(ae (mailto:gabriele.aebli@ethlife.ethz.ch) ) Wie kann dies nachgewiesen werden: dass in einem geplanten Gebäude die später anwesenden Menschen bei einem allfälligen Feuer – trotz massiver Rauchentwicklung – ohne Panik evakuiert werden können? Rund 80 Fachleute lockte diese Frage am vergangenen Dienstag in den VisDome, den Kuppelraum im Hauptgebäude der ETH Zürich. Gekommen waren Architekten, Planer, Feuerpolizisten, Brandschutzexperten und Gebäudeversicherer, aber auch Vertreter von Grossfirmen wie Novartis, Migros oder der SBB. Organisiert wurde das Seminar von AFC Air Flow Consulting (1) , einem Spin-off der ETH Zürich, von Air&Climate der ETH Zürich (2) und ANSYS Germany (3) .

AFC und ANSYS sind Unternehmen, die auf numerische Strömungsberechnungen (CFD) spezialisiert sind. Rauchentwicklungs-Simulationen im Brandfall sind eine mögliche Anwendung (4) dieser Rechnungen. Die Simulationen sollen dem Nachweis dienen, dass bei einem Brand der entstehende Rauch nicht das ganze Gebäude füllt – sondern durch natürliche Entlüftung oder Rauchabzüge entweichen kann. Behörden und Brandschutzexperten nahmen die neuen Simulationsmethoden kritisch unter die Lupe.

Die numerischen Strömungsberechnungen gibt es nicht erst seit gestern, doch seien sie schneller und zuverlässiger geworden, erklärte Alfred Moser, Leiter der Gruppe Air&Climate der ETH Zürich. Deshalb könne die Rauchentwicklung in immer komplexeren Gebäuden berechnet werden. Er ergänzte: „Ein Gebäude gilt dann als komplex, wenn seine Räume über mehrere Stockwerke durch grosse Öffnungen untereinander verbunden sind - zum Beispiel moderne Einkaufszentren. Oder, wenn die einzelnen Räume von der normalen, rechtwinkligen Form abweichen.“

Gerade für die komplexen Gebäude sei die CFD-Methode gut geeignet, sagte Alois Schälin von der AFC. „Keine andere Methode kann die Strömungen in diesen Gebäuden so realistisch erfassen wie CFD.“ CFD könne für jeden beliebigen Ort detaillierte Aussagen über die Rauchhöhe machen. Zudem könnten die Strömungen realistisch visualisiert werden – sogar mit Virtual Reality (VR) Darstellungen“.

Der virtuelle Brand fasziniert: Gespannt wird die 3D-Darstellung der wogenden Rauchwolken im VisDome beobachtet.

Von der letzten Aussage konnten sich die Seminarteilnehmer in der Pause gleich selbst überzeugen: Ausgerüstet mit 3D-Brillen beobachteten sie im geplanten Einkaufszentrum Westside in Bern die wogenden Rauchschwaden bei einem virtuellen Brand.

„Zwei Wochen Rechenzeit braucht es, um die Rauchverteilung im Brandfall in einem grossen Gebäude mit der CFD-Methode zu berechnen“, gab Schälin später zu bedenken. Für einfache Gebäude reichten darum auch einfachere und damit schnellere Modellberechnungen (5) . Welches Berechnungsmodell aber auch angewandt werde, es sei viel Know-how nötig – sowohl bei der Wahl der Methode, als auch bei den Auswertungen der Ergebnisse.

Bleibt die Frage der Qualität der Simulationen. Schälin: „Vergleiche von Computer-Simulationen mit Modellversuchen, in denen das zu beurteilende Gebäude im Massstab 1:30 nachgebaut worden ist, haben gute Übereinstimmungen ergeben.“ Grund genug, dass die Behörden den neuen Methoden langsam Glauben schenken. Doch nur langsam: denn Bruno Hinnen von der Feuerpolizei der Stadt Zürich wies ausdrücklich darauf hin, dass die neuen Simulationen nur angewendet werden können, falls sie für das Einzelobjekt wirklich gleichwertig seien.