Ausgewählte Aspekte des Bevölkerungsschutzes

- Gebäudetyp (Nutzung)
- Technische Gebäudeausstattung
- Leistungsfähigkeit von Rettungswegen
- Eigenschaften der Nutzer

- Bewegung von Fußgängern wird im zweidimensionalen Raum abgebildet
- Beschreibung über Bewegungsgleichungen
- Die Änderung der Gehgeschwindigkeit in Richtung und Betrag kann entweder über Kräfte formuliert oder über Regeln gesteuert werden

- Kommt in FDS-Evak zum Einsatz
- Das Modell ist geeignet qualitative Phänomene von Personenströmen zu beschreiben
- Linienbildung in bidirektionalen Personenströmen, Oszillationen an Engstellen, Herdenverhalten

- In der Vergangenheit mit experimentellen Versuchen, aber diese Methode überprüft nicht die Beschreibungen, Stauungen und Dichten
- Untersuchung, ob für einfache Szenarien die berechneten Flüsse der Programme untereinander übereinstimmen
- Überprüfung mit Berechnungen nach Predtetschenski und Milinski
- Plausibilitätstest durch Parameterstudien (Personenzahl, Rettungswege, Räumungszeiten)

Die Kopplung zweier Verfahren, die mit Unsicherheiten behaftet sind, führt nicht dazu, dass die Unsicherheiten kleiner werden. Vielmehr suggeriert diese Kopplung eine Modellgenauigkeit und Sicherheit

Bei FDS-Qualitätermittlung mittels mixture fraction model. Ermittlung über temperatur- und Rauchzusammensetzung in verschiedenen Höhen.

Je kleiner die Gitterauflösung &MESH desto besser die Qualität der Ergebnisse und umso größer die Rechenzeit. Detailgrad hängt von der Fragestellung ab.

1) Laufgeschwindigkeit
2) Geduld
3) Schwanken
4) Reaktionszeit
5) Trödelwahrscheinlichkeit
6) Trägheit

Jede Person verfügt über einen individuellen Parametersatz, der ihr zu Beginn eines jeden Durchlaufs zugewiesen wird. Alle Parameter sind normalverteilt und werden durch den Mittelwert, die Standardabweichung sowie das Minimum und Maximum definiert.

1) Planbare Evakuierungen zur Vermeidung von Personenschäden (z.B. Bombenentschärfung), Termin ist festlegbar, kein Zeitdruck
2) Evakuierungen nach Ereignissen ohne Infrastrukturschaden (z.B. Gefahrgutunfall), Zeitdruck in Abhängigkeit des Gefährdungspotenzials
3) Evakuierung vor Ereignissen mit erwartetem Infrastrukturschaden (z.B. Hochwasser), Zeitdruck in Abhängigkeit des erwarteten Ereigniseintritts
4) Evakuierung nach Ereignissen mit Infrastrukturschaden (z.B. Erdbeben), Hauptziel ist Versorgung der betroffenen Bevölkerung, ggf. Schutz vor Sekundärkatastrophen, Logistik ist erheblich erschwert

Definition: Ein Geoinformationssystem ist ein rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten, Anwendungen, Prozeduren und Personal besteht

Aufgaben: Digitale Erfassung raumbezogener Daten, Speicherung und Reorganisation dieser Daten, Modellierung, Analyse und Darstellung der Ergebnisse

- Verkehrswegenetz - Relevante Einrichtungen (Krankenhäuser, Notunterkünfte)
- Gebäude - Einrichtungen besonderer Bedeutung (Altenheime)
- Bevölkerungsdaten - Topografie
- Mögliche Gefahrenbereiche (Störfallbetriebe)
- Ressourcen (Versorgungsmaterialien
- Gefährdungsanalysen

- Zustand kritischer Infrastrukturen (Brücken, Versorgungsnetz)
- Zustand kritischer Einrichtungen (Krankenhäuser)
- Sekundärereignisse (Dammbruch, Brände, Gefahrstoffe)

- Räumungsvorbereitung und Verkehrsplanung
- Warnung und Information
- Transport und Aufnahme
- Sicherung
- Unterbringung und Betreuung
- Rückführung

1) Ressourcenknappheit: Überfüllung, zu enge Flucht- und Rettungswege, hoher Druck, hohe Dichte
2) Fehlende Sicherheits- zu späte Alarmierung, Notbeleuchtung, Löschmittel
Technische Anlagen und Falsche Entscheidungen:
3) Informationsverlust: Informationen über Umstände an anderer Stelle gehen verloren
4) Nicht-kooperatives Drängeln, Schubsen
Verhalten:
Kollektives Verhalten: Zustrom auf nur einen Notausgang

Unterscheidung zwischen internen externen Kriterien zur Bewertung des Verhaltens

- Menschengedränge
- Nicht-kooperatives Verhalten (Blockade)
- Kollektives Verhalten (Herdenrieb)

Zonenmodell
- Einteilung des Raumes in zwei homogene Zonen
- Massen- und Energieaustausch nur über den
Plume, nicht über die Zonengrenzen
- Berechnung der Schichthöhe
- Vorteile: einfach und schnell, erprobt
- Nachteile: nur globale Aussagen

Feldmodell:

- Numerische Strömungsdynamik
- Einteilung des Raumes in kleine Gitterzellen
- Numerische Lösung der Navier-Stokes-
Gleichungen
- Turbulenz: RANS, LES, DNS
- Vorteile: Aussagen zu lokalen Größen möglich,
Entwicklungspotenzial
- Nachteile: kompliziert in Bedienung und
Berechnung, aufwändig, Validierung im Einzelfall

1) Physikalisches Modell
2) Mathematisches Modell
3) Numerisches Lösungsverfahren
4) Computerbasierte Implementierung
5) Durchführung von Simulationen
6) Visualisierung und Auswertung

… beschreibt, wie sich ein Fluid bewegt (Vektorfeld)

… ist der Transport von Eigenschaften (Dichte, Temperatur) durch die Strömung

… ist ein Prozess, bei dem Unterschiede in den einzelnen Fluideigenschaften ausgeglichen werden

… charakterisiert die Fähigkeit eines Stoffes Unterschiede in der Geschwindigkeit auszugleichen

… ist das Analogon zur Dynamischen Viskosität für die Temperatur des Fluids

… beschreibt die Temperaturänderung beim Hinzufügen bzw. Entziehen von Wärme

… Verhältnis von Bewegungsgeschwindigkeit zur Schallgeschwindigkeit, beschreibt Kompressibilität

… Verhältnis von Advektion zur Diffusion, dient der Skalierung von Windkanalversuchen

… Verhältnis von Impulsdiffusion zur thermischen Diffusion, damit lassen sich Experimente im Maßstab skalieren

- Kompressibel oder inkompressibel
- Laminar oder turbulent
- Stationäre oder instationär
- Reibungsfrei oder viskos

1) Massenerhaltung
2) Impulserhaltung
3) Energieerhaltung

… schwach inkompressible Strömungen (Navier-Stokes- und Energiegleichung)

… es können keine kompressiblen Phänomene wie Druckwellen bei Explosionen oder Schallwellen simuliert werden

… FDS nutzt ein explizites FD (Finite Differenz)-Verfahren zweiter Ordnung

… FDS nutzt nur strukturierte Gitter