Brandversuche in Tunneln

BASt 1103:

Brandversuche in Tunneln – Untersuchungen zum Austritt brennbarer Flüssigkeiten

F. Dehn, I. Kotthof, N. Neumann, K. Hegemann, U. Heide, J. Schmidt

68 S., 82 z.T. farb. Abb., 8 Tab., ISBN 978-3-95606-053-3, 2013, EUR 16,00

In diesem Forschungsbericht sind Untersuchungen zur Auswirkung eines Brandfalls infolge des Austritts einer brennbaren Flüssigkeit in einem Tunnel zusammengefasst. Zum besseren Verständnis wurden die Mechanismen der Wärmeübertragung sowohl allgemein als auch für den Brandfall erläutert. Es werden Modelle zur Bestimmung der zu erwartenden Wärmefreisetzungsrate und darauf aufbauend Modelle zur Ermittlung der thermischen Belastung der Tunnelbauteile vorgestellt, miteinander verglichen und Anwendungsgrenzen genannt. Anschließend erfolgte eine ausführliche Beschreibung des Versuchsaufbaus der durchgeführten experimentellen Untersuchungen. Der Versuchsablauf wird mittels Beobachtungsnotizen und Bildnachweisen beschrieben und anhand der Brandgastemperatur, O2- CO- sowie CO2-Konzentrationen, Massenströme und der Wärmefreisetzungsrate quantifiziert. Die Bestimmung der Wärmefreisetzungsrate im Zuge der Auswertung des Brandversuchs erfolgte mit verschiedenen Ansätzen, die diskutiert und deren Ergebnisse bewertet wurden. Trotz der festzustellenden Unterschiede haben alle gemein, dass die gemessene, maximale Wärmefreisetzungsrate deutlich höher war, als anhand von in der Literatur dokumentierter Werte vorhergesagt werden konnte. Die Schadensaufnahme der im Rahmen der experimentellen Untersuchungen getesteten Platten aus verschiedenen Werkstoffen bzw. Betonen sowie die Analyse der Temperaturentwicklung an und in den Bauteilen wiesen einen außerordentlich schnellen Temperaturanstieg zu Beginn des Brandversuchs und ein sehr unterschiedliches Schadensbild auf. Während PP-Fasermodifizierte Betone nahezu keine Abplatzungen aufwiesen, kam es bei zwei Platten zur Selbstentzündung mit deutlichen Schädigungen. Die Temperaturbeanspruchung wurde anhand der Adiabaten Oberflächentemperatur und der daraus ermittelten äquivalenten Branddauer bewertet.