Hallo zusammen,
ich möchte in SOFiSTiK HYDRA eine thermische Analyse eines Stahlquerschnitts mit einem reaktiven, aufschäumenden Brandschutzanstrich durchführen, um den Temperaturverlauf im Stahl während eines Brandes zu ermitteln.
Die geometrische Modellierung des Stahlquerschnitts einschließlich des Brandschutzanstrichs habe ich bereits umgesetzt (es gibt hierzu ein Tutorial: “Thermal Analysis of a Coated Steel Section”). Unklar ist mir allerdings, wie ich das Material des Brandschutzanstrichs und dessen thermische Eigenschaften in HYDRA korrekt definieren soll - dies wird im Tutorial nicht näher beschrieben.
Bisherige Angaben:
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Programm: SOFiSTiK HYDRA – Thermische Analyse
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Schutzsystem: Reaktiver, aufschäumender Brandschutzanstrich
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Trockenschichtdicke: 1,5 mm
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Ziel: Ermittlung des Temperaturverlaufs im Stahlquerschnitt
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Konkretes Produkt bzw. Hersteller: derzeit noch nicht bekannt
In der Materialdefinition kann ich unter anderem einen temperaturabhängigen Speicherkoeffizienten [kJ/(K·m³)] und eine isotrope Wärmeleitfähigkeit [W/(K·m)] definieren.
Hierzu hätte ich folgende Fragen:
1. Definition der thermischen Materialkennwerte
Wie sind die beiden Größen „Speicherkoeffizient“ und „Isotrope Leitfähigkeit“ für einen reaktiven Brandschutzanstrich korrekt zu definieren?
Können hierfür temperaturabhängige Kennwerte des ursprünglichen Beschichtungsmaterials verwendet werden, oder müssen die Eigenschaften der aufgeschäumten Schutzschicht berücksichtigt werden?
2. Berücksichtigung des Aufschäumens
Wie kann das temperaturabhängige Aufschäumen des Brandschutzanstrichs in HYDRA abgebildet werden?
Wird die Änderung der Schichtdicke bzw. der thermischen Eigenschaften während des Brandes durch eine entsprechende Materialdefinition berücksichtigt, oder ist hierfür eine separate Modellierung erforderlich?
3. Ansatz der Schichtdicke
Ist es möglich bzw. sinnvoll, die 1,5 mm Trockenschichtdicke direkt als geometrische Schicht im thermischen Modell anzusetzen?
Falls nicht: Wie wird die im Brandfall entstehende, deutlich größere Schichtdicke der aufgeschäumten Beschichtung in der Berechnung berücksichtigt?
4. Vereinfachte Modellierung
Falls eine explizite Abbildung des Aufschäumvorgangs in HYDRA nicht möglich ist: Gibt es eine empfohlene Vorgehensweise, um einen reaktiven Brandschutzanstrich über eine thermische Ersatzdämmschicht abzubilden?
Insbesondere wäre interessant, ob es hierzu bereits Erfahrungen, Beispiele oder Empfehlungen seitens SOFiSTiK gibt.
5. Materialdefinition und Eingabebeispiel
Gibt es ein Beispiel für die Definition eines solchen Materials in HYDRA, beispielsweise anhand einer temperaturabhängigen Tabelle für Speicherkoeffizient und Wärmeleitfähigkeit?
Auch Hinweise zu geeigneten Herstellerdaten oder Prüfwerten, die für die Materialdefinition benötigt werden, wären sehr hilfreich.
Vielen Dank im Voraus für eure Unterstützung und eure Erfahrungen!
Viele Grüße