Systematik für ein Sicherheitskonzept zum Nachweis der Personensicherheit in Versammlungsstätten im Brandfall
Die Personensicherheit im Brandfall stellt ein zentrales Schutzziel im Brandschutz dar. Bei bauordnungsrechtlich konformen Gebäuden und geregelten Sonderbauten ist die Erfüllung des Schutzziels sichergestellt, wenn die bauordnungsrechtlichen Anforderungen der jeweils geltenden einschlägigen Verordnungen oder Richtlinien eingehalten werden. Auch wenn das Vorgehen gesellschaftlich akzeptiert ist, enthalten die bauordnungsrechtlichen Anforderungen impliziert Sicherheitsmargen, die nicht quantifiziert sind. Das Sicherheitsniveau und die Versagenswahrscheinlichkeit für die Personen im Brandfall sind somit unbekannt. Bei komplexen baulichen Anlagen wird in vielen Fällen bei der Dimensionierung und der Gestaltung von Rettungswegen von bauordnungsrechtlichen Anforderungen abgewichen. In der Praxis werden bei komplexen baulichen Anlagen im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes leistungsorientierte Nachweise mit Ingenieurmethoden des Brandschutzes angewendet. Leistungsorientierte Nachweise haben keinen rechtlichen Anspruch auf Anerkennung und weisen keine standarisierten Rahmenbedingungen auf. Ihre Anwendung bedarf der Genehmigung und bringt Einzelfalllösungen mit sich, die nicht auf andere Gebäude(-nutzungen) übertragen werden können. Der leistungsorientierte Nachweis der Personensicherheit wird bisher nicht einheitlich angewendet und geprüft. Insbesondere dann nicht, wenn verschiedene Modelle und Verfahren sowie Leistungskriterien und Grenzwerte der Ingenieurmethoden des Brandschutzes angewendet werden. Diese Dissertation setzt hier an und zielt auf eine gesicherte Grundlage für den leistungsorientierten Nachweis der Personensicherheit im Brandfall ab. Es wird eine einheitliche Systematik für ein Sicherheitskonzept für die Personensicherheit entwickelt. Dabei wird der neueste Stand der Erkenntnisse der Ingenieurmethoden des Brandschutzes berücksichtigt und gleichzeitig das derzeit vorhandene Sicherheitsniveau quantifiziert. Der Fokus dieser Dissertation liegt auf Versammlungsstätten, bei denen sich eine Vielzahl ortunkundiger Personen aufhalten
und bei denen ein leistungsorientierter Nachweis der Personensicherheit bei Abweichung von bauordnungsrechtlichen Anforderungen im Regelfall erfolgt. Zunächst wird ein kurzer Überblick über bauordnungsrechtliche Anforderungen gegeben, die das Schutzziel der Personensicherheit konkretisieren. Weiterhin werden die Verfahren und Modelle der Ingenieurmethoden des Brandschutzes vorgestellt und die verwendeten Methoden der Zuverlässigkeitstheorie sowie
Risikomethoden beschrieben. Damit ist es möglich, die Versagenswahrscheinlichkeit der Personensicherheit im Brandfall zu berechnen. Darauf aufbauend werden exemplarische Gebäudekubaturen entworfen und geeignete stochastische Modelle für Eingangsparameter des leistungsorientierten Nachweises festgelegt. Das Sicherheitsniveau bauordnungsrechtlich konformer Versammlungsstätten wird anschließend für drei Nachweisebenen quantifiziert. Anschließend wird gezeigt, welchen Einfluss Abweichungen bei der Rettungsweggestaltung haben
und wie sich Kompensationsmaßnahmen auf das Sicherheitsniveau auswirken. Abschließend werden Sicherheitselemente systematisch hergeleitet, die für den leistungsorientierten Nachweis in Versammlungsstätten genutzt werden können und zur Einhaltung eines einheitlichen und quantifizierten Sicherheitsniveaus führen. Die Ergebnisse leisten einen wissenschaftlichen Beitrag zur standardisierten Vorgehensweise für die praxisnahe Anwendung und zur behördlichen Prüfung von leistungsorientierten Nachweisen. Damit wird ein weiterer Schritt hin zu einem Sicherheitskonzept für die Personensicherheit im Brandfall erreicht.
The main objective of fire protection engineering is to safe occupant’s life in case of fire. Buildings that comply with building code requirements obtain this objective. The approach implying that occupants in a building are safe if the building codes requirements for e. g. the escape routes are followed. Even if this is socially accepted, the building code requirements implicitly contain safety margins that are not quantified yet. Therefore, the safety level and the probability of failure for occupants are unknown. For complex structures and multifunctional building uses, dimensioning and designing of escape routes often deviates from the requirements. In those cases performance based design methods for fire safety are used. The performance-based design methods have no legal claim to approval and do not have a standardized framework. Their application requires administrative approval and leads to individual solutions that cannot be transferred to other buildings. The performance-based design methods for fire safety have not been applied and tested uniformly so far. Especially not in cases in which different fire or
evacuation models, performance criteria and limit values of the fire engineering methods are applied.
This thesis aims for reliable and standardized basis for the performance-based design methods for fire safety. An uniform system for life safety concept is developed. The latest knowledge of fire engineering methods is taken into account and the currently existing safety level is quantified. The focus of this thesis is on assembly halls, where a large number of occupants are present and where deviations from the requirements of the building code causes the application of performance based design methods. First, a short overview of building code requirements is given, which concretize the objective of fire safety. Furthermore, different models of the fire engineering methods are presented. Also reliability and risk methods are described. This makes it possible to calculate the failure probability of fire safety. Based on this, exemplary assembly halls are designed and suitable stochastic models for input parameters are determined. The safety level of the assembly halls is quantified for three verification levels. Subsequently, the influence of deviations in escape route design and the effect of compensation measures on the safety level are shown. Finally, safety elements are systematically derived that can be used for performance based design methods. They ensure a uniform and previously calculated safety level. The results make a scientific contribution to the standardized procedure and practical application of performance-based design methods. This is a further step towards a safety concept for fire safety.
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