Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Brände in Straßentunneln: Abschätzung der Selbstrettungsmöglichkeiten der Tunnelnutzer mittels numerischer Rauchausbreitungssimulation
Es wurde eine Methode zur Abschätzung der Selbstrettungsmöglichkeiten der Straßentunnelnutzer im Brandfall entwickelt. Zu diesem Zweck wurden numerische Berechnungen der Rauchausbreitung bei einem Tunnelbrand nach den Bedingungen des Standard-Brandversuchs der RABT 2003 durchgeführt. Die anschließende Analyse der Ergebnisse betraf die Möglichkeit der Selbstrettung eines Tunnelnutzers vor und nach dem Auslösen von Alarm und Fluchtanweisungen, die vorrangig von der Sichtweite und Orientierung in verrauchten Bereichen und der daraus resultierenden Fluchtgeschwindigkeit abhängig ist. In das Rechenmodell wurde dazu eine Sichtweitenberechnung implementiert, bei der auf der Basis der jeweiligen Verrauchung die vorhandenen Sichtweiten für jeden Ort im Tunnel bestimmt werden können. Auch die Visualisierung sämtlicher Rechenergebnisse wurde vollständig neu entwickelt. Zur realistischen Abschätzung der Wirkungen eines Tunnelbrandes auf den Menschen, z.B. im Rahmen quantitativer Risikoanalysen, ist eine Berücksichtigung bewegter Objekte (Fahrzeuge, Personen) in Rauchausbreitungs- und Fluchtsimulationen erforderlich. In einem ersten Ansatz wurde dazu der Algorithmus so weiterentwickelt, dass die Berücksichtigung ortsveränderlicher Objekte möglich ist. Auf Basis der berechneten Sichtweiten wurden zeitabhängig Bereiche im Tunnel mit erschwerten Fluchtbedingungen identifiziert. Daraus konnten maximale Fluchtweglängen zur Selbstrettung abgeleitet werden. Unter der Voraussetzung, dass sich im Brandfall möglichst viele Tunnelnutzer selbst in Sicherheit bringen können sollten, wurde für Straßentunnel im Rahmen dieser Dissertation als günstiger Abstand der Notausgänge 150 m bestimmt. Ein weiteres Optimierungspotenzial ergibt sich aus der Anforderung, Brände möglichst zeitnah sicher zu detektieren. Die Einhaltung der derzeit in den RABT 2003 geforderten Detektionszeiten von 60 s beeinflusst in hohem Maße die Möglichkeit zur erfolgreichen Selbstrettung. Jede weitere Verringerung der Detektionszeiten, die z.B. durch den Einsatz von Videodetektionssystemen realisiert werden kann, erhöht das Sicherheitsniveau. Im Hinblick auf sichere Fluchtanweisungen und, um den Tunnelnutzern die Orientierung im Brandfall zu erleichtern, sollten Straßentunnel zukünftig mit einer dynamischen Fluchtwegkennzeichnung ausgestattet werden.
Brände in Straßentunneln: Abschätzung der Selbstrettungsmöglichkeiten der Tunnelnutzer mittels numerischer Rauchausbreitungssimulation
Es wurde eine Methode zur Abschätzung der Selbstrettungsmöglichkeiten der Straßentunnelnutzer im Brandfall entwickelt. Zu diesem Zweck wurden numerische Berechnungen der Rauchausbreitung bei einem Tunnelbrand nach den Bedingungen des Standard-Brandversuchs der RABT 2003 durchgeführt. Die anschließende Analyse der Ergebnisse betraf die Möglichkeit der Selbstrettung eines Tunnelnutzers vor und nach dem Auslösen von Alarm und Fluchtanweisungen, die vorrangig von der Sichtweite und Orientierung in verrauchten Bereichen und der daraus resultierenden Fluchtgeschwindigkeit abhängig ist. In das Rechenmodell wurde dazu eine Sichtweitenberechnung implementiert, bei der auf der Basis der jeweiligen Verrauchung die vorhandenen Sichtweiten für jeden Ort im Tunnel bestimmt werden können. Auch die Visualisierung sämtlicher Rechenergebnisse wurde vollständig neu entwickelt. Zur realistischen Abschätzung der Wirkungen eines Tunnelbrandes auf den Menschen, z.B. im Rahmen quantitativer Risikoanalysen, ist eine Berücksichtigung bewegter Objekte (Fahrzeuge, Personen) in Rauchausbreitungs- und Fluchtsimulationen erforderlich. In einem ersten Ansatz wurde dazu der Algorithmus so weiterentwickelt, dass die Berücksichtigung ortsveränderlicher Objekte möglich ist. Auf Basis der berechneten Sichtweiten wurden zeitabhängig Bereiche im Tunnel mit erschwerten Fluchtbedingungen identifiziert. Daraus konnten maximale Fluchtweglängen zur Selbstrettung abgeleitet werden. Unter der Voraussetzung, dass sich im Brandfall möglichst viele Tunnelnutzer selbst in Sicherheit bringen können sollten, wurde für Straßentunnel im Rahmen dieser Dissertation als günstiger Abstand der Notausgänge 150 m bestimmt. Ein weiteres Optimierungspotenzial ergibt sich aus der Anforderung, Brände möglichst zeitnah sicher zu detektieren. Die Einhaltung der derzeit in den RABT 2003 geforderten Detektionszeiten von 60 s beeinflusst in hohem Maße die Möglichkeit zur erfolgreichen Selbstrettung. Jede weitere Verringerung der Detektionszeiten, die z.B. durch den Einsatz von Videodetektionssystemen realisiert werden kann, erhöht das Sicherheitsniveau. Im Hinblick auf sichere Fluchtanweisungen und, um den Tunnelnutzern die Orientierung im Brandfall zu erleichtern, sollten Straßentunnel zukünftig mit einer dynamischen Fluchtwegkennzeichnung ausgestattet werden.
Brände in Straßentunneln: Abschätzung der Selbstrettungsmöglichkeiten der Tunnelnutzer mittels numerischer Rauchausbreitungssimulation
Mayer, Georg (Autor:in)
2006
187 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Bestimmung der Verkehrssicherheit von Strassentunneln mittels quantitativer Risikoanalysen
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