Numerical Simulation of Combustion Kinetics for Thermal Degradation in Laminated Veneer Lumber (LVL) Under Fire Exposure

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit der numerischen Simulation der Verbrennungskinetik für den thermischen Abbau von Furnierschichtholz (LVL) unter Brandeinwirkung. Es unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses und der Modellierung des Verbrennungsverhaltens und der thermischen Zersetzungsprozesse von LVL, um Brandrisiken zu bewerten und die Sicherheitsstandards in Gebäuden zu verbessern. Die Forschung entwickelt und validiert ein fortgeschrittenes numerisches Modell, das detaillierte Pyrolyse und kinetische Verbrennungsreaktionen enthält und innerhalb der Finite-Elemente-Software Abaqus implementiert wurde. Die Studie vergleicht die Genauigkeit des Modells mit experimentellen Messungen, der Vorhersagemethode Eurocode 5 und bestehenden kinetischen Modellen zur Modellierung der Pyrolyse. Zu den Schlüsselthemen gehören die grundlegende Wärmegleichung für die thermische Zersetzung, die Broström et al. kinetisches Modell für Zersetzungs- und Oxidationsverhalten und die Implementierung des Modells in Aquarien unter Verwendung des benutzerdefinierten Werkstoffunterprogramms UMATHT. Simulationsergebnisse und Diskussionen konzentrieren sich auf die Bewertung der Feuerbeständigkeit, Temperaturschwankungen in verschiedenen Tiefen und die Bildung von Verkohlungen zu verschiedenen Brandaussetzungszeiten. Das Kapitel schließt mit der Betonung der verbesserten Vorhersagefähigkeit der Pyrolyse- und kinetischen Verbrennungsmodelle gegenüber dem Eurocode-5-Modell, wodurch die Grundlagen für zukünftige Forschungen an technischen Holzprodukten geschaffen werden.