Tunnellüftung

Seit dem Jahr 2000 arbeit unser Büro auch auf dem Gebiet der Be- und Entlüftung von Tunneln. Wir profitieren hierbei von unserem interdisziplinär zusammengesetzten Mitarbeiterteam und insbesondere durch unsere Spezialkenntnisse in der Strömungsmechanik.

Der Schwerpunkt der Tätigkeiten in diesem Fachbereich liegt in der Konzeption der Lüftung für neu geplante Straßentunnel, der Überprüfung und ggf. Anpassung der Tunnellüftungssysteme in bestehenden Straßentunneln an den aktuellen Stand der Technik, der Beratung der Bauherren bei der Abnahme von Tunnellüftung nach Installation, der Einbeziehung des Immissionsschutzes in die Tunnellüftungskonzepte sowie strömungstechnische Spezialuntersuchungen in Tunneln unter Verwendung von mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodellen (Computational Fluid Dynamics (CFD)-Modellierung).

So sind z.B. bei der Planung von Straßentunneln verschiedene Aspekte zum Schutz der menschlichen Gesundheit zu beachten:

• Sicherheit der Tunnelbenutzer im Fall eines Brandes
• Gewährleistung der erforderlichen Luftqualitätsstandards im Tunnel
• Immissionen durch Tunnelabluft aus Portalen und Lüfterbauwerken

Unsere Vorgehensweise

Die Erstellung von Studien bzgl. der Sicherheit der Tunnelbenutzer im Brandfall sowie der Gewährleistung der Luftgüte im Tunnel erfolgt hierbei anhand der "Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln" (RABT in ihrer jeweils aktuellen Version) sowie der Erkenntnisse aus internationalen Regelwerken und Forschungsprojekten.

Für eine ganze Reihe von Tunneln wurden durch unser Büro die Lüftungskonzepte erarbeitet, bereits vorliegende Lüftungskonzepte geprüft und auch lüftungstechnische Abnahmeversuche durchgeführt sowie Brandversuche durch strömungstechnische Messungen begleitet. Derzeit arbeiten wir an der Anpassung der Tunnellüftungssysteme mehrerer älterer Straßentunnel an den aktuellen Stand der Technik. Unsere Erfahrungen konnten wir auch im Forschungsvorhaben „Gegenverkehrstunnel mit integriertem Rettungsweg“ der Bundesanstalt für Straßenwesen einbringen, in dem wir den Projektteil Tunnellüftung bearbeiteten (siehe http://trid.trb.org/view.aspx?id=1086404).

Weitere Referenzen für Tunnellüftungsgutachten finden Sie hier.

Das Arbeitsgebiet Tunnellüftung ist mit unseren anderen Arbeitsgebieten sehr stark vernetzt und profitiert von den langjährigen Erfahrungen aus diesen Arbeitsbereichen. So stehen uns für komplexe Fragestellungen bei der Analyse von Strömungen und Schadgasausbreitungen in Tunneln und Tunnelsystemen mikroskalige numerische CFD-Modelle (z.B. PHOENICS) zur Verfügung. Hier können Brandszenarien in Straßentunneln, aber auch andere Fragestellungen wie z.B. die Auswirkungen von Störfallen oder die Ausbreitung von Gefahrstoffen oder anderen Kontaminationen z.B. in U-Bahntunneln simuliert werden, um Entscheidungsgrundlagen für die zuständigen Sicherheitskräfle ableiten zu können. Animierte Beispiele finden
sie u.a. auf folgender Seite: http://www.lohmeyer.de/FrameSeiteAerodynamikCFD.htm; dort CFD-Anwendungen PHOENICS, Beispiele 4 und 5.

Gelangen die Schadstoffe aus dem Straßentunnel ins Freie, müssen die Immissionsverhältnisse in der Umgebung der Portale betrachtet werden. Hier ist eine enge Verzahnung mit dem Arbeitsgebiet Verkehr gegeben. So kann es z.B. im Falle von Wohnbebauung im Bereich von Tunnelportalen und bei entsprechen den Immissionsbelastungen sinnvoll sein, die Tunnelfortluft bevorzugt aus einem Portal auszublasen, d.h. eine enge Zusammenarbeit von Tunnellüftung und Immissionsschutz ist hilfreich.

Die Erstellung von Studien zur Bestimmung der Immissionsbelastung in der Umgebung von Tunnelportalen bzw. Lüfterbauwerken gehen wir oft zweistufig vor:

• 1. Stufe: Grobabschätzung der Immissionen mit dem im aktuellen Merkblatt über Luftverunreinigungen an Straßen (MLuS) integrierten Tunnelmodell.
• 2. Stufe: Im Falle hoher Immissionswerte nach Stufe 1 wird eine Immissionsprognose mit höherwertigeren mikroskaligen Rechenmodellen oder Windkanalmessungen durchgeführt. Örtliche Verhältnisse wie z.B. Kaltluftabflüsse werden berücksichtigt. Für Ergebnis siehe z.B.  Abb. 1.

Abb. 1: Ergebnisse einer Immissionsprognose mit einem höherwertigen Rechenmodell (mit Berücksichtigung von Kaltluftabflüssen). Das Bild zeigt die Gesamtbelastung des NO₂-Jahresmittelwertes in [µg/m³]

Als Ergebnisse werden u.a. Empfehlungen zur Art, Auslegung und Steuerung eventuell benötigter Lüftungsanlagen gegeben.

Auszug aus unseren Referenzen

• Mitarbeit in den entsprechenden Fachgremien wie MLuS-Arbeitsgruppe und verschiedene VDI-Arbeitsgruppen
• Mehr als 200 Gutachten im Bereich Luftreinhaltung - Verkehr