Für sichere Tunnels dem Rauch auf der Spur

Grossangelegte Messungen in Spanien

Um die Auswirkungen des Throttling-Effekts konkret zu analysieren, führte das Forschungsteam des IET umfangreiche Brandtests in einem 600 Meter langen Testtunnel in San Pedro de Anes, Spanien, durch. Insgesamt 25 Messpunkte verteilten sich über den gesamten Tunnel, um Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Druckverlust präzise zu erfassen. Projektleiter Alex Weber betont die Bedeutung der Messungen: «Mit den vielen Messpunkten konnten wir alle Geschwindigkeitsprofile des Rauchs entlang des gesamten Tunnels messen.»

Diese Daten bildeten die Grundlage für umfangreiche 3D-CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics), mit denen Tunnelbrände unter verschiedenen Bedingungen simuliert werden. Das wird es dem ASTRA ermöglichen, die Normen für Tunnelsicherheitsvorschriften zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen.

Richtlinien auf Basis alter Normen

Ein Auslöser für das Forschungsprojekt war ein Entscheid der USA, bestehende Tunnelbrandrichtlinien aus den 1980er Jahren zurückzuziehen, da sie nicht mehr den aktuellen technischen Erkenntnissen entsprechen. Auch in Europa existieren unterschiedliche Normen, die teils veraltet sind. Während Länder wie die Schweiz und Österreich mit vielen Tunneln eigene Richtlinien entwickelt haben, orientieren sich viele Länder weiterhin an den alten US-Normen.

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.

Forschung für die Sicherheit der Zukunft

Während die Messungen vor Ort nur wenige Wochen in Anspruch nahmen, werden die Daten nun bis Ende 2026 ausgewertet und in Computersimulationen auf verschiedene Brände und Tunnelsituationen angewendet. Ziel ist es, dem ASTRA die erforderliche Datenbasis zu geben, um sicherzustellen, dass auch bei extremen Tunnelbränden der Rauch effizient abgeführt wird. «Wir hoffen, mit unseren Forschungsergebnissen eine realistische Grundlage für künftige Richtlinien zu schaffen, damit Tunnel auch in Zukunft sicher sind», so Alex Weber.