Zum Brandverhalten von Kabeltrassen im Zwischendeckenbereich

Die brandschutztechnische Bemessung von Unterdecken, die Leitungsanlagen von Rettungswegen trennen, erfolgt derzeit auf Grundlage der Einheits-Temperaturzeitkurve. Diese Temperaturzeitkurve kann den Temperaturverlauf eines Raumbrandes auf sicherer Seite liegend wiedergeben, berücksichtigt jedoch nicht die Randbedingungen eines Brandes im Zwischendeckenbereich, der im Vergleich zur Grundfläche eine geringe Höhe und aufgrund der baulichen Trennung geringe Zuluftflächen aufweist. 
Um die Möglichkeit zu eröffnen, die bauordnungsrechtlichen Anforderungen zukünftig überarbeiten zu können, wird in dieser Arbeit das Brandverhalten von Kabeltrassen, als wesentliche Brandlast, im Zwischendeckenbereich unter Berücksichtigung der spezifischen Randbedingungen nähergehend untersucht. Hierzu werden neben kleinskaligen Versuchen am Cone-Kalorimeter auch die Ergebnisse von 14 in einem selbst entwickelten mittelskaligen Versuchsaufbau durchgeführten Brandversuche herangezogen. In diesen mittelskaligen Versuchen werden neben den Ventilationsbedingungen auch die Beflammungsdauer und die Art der Kabelanordnung variiert und es wird gezeigt, dass sich das Brandverhalten im Zwischendeckenbereich vom Brand in Räumen unterscheidet. So kann im Brandraum ein unterventiliertes Brandregime eintreten, obwohl die vorhandenen Öffnungsflächen für ein Raumbrandszenario mit Holzbrandlasten ein brandlastgesteuertes Brandregime gewährleisten.
 Um die in den Brandversuchen erzielten Ergebnisse auf eine breitere Basis zu stellen, wird auf Grundlage des Brandsimulationsmodells FDS ein Pyrolyse-gekoppeltes Partikelmodell zur Prognose der Brandausbreitung von elektrischen Leitungen entwickelt. Hierbei wird jede einzelne elektrische Leitung als ein Satz ortsfester Partikel betrachtet und die strömungstechnische Interaktion dieser Partikel mit der Gasphase berücksichtigt. Das Modell berechnet für die Isolierstoffe der elektrischen Leitung die Freisetzung von brennbaren Gasen unter Berücksichtigung der Reaktionskinetik der thermischen Zersetzung. Die hierfür erforderlichen Eingabeparameter wurden mittels inverser Modellierung aus den temperaturabhängigen Verläufen von durchgeführten TGA-Versuchen ermittelt. 
Das entwickelte Modell wird anhand der durchgeführten Brandversuche und weiterer Versuche aus der Literatur für die horizontale und vertikale Brandausbreitung von elektrischen Leitungen validiert und ist geeignet das Brandverhalten für unterventilierte Brände zu berechnen. Es wird genutzt, um u.a. den Einfluss unterschiedlicher Ventilationskonfigurationen und der Stromwärme auf das Brandverhalten zu untersuchen. Darüber hinaus wird das Modell für die Berechnung eines Brandes im Zwischendeckenbereich eines notwendigen Flures mit einer Länge von 35 m unter Berücksichtigung realitätsnaher Zuluftbedingungen angewendet. 
Die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen werden abschließend ausgewertet und hieraus Empfehlungen für die Praxis abgeleitet. In Abhängigkeit der anlagentechnischen Brandschutzmaßnahmen zur Brandfrüherkennung wird ein Bemessungsbrand für die brandschutztechnische Bemessung von Unterdecken entwickelt.