Lage
Einsatzprotokoll
Was bisher passiert ist.
So wird gerechnet
Was jede Zelle in jedem Zeitschritt tut.
Vegetationsbrand auf 1,6 × 1 km Gelände (Zellen à 10 m). Die Ausbreitung folgt Rothermel: Brennstoff, Feuchte, Wind und Hangneigung bestimmen die Geschwindigkeit, das Feuer läuft als Ellipse mit dem Wind. Funkenflug springt über Hindernisse. Lege Schneisen, wirf Wasser ab oder zünde ein Gegenfeuer.
Lage
So wird gerechnet
An der Feuerspitze, mit den aktuellen Werten.
Brennstoffe
Modellwerte je Vegetation.
Feuerlöscher-Training: Brand wählen, Löscher wählen, zielen und sprühen (Maus oder Finger gedrückt halten). Das falsche Löschmittel kann alles schlimmer machen. Darunter: wie viele Löschmitteleinheiten ein Raum nach ASR A2.2 braucht.
Auswertung
Feuerlöscher nach ASR A2.2
Grundausstattung für Arbeitsstätten aus Grundfläche und Löschvermögen.
So wird gerechnet
Löschvermögen und Löschmitteleinheiten
Wie lange hält ein Bauteil? Brandraumtemperatur nach Einheits-Temperaturzeitkurve, Hydrokarbonkurve, Außenbrand, Schwelbrand oder als Naturbrand nach EN 1991-1-2 Anhang A. Erwärmung von Stahl (EN 1993-1-2), Abbrand von Holz (EN 1995-1-2) und Temperaturen im Stahlbeton (EN 1992-1-2).
Auf einen Blick
So wird gerechnet
Mit den Werten am gewählten Zeitpunkt.
Formelsammlung
Ein Gas strömt in einen Raum (Schnitt von der Seite). Leichte Gase steigen unter die Decke, schwere sammeln sich am Boden. Zwischen unterer und oberer Explosionsgrenze genügt ein Funke. Lüften, Leck schließen, Zündquelle verschieben und sehen, was passiert.
Auf einen Blick
So wird gerechnet
Explosionsgrenzen
Volumenanteil in Luft bei 20 °C und 1 bar.
Brandklassen (DIN EN 2)
Welcher Stoff brennt, entscheidet über das Löschmittel.
| Klasse | Was brennt | Geeignet |
|---|---|---|
| A | Feste, glutbildende StoffeHolz, Papier, Textilien, Kohle, viele Kunststoffe | Wasser, Schaum, ABC-Pulver, Fettbrandlöscher |
| B | Flüssige oder flüssig werdende StoffeBenzin, Öl, Lack, Alkohol, Wachs, Teer | Schaum, ABC- und BC-Pulver, CO₂ |
| C | GaseErdgas, Propan, Acetylen, Wasserstoff | ABC- und BC-Pulver; vorher Gaszufuhr schließen |
| D | MetalleMagnesium, Aluminiumspäne, Natrium, Lithium | Metallbrandpulver, trockener Sand; nie Wasser |
| F | Speiseöle und -fetteFritteuse, Pfanne, Großküche | Fettbrandlöscher, Deckel; nie Wasser |
Die frühere Brandklasse E (elektrische Anlagen) gibt es nicht mehr. Geeignete Löscher tragen den Hinweis, bis zu welcher Spannung und mit welchem Abstand sie eingesetzt werden dürfen (meist bis 1000 V, 1 m).
Feuerwiderstand und Baustoffe
Bauaufsichtliche Benennung und europäische Klassen.
| Benennung | Klasse | Bedeutung |
|---|---|---|
| feuerhemmend | R 30 / EI 30 | 30 min FeuerwiderstandDIN 4102: F 30; Türen T 30 |
| hochfeuerhemmend | R 60 / EI 60 | 60 mintragende Teile brennbar möglich, mit Brandschutzbekleidung |
| feuerbeständig | R 90 / EI 90 | 90 minwesentliche Teile nichtbrennbar; Brandwände zusätzlich M (Stoß) |
| nichtbrennbar | A1, A2 | trägt nicht zum Brand beiBeton, Stein, Mineralwolle, Gipskarton (A2) |
| schwerentflammbar | B, C | DIN 4102: B1z. B. bestimmte Holzwerkstoffe mit Schutzmittel |
| normalentflammbar | D, E | DIN 4102: B2Holz, die meisten Kunststoffe |
| leichtentflammbar | F | DIN 4102: B3im Bau nicht zulässig |
R = Tragfähigkeit, E = Raumabschluss, I = Wärmedämmung, M = mechanische Beanspruchung, s1 bis s3 = Rauchentwicklung, d0 bis d2 = brennendes Abtropfen.
Verhalten im Brandfall
Was die Simulationen zeigen, in Regeln übersetzt.
| 1 | Ruhe bewahren, Brand meldenNotruf 112: Wo? Was? Wie viele Verletzte? Warten auf Rückfragen. |
| 2 | Andere warnen, Gefährdete mitnehmenHausalarm auslösen, an Türen klopfen, nicht den Aufzug nehmen |
| 3 | Türen hinter sich schließenEine geschlossene Tür hält Rauch und Feuer Minuten lang auf (siehe Gebäudebrand) |
| 4 | Im Rauch tief bleibenUnten ist die Luft kühler, Sicht und Sauerstoff besser (siehe Raumbrand) |
| 5 | Löschen nur ohne EigengefährdungEntstehungsbrände: Löscher mit passender Brandklasse, mit dem Wind, von vorn nach hinten |
| 6 | Ist der Fluchtweg verraucht: im Raum bleibenTür schließen, Spalt abdichten, am Fenster bemerkbar machen |
Kennwerte für Menschen im Rauch
Übliche Grenzwerte im Brandschutzingenieurwesen.
| Größe | Grenze | Bedeutung |
|---|---|---|
| Rauchschicht | ≥ 2,5 m | raucharme Schicht über dem BodenZiel für Rettungswege (mindestens 2,0 m) |
| Sichtweite | ≥ 10 m | Orientierung in unbekannten Gebäuden5 m in kleinen, bekannten Räumen |
| Gastemperatur | ≤ 60 °C | Atemluft in KopfhöheSchmerz und Verbrennung der Atemwege darüber |
| Wärmestrahlung | ≤ 2,5 kW/m² | etwa 200 °C heiße Rauchschichtdarüber Verbrennungen in Sekunden bis Minuten |
| Kohlenmonoxid | FED < 0,3 | Dosis nach Purser1,0 = Handlungsunfähigkeit bei Durchschnittspersonen |
| Sauerstoff | ≥ 15 % | darunter Leistungsabfallunter 10 % Bewusstlosigkeit |
Alle Simulationen sind Lernmodelle mit vereinfachten, aber gängigen Korrelationen. Sie ersetzen keine Brandschutzplanung, keine Brandsimulation mit zugelassener Software (etwa FDS) und keine Unterweisung durch die Feuerwehr.