BG im Einsatz, mit Lucas Monnin

Die Porträtserie BG im Einsatz hat zum Ziel, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von BG anhand ihrer Projekte vorzustellen, die Kompetenzen innerhalb von BG zu teilen und unseren Kunden unser Know-how zu präsentieren.

Lucas Monnin führt diese Serie mit seiner Arbeit im Rahmen der Modellierung von Entrauchungsanlagen für den Brandschutz ein.

Lucas entfernt sich von seinem geliebten Jura, um an der EPFL Maschinenbau zu studieren und Anfang 2019 bei BG einzusteigen. Lucas’ Gruppe, die in den Höhen des Anbaus des BG-Turms in Lausanne – dem Gebäude der Vaudoise – tätig ist, führt numerische Simulationen der Entrauchung von komplexen Gebäuden und Infrastrukturen durch, um deren Sicherheit im Brandfall zu gewährleisten.

Lucas Monnin, ein Jurassier in fremden Ländern neben einem Anemometer während eines Feuertests in einem Strassentunnel.

Entrauchungssysteme – um was geht es?

 

Die Aufgabe eines Entrauchungssystems besteht darin, die Evakuierung von Personen aus einem Gebäude oder einem unterirdischen Bauwerk zu ermöglichen, wenn ein Brand ausbricht. Bestehende Entrauchungssysteme können z. B. aus einem Absaugpunkt mit einem Ventilator bestehen, der je nach Trübung aktiviert wird und so den Rauch abzieht und eine gute Sicht während der Evakuierung gewährleistet.

Simulationen von Entrauchung – das Warum und das Wie

 

Warum sollte man einen Computer im Rahmen einer Simulation mehrere Tage (oder Wochen) lang laufen lassen? Weil die einzige andere Möglichkeit, die Effizienz des Systems zu testen, darin bestünde, das Feuer wirklich zu entfachen! Denn selbst wenn Tests mit lauwarmem Rauch (~80 °C) durchgeführt werden können, reichen die erzielten Bedingungen bei weitem nicht an die eines echten Feuers heran (Lufttemperatur > 1.000 °C). Eine numerische Simulation ermöglicht es, die Bedingungen und Auswirkungen eines Brandes zu testen, ohne dass es zu heiss wird!

Die typischen Leistungen, die meist im Rahmen von Baugenehmigungsverfahren erbracht werden, sind wie folgt:

  • Treffen mit dem Kunden und Besichtigung des Gebäudes (falls vorhanden).
  • Erstellung eines Hypothesenpapiers und Zusammenstellung von Brandszenarien unter Berücksichtigung der ungünstigsten Fälle.
  • Validierung des Konzepts mit den kantonalen Behörden, z. B. der Police du feu für den Kanton Genf oder der ECA für den Kanton Waadt.
  • Start der Modellierungen, die mithilfe von Spezialsoftware (z. B. Ansys Fluent oder FDS) durchgeführt werden.
  • Analyse der Ergebnisse in Bezug auf Sichtweite, Temperatur und Toxizität (Konzentration toxischer Gase) und Empfehlungen für das Entrauchungssystem und die Fluchtwege.

Diese anspruchsvollen Leistungen werden vor allem bei Spezialgebäuden erbracht, z. B. bei einem Kino (Abbildung unten) oder bei Strassen- und Eisenbahntunneln.

Ergebnisse in Schnittform einer Simulation der Entrauchung in einem Kino (das Feuer befindet sich links auf der Bühne und das Publikum rechts auf den Balkonen und dem Parkett).

Rauch ohne Feuer

 

Diese Modellierungsarbeit kann von einer Arbeit vor Ort begleitet werden, bei der die Entrauchungssysteme überprüft werden. Dazu installiert Lucas eine Nebelmaschine im Gebäude, die einen wasserbasierten Nebel herstellt, der keine Flecken verursacht (was man erwähnen sollte, wenn der Test z. B. in einem Museum durchgeführt wird). An verschiedenen Stellen im Gebäude sind Kameras installiert, die die Entwicklung des Rauchs und seinen Abzug über das Entrauchungssystem verfolgen. Während des Tests erfolgt eine Überwachung durch 2 BG-Kollegen/Kolleginen sowie durch die für die Sicherheit des Gebäudes verantwortlichen Personen, die den Fortschritt des Tests auf ihren Sicherheitsbildschirmen verfolgen können.

Diese Art von Test, der auf Wunsch des Kunden durchgeführt wird, ermöglicht es, den korrekten Ablauf des Verfahrens zu überprüfen: Raucherkennung, Alarm und Aktivierung des Entrauchungssystems. Diese Art von Test hat sich kürzlich im Rahmen eines Versuchs für ein Theater als nützlich erwiesen, bei dem sich herausstellte, dass das Entrauchungssystem trotz Brandmeldung nicht in Betrieb genommen wurde. Der Test führte also dazu, dass die Anlage den Vorschriften entsprach und somit die Sicherheit der Personen gewährleistet war.

Test des Entrauchungsverfahrens mit Einrichtung einer künstlichen Raucherzeugung, hier in einem Theater.
Rauchabzug durch das Entrauchungssystem in einem Museum.

Was uns bewegt

 

Die Bereiche, die Lucas an den digitalen Simulationen am meisten begeistern, sind das gemeinsame Nachdenken über Brandhypothesen und -szenarien mit dem Kunden und der Behörde, bei dem man sich den Kopf zerbrechen und sich an jede Situation anpassen muss, sowie die Interpretation der Modellierungsergebnisse. Lucas schätzt auch die Arbeit vor Ort bei den Brandtests, die es ihm ermöglicht, seine Wochen abwechslungsreich zu gestalten und die in den Simulationen erbrachten Leistungen in die Praxis umzusetzen.

Lucas und seine Gruppe müssen regelmässig neue Simulationsgebiete erschliessen, so zum Beispiel kürzlich die Auswirkungen von Bränden auf die Struktur von Brücken, für die mehrere Studien in Partnerschaft mit den Strukturspezialisten von BG erstellt wurden, oder die Modellierung eines Obsttrockners im Rahmen der Erarbeitung der Energiestrategie eines Kunden. Eine herausfordernde und sinnstiftende Arbeit vor Ort.

Sie können Lucas auf Skiern begegnen, z. B. hier beim BG Wanderausflug, oder an einer Kletterwand.