Lehre & Forschung

Seit 2010 besteht ein Lehrauftrag der Hochschule Magdeburg/Stendal im Studiengang „Sicherheit und Gefahrenabwehr“ für das Lehrgebiet Brandsimulation. Die Lehrveranstaltungen „Einführung in die Brandsimulation“ sowie „Brandsimulation mit FDS“ finden jeweils halbjährlich statt.

Einführung in die Brandsimulation

Die Studierenden lernen verschiedene Methoden zur Simulation von Bränden kennen. Anhand von Anwendungsbeispielen werden sie befähigt, Zusammenhänge zwischen den Schutzzielen, den geeigneten Nachweismethoden und den nachzuweisenden Leistungskriterien herzustellen. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, Brandszenarien und Bemessungsbrände herzuleiten und zu bewerten. Es werden Voraussetzungen geschaffen, computergestützte Simulationsmodelle unter Anleitung anzuwenden. Eine selbstständige Vertiefung im Selbststudium wird ermöglicht.

Brandsimulation mit FDS

Themen zu den Methoden des Brandschutzingenieurwesens werden anhand von Anwendungsbeispielen wiederholt. Schwerpunkt der Lehrveranstaltung ist die vertiefte Anwendung des Feldmodells. Die Studierenden werden in die Lage versetzt Brandsimulationen einzusetzen, um ingenieurtechnische Fragestellungen zu beantworten. Die Diskussion von Validierungsbeispielen trägt zum Verständnis der Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen von Simulationsmodellen bei. Zur Analyse und Visualisierung der aus den Simulationen gewonnenen Daten wird die Programmiersprache Python mit den Modulen Pandas und Matplotlib kennengelernt.

Im Rahmen der EIPOS-Fachfortbildungen referieren wir zum Themengebiet Räumungsberechnungen.

Das Seminar vermittelt grundlegende Kenntnisse über Räumungsberechnungen aus der Perspektive der praktischen Anwendung. Im Rahmen dessen werden die theoretischen Grundlagen erörtert, die zu den normativen Regelungen und den Computerberechnungsprogrammen geführt haben. Darüber hinaus werden die Beziehungen zwischen der Personenzahl, der Rettungsweglänge, der Breite von Ausgangsbereichen sowie der Evakuierungszeit aufgezeigt.

Im Rahmen des Postgradualstudiums „Toxikologie und Umweltschutz“ an der Universität Leipzig referieren wir zum Thema „Brände als Schadstoffquellen – Indoor- und Outdoorbelastungen“.

Den Studierenden wird die Gefährdung durch Brandrauch aufgezeigt. Im Rahmen dessen werden die thermischen und toxischen Wirkungen diskutiert. Zudem werden mathematische und physikalische Modelle zur Simulation der Rauchausbreitung und Folgenabschätzung vorgestellt.

Ziel: Ermittlung der Leckrate von brandschutzrelevanten Türen zur leistungsbezogenen Nachweisführung

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Prüfung der Dichtheit von Rauchschutztüren in Bestandssituationen – Untersuchung und Bewertung eines adaptierten Prüfverfahrens in Anlehnung an DIN 18095-2:1991-03 (siehe auch Artikel im FeuerTrutz Magazin)

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Erkennbarkeit von Leuchten und Rettungszeichenleuchten unter Rauchbelastung
• Untersuchung zur Personensicherheit in rauchbelasteten Rettungswegen – Aufbau, Erprobung und Einsatz eines Extinktionsmessgerätes zur Bestimmung der optischen Dichte von Rauch
• Untersuchung zur Personensicherheit in rauchbelasteten Rettungswegen
• Rauchbelastung in Rettungswegen – Optische Dichte und Schadstoffdosen
• Bestimmung der Rauchpartikelausbeute im Cone Calorimeter
• Rauchausbeuten – Untersuchungen von Abhängigkeiten und Einflussparametern

BMBF-Forschungsvorhaben: BEmessungsbrandsimulationen in Schienenfahrzeugen mittels KI-basierter Daten (BESKID)

Ziel: Validierung der Methoden zur Erarbeitung von Bemessungsbränden für Schienenfahrzeuge des Personenverkehrs anhand realmaßstäblicher Brandversuche 

Veröffentlichungen:

• Osburg, M., Troff, A.: Lateral flame spread on PMMA in vertical orientation, Nordic Fire & Safety Days, June 18-19, 2024, Lund, Sweden, https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1869356
• Mehr Informationen unter: BESKID-Forschungsprojekt 

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Visualisierung von Brand- und Personenstromsimulationen - Generierung von ASET-, RSET- und Differenzkarten
• Untersuchungen zur Personensicherheit in rauchbelasteten Rettungswegen - Anwendung der CFD Software FDS zur Quantifizierung der Personensicherheit in horizontalen Rettungswegen
• Evakuierungsberechnungen als Bestandteil der Risikoanalyse zur Erstellung von Brandschutzkonzepten und Nachweis für das Rettungswegkonzept
• Untersuchung von Kompensationsmaßnahmen für kritische Rettungswegsituationen im mehrgeschossigen Bestandswohnbau
• Erarbeitung von Räumungskonzepten für Sonderbauten

Zwischen 1996 und 2012 wurden an der Brandprüfstelle Laue der MFPA Leipzig GmbH etwa 350 Originalbrandversuche durchgeführt. Darüber hinaus wurden in Hallenbauwerken und Abrissgebäuden Versuche zur Darstellung des Brandverlaufs und der Brandwirkungen durchgeführt. Weitere 35 Versuche aus den Jahren 2013 bis 2020 stehen zur Verfügung. Auch Versuche aus den Jahren 1983 bis 1987 fließen in die Auswertungen ein.

Diese Versuche wurden von der MFPA Leipzig GmbH, der Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft Leipzig mbH und dem Landeskriminalamt Sachsen realisiert.

Die Dokumentation der Versuche begann im März 2003 und wurde im Rahmen der Schriftenreihe „Der Brand in Räumen“ in der vfdb-Zeitschrift veröffentlicht.

Die vfdb-Zeitschrift dient dem technisch-wissenschaftlichen Erfahrungsaustausch auf dem gesamten Gebiet des vorbeugenden und abwehrenden Brandschutzes. Die vfdb-Zeitschrift genießt unter den Führungskräften des Feuerwehrwesens in der Praxis, in der Verwaltung, in Forschung und Lehre im europäischen Raum einen hervorragenden Ruf.

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Berechnung der Wärmeübertragung im Brandfall im Rahmen des Eurocode-Nachweisverfahrens
• Methodische und technische Anforderungen für Heißrauchversuche zur realitätsnahen Nachbildung der Rauchausbreitung in Gebäuden
• Vergleichende Durchführung von Brand- und Heißrauchversuchen zur Quantifizierung der Rauchvolumenströme bei Heißrauchversuchen zur physikalischen Simulation von Bränden in bestehenden Gebäuden 
• Untersuchung der Anwendbarkeit von Plumeformeln zur Bemessung von maschinellen und natürlichen Rauchabzugsanlagen
• Bestimmung geeigneter Technologien zur drahtlosen Übertragung von Messdaten in Tunnelbauwerken
• Algorithmenentwicklung zur unterstützenden Datenauswertung von Brandversuchen

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Sensitivitätsanalyse und Validierung des vereinfachten Naturbrandmodells für vollentwickelte Raumbrände nach DIN EN 1991-1-2/NA unter Verwendung des Fire Dynamics Simulator
• Berechnung der Wärmeübertragung im Brandfall im Rahmen des Eurocode-Nachweisverfahrens
• Bewertung analytischer Modelle zur Bestimmung der Temperaturen in der Heißgasströmung

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• Erarbeitung von Grundlagen zur Simulation der Brandausbreitung auf begrünten Fassaden (Link zu Github, Link zu Youtube)

Veröffentlichungen:

• Schliebe, J., Osburg, M., De Lannoye, K., Fire tests with „Hedera helix“ on different scales to enable fire simulation on green facades, 4th International Symposium on Fire Safety of Facades 2024, June 10-12, 2024, Lund, Sweden, https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1868526

Bachelor- und Masterarbeiten bei BCL:

• BIM für den baulichen Brandschutz – Eine Analyse der praktischen Umsetzung
• Nachweis des zweiten Rettungswegs über Rettungsgeräte der Feuerwehr durch Anwendung von Methoden des Building Information Modeling (siehe auch Artikel im FeuerTrutz Magazin)