Validierung des Modelltunnels anhand der Ergebnisse größerer Brandversuche

In diesem Forschungsvorhaben wurde eine Validierung des vorab im Rahmen des FE 15.0539/2011/ERB entwickelten Modelltunnels vorgenommen, der realitätsnahe Untersuchungen zur Auslegung und zum Betrieb von Lüftungssystemen für Straßentunnel ermöglichen soll. Das Gesamtziel der Arbeiten war die Schaffung einer Wissens- und Methodengrundlage, die für die weitere zielgerichtete Anwendung dieses Modelltunnels erforderlich ist. Die vorgenommene Validierung sollte für den Modelltunnel den Schritt von der Entwicklung und prototypischen Erprobung hin zu einem für wissenschaftliche und planerische Zwecke einsetzbaren Instrument vollziehen.

Anhand einer Literaturrecherche zu Realbrandversuchen wurden zwei Versuche mit mechanischer Längslüftung aus dem Untersuchungsprogramm am „Memorial Tunnel“ (MTFVTP 1995) als geeignet zur Validierung abgeleitet. Für die Generierung eigener Validierungsdatensätze wurde ein Messkonzept zur Ermittlung strömungsmechanischer Größen beispielsweise im Rahmen eines Abnahmebrandversuches entwickelt.

Die Untersuchungen wurden parallel experimentell am Modelltunnel und numerisch mit dem Fire Dynamics Simulator (FDS) durchgeführt. Die Validierung erfolgte durch eine Gegenüberstellung der Rauchausbreitung und der Längsgeschwindigkeiten in der Tunnelachse (Vertikalprofile) zu den Daten aus MTFVTP 1995.

In der Auswertung der Ergebnisse konnte eine überwiegend gute Übereinstimmung zu den realen Daten festgestellt werden, so dass von einer erfolgreichen Validierung ausgegangen werden kann. Aus der Beschreibung und den Ergebnissen der Versuche in MTFVTP 1995 ergaben sich gleichzeitig jedoch auch Grenzen für eine Validierung einzelner Aspekte. Für eine messtechnischen Begleitung eines Abnahmebrandversuches zur Erarbeitung einer eigenen Validierungsgrundlage konnten sowohl für das numerische als auch das experimentelle Modell Überlegungen und Vorgaben zur Vorgehensweise erarbeitet werden, die die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Umsetzung erhöhen.

 

Fakten

Auftraggeber

Bundesanstalt für Straßenwesen

Kooperationen

[Aerodynamisches Institut der RWTH Aachen](www.aia.rwth-aachen.de)

Jahr der Fertigstellung

03/2017 - 06/2019

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