Untersuchungen zur Personensicherheit in rauchbelasteten

Untersuchungen zur Personensicherheit in rauchbelasteten
Rettungswegen –
Aufbau, Erprobung und Einsatz eines Extinktionsmessgerätes zur
Bestimmung der optischen Dichte von Rauch
Erik Franke, M.Sc.
IBExU Institut für Sicherheitstechnik, Freiberg/Sachsen, Deutschland,
[email protected] / [email protected]
Kurzfassung:
Die Erkennungsweite von Rettungszeichen in Flucht- und Rettungswegen ist von mehreren
Faktoren abhängig. Die optischen Eigenschaften – wie z. B. Streuung, Absorption und
Beugung – eines von Lichtstrahlung durchdrungenen Mediums hängen von der
extinktionsbeinflussenden Partikelgröße ab. Derzeit werden im Allgemeinen nur die Einflüsse
aufgrund der Rauchpartikelfreisetzung betrachtet und Einflüsse wie die Reizwirkung von
Pyrolyse- und Verbrennungsgasen sowie aktivierte Löschanlagen nicht berücksichtigt. Diese
werden in der Berechnung der Erkennungsweite nach dem Stand der Technik bisher nur
ungenügend abgebildet.
Hierzu wurde ein entsprechendes Extinktionsmessgerät entwickelt und bei
Realbrandversuchen eingesetzt. Diese Untersuchungen fanden im Rahmen des
Themenkomplexes „Untersuchungen zur Personensicherheit in rauchbelasteten
Rettungswegen“ – bestehend aus insgesamt drei studentische Abschlussarbeiten – statt. Es
wurden die Transmission, die Leuchtdichte von Rettungszeichen sowie die Partikelgrößenverteilung und die Konzentration repräsentativer toxischer und narkotisierender Gase
analysiert. In einem orientierenden Versuchsaufbau zur Erfassung der Transmission bei
ausgelösten Wasserlöschanlagen wurden Unterschiede zwischen den einzelnen
Löschanlagentypen in Hinblick auf die sichtbeeinträchtigenden Faktoren aufgezeigt.
1. Einleitung
Brandschutzkonzepte beschreiben u. a. die deskriptiven Anforderungen des Bauordnungsrechtes jeweils für ein konkretes Gebäude. Können dabei aus unterschiedlichen Gründen die
brandschutztechnischen Anforderungen des Bauordnungsrechtes nicht umgesetzt werden, sind
Kompensationslösungen für die daraus entstehenden Abweichungen zu entwickeln. Dabei
kann bspw. durch anerkannte Ingenieurmethoden des Brandschutzes die Einhaltung der
einschlägigen Schutzziele nachgewiesen werden. Die wichtigsten Kriterien sind hierbei die
Gewährleistung der Sicherheit von Flüchtenden, die Verhinderung der Ausbreitung von Feuer
und Rauch sowie die Ermöglichung von wirksamen Löschmaßnahmen (vgl. § 14 MBO) [1].
Eine zügige Entfluchtung kann z. B. durch eine gut sichtbare Rettungswegbeschilderung
unterstützt werden. Dabei ist die Erkennbarkeit der Rettungszeichen zur Orientierung im
Brandfall bei einsetzender Verrauchung ausschlaggebend.
Bei Abnahmeversuchen zur Überprüfung der Einhaltung der Schutzziele in einem zu
bewertenden Gebäude und im experimentellen Forschungsalltag ist eine quantitative
Erfassung der sichtbehindernden Rauchgasbestandteile sowie der sichtbeeinträchtigenden
Einflüsse bei der Auslösung von ortsfesten Wasserlöschanlagen nur eingeschränkt möglich.
Jin beschreibt empirische Gleichungen, die eine Verknüpfung von Extinktionskoeffizient K
und Erkennungsweite S von Rettungszeichen ermöglichen sollen [ 2 ]. Ein Ziel der
wissenschaftlichen Arbeit war es, eine Messapparatur zu entwickeln, mit der Messdaten in
einem Versuchsstand bei Realbränden zur Bestimmung des Extinktionskoeffizienten
gewonnen werden können. Weiterhin wurden Löschmittelauswurfvorrichtungen
verschiedener aktivierter Löschanlagentypen in Hinblick auf die Beeinflussung der
Sichtbarkeit von Rettungszeichen untersucht. In weiteren Masterarbeiten wurden die Daten
der Realbrandversuche zum Vergleich mit CFD - Modellen und zur Bestimmung des
kritischsten Schutzziels herangezogen [3] [4].
2. Eigenschaften des Brandrauchs
Grundsätzlich kann der Brandrauch in gas- und partikelförmige Komponenten eingeteilt
werden, wobei sich die hier näher zu betrachtenden partikelförmigen Anteile in flüssige und
feste Bestandteile untergliedern lassen. Die flüssigen Bestandteile sind vor allem Kondensate
von Wasser und höher siedenden Kohlenwasserstoffen infolge der Abkühlung im Plume und
Ceiling Jet [5]. Asche- und Rußpartikel sind die Hauptkomponenten der Feststoffe, die dispers
im Brandrauch und der eingemischten Luft verteilt sind.
Die Intensitätsschwächung von Licht bei der Durchdringung einer Rauchschicht bekannter
Weglänge L beruht hauptsächlich auf Absorption sowie Streuung und wird durch das
Lambert-Beer’sche-Gesetz (Gleichung (I)) beschrieben. Der Extinktionskoeffizienten K setzt
sich aus beiden Faktoren (Absorption Ka und Streuung Ks) zusammen (Gleichung (II)),
welche von der Wellenlänge des einfallenden Lichts abhängig sind.
 100 
I 

ln  0  ln 
(I)
(II)
K = Ka + Ks
τ i 
I 


=
K=
L
L
Nach Gall et al. tritt Absorption vor allem auf, wenn die Brandgase Absorptionsbanden im
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (380 nm…780 nm) aufweisen und wenn die
Partikelgrößen deutlich über der Wellenlänge des eingesetzten Lichts liegen [6]. Liegt die
Partikelgröße im Bereich der Wellenlänge, so tritt vor allem Mie-Streuung auf, welche eine
geringere Wellenlängenabhängigkeit als die Rayleigh-Streuung aufweist [6], bei der die
Partikel wesentlich kleiner als die Wellenlänge sind.
In der Literatur lassen sich viele verschiedene Größenangaben für Rauchpartikel finden.
Hagebölling et al. [7] geben einen allgemeinen Bereich zwischen 0,01 µm … 10 µm an,
wohingegen Bansemer et al. [8] Größen bis 40 µm anführen. In Tabelle 1 sind Werte aus
Untersuchungen von Bankston et al. [ 9 ] dargestellt, die einen wesentlich engeren
Größenbereich wiedergeben.
Tabelle 1: Partikelgrößen verschiedener Brandstoffe in Abhängigkeit zum zugeführten
Wärmestrom [9].
zugeführter
Teilchendurchmesser [µm]
Brandart &
Wärmestrom
Brandstoff
10 % Massenanteil
90 % Massenanteil
[kW/m²]
Verschwelung von
32
0,1
1,4
PUR (hart)
62
0,3
2,3
Verschwelung von
32
0,2
1,1
Holz
62
0,34
2,1
Verschwelung von
62
0,3
1,7
PVC (hart)
Flammenbrand von
25
0,1
1,2
Holz
Flammenbrand von
25
0,1
1,2
PVC (hart)
Untersuchungen zur Änderungen des Durchmessers der Partikel über die Zeit nach ihrer
Entstehung sind von Jin [ 10 ] vorgenommen worden. John [ 11 ] folgert daraus eine
Abhängigkeit der Teilchendurchmesser des Brandrauchs vom Zeitraum ihrer Entstehung bis
zur Messung und von der Konzentration der Teilchen.
3. Eigenschaften von Wassernebel
Wassernebellöschanlagen lassen sich in Hochdruck- und Niederdruck-Wassernebel sowie
Wassernebel aus Zweistoffdüsen, bei dem das Wasser durch einen Luft- oder Inertgasstrom
zerstäubt wird, einteilen. Der Druckbereich bis zu 12,5 bar charakterisiert den Niederdruck-,
Überdrücke ab 35 bar den Hochdruckbereich. Schremmer [12] gibt die Tropfengrößen mit
5…200 µm für die einzelnen Löschanlagentypen an. Aufgrund der gegenüber Sprinklern
kleineren Tropfen verdunstet und verdampft ein größerer Teil des Wasser bereits vor dem
Auftreffen auf den Brandherd, sodass hier der Kühleffekt nicht nur das Brandgut selbst
betrifft, sondern bereits in der Reaktionszone und an den Grenzflächen zwischen Flamme und
Brandrauchströmung auftritt, was von Kunkelmann eingehend beschrieben wird [13].
Allerdings beeinträchtigen besonders die Feinanteile, die vermehrt bei Zweistoff und
Hochdruck-Wassernebel entstehen, durch klassische geometrische Streuung des Lichts die
Sicht und somit auch die Erkennungsweite von Rettungszeichen. Dieser Aspekt wird durch
die derzeitige Messtechnik nur ungenügend berücksichtigt, sodass die Konzipierung des zu
entwickelten Messgerätes die Extinktion durch Wasserlöschanlagen einbezog.
4. Messgerät zur Bestimmung der Extinktion
Zur messtechnischen Erfassung der Transmissionsabnahme infolge des Eintritts von
Brandrauch in das Messvolumen zwischen Sender und Empfänger wurde ein Laserkollimator
mit einer Wellenlänge von 638 nm Wellenlänge (im roten Bereich des sichtbaren Lichts) als
Messlichtgeber sowie eine Photodiode mit einer dem menschlichen Auge angepassten
Empfindlichkeit als Empfangsmodul eingesetzt. Beide Bauteile wurden mit einer Luftspülung
ausgerüstet, um impulsarm die Optiken vor Verschmutzungen und Kondensatniederschlägen
zu schützen.
In normativen Regelwerken wird meist polychromates Licht zur Quantifizierung der
optischen Dichte durch Rauchpartikelfreisetzung angewendet. Die Abhängigkeit der Brandart
und der damit einhergehenden Veränderungen des Extinktionskoeffizienten aufgrund des
veränderten Rußanteils im Brandrauch von PUR-Weichschaumplatten und SperrholzSandwichplatten untersuchten Bansemer et al. [8]. Eine Übereinstimmung des
Extinktionskoeffizienten zwischen der Messung mit polychromaten und monochromaten
Licht (λ = 632 nm) ist nur während der flammenden Verbrennung gegeben. Das LambertBeer’sche Gesetz – also auch der Extinktionskoeffizient K – gilt jedoch streng genommen nur
für eine bestimmte Wellenlänge (monochromatisch) und nicht für einen Wellenlängenbereich.
Dies ruft einen Widerspruch für die Berechnung der Erkennungsweite hervor, die für den
gesamten sichtbaren Bereich angewandt wird, wie Neske [14] informiert.
Für Messgeräte mit einer Arbeitswellenlänge von 880 nm (nahes IR) ist bekannt, dass bei
einer Partikelbeladung von 50 mg/m³ der Luft mit Partikeln des Durchmessers 2…5 µm ein
Unterschied der Transmissionswerte von ∆τ = 3 % auftritt. Dabei divergieren die jeweiligen
Graphen untereinander mit zunehmender Staubkonzentration, sodass sich die Abweichungen
mit der Partikelkonzentration erhöhen [15]. Dieser Umstand zeigt, wie wichtig die Kenntnis
der Partikelgrößenverteilung und die daraus folgenden Rückschlüsse für die Wellenlänge des
Messlichtgebers sind.
5. Validierung des Messgerätes
Zur Validierung des Messgerätes wurden Grauwertfilter, getönte Plexigläser verschiedener
Farbigkeit und Glycolnebel, wie er oft bei Heißrauchversuchen zum Einsatz gebracht wird,
verwendet. In einigen Realbrandversuchen erfolgten im Anschluss vergleichende Messungen
zwischen der entwickelten Laserlichtmessstrecke und einem in der Normung verwendeten
Messgerät mit polychromatem Licht.
Die zum Einsatz gebrachten Grauwertfilter hatten eine nominelle optische Dichte von
D = 0,15; 0,6 und 1 bei einer Wellenlänge von 546 nm. Mit diesen Gläsern wurden insgesamt
63 Messungen durchgeführt. Die Abweichungen gegenüber dem Referenzmessgerät lassen
sich, wie in Tabelle 2 folgt, darstellen:
Tabelle 2: Messwerte und Differenzen zwischen dem Messgerät mit poly- und monochromaten Licht bei Grauwertfiltern.
Filterdichte
Transmission polyTransmission monoDifferenz [%]
D bei 546 nm
chromatisch [%]
chromatisch [%]
0,15
68,27
67,77
0,5
0,6
22,10
22,40
-0,3
1
8,80
9,63
-0,83
Um eine kostengünstige und robuste Alternative zu den Grauwertfiltern bereitzustellen,
wurden getönte Plexiglasscheiben mit poly- und monochromatem Licht auf ihre
Einsatztauglichkeit zur Kalibrierung untersucht. Dazu wurden die Gläser in den Strahlengang
der Lichtmessstrecken eingebracht und die Messwerte computergestützt aufgenommen. Es
wurden ein farbloses Plexiglasmuster mit 92 % Transmission und drei graue Plexiglasmuster
mit Transmissionen von 71 %, 55 % und 21 % ausgewählt. Weiterhin wurden die einzelnen,
baugleichen monochromaten Lichtmessstrecken mit einer Wellenlänge von 638 nm
miteinander verglichen, um die Toleranzen zwischen den Messstrecken zu quantifizieren und
eine mögliche Abweichung durch Strahldivergenz bei unterschiedlichen Abständen zwischen
Sender und Empfänger ausschließen zu können. Die dabei generierten Werte konnten für die
einzelnen Gläser zu Kalibrierwerten zusammengefasst werden.
Anschließend wurden alle Lichtmesssysteme in einem abgetrennten Bereich des
Versuchsstandes gleichzeitig mit Glycolnebel beaufschlagt und das Auflöseverhalten des
Nebels mittels der Messsysteme beobachtet. Wie Abbildung 1 zeigt, sind die Abweichungen
vom IR-Messgerät mit einer Wellenlänge von 880 nm (Sick) gegenüber den übrigen zum
Einsatz gekommen Messsystemen am größten. Bei einer Transmission von 56 % beträgt die
Differenz maximal 25,5 %. Die entwickelten Messstrecken mit monochromaten Licht
(FB-T-3, FB-T-5, FB-T-8) weisen hingegen bei einer Transmission von 60 % maximal
Abweichungen von 2…3,5 % Transmission zum Referenzmessgerät mit polychromaten Licht
(Maurer) auf.
100
90
Transmission [%]
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Zeit [min]
FB-T-8
FB-T-5
FB-T-3
Messstrecke_Maurer
Messstrecke_Sick
Abbildung 1: Messkurven der Transmission der einzelnen Messgeräte
Somit lässt sich feststellen, dass mit Messgeräten einer Arbeitswellenlänge größer der oberen
Grenze des sichtbaren Bereichs (ca. 780 nm) teilweise erhebliche niedrigere Transmissionen
und somit höhere optische Dichten ermittelt werden. Für die neu errichteten
Messapplikationen zeigten sich lineare Abhängigkeiten zum Referenzmessgerät, wie
Abbildung 2 darstellt.
100
90
Transmission [%]
80
70
τM = 1,02 τL8 + 0,33
60
τM = 1,03 τL3 + 0,68
50
τM = 1,01 τL5 + 0,52
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Transmission [%]
FB-T-8
FB-T-5
FB-T-3
Abbildung 2: Näherungsfunktionen der einzelnen Lichtmessstrecken mit monochromatem
Licht zum Referenzmessgerät mit polychromatem Licht
Während einiger Realbrandversuche wurden Referenzmessungen mit polychromatem Licht
durchgeführt. Dabei konnte für die frühe Brandentwicklungsphase – bevor die Optik des
Referenzmessgerätes zu stark verrußte – besonders für flüssige und flüssigwerdende
Brandstoffe eine lineare Abhängigkeit zum Laserlichtextinktionsmessgerät festgestellt
werden. Die maximalen Abweichungen bei unhomogenisiertem Brandrauch lagen
zwischen -8 % und +6,5 %, wobei die Divergenzen zu erheblichen Teilen auf die
unterschiedlichen Aufstellungsorte und die daraus resultierenden ungleichen Turbulenzen der
Messapplikationen zurückzuführen waren, die aus messtechnischen Gründen nicht weiter
beeinflusst werden konnten.
6. Ergebnisse
Im nachgebildeten Rettungsweg des Realbrandversuchsstandes wurden u. a. hinterleuchtete
Rettungszeichen installiert, deren Leuchtdichte im Vorfeld in einer Dunkelkammer und im
eingebauten Zustand bei Versuchsbedingungen hinsichtlich der Umgebungsbeleuchtung
gemessen worden war. Während der Brandversuche wurden sie in Hinblick auf ihr
Kontrastverhalten bei Brandraucheinfluss untersucht. Hierzu wurde der hellste (weiß Lz) und
der direkt daneben liegende dunkelste Punkt (grün Lh) auf der Sichtzeichenoberfläche
gewählt, um in einem Intervall von 3 min manuell die Leuchtdichte aufzunehmen. Dabei
stellte sich heraus, dass es trotz gleicher Leuchtmittel und ähnlicher Herstellerangaben zur
Erkennungsweite erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen Rettungszeichen bei den
gemessenen Leuchtdichten und den daraus berechneten Kontrasten C gab (Gleichung (III)).
(III)
 L − Lh 

C =  z
 Lh 
Die Messergebnisse weisen auf eine Korrelation zwischen der gemessenen Leuchtdichte (Lz)
und der gemessenen optischen Dichte (FB-OD-8) hin, wie Abbildung 3 beispielhaft für den
Abbrand von Polyurethan -Schaum (PUR) zeigt.
0
0,8
200
0,6
400
0,4
600
0,2
800
0
0
300
600
900
1200
1500
Leuchtdichte [cd/m²]
optische Dichte [m -1]
1
1000
1800
Zeit nach Zündung [s]
FB-OD-8
Lz
Abbildung 3: optische Dichte und Leuchtdichte des Piktogramms über der Zeit während des
Abbrandes von PUR (Brandversuch V21).
Ausschlaggebend für die Erkennung von Objekten ist jedoch der Kontrast. Für einen großen
Teil der Versuche war auffällig, dass – wie bei Neske [14] beschrieben – dieser bei einsetzender Verrauchung zunahm und danach rapide sank. Abbildung 4 zeigt, dass eine Abhängigkeit
zwischen optischer Dichte und Kontrast (SZ-8) vorlag, diese jedoch nicht so signifikant wie
die Abhängigkeit zwischen optischer Dichte und Leuchtdichte ist.
0
0,6
2
0,4
4
0,2
6
8
1800
0
0
300
600
900
1200
Kontrast [-]
optische Dichte [m -1]
0,8
1500
Zeit nach Zündung [s]
FB-OD-8
SZ-8
Abbildung 4: optische Dichte und Kontrast des Rettungszeichens über der Zeit während des
Abbrandes von PUR (Brandversuch V21).
80
0,8
70
0,7
60
0,6
50
0,5
40
0,4
30
0,3
20
0,2
10
0,1
0
0
300
600
900
1200
1500
optische Dichte [m -1]
Konzentration [ppm]
Weitere Ergebnisse der Untersuchungen von Zusammenhängen zwischen den zeitlichen Verläufen der gemessenen Gaskonzentrationen und der optischen Dichte stellen sich wie folgt
dar. Aus Abbildung 5 wird deutlich, dass die Ergebnisse für flüssige und flüssigwerdende
Brandstoffe auf eine lineare Korrelation zwischen der Kohlenmonoxid (CO)-Konzentration
und der optischen Dichte hindeuten. Im Gegensatz zum Glutbrand von Feststoffen, kommt es
gegen Ende des Abbrandes bei diesen Brandstoffen zu keiner erhöhten CO-Ausbeute. Für
andere Gase konnte eine derartige Abhängigkeit der beiden Größen Konzentration und optische Dichte nicht nachgewiesen werden.
0
1800
Zeit nach Zündung [s]
FTIR-CO
FB-OD-5
Abbildung 5: CO-Konzentration und optische Dichte über der Zeit beim Abbrand von PUR
(Brandversuch V21).
Die im Rettungsweg in einer Rußpartikelfalle aufgenommenen Rußteilchen wurden einer
Partikelgrößenanalyse zugeführt, bei der das 10 %-Quantil zu x10 = 1,5 µm und das
90 % -Quantil zu x90 = 39,2 µm bestimmt werden konnten. Diese Messwerte stellen dabei
Mittelwerte über mehrere Versuche dar und liegen in dem von Bansemer et al. angegebenen
Bereich [8].
Weitere Erkenntnisse konnten zur Beeinflussung der optischen Dichte durch ausgelöste
Wasserlöschanlagen gewonnen werden. Zwischen den einzelnen Anlagentypen bestehen dabei
zum Teil erhebliche Unterschiede, wie das folgenden Diagramm über den zeitlichen Verlauf
der optischen Dichte für Nieder-(ND) und Hochdruck-(HD)Wassernebel, sowie für
Wassernebel aus Zweistoffdüsen und Feinsprühsprinkler in der Abbildung 6 zeigt. Dabei ist
der Ein- und Ausschaltpunkte der Löscharmaturen jeweils durch vertikale Linien
gekennzeichnet. In der darunter befindlichen Tabelle 3 sind die Mittelwerte der optischen
Dichte im Zeitraum zwischen Ein- und Ausschalten aufgeführt.
0,6
optische Dichte [m -1]
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
20
40
60
80
100
Zeit [s]
ND
HD
Zweistoff
Feinsprüh
Abbildung 6: zeitliche Verläufe der optischen Dichte bei ausgelösten Wasserlöschanlagen.
Tabelle 3: Mittelwerte der optischen Dichten bei ausgelösten Wasserlöschanlagen.
DL NiederdruckDL HochdruckDL Wassernebel aus
DL FeinsprühWassernebel [m-1]
Wassernebel [m-1]
Zweistoffdüsen [m-1]
sprinkler [m-1]
0,08
0,50
0,21
0,04
7. Schlussfolgerungen
Böttger [3] stellte unter Nutzung der Daten der gleichen Versuche fest, dass das Schutzziel der
optischen Dichte das vulnerabelste bei der flammenden Verbrennung ist. Somit kommt dem
Einsatz geeigneter Messtechnik zur Bestimmung der Transmission eine besondere Bedeutung
zu. Durch den unmittelbaren Vergleich dreier Messgeräte mit unterschiedlichen Wellenlängen
während der Validierungsuntersuchungen konnten die Abweichungen zwischen den einzelnen
Geräten aufgrund ihrer spektralen Merkmale verdeutlicht werden.
Es wurden Korrelationen zwischen der optischer Dichte und der Leuchtdichte von
Rettungszeichen herausgearbeitet. In diesem Bereich gilt es, die Forschungsbemühungen zu
intensivieren, da im Fokus des Nachweises der Personensicherheit nicht die optische Dichte
im eigentlichen Sinne, sondern die Erkennungsweite von Rettungszeichen steht. Ein weiteres
Forschungsfeld wurde durch die Experimente zur Messung der optischen Dichte bei
verschiedenen Wasserlöschanlagentypen aufgezeigt. In der Regel wird aufgrund fehlender
simulativer Möglichkeiten der Einfluss von Löschanlagen auf die Erkennungsweite von
Rettungszeichen völlig vernachlässigt. Die Experimente haben jedoch gezeigt, dass bereits
ohne Brandraucheintrag das Schutzzielkriterium optische Dichte lokal nicht eingehalten
werden kann.
Da es keinen direkten physikalischen Zusammenhang zwischen der optischen Dichte und der
Erkennungsweite von Rettungszeichen gibt, sollten die aufgezeigten möglichen Korrelationen
zwischen der Leuchtdichte und der optischen Dichte näher untersucht werden.
In Anbetracht der aufgezeigten Einflussfaktoren auf die Erkennungsweite von Rettungszeichen empfiehlt es sich, diese möglichst in einem Anhaltswert zu bündeln. So ist es denkbar,
ein Bewertungssystem ähnlich dem F - Modell aus Hosser [16] für die Beurteilung der Sichtverhältnisse zu erstellen. Mögliche Eingangsparameter könnten dabei sein:
• Extinktion des Brandrauches abhängig von der Brandart (Verschwelung / flammende Verbrennung)
• mögliche reizende Brandrauchbestandteile aufgrund des Brandstoffes
• Einfluss von Löschanlagen
• Sichtbehinderung durch Tropfen (Tropfengrößenverteilung und Schwarmdichte)
• bei der Brandbekämpfung entstehender Wasserdampf, der bei Abkühlung als
Nebel kondensiert
• eingesetzte Sichtzeichentypen und deren Größe (beleuchtet / nachleuchtend /
hinterleuchtet)
• Kontrast der Zeichen
• Umgebungsbeleuchtung
Folglich wäre ein Erkennungsweitenbeiwert zur Berücksichtigung dieser aufgezählten Faktoren bei der Erkennungsweitenberechnung von Interesse. Wie dieser Beiwert jedoch auszugestalten ist, muss durch weitere Forschung auf diesem Gebiet noch geklärt werden.
Der weitgehend bekannte Sachverhalt, dass die Anordnung von Rettungswegkennzeichnungen im Deckenbereich kritisch zu hinterfragen ist, konnte durch das bei den
Brandversuchen gewonnene Foto-, Video- und Datenmaterial eindrucksvoll belegt werden.
Gerade in Bereichen mit niedriger Deckenhöhe ist daher ein grundsätzliches Umdenken
notwendig.
Literatur:
[1]
IS-ARGEBAU; Musterbauordnung, Bauministerkonferenz, November 2002, zuletzt
geändert am 21.09.2012
[2]
Jin T.; Studies of Emotional Instability in Smoke from Fires, Journal of Fire and
Flammability, Vol. 12, Tokyo 1981
[3]
Böttger A.; Untersuchungen zur Personensicherheit in rauchbelasteten Rettungswegen,
unveröffentlichte Masterarbeit, Magdeburg, Februar 2014
[4]
Wiezorek M.; Untersuchungen in rauchbelasteten Rettungswegen – Anwendung der
CFD Software FDS zur Quantifizierung der Personensicherheit in horizontalen Rettungswegen, unveröffentlichte Masterarbeit, Magdeburg, März 2014
[5]
Bayrisches Landesamt für Umwelt; Schadstoffe bei Brandereignissen, Umweltwissen
– Schadstoffe, Augsburg, Oktober 2013,
URL: http://www.lfu.bayern.de/umweltwissen/doc/uw_15_brandereignisse.pdf am
04.03.2014 um 12:30 Uhr
[6]
Gall D., Bieske K., Kokoschka S.; Evaluierung von Sicherheitsleitsystemen in Rauchsituationen, Forschungsbericht, Fachgebiet Lichttechnik der Technischen Universität IImenau, Lichttechnisches Institut Universität Karlsruhe, 2003
[7]
Hagebölling D. et. al; Taschenbuch betrieblicher Brandschutz, Vulkan-Verlag Essen,
1999
[8]
Bansemer B., Paschen C., Wittbecker F.-W.; Rauchkenndaten als Eingabeparameter
für CFD- basierte Sichtweitenberechnungen im Brandfall, vfdb-Zeitschrift 2/2007, 56. Jahrgang, Verlag W. Kohlhammer, Stuttgart 2007
[9]
Bankston C. P. et al; Aspects of the mechanisms of smoke generation by burning materials. Combustion and Flame. No. 41, 1981
[10] Jin T.; Decrease of smoke density, Part 1, decrease of smoldering smoke with time,
Report of Fire Research Institute of Japan, serial Nr. 40, 1975
[11] John R.; Forschungsbericht 50 „Ermittlung der erforderlichen Luftvolumenströme zur
Verdünnung von Brandrauch auf ein die Gesundheit und Sichtbarkeit in Rettungswegen gewährleistendes Maß; Teil 2: optische Brandrauchdichte“, Forschungsstelle für Brandschutztechnik an der Universität Karlsruhe, Karlsruhe Dezember 1983
[12] Schremmer U.; stationäre automatische Wassernebellöschanlagen, Köln,
URL: http://www.schadenprisma.de/sp/SpEntw.nsf/3aa4f805e74f3cd5c12569a0004f2eac/046
93677b8d61cacc12569dc0050c16e?OpenDocument am 04.03.2014 um 12:00 Uhr
[13] Kunkelmann J.; Forschungsbericht 149 „Brandschutz in Genlaboren – Einsatz von
Wassernebel- und Gaslöschanlagen Teil 1“, Forschungsstelle für Brandschutztechnik am KIT,
Karlsruhe Oktober 2010
[14] Neske M.; Untersuchungen zur Sichtbarkeit im Brandrauch – Entwicklung eines
Messverfahrens zur Bestimmung der optischen Dichte und Sichtbarkeit in verrauchter Umgebung mittels digitaler Bildauswertung, unveröffentlichte Masterarbeit am IdF Sachsen-Anhalt,
Heyrothsberge April 2005
[15] Sick; Staubmessgerät FW 56-I, Betriebsanleitung, Sick AG, Reute
[16] Hosser D.; Leitfaden – Ingenieurmethoden des Brandschutzes, Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.V. (vfdb), TB 04-01, 3. Auflage, 2013