Brandrauchversuche in Räumen werden durchgeführt zum Beispiel

• zum Nachweis der Funktion der Detektions- und Steuerungskette (z. B. Rauchmelder detektieren Brandrauch, die BMA liefert Signale zur Ansteuerung  der internen und externen Alarmierung, zur Öffnung der Rauchabzüge und Nachströmflächen, zum Einschalten von Entrauchungsanlagen, zum Absenken von Rauchschürzen und zum Abschalten von Lüftungsanlagen usw.) und/oder
• zur Sichtbarmachung von Brandrauchströmungen im Raum (z. B. wieviel  strömt wann und wohin) und/oder
• zum Nachweis der (auch zeitabhängigen) Höhe der raucharmen Schicht oder der hinreichend langen Benutzbarkeit der vorhandenen Flucht- und Rettungswege.

Dabei werden in der Regel die in einem vorliegenden Brandschutzkonzept an vorgegebenen Stellen und Flächen festgelegten Brandereignisse durch eine entsprechende   verkleinerte Wärmefreisetzung dargestellt. Der im Realbrand entstehende Brandrauch wird im Versuch oft durch Aerosole, die aus Nebelfluid entstanden sind, sichtbar gemacht.



Brandrauchversuch mit einem Poolfeuer im praktischen Einsatz

Um die Wirkung einer Entrauchungsanlage erkennen zu können, ist es sinnvoll den Brandrauchversuch sowohl mit als auch ohne aktivierte Entrauchungsanlage durchzuführen.

Wann sollten Brandrauchversuche angewendet werden?

• Sind in Gebäuden zur Rauchableitung nur „Öffnungen zur Rauchableitung“ eingebaut, ist deren Wirkung im Realbrandfall durch Brandrauchversuche nicht nachweisbar. Dies liegt daran, dass Öffnungen zur Rauchableitung keine vorhersagbaren gesicherten Entrauchungsleistungen und -wirkungen sicherstellen können.
• Sind in Gebäuden Rauchabzugsanlagen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik (z. B. nach DIN EN 12101) eingebaut und auch bemessen (z. B. nach  DIN 18232-2 für NRA bzw. DIN 18232-5 für MRA) und werden auch die Randbedingungen dieser Regeln eingehalten, muss die Wirksamkeit der RWA durch Brandrauchversuche nicht nachgewiesen werden. Denn dazu wurden ja die anerkannten Regeln der Technik beachtet.
• Sind in Gebäuden dagegen zwar Rauchabzugsanlagen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik (DIN EN 12101) eingebaut, deren Bemessung aber nach anderen Vorgaben durchgeführt, deren Randbedingungen nicht eingehalten wurden, kann die Wirksamkeit durch Brandrauchversuche gut nachgewiesen werden.
• Brandrauchversuche werden auch eingesetzt, um die Wirksamkeit einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage ohne vorliegendes Brandschutzkonzept oder mit zusätzlichen Anforderungen oder Szenarien zu überprüfen, wenn z. B. allgemeine Sicherheitsfragen außerhalb des reinen Baugenehmigungsablaufs überprüft werden sollen. Dazu sind in der neuen vfdb-Richtlinie "Durchführung von Brandrauchversuchen in Räumen" (siehe ganz unten) sinnvolle Eingangsdaten und Verfahren benannt.
• Ob eine Entrauchung ausreichend wirksam ist, sollte sich aus dem Vergleich mit den jeweils gestellten Anforderungen des Brandschutzkonzeptes ergeben. Darüber hinausgehende Anforderungen - im Baurecht sind Anforderungen z. B. an den Sachschutz nicht enthalten - können durch Brandrauchversuche ebenfalls gut überprüft werden.

Öffnung zur Rauchableitung

Baurechtlich werden an eine Öffnung zur Rauchableitung keine technischen Anforderungen an die Funktionssicherheit und auch keine an die Entrauchungswirkung gestellt. Da davon auszugehen ist, dass im Brandfall wesentliche Randparameter (z. B. Schneelast, Windrichtung, Windstärke) von den Bedingungen beim möglichen Brandrauchversuch abweichen, können bei Öffnungen zur Rauchableitung durch Brandrauchversuche keine vorhersagbaren abgesicherten Leistungen oder Wirkungen für einen Bemessungsbrand vorhergesagt werden. Öffnungen zur Rauchableitung sollen während des Brandes die Möglichkeit einer unbestimmten Rauchableitung schaffen und/oder nach dem Löschen des Brandes den noch vorhandenen meist kalten Rauch, im Regelfall mit Unterstützung durch Lüfter der Feuerwehr, aus dem Gebäude ableiten. Diese Öffnungen werden in der Regel im Einsatzfall durch die Feuerwehr geschaffen.

Auch das sind Öffnungen zur Rauchableitung.

Die Rauchableitung dient also nicht der Einhaltung quantifizierbarer Schutzziele  (z. B. raucharme Schicht, Rauchfreihaltung usw.). Das im Baurecht zunehmend für die Entrauchung nur noch geforderte Schutzziel „Unterstützung des Löschangriffs“ durch Rauchableitungsöffnungen führt im Regelfall zu schnell vollständig verrauchten Räumen. Die Intensität und Geschwindigkeit einer solchen Verrauchung ist ebenso wenig durch entsprechende Projektierungen oder durch Rauchgasversuche sicher vorhersagbar, ebenso wenig wie die sich im Brandfall einstellenden Erkennungsweiten oder Gaszusammensetzungen.

Rauchabzugsanlage

Technische Anforderungen und vorhersagbare abgesicherte Leistungen erlauben aus dem Brandrauchversuch bei einer Rauchabzugsanlage (natürlich oder maschinell) abgesicherte Vorhersagen auf einen Bemessungsbrandfall.



Rauch- und Wärmeabzugsgeräte haben eine gesicherte und nachgewiesene Wirkung.

Die Art der Rauchabzugsanlage (natürlich oder maschinell), die Randbedingungen des Gebäudes und der zugrunde liegende Bemessungsbrand müssen bei der Wahl der Versuchsmethode berücksichtigt werden.

Brandrauchversuche

Zur Durchführung der Brandrauchversuche sind mindestens folgende Randbedingungen einzuhalten:

• Der Aerosolnebel muss so in den aufsteigenden Rauchgasstrom zugeführt werden, dass eine temperaturbedingte Zersetzung des Nebels vermieden, zumindest aber erheblich reduziert wird. Zur Anwendung sollten nur „langanhaltende“ Nebelfluide kommen. Fluide, die sich “rasch“ auflösen, sind nicht geeignet.
  (Hinweis: Ein geeignetes Nebelfluid sollte während der Versuchsdauer solange als Aerosol sichtbar bleiben, wie es sich im Raum befindet.)


• Alle notwendigen Einrichtungen zur Entrauchungsanlage, z. B. NRA bzw. MRA, Zuluftöffnungen, Rauchschürzen, Meldesysteme, Brandfrüherkennung, Türsteuerungen usw., müssen entsprechend dem endgültigen Gebrauchszustand funktionsbereit sein und in die Überprüfung einbezogen werden.


• Nachströmöffnungen müssen wie geplant (Anordnung, Einzel- und Gesamtfläche, Strömungswirkung) vorhanden sein und entsprechend den Vorgaben angesteuert werden.


• Die Raumgeometrien und die Raumbegrenzungen (Wände, Decke, Galerien, Einschnitte etc.) müssen in der Form und Wirkung der endgültigen Bauausführung vorhanden sein.


• Details im Raum, die die Strömung wesentlich beeinflussen, müssen vorhanden sein oder sind strömungstechnisch ähnlich nachzubilden (z. B. Wände, Fenster, Einrichtungen, Sonnenschutz).


• Raumlufttechnische Anlagen müssen vorhanden und entsprechend dem Entrauchungskonzept funktionsfähig und entsprechend dem geplanten Betriebszustand eingesetzt sein.


• Die Raumlufttemperaturen zum Versuchszeitpunkt müssen bei der Auswertung berücksichtigt werden.

Verschiedene geeignete Brandversuchsverfahren mit ihren wesentlichen Leistungsdaten

Nicht geeignete Verfahren

Verfahren, in denen Rauchgase nur erzeugt, aber nicht geeignet erwärmt werden, sind für Rauchgasversuche nicht geeignet, da in diesem Fall der für die Nachbildung realer Brände unverzichtbare thermische Auftrieb nicht gegeben ist. Bestätigungen von sich einstellenden Rauchschichten im Bemessungsbrand und deren Höhen sind mit solchen Verfahren nicht möglich. Diskonebelmaschinen ohne geeignete Wärmeerzeuger, Nebelkerzen, Bengalos oder ähnliche Rauchquellen gehören zu diesen wenig geeigneten Verfahren.

Andererseits zählen hierzu auch Verfahren, bei denen nicht geeignete Brennstoffe eingesetzt werden. Dies kann auf der Brennstoffseite vorliegen, wenn z. B. zu stark rußende Flüssigkeitslachen verbrannt werden. In anderen Anwendungen mit hochsensiblen Oberflächen (z. B. Wandgemälden) muss der Einsatz von Nebelfluiden auf Weißölbasis vermieden werden. In beiden Fällen würde das Gebäude bzw. dessen Einrichtung Schaden nehmen können.

Elektroerhitzer zählen trotz ihrer guten Regelbarkeit zu den weniger geeigneten Verfahren, da ihre Wärmefreisetzungsrate meist auf ca. 30 kW begrenzt ist. Dabei muss bereits eine Dreiphasen-Spannungsversorgung von 400 V mit einer Stromstärke von 63A zur Anwendung kommen, die in den wenigsten zu testenden Bauwerken zur Verfügung steht. Eine Kombination mehrerer Wärmequellen zur Steigerung der Gesamtwärmefreisetzung kann meist aufgrund der fehlenden Stromversorgung nicht realisiert werden.
Halogenstrahler oder gasbetriebene Heizstrahler gelten ebenfalls als wenig geeignet zur Durchführung von Brandrauchversuchen. In beiden Fällen können nur sehr geringe Wärmefreisetzungsraten im ein- oder niedrigen zweistelligen kW-Bereich erzielt werden.

Qualitative und quantitative Verfahren

Mit Brandrauchversuchen können je nach Aufgabenstellung und verwendeter Brandversuchseinrichtung qualitative oder auch quantitative Ergebnisse ermittelt werden.
Anwendungsfälle für einen qualitativen Brandrauchversuch sind beispielsweise

• Untersuchungen von Strömungen z. B.
• Einrolleffekte,
• Rauchverschleppungen,
• In Rettungswegen,
• Vergleich von Strömungen vorangegangener Simulationen,
• Einfluss von Zuluftströmungen / Zuluftstrahlen auf den aufsteigenden Plume,
• Abschätzen möglicherweise zusätzlich erforderlicher Maßnahmen, um oben beschriebene Effekte zu optimieren (nachträgliche Installation von Prallplatten, Leitblechen, Lochblechen o. ä.),
• Überprüfung von Steuermatrixen.

Wo im qualitativen Rauchversuch im Raum Nebelfluid sichtbar ist, wird im Brandfall auch Rauchgas vorhanden sein.

Zur quantitativen Bewertungen müssen entsprechend der verwendeten Brandversuchseinrichtung mit vermessenen Leistungsdaten die ermittelten Versuchsergebnisse (z. B. Höhe der raucharmen Schicht im Versuch) auf das Bemessungsbrandereignis (Höhe der raucharmen Schicht im Brandfall) umgerechnet werden. Dabei müssen für eine quantitative Beurteilung die erforderlichen Randbedingungen vor Durchführung der Brandrauchversuche bekannt sein und eingehalten werden. Wird z. B. beim Brandrauchversuch ein geringerer Rauchvolumenstrom in die Rauchschicht eingetragen, als daraus abgeführt, kann eine quantitative Schichtentwicklung nicht bewertet werden.
Für quantitative Bewertungen dürfen nur Brandrauchversuchs-Verfahren und -einrichtungen verwendet werden, deren Leistungen hinsichtlich der zur Bewertung relevanten Kenngrößen über die gesamte Versuchsdauer eindeutig bekannt und dokumentiert sind.

Wird beim Brandrauchversuch eine über einen ausreichend langen Zeitraum stabile Rauchschicht ermittelt,  muss der Aerosoleintrag (Masse) nicht quantifiziert werden.

Wo im quantitativen Rauchversuch nach einer durchzuführenden Skalierung (Umrechnung des Brandrauchversuches auf den Bemessungsbrand)  im Raum kein Nebelfluid sichtbar ist, wird im Brandfall auch kein Rauchgas vorhanden sein.

Die Überprüfung der Rauchausbreitung und Rauchabführung  in Gebäuden wird in der Praxis mit unterschiedlichsten Methoden durchgeführt. Dabei sind bisher die ermittelten Ergebnisse und die aus den durchgeführten Versuchen  zu schließenden Bewertungen neben den Einflüssen aus dem Gebäude und seiner Nutzung auch sehr stark von der verwendeten Methode abhängig.

In einer zurzeit noch in Bearbeitung stehenden neuen Richtlinie des Referats 14 der vfdb (vfdb 14-02 - Durchführung von Brandrauchversuchen in Räumen) werden künftig Empfehlungen ausgesprochen, mit welcher Methode und Vorgehensweise man für welche Aufgabenstellung verlässliche Ergebnisse und Bewertungen erhalten kann.