Swissgrid GIS-Hallen

Im Auftrag der Swissgrid AG wurde durch die Gruner AG eine Überprüfung des Feuerwiderstands einer repräsentativen GIS-Halle (Unterwerk in gasisolierter Ausführung) in Stahlbauweise durchgeführt. Das Ziel dieser Untersuchung ist die Beurteilung sowohl bestehender Objekte als auch die Erarbeitung verbindlicher Vorgaben für zukünftige Objekte.

Nach VKF-Richtlinien gelten für die eingeschossigen Bauwerke keine Anforderungen an den konstruktiven Brandschutz hinsichtlich Feuerwiderstandsdauer. Da es sich bei den Unterwerken jedoch um als kritisch eingestufte Infrastrukturbauten für die Stromversorgung in der Schweiz handelt, sollen die Hallen einem Brandereignis mindestens bis zum Zeitpunkt der Intervention durch die Feuerwehr standhalten.

Für das ausgewählte Referenzobjekt wurden in einem ersten Schritt mehrere repräsentative Brandszenarien entwickelt, welche die vorhandenen Brandlasten und deren mögliche Anordnungen in der Halle erfassen. Auf Basis dieser Szenarien wurden die zugehörigen Brandverläufe mit numerischen Modellen simuliert, um die Verteilung der Gastemperaturen in der Halle bei einem realen Brandereignis zu prognostizieren.

In einem zweiten Schritt wurde mithilfe einer Tragwerksbemessung im Brandfall (Heissbemessung) für jedes angesetzte Brandszenario eine Beurteilung des ungeschützten Stahltragwerks vorgenommen. Die Heissbemessung teilt sich in eine numerische thermische Analyse zur Ermittlung der Bauteiltemperaturen aus den Gastemperaturen im Brandfall und in eine numerische mechanische Analyse für den eigentlichen Nachweis der Tragfähigkeit im Brandfall auf.

Die thermische und mechanische Untersuchung der exemplarisch betrachteten GIS-Halle hat unter Berücksichtigung der angesetzten Naturbrandszenarien – ggf. mit umzusetzenden Zusatzmassnahmen – mit den zugehörigen Brandbelastungen gezeigt, dass die Tragkonstruktion über die gesamte Bemessungsbranddauer eine ausreichende Tragfähigkeit aufweist.

Mithilfe der Untersuchungen wurden Vorgaben für zukünftige Objekte erarbeitet, um den geforderten Feuerwiderstand bis zum Eintreffen der Feuerwehr sicherzustellen.

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