Erwärmungsverhalten dämmschichtbildender Brandschutzsysteme im Stahlbau - Numerische Simulationen unter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs

Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme ermöglichen es, die Attraktivität filigraner Stahltragwerke bei gleichzeitiger Gewährleistung der Feuerwiderstandsfähigkeit aufrecht zu erhalten. Das Hochtemperaturverhalten dieser Brandschutzsysteme ist bis heute jedoch nicht im Detail bekannt. Im vorliegenden Artikel werden daher numerische Simulationen unter expliziter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs dämmschichtbildender Brandschutzsysteme vorgestellt, um das Erwärmungsverhalten im Detail aufzuzeigen und somit einen Beitrag zum vertieften Verständnis hinsichtlich der thermischen Schutzwirkung dieser Brandschutzsysteme zu leisten. Dabei werden beschichtete Stahlplatten bei einer Ofentemperatur gemäß der Einheits-Temperaturzeitkurve untersucht. Eine Validierung des entwickelten numerischen Modells erfolgt anhand eigener Versuchsergebnisse. Somit wird erstmals die Möglichkeit eröffnet, das Hochtemperaturverhalten beschichteter Stahlbauteile realitätsnah zu simulieren und die Temperaturentwicklung im Stahl zu prognostizieren. Dies schafft insbesondere bei individuellen Fragestellungen im Brandschutzingenieurwesen hinsichtlich der Temperaturentwicklung in beschichteten Stahlbauteilen innovative Bewertungsmöglichkeiten.

Heating behaviour of intumescent coatings in steel constructions - Advanced numerical simulations taking the foaming process into account.
Intumescent coatings enable to sustain the attractiveness of filigree steel constructions and to ensure fire resistance at the same time. Since the high temperature behaviour of these fire protection systems is not known in detail yet, advanced numerical simulations by taking the foaming process of intumescent coatings into account are introduced in the present article. Hence, the heating behaviour is pointed out in detail to get a deeper understanding concerning the fire protection behaviour of intumescent coatings. For that reason, coated steel plates exposed to standard fire (ISO-834) are investigated. A validation of the developed numerical model is performed by comparing the calculated temperatures with own test results. For the first time, the opportunity is enabled to simulate and predict the high temperature behaviour of coated steel elements close to reality. This offers innovative possibilities to evaluate the steel temperature of construction elements individually in fire protection engineering.