DIN 18232-7-2008 Smoke and heat control systems - Part 7 Heat exhaust ventilators made of meltable materials Assessment procedure and installation《烟和热控制系统 第7部分 可熔金属制备的排热通风设备 评估程序和安.pdf

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1、Februar 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 13.220.99!$IL“1389041www.din.deDDIN 18232-7Rauc

2、h- und Wrmefreihaltung Teil 7: Wrmeabzge aus schmelzbaren Stoffen; Bewertungsverfahrenund EinbauSmoke and heat control systems Part 7: Heat exhaust ventilators made of meltable materials; Assessment procedure andinstallationSystmes pour le contrle des fumes et de la chaleur Partie 7: Systmes dvacuat

3、ion de la chaleur base de matires fusibles; Mthodesdvaluation et mise en placeAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 40 SeitenDIN 18232-7:2008-02 2 Inhalt Seite Vorwort 4 1 Anwendungsbereich. 4 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe. 6 4 Symbole und

4、Abkrzungen 6 5 Bewertungsgrundlagen 7 6 Thermischer Trgheitsindex TTI 8 6.1 Allgemeines . 8 6.2 Bestimmung ohne Versuch 10 6.2.1 Schritte des Verfahrens 12 6.3 Bestimmung mit Versuch. 12 6.3.1 Allgemeines . 12 6.3.2 Schritte des Verfahrens 12 7 Praktische Anwendung im Rahmen ingenieurmiger brandschu

5、tztechnischer Nachweisverfahren . 12 7.1 Allgemeines . 12 7.2 Schritte des Verfahrens 13 7.3 Anwendungsgrenzen von Handrechenverfahren 13 7.4 Anwendung in Zonen- und Feldmodellen 14 8 Einbau 15 8.1 Einbau in Dchern. 15 8.2 Einbau in Wnden . 15 Anhang A (informativ) TTI-Wert und Bestimmung der Temper

6、atur des Wrmeabzuges 17 Anhang B (informativ) Rechenbeispiel zur Anwendung der Norm . 22 B.1 Allgemeines . 22 B.2 Feststellen der Schmelzzeiten mit Versuch . 22 B.3 Berechnung der Schmelzzeit ohne Versuch 24 B.4 Berechnung des TTI-Wertes 26 B.5 Schlussfolgerungen 26 Anhang C (informativ) Kopplung di

7、eser Norm mit DIN 18230-1 bzw. der IndBauRL. 29 Anhang D (informativ) Berechnung von Temperaturen an Auslseelementen . 34 D.1 Allgemeines . 34 D.2 Ceiling Jet fr Rume groer Grundflche mit Decken ohne Strmungshindernisse 35 D.3 Ceiling Jet nach ISO 16736 35 D.4 Ceiling Jet fr Korridore und hnliche Ge

8、ometrien 36 D.5 Ceiling Jet nach Mowrer. 36 Anhang E (informativ) Bewertungsverfahren 39 Literaturhinweise 40 DIN 18232-7:2008-02 3 Seite Bilder Bild 1 Beispiel fr eine TTI-Bestimmung aus Versuchsergebnissen 10 Bild 2 Mgliche Lage von ffnungen in Auenwnden und im Dach zur Verwendung als WA. 16 Bild

9、A.1 Wrmebertragung an einem Detektor 17 Bild A.2 Temperaturverlauf im Wrmeabzug . 21 Bild B.1 Beispiel fr einen Versuchsstand fr Abschmelzversuche. 23 Bild B.2 Der fr die Berechnung verwendete zeitliche Verlauf der Brandrauchtemperatur unterhalb der Lichtkuppel 24 Bild B.3 Zeitliche Temperaturverluf

10、e fr den Versuch 25 Bild B.4 Haupteingabemen TTIware“ 27 Bild B.5 Ergebnisblatt fr den Versuch 28 Bild C.1 Zusammenhang zwischen TTI-Wert und Auslsezeit fr verschiedene Schmelztemperaturen 30 Bild C.2 Zusammenhang zwischen Auslsezeit und Schmelztemperatur fr verschiedene TTI-Werte . 30 Bild C.3 Zusa

11、mmenhang zwischen Auslsezeit, Schmelztemperatur und TTI-Wert . 31 Bild C.4 Zusammenhang zwischen TTI-Wert und Auslsezeit fr verschiedene Schmelztemperaturen im Vergleich zur Interpolationsfunktion 32 Bild C.5 Zusammenhang zwischen Auslsezeit und Schmelztemperatur fr verschiedene TTI-Werte im Verglei

12、ch zur Interpolationsfunktion . 33 Bild E.1 bersicht ber die mit dieser Norm mglichen Bewertungsverfahren 39 Tabellen Tabelle 1 Rechenwerte fr Stoffwerte thermoplastischer WA (fr reine, unverstrkte Stoffe). 11 Tabelle B.1 Aus Versuchsergebnis berechneter TTI-Wert fr zweischalige PMMA-Lichtkuppel 26

13、Tabelle C.1 Berechnete Sttzstellen fr die Auslsezeiten unter ETK-Temperaturbelastung . 29 Tabelle D.1 Faktoren kTund kubei einen eingeschrnkten oder einen uneingeschrnkten Ceiling Jet 37 Tabelle D.2 Typische Werte fr den Exponenten n aus Gleichung (D.18) 37 Tabelle D.3 Auswahl an mglichen Werten fr

14、die Brandausbreitungsgeschwindigkeit k. 38 DIN 18232-7:2008-02 4 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Bauwesen (NABau), Arbeitsausschuss NA 005-52-32 AA Rauch- und Wrmefreihaltung“ erarbeitet. DIN 18232 Rauch- und Wrmefreihaltung besteht aus: Teil 1: Begriffe, Aufgabenstellung; Teil 2: Natrl

15、iche Rauchabzge, Bemessung, Anforderungen und Einbau; Teil 4: Wrmeabzge (WA) Prfverfahren; Teil 5: Maschinelle Rauchabzge (MRA) Anforderungen, Bemessung; Teil 6: Maschinelle Rauchabzge (MRA) Anforderungen an die Einzelbauteile und Eignungsnachweise (Vornorm); Teil 7: Wrmeabzge aus schmelzbaren Stoff

16、en Bewertungsverfahren und Einbau Teil 6 der Normenreihe DIN 18232 wird in absehbarer Zeit durch Europische Normen (DIN EN 12101-3 bzw. DIN EN 12101-7) ersetzt. Die in dieser Norm benannten Rechenverfahren beinhalten keine Sicherheitszuschlge; Zuschlge knnen als Vergrerung der Wrmeabzugsflche gewhlt

17、 werden. In der Muster-Industriebaurichtlinie (M IndBauRL) werden z. B. nach Abschnitt 6, Tabelle 1 bzw. nach Abschnitt 7 fr die brandschutztechnische Bemessung von Brandabschnitten Wrmeabzugsflchen eines definierten Anteils der Grundflche vorausgesetzt. Hierbei ist eine Differenzierung des Ausschme

18、lzverhaltens schmelzbarer Abdeckungen von Wrmeabzgen (WA) nicht bercksichtigt. Die nachfolgende Norm dient einer Bewertung des Ausschmelzverhaltens der verwendeten Materialien. In Verbindung mit weiteren inge-nieurmigen Verfahren ermglicht die Norm damit eine differenziertere Bewertung (siehe auch A

19、nhang C). 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Bewertung und den Einbau von Wrmeabzugsflchen aus schmelzbaren Stoffen. Derartige Wrmeabzugsflchen werden z. B. bei Rumen, die direkt unter dem Dach liegen, bevorzugt als Dachwrmeabzge eingebaut. Sie knnen aber auch in Auenwnden eingebaut werden.

20、Natrliche Rauchabzge z. B. nach DIN EN 12101-2 knnen unter bestimmten Voraussetzungen als Wrme-abzugsflche angerechnet werden. Mit den hier beschriebenen Verfahren knnen Wrmeabzge (WA) bewertet werden, die sich aufgrund eines schmelzbaren Verhaltens ihrer Abdeckungen von Durchdringungen durch thermi

21、sche Einwirkung ffnen und hierdurch die Funktion eines Wrmeabzugs im Sinne von DIN 18232-4 bernehmen. Diese Norm enthlt Hinweise und Festlegungen, die bei der Anwendung dieser Bewertungsregeln und beim Einbau von WA zu beachten sind. Mit den hier verffentlichten Bewertungsregeln knnen der Zeitpunkt

22、des ffnungsbeginns und die zeitliche nderung der freigegebenen ffnungsflche eines im Brandfall durch Wrmeeinwirkung zerstrbaren Wrme-abzugs bis zu dessen nahezu vollstndiger ffnung ber sein Materialverhalten (z. B. Aufschmelzen, Aufreien) bestimmt werden. Gegenwrtig sind die Bewertungsregeln auf hor

23、izontal oder nahezu horizontal eingebaute WA beschrnkt. DIN 18232-7:2008-02 5 Darber hinaus kann mit den in dieser Norm gegebenen Regeln auch das Ansprechverhalten von Detektoren, die auf die Kenngre Wrme ansprechen (z. B. Glasfsschen, Bimetalle) bewertet werden. Diese Bewertungsregeln knnen z. B. i

24、n eine Bewertung nach DIN 18230-1 einflieen oder auch als Grund-lage fr die Anwendung von Ingenieurverfahren im Brandschutz dienen (siehe Anhang C). Das Verfahren ist auf nichtthermoplastische Abdeckungen von Durchdringungen nicht anwendbar, da sich diese wie z. B. Glas nach dem derzeitigen Wissenss

25、tand in nicht reproduzierbarer Weise bei thermischer Belastung verhalten. ANMERKUNG 1 Der Zeitpunkt des ffnungsbeginns und Angaben zum weiteren zeitlichen Verlauf des jeweiligen Flchenanteils der offenen Flche bezogen auf die Gesamtflche von sich unter thermischer Belastung ffnenden Wrmeabzgen aus G

26、las ist nicht generell vorhersagbar, da dies von zahlreichen Einflssen (z. B. Gre der Einzel-flchen, Materialdicken, Beschichtungen, Verstrkungen, Einbaulage, Rahmenmaterial und Art der Einspannung) abhngt. ANMERKUNG 2 Natrliche Rauch- und Wrmeabzge (NRA) nach DIN 18232-2 bzw. DIN EN 12101-2 knnen,

27、da sie neben den Rauchgasen auch Wrme ableiten, als Wrmeabzug genutzt werden. NRA lsen aufgrund der zur Anwendung kommenden Auslsemechanismen auch frher aus als WA mit schmelzbaren Abdeckungen. Abschmelzbare Wrme-abzugsflchen knnen deshalb im Rahmen von Bemessungen von ganzheitlichen Brandschutzkonz

28、epten nicht als NRA angerechnet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dok

29、uments (einschlielich aller nderungen). DIN 4102-2, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen Bauteile Begriffe, Anforderungen und Prfungen DIN 18230-1, Baulicher Brandschutz im Industriebau Teil 1: Rechnerisch erforderliche Feuerwiderstands-dauer DIN 18232-1, Rauch- und Wrmefreihaltung Teil 1: Be

30、griffe, Aufgabenstellung DIN 18232-4, Rauch- und Wrmefreihaltung Teil 4: Wrmeabzge (WA); Prfverfahren DIN EN 54-7, Brandmeldeanlagen Teil 7: Rauchmelder Punktfrmige Melder nach dem Streulicht-, Durchlicht- oder Ionisationsprinzip DIN EN 12101-1, Rauch- und Wrmefreihaltung Teil 1: Bestimmungen fr Rau

31、chschrzen DIN EN 12101-2, Rauch- und Wrmefreihaltung Teil 2: Bestimmungen fr natrliche Rauch- und Wrme-abzugsgerte DIN EN 12101-3, Rauch- und Wrmefreihaltung Teil 3: Bestimmungen fr maschinelle Rauch- und Wrme-abzugsgerte DIN EN 1363-1, Feuerwiderstandsprfungen Teil 1: Allgemeine Anforderungen DIN V

32、DE 0833-2 (VDE 0833 Teil 2), Gefahrenmeldeanlagen fr Brand, Einbruch und berfall Teil 2: Fest-legungen fr Brandmeldeanlagen (BMA) DIN 18232-7:2008-02 6 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 18232-1 und die folgenden Begriffe. 3.1 schmelzbare Abdeckung einer Durchd

33、ringung bildet nach dem Abschmelzen den Wrmeabzug und besteht z. B. aus Polymethylmetacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril (SAN) 3.2 Respone Time Index RTI (en: Response Time Index; de: Kenngre fr dynamisches Ansprechverhalten) Kennwert fr die dynamische Anspr

34、echempfindlichkeit eines thermischen Auslseelements, wie z. B. Glasfasselement bei Sprinklern, thermisch ausgelsten Rauchabzgen oder Schmelzlotelement 3.3 thermischer Trgheitsindex TTI gibt eine materialspezifische Eigenschaft der schmelzbaren Abdeckung an, aus dem der mittlere Temperatur-verlauf de

35、r schmelzbaren Abdeckung des Wrmeabzugs und die ffnungszeit unabhngig vom zugrunde liegenden Brandszenarium berechnet werden kann 4 Symbole und Abkrzungen A Flche m2cp spezifische Wrmekapazitt kJ/(kg K) Cx x-ter Koeffizient m Masse kg qconv konvektive Brandleistung kW RTI Response Time Index (de: Ke

36、nngre fr dynamisches Ansprechverhalten) (m s)0,5RS Index fr die Strmung des heien Brandrauchs t Zeit s tr Auslsezeit des Wrmeabzugs s TgTemperatur der Umgebung K Tr oderTSchmelzSchmelz-Temperatur bzw. Auslsetemperatur des Wrmeabzugs K TRSTemperatur der heien Brandrauchstrmung K TWATemperatur am Wrme

37、abzug K TTI thermischer Trgheitsindex (m s)1/2WA Wrmeabzug Wrmebergangszahl kW/(m2 K) Zeitkonstante s v Geschwindigkeit m/sDIN 18232-7:2008-02 7 5 Bewertungsgrundlagen Der Beginn des ffnens von Wrmeabzgen sowie die zeitliche Vergrerung der freigegebenen ffnungs-flche knnen fr schmelzbare Materialien

38、 durch das Prfverfahren nach DIN 18232-4 an praxisgerecht in einen Versuchsstand eingebauten Prfkrpern ermittelt werden. Zustzlich kann durch Anwendung von in dieser Norm benannten Verfahren der ffnungszeitpunkt vorher-gesagt und damit ebenfalls eine Bewertung des ffnungsverhaltens unterschiedlicher

39、 Wrmeabzge durch-gefhrt werden. ANMERKUNG 1 Die Ergebnisse aus diesen Bewertungsverfahren knnen z. B. im Rahmen von Brandschutzkonzepten in verschiedenen Nachweisverfahren verwendet werden, um den Einfluss der Wrmeabzge im zeitlichen Verlauf des Brandgeschehens bei einem Bauwerk vorhersagen zu knnen

40、. Die Bewertung des ffnungsverhaltens der Wrmeabzge erfordert die Bercksichtigung mehrerer, im Folgenden benannter, aufeinander aufbauender Arbeitsschritte. ANMERKUNG 2 Die Reihenfolge der Arbeitsschritte ist auch im Bild E.1 dargestellt. Arbeitschritt 1a Es werden Brandversuche nach DIN 18232-4 (Pr

41、fstand nach DIN 4102-2 bzw. DIN EN 1363-1) oder einem anderen geeigneten Prfverfahren1)an Wrmeabzgen durchgefhrt. Der in einem Dach einzubauende Wrmeabzug ist hierbei oberhalb des Abgasstroms auerhalb des unmittelbaren Ein-wirkungsbereichs der Flammen einer Brandlast anzuordnen. Dabei ist der zeitli

42、che Verlauf der Brandleistung so zu steuern, dass das ffnungsverhalten des jeweils eingebauten Prfkrpers zuverlssig bestimmt werden kann. Oder Arbeitsschritt 1b Es werden Berechnungen der Temperaturverteilung in der schmelzbaren Abdeckung von WA bei realen Brnden, bis zu ihrem vollstndigen Abschmelz

43、en durch Lsung der instationren Wrmeleitungsgleichung unter Bercksichtigung von Schmelzprozessen durchgefhrt (z. B. durch Anwendung des in 2 benannten Rechenverfahrens). Damit ist auch eine Nachrechnung von Versuchsergebnissen nach Arbeitschritt 1a mglich. Und Arbeitsschritt 2 Anwendung des in Absch

44、nitt 6 angegebenen Rechenverfahrens zur Bestimmung eines thermischen Trgheitsindexes fr schmelzbare Wrme-abzge aus bei Brandversuchen nach Arbeitsschritt 1a oder rechnerischen Vorhersagen nach Arbeitsschritt 1b ermittelten Kennwerten. Die Anwendung des Bewertungsverfahrens nach den Arbeitsschritten

45、1a oder 1b, jeweils in Verbindung mit Arbeitsschritt 2, erfolgt fr Wrmeabzge in Bauwerken im Rahmen brandschutztechnischer Nachweise. Auf den Arbeitsschritt 2 kann auch verzichtet werden, wenn das Verfahren nach Arbeitsschritt 1b unmittelbar im Rahmen brandschutztechnischer Nachweise angewendet wird

46、. Und Arbeitsschritt 3 Die Verwendung des TTI-Wertes im Rahmen brandschutztechnischer Nach-weise erfolgt nach Abschnitt 7. 1) Z. B. Prfstand nach DIN 18234-1:2003-09, 6.1 (Mae (b l h) 4,5 m 11,0 m 4,0 m), wobei der Wrmeabzug 5 m von der hinteren Querwand und der unmittelbar davor anzuordnenden Brand

47、last entfernt eingebaut wird. DIN 18232-7:2008-02 8 6 Thermischer Trgheitsindex TTI 6.1 Allgemeines In diesem Abschnitt wird ein Rechenverfahren zur Bestimmung eines thermischen Trgheitsindexes (TTI) fr schmelzbare Abdeckungen von WA aus bei Brandversuchen oder durch Wrmeleitungsrechnung ermittelten

48、 Daten beschrieben. Mit dem TTI-Wert wird eine materialspezifische Eigenschaft der schmelzbaren Abdeckung angegeben, aus der der mittlere Temperaturverlauf der schmelzbaren Abdeckung des WA und die ffnungszeit unabhngig vom zugrunde liegenden Brandszenarium berechnet werden kann. ANMERKUNG 1 In Anlehnung an die bei der Bestimmung des Auslseverhaltens von Sprinklern verwendete Modell-vorstellung wird die thermische Trgheit durch einen grundstzlich dem RTI-Wert hnlichen, diesem jedo