Herausforderung: Rauchgasströmung bei Tunnelbränden
Bei Bränden in Tunneln entstehen extreme Temperaturen von bis zu über 1000 Grad Celsius, wodurch sich die Luft ausdehnt und an der Decke entlang strömt. Dabei bildet sich eine Schichtung aus unterschiedlich heissen Rauchgasen. Es wird vermutet, dass die oberste heisse Schicht schneller strömt als die unteren, was zu erhöhtem Strömungswiderstand führt. Dieser sogenannte Throttling-Effekt erschwert es den Ventilatoren, den Rauch aus dem Tunnel zu blasen.
Umfangreiche Messungen in Spanien
Um den Throttling-Effekt zu analysieren, führte das Forschungsteam des IET Institut für Energietechnik der OST umfangreiche Brandtests in einem 600 Meter langen Testtunnel in San Pedro de Anes, Spanien, durch. An 25 Messpunkten wurden Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Druckverlust erfasst. Diese Daten dienen als Grundlage für 3D-CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics), mit denen Tunnelbrände unter verschiedenen Bedingungen simuliert werden. Bis Ende 2026 werden die Daten ausgewertet.
Ziel: Anpassung der Sicherheitsrichtlinien
Mit den neuen Messdaten und Simulationsergebnissen möchte das ASTRA eine belastbare Grundlage schaffen, um modernisierte Richtlinien zu entwickeln. Besonders im Fokus steht dabei, wie stark der Druckverlust in den häufig langen Tunneln der Schweiz durch den Throttling-Effekt beeinflusst wird und ob die Dimensionierungsrichtlinien für die Ventilatoren an der Tunneldecke korrekt ausgelegt sind, um den Rauch im Brandfall zuverlässig abzuleiten.