QUT-Forscher haben einen Buschbrand-Sicherheitsraum gebaut und getestet, der die aktuellen australischen Standards übertrifft und Menschen am Leben erhalten oder Wertsachen schützen könnte, wenn eine Evakuierung nicht mehr möglich ist.
Unter der Leitung von Dr. Anthony Ariyanayagam von der QUT-Fakultät für Ingenieurwissenschaften wurde der Sicherheitsraum in Originalgröße in der Einrichtung des Queensland Fire and Emergency Services (QFES) in Lytton gebaut und unter simulierten Buschfeuerbedingungen getestet.
Gebaut mit hohlraumgedämmten, leichtwandigen Stahlrahmenwänden, das Dach außen mit autoklavierten Porenbetonplatten und innen mit feuerfesten Gipskartonplatten ausgekleidet, erreichte die Außenwandtemperatur während des Tests ein Maximum von 958 °C bei 30 Minuten während der Spitzenbeflammung Innenoberflächen blieben unter 29°C mit weniger als 1°C Anstieg der Innenlufttemperaturen.
Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift „Evaluating the Bushfire Resistance of a Safe Room Using Full-Scale Experiments“ veröffentlicht Strukturen.
„Der Buschfeuer-Schutzraum zeigte eine hervorragende Hitzebeständigkeit gegenüber Buschfeuern und ist eine praktikable Lösung für die Aufbewahrung von Wertgegenständen“, sagte Dr. Ariyanayagam.
„Theoretisch könnten Menschen in diesem Schutzraum bis zu zwei Stunden überleben, aber wir müssen andere Bedingungen wie die Luftqualität testen, bevor wir auch die Überlebensfähigkeit des Menschen empfehlen“, sagte er.
Australien verzeichnete während der Black Summer Fires 2019/2020 33 Todesfälle und mehr als 3.000 beschädigte Häuser.
Dr. Ariyanayagam sagte, begrenzte Studien hätten die Buschfeuerleistung von Gebäuden untersucht, aber umfassende Experimente zur Wärmeübertragung und strukturellen Leistung von Buschfeuer-sicheren Räumen unter realistischen Buschfeuer-Expositionsbedingungen seien zuvor nicht durchgeführt worden.
„Bei vergangenen Buschbränden ereigneten sich schätzungsweise 30 % aller verzeichneten Todesfälle bei Buschbränden aufgrund verspäteter Evakuierungen, daher steigt der Bedarf an standardisierten Unterkünften als letzte Möglichkeit, wenn eine Evakuierung nicht mehr sicher ist“, sagte er.
„Kurzfristig gesperrte Straßen oder Ausgänge, unbekannte Feuerrichtungen oder -geschwindigkeiten und die psychologische Bindung an ein Haus oder Eigentum gehören zu den Gründen, warum jemand einen Unterschlupf benötigt.“
Dr. Ariyanayagam sagte, bezahlbares Land, Änderungen des Lebensstils und Bevölkerungswachstum hätten auch die Zahl der Häuser an der Schnittstelle zwischen Stadt und Busch erhöht und mehr Menschen dem Risiko von Buschbränden ausgesetzt.
„Die wichtigsten Buschfeuer-Angriffsmechanismen umfassen direkten Flammenkontakt, Strahlungswärme und Glutangriffe. Gebäude in der Nähe von Vegetation wie Wäldern sind allen drei dieser Bedrohungen ausgesetzt“, sagte er.
„Baumaterialien, die in Flammenzonen von Buschbränden verwendet werden, haben nur eine Standardempfehlung von 30 Minuten Standard-Feuereinwirkung (AS1530.4).
„Aber im Gegensatz zu einem Gebäudebrand können Buschbrände in sehr kurzer Zeit 1100 °C erreichen, und die Gebäudeleistung kann durch diesen plötzlichen Anstieg stark beeinträchtigt werden.“
Dr. Ariyanayagam sagte, dass das Australian Building Codes Board nach den Bränden am Schwarzen Samstag 2009 Leistungsstandards für den Bau privater Unterstände für Buschfeuer veröffentlicht habe, diese jedoch nicht obligatorisch seien und weitere Forschung erforderlich sei, um sie zu verbessern.
„Der Leistungsstandard für private Buschfeuerunterstände legt fest, dass eine nicht behinderte Person in der Lage sein sollte, etwa eine Stunde in einem Buschfeuerunterstand zu bleiben, um der Feuerfront standzuhalten, aber da die Bedingungen variieren, müssen sie möglicherweise einige Stunden dort bleiben. “ er sagte.
Sahani Hendawitharana, Mitglied des Forschungsteams, sagte, dass sie einen gasbefeuerten Flüssiggasbrenner verwendet haben, um drei Buschfeuerphasen zu erzeugen – Annäherungsfeuer, Eintauchen in das Feuer und Strahlungswärme nach dem Feuer von einem nahe gelegenen Waldbrennstoff und einem brennenden Gebäude, das 10 m vom sicheren Raum entfernt liegt.
„Wir haben die vom CSIRO und dem Australian Building Codes Board (ABCB) vorgeschlagenen Leistungsstandards verwendet, um reale Buschfeuerbedingungen zu simulieren“, sagte sie.
„Unsere Testdauer betrug 67 Minuten, aber an der Kaminseitenwand wurden mehr als zwei Stunden lang Temperaturmesswerte aufgezeichnet, um die Wärmeübertragung während der Abkühlphase zu messen.“
Die Tests waren die ersten, die einen funktionsfähigen Buschfeuerschutz demonstrierten, der ein sich näherndes Buschfeuer und die Strahlung eines nahe gelegenen Gebäudebrandes überstehen würde.
„Während die umfassenden Tests das Wissen über die Leistung von Gebäudestrukturen bei Buschbränden erweiterten, wäre eine Feuerfront jedoch mehr als 100 m breit, und nur das Testen einer leeren Struktur in einem echten Buschfeuer würde endgültige Ergebnisse liefern“, sagte Dr. Ariyanayagam.
Mehr Informationen:
Sahani Hendawitharana et al, Bewertung der Buschfeuerbeständigkeit eines sicheren Raums unter Verwendung von Experimenten in Originalgröße, Strukturen (2023). DOI: 10.1016/j.istruc.2023.01.126