Visibility Prediction Framework – Ein neues Sichtweitenmodell bei Raumbränden

• Antragsteller: Professor Dr. Lukas Arnold
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465392452

Rauch ist die größte Bedrohung bei Bränden. Die erste Auswirkung, die Rauch auf den Menschen hat, ist die Verringerung der Sichtweite – der Rauch verdeckt Evakuierungszeichen und Ausgänge und macht die Orientierung im Raum schwierig. Der Verlust der Sichtbarkeit tritt bereits bei einer sehr geringen Rauchkonzentration auf. Wenn die Sicht durch Rauch nicht signifikant reduziert wird, bedeutet es, dass der Rauch bei einer kurzen Exposition keine direkte Bedrohung für das Leben darstellt.Die Beurteilung der Sichtbarkeit ist von grundlegender Bedeutung für die Personensicherheit. Dennoch haben wir keine adäquaten Werkzeuge, um dies zu erzielen. Das bestehende Modell von T. Jin wurde in den 1970er Jahren erstellt und ist seitdem nicht wesentlich verändert worden. Die uns zur Verfügung stehenden Werkzeuge haben sich in den letzten 50 Jahren deutlich weiterentwickelt. Das NextVIS-Projekt zielt darauf ab, diese methodische Lücke zu schließen. Anstelle der einfachen Beziehung zwischen der Rauchkonzentration und der Sichtbarkeit wollen wir ein physikalisches Modell der Wechselwirkung zwischen Photonen und Rauchpartikeln implementieren. Damit kann die Erkennung eines Ziels, z.B. eines Schildes, durch eine Rauchschicht hindurch modelliert werden. Zusätzlich wird unsere Methode den Einfluss der Eigenschaften eines Evakuierungsschildes (Größe, Farbe, Lichtintensität) oder des architektonischen Kontextes des Gebäudes bewerten können. Dies wird Sicherheitslösungen ermöglichen, die genau auf das Gebäude zugeschnitten sind. Das bestehende Modell von Jin lässt dies nicht zu.Unser neues Modell für die Sichtweiten im Rauch wird einen erheblichen wissenschaftlichen Einfluss haben. Viele aktuelle Forschungsprojekte im Bereich der Personensicherheit zielen darauf ab, die Sichtbarkeit im Rauch auf möglichst effiziente Weise zu verbessern. Unser Modell wird in ein Softwarepaket eingebaut - das Visibility Prediction Framework (VPF). Dieses Paket wird quelloffen und frei verfügbar sein. Es kann in den innovativsten Forschungsbereichen der Sicherheitsforschung eingesetzt werden, wie z.B. die Verwendung von virtueller Realität zur Untersuchung des menschlichen Verhaltens bei Bränden.Das Projekt ist eine deutsch-polnische Zusammenarbeit, die auf drei Jahre angelegt ist. In Polen wird das Team des Instituts für Bauforschung (ITB) neuartige Experimente zur Sichtweiten unter Rauchbedingungen durchführen. Probanden werden ermitteln, bis zu welchen Rauchbedingungen Evakuierungszeichen sichtbar sind. Diese Daten werden von Team der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) verwendet, welches das Herzstück – VPF – des Projekts aufbauen wird. Nach zwei Jahren Entwicklungszeit werden wir Experimente mit realen Bränden durchführen, um das Modell zu validieren.Das Sichtweitenmodell im Rauch ist ein Schlüsselwerkzeug für die Brandschutzforschung. Wir stellen uns vor, dass unser neues Modell ein Teil dieses Werkzeugkastens wird und dazu beiträgt, die Sicherheit in Gebäuden zu erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Wojciech Wegrzynski