t²-Brand in FDS: TAU_Q, RAMP_Q und die Kontrolle der Leistung

fdsrun-Redaktion · 6. November 2026 · 5 Min. Lesezeit

So schreiben Sie einen t²-Bemessungsbrand in FDS: negatives TAU_Q oder RAMP_Q mit Punkten, α-Koeffizienten, Zeit bis zur Höchstleistung und Kontrolle in CHID_hrr.csv.

Ein Bemessungsbrand wird meist mit einer „t²“-Kurve beschrieben: Die Wärmefreisetzungsrate wächst mit dem Quadrat der Zeit, Q(t) = α · t², bis zu einem Höchstwert. In FDS lässt sich das auf zwei Arten schreiben — mit einem Parameter oder mit einer Punkttabelle. Beide funktionieren, aber jede hat eine Falle.

Der Koeffizient α und die Zeit bis zur Höchstleistung

Typische Brandentwicklungsklassen und die Zeit bis 1 MW:

Die Zeit bis zum Höchstwert beträgt t = √(Qmax / α). Für einen schnell wachsenden Brand mit 2,5 MW: √(2500 / 0,0469) ≈ 231 s.

Variante 1: negatives TAU_Q

In der Zeile &SURF bedeutet ein negatives TAU_Q ein t²-Wachstum: Die Wärmefreisetzung erreicht den vollen Wert von HRRPUA nach |TAU_Q| Sekunden und bleibt danach konstant (FDS User Guide, Abschnitt 11.1).

&SURF ID='BRAND', HRRPUA=500., TAU_Q=-231. /
&VENT XB=10.0,12.0,4.0,6.5,0.0,0.0, SURF_ID='BRAND' /   ← 2,0 × 2,5 m = 5 m² × 500 kW/m² = 2,5 MW

Die Falle: Beginnt die Berechnung nicht bei null (T_BEGIN ≠ 0), startet die TAU_Q-Kurve bei T_BEGIN, nicht bei null.

Variante 2: RAMP_Q mit Punkten

Hat der Brand auch eine Vollbrandphase und ein Abklingen, ist eine Tabelle bequemer: T ist die Zeit, F der Anteil von HRRPUA. FDS interpoliert linear zwischen den Punkten, die Parabel braucht also mehrere Punkte, nicht zwei.

&SURF ID='BRAND', HRRPUA=500., RAMP_Q='t2_schnell' /
&RAMP ID='t2_schnell', T=  0., F=0.00 /
&RAMP ID='t2_schnell', T= 60., F=0.07 /
&RAMP ID='t2_schnell', T=120., F=0.27 /
&RAMP ID='t2_schnell', T=180., F=0.61 /
&RAMP ID='t2_schnell', T=231., F=1.00 /
&RAMP ID='t2_schnell', T=900., F=1.00 /

TAU_Q und RAMP_Q schließen sich gegenseitig aus — für eine Oberfläche gibt man nur eines davon an.

Prüfen Sie, was tatsächlich brennt

• Fläche nach dem Einrasten ins Gitter. Hindernisse und Öffnungen werden auf Zellflächen geschoben. Ein Brenner von 2,0 × 2,5 m bleibt bei 20-cm-Zellen unverändert, bei 30-cm-Zellen ändert sich aber seine Fläche — und damit die Leistung.
• Die Datei CHID_hrr.csv. Vergleichen Sie nach einigen Minuten Berechnung die HRR-Spalte mit der beabsichtigten Kurve — der schnellste Weg, einen Fehler in Fläche oder Rampe zu finden.
• Auflösung. Wachsende Leistung bedeutet wachsendes D*; prüfen Sie D*/δx für die Leistung, die für die Bewertung zählt (Zellgröße und D*/δx).

Die Dateiprüfung unten findet Verweise auf nicht definierte RAMP_ID und SURF_ID und zeigt die prognostizierte Rechenzeit für das ganze Szenario.

Quellen: FDS User Guide (NIST SP 1019), Abschnitte 9.2, 11.1; α-Werte nach der t²-Brandklassifikation aus NFPA 72 und dem SFPE Handbook. FDS und Smokeview sind Software des National Institute of Standards and Technology; das NIST steht in keiner Verbindung zu fdsrun.