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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, der Erstellung von Lüftungskonzepten für die Tunnelbewetterung während Bauarbeiten in Eisenbahntunneln 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

Anwendungsbereich der RABT

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 https://trid.trb.org/view.aspx?id=1086404).

Weitere Referenzen für Tunnellüftungsgutachten finden Sie hier.

Anwendungsbereich Risikoanalysen

Weiterhin werden durch unser Büro mikroskalige Modellrechnungen der Rauchgasausbreitung im Rahmen der Gefahrgutkategorisierung nach ADR 2007 [siehe dort vertiefte Analyse (Stufe 2)] durchgeführt.

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: /de/content/gutachten/cfd-aerodynamik-windfeldbibliotheken/cfd-anwendungen-openfoam-und-phoenics, dort Beispiele 4 und 5.

Anwendungsbereich Bewetterung

Für Bauarbeiten in Tunneln werden i.A. dieselbetriebene Baumaschinen und Fahrzeuge eingesetzt, die u.A. Feinstaubpartikel (PM10), Stickoxide (NOx) und Kohlenmonoxid (CO) emittieren. Für den Gesundheitsschutz der Arbeiterinnen und Arbeiter im Tunnel gibt es vorgeschriebene Luftqualitätsstandards, die einzuhalten sind. Verfügen diese Tunnel über  keine mechanische Belüftung (z.B. Eisenbahntunnel) oder ist deren Einsatz durch die Baumaßnahmen selbst nicht möglich so ist zu prüfen, ob und ggf. wie eine ausreichende Belüftung/Bewetterung in der Bauphase sichergestellt werden kann. Wir erstellen Ihnen hierzu entsprechende Bewetterungskonzepte, die gezielt auf die örtlichen und meteorologischen Gegebenheiten sowie den geplanten Maschineneinsatz abgestimmt und optimiert sind.

Anwendungsbereich Luftreinhaltung

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 den aktuellen Richtlinien zur Ermittlung der Luftqualität an Straßen (RLuS 2012) 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.

 


Referenzen

  • Mitarbeit in Fachgremien der FGSV und des VDI
  • Mehr als 200 Gutachten im Bereich Luftreinhaltung - Verkehr

Auszug aus Referenzliste für Tunnellüftung:

Tunnel Frankenhain: Tunnellüftungsgutachten und Lüftungsauslegung nach RABT 2016

Tunnel Küchen: Prüfung der Werksabnahmemessungen  bzgl.  Schub, Leistung,
Schall, Schwingungen und Drehzahl für die Strahlventilatoren

Straßentunnel Bad Godesberg in Bonn; Anpassung der Tunnellüftung an die Anforderungen der RABT 2006 - Lüftung und Steuerungskonzept sowie Risikobewertung für die Wahl des Lüftungssystems auf Basis von Brandsimulationen- (Entwurfsplanung)

Lüftungsgutachten für die Neuplanung der Tunnelrampe im Zuge des AK A42/A43 bei Herne (Tunnel Baukau) nach RABT 2016

Bewetterungskonzept für die Gleiserneuerung im Escherbergtunnel

Lüftungsgutachten für die Galerie Hansastraße im Zuge der A 46 in Wuppertal

Konzeption Baulüftung für die Ausschreibung Brenner Basis Tunnel - Los Mauls 2-3; Teilleistung Luftmengenberechnung für alle Bauphasen entsprechend Maschinen- und Personaleinsatz

Straßentunnel Bad Godesberg in Bonn; Anpassung der Tunnellüftung an die Anforderungen der RABT 2006 -Vorstudie-

Gleisbauarbeiten im Nord-Süd-Tunnel in Berlin, Bewetterungskonzept für die Bauarbeiten

Adenauertunnel in Berlin - Auslegung der Lüftung im Betriebsfall

Crapteig Tunnel, Risikoanalyse Lüftung und Fluchtwege; Teilleistung Brandgasausbreitungsmodellierung mitels CFD-Modellierung

Tunnel Birth, Steuerungskonzept Lüftung während und nach der Sanierung

Tunnel Birth, Lüftungsgutachten mit Bewertung des Gefährdungs- und Sicherheits-potenzials sowie Brandfallkonzept nach RABT 2006

Neubau A 52, Vorplanung, Lüftungsgutachten für die Tunnel Frillendorf (unter Beach­tung des Bestandtunnels Essen-Huttrop), Helenenpark und Altenessen

Lärmschutzbauwerk Lüneburg im Zuge der A 39, Lüftungsgutachten und Brandfallkonzept nach RABT 2006

Tunnel Westtangente Bochum - Lüftungsgutachten mit Risi­koanalyse und Brandfallkonzept nach RABT 2006

Steuerungskonzept Lüftung für den Tunnel Westtangente Bochum während der Sanierung

B456 Bad Homburg, Tunnel PPR-Knoten - Tunnellüftung

Forschungs- und Entwicklungsvorhaben Gegenverkehrstunnel mit integriertem Rettungsweg (https://trid.trb.org/view.aspx?id=1086404.)

Lüftungsgutachten mit Risikoanalyse und Brandfallkonzept nach RABt 2006 für die Tunnel Kö-Bogen in Düsseldorf. Verkehrslösung gem. Ratsbeschluss vom 03.12.2007 und Zwischenlösung

Überwachung aerodynamische Abnahme Tunnel Lohberg, B 426 bei Mühltal: Axial- und  Strahlventilatoren, Rauchabzugsklappen, Lüftung und Kräfte Türöffnung Fluchtstollen

Bebauungsplan Rosensteintunnel/Neckarknie/Schönestraße -Immissionsgutachten für ein Tunnel-Lüftungskonzept und Schadstoffausbreitung

Tunnel Lohberg. Werksabnahme Axial- und Strahlventilatoren beim Hersteller in Spanien

Hestenbergtunnel in Plettenberg / Mitarbeit bei Brandversuch / Überprüfung Strömungsmessgeräte

Lüftungsgutachten zu drei Tunnel des Neubaus der BAB A 44

BAB A 71 Erfurt-Schweinfurt, Abschnitt AS Geraberg - AS Suhl: Tunnel Rennsteig, Prüfleistungen für Tunnellüftung (Auslegung und Ausschreibung)