Brandschutztechnische Nachrüstung von Straßentunneln

Grundlagen

Der Bestand an Straßentunneln in Deutschland ist zum Teil einige Jahrzehnte alt. Sie befinden sich in der Baulastträgerschaft des Bundes, der Länder und der Kommunen. Diese müssen die Verantwortung dafür tragen, dass die Tunnel sicher betrieben werden, sowohl im Regelbetrieb, als auch im Falle eines Schadensereignisses. Mögliche Schadensereignisse stellen dabei

  • Eine Panne – mit der Gefahr eines Folgeunfalles
  • Ein Unfall – mit der Gefahr eine Folgebrandes
  • Ein Brand – mit oder ohne Beteiligung eines Gefahrguttransporters

dar.

Wie uns die Vergangenheit gelehrt hat, sind dabei insbesondere Tunnelbrände als Ereignisse mit dem größten Schadenspotential zu betrachten. Aus der Analyse von Brandereignissen in Straßentunneln, wie z. B. im Mont Blanc Tunnel (1999) oder im Gotthard-Straßentunnel (2001), sowie aus umfangreichen Forschungsaktivitäten im Bereich der Tunnelsicherheit wurden Erkenntnisse hinsichtlich der erforderlichen organisatorischen Maßnahmen, sowie der erforderlichen bautechnischen und ausrüstungstechnischen Maßnahmen gewonnen.

Diese Maßnahmen dienen zum einen der Vermeidung von Schadensereignissen, zum anderen dem Bestreben, die Auswirkungen eines Schadensereignisses, so es sich nicht vermeiden lässt, zu minimieren.

Essentiell für diese Minimierung ist die Unterstützung der Selbstrettung sowie der Fremdrettung. Die Selbstrettung wird dabei im Wesentlichen durch die Beeinflussung der Rauchausbreitung und der Sicherstellung einer Orientierung der Tunnelnutzer im Brandfall unterstützt, die Fremdrettung durch ausreichende Kommunikationsmöglichkeiten, Löschmöglichkeiten und nicht zuletzt durch periodische Einsatzübungen der BOS-Kräfte.

In Deutschland sind die genannten betrieblichen, organisatorischen und technischen Maßnahmen in der Richtlinie für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT), als Umsetzung der europäische Richtlinie 20043/54/EC, festgelegt. Die neueste Fassung dieser 1985 erstmalig eingeführte Richtlinie befindet sich aktuell vor der Einführung.

Sofern die in dieser Richtlinie genannten Maßnahmen beim Bau eines neuen Straßentunnels konsequent umgesetzt werden, ist davon auszugehen, dass ein sicherer Betrieb gemäß dem Stand der Technik möglich ist.

Zusätzlich können auch wirtschaftliche Aspekte bei der Festlegung der Ausstattung eine Rolle spielen. Wird in solchen Fällen von den Vorgaben der RABT abgewichen, ist zumindest das gleiche Sicherheitsniveau zu einem RABT-konform ausgestatteten Bauwerk nachzuweisen.

Bestandstunnel

Während eine RABT-konforme Ausgestaltung eines neuen Tunnels meist keine Probleme darstellt, sieht es bei den bestehenden Straßentunneln meist anders aus. Häufig fehlt die Ausrüstung, welche die Selbstrettung unterstützt (Flucht- und Rettungswege, Fluchtwegkennzeichnung, Orientierungsbeleuchtung, Notrufstationen, u.a).

Für die Nachrüstung dieser Bestandstunnel, die in der Baulastträgerschaft des Bundes liegen, wurde ein Nachrüstungsprogramm mit einem Umfang von 1,2 Mrd. € aufgelegt, dass bis 2018 nahezu abgeschlossen werden soll [2]. Einen vergleichbaren Stand bei Tunnelbauwerken in kommunaler Trägerschaft ist flächendeckend noch nicht vorhanden.

Bei Nachrüstungsmaßnahmen stellt sich auch die Frage nach der Priorisierung von Maßnahmen. Bautechnische Maßnahmen, wie die Nachrüstung mit Rettungsstollen (z. B. aktuell in der Ausschreibung beim Lämmerbuckeltunnel auf der A8), erfordern hierbei wesentlich höhere Investitionen als vergleichsweise einfache Nachrüstungen mit Fluchtwegbeschilderungen. Nur was ist effektiver? Welche Maßnahmen haben welche Einwirkung auf das Sicherheitsniveau des Tunnels?

Risikoorientierte Sicherheitsbewertung

Eine Beantwortung dieser Frage ist mit den Mitteln einer Risikoorientierten Sicherheitsbewertung möglich.

Damit können Ausstattungs- und Betriebsvarianten hinsichtlich ihrer jeweiligen Auswirkungen auf das Sicherheitsniveau im Ereignisfall risikoorientiert bewertet werden. Weiterhin kann die Kostenwirksamkeit von geplanten Maßnahmen überprüft werden. Grundlage für derartige Untersuchungen ist u.a. der „Leitfaden für Sicherheitsbewertungen von Straßentunneln gemäß RABT 2006 “ [3] sowie der Bericht „Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln“ , Heft 66 der BASt[4]. Das Bild 1, das den Ablauf dieser Sicherheitsbewertungen darstellt, ist dem Leitfaden entnommen.

Abbildung 1 Elemente der Risikoorientierten Sicherheitsbewertung

Ziel einer derartigen quantitativen Risikobeurteilung ist es also, ein bestimmtes Sicherheitsniveau unter Berücksichtigung eines Kosten-Nutzen-Verhältnisses nachzuweisen.

Brandsimulationen

Für den bei einer Risikobetrachtung meist maßgebenden Fall eines Brandereignisses wird mittels Simulation mit CFD-Programmen (Computational Fluid Dynamics) die Ausbreitung von Rauch, Hitze und toxischen Gasen im Tunnel unter detaillierter Abbildung der Geometrie und der Rand- und Anfangsbedingungen berechnet. Im Zuge der Auswertung werden dann die zeitlichen Verläufe der Ausbreitungen mit den Fluchtmöglichkeiten der Tunnelnutzer verglichen und für diverse Szenarien (Brandorte, Brandleistungen, Lüftung, Staufall, Meteorologie,…) Schadensausmaße als Letalitäten und/oder Kosten ermittelt.

Literatur

[1] RABT(2016), Entwurf der Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln; Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Köln

[2] Kostrzewa, M., Tunnelbetrieb in Deutschland in BASt Tunnelsymposium, 2015

[3] Leitfaden für Sicherheitsbewertungen von Straßentunneln gemäß RABT 2006 (Abschnitt 0.5); Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Bundesanstalt für Straßenwesen, 2009

[4] Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln, Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Heft 66, Bundesanstalt für Straßenwesen, 2009

Autoren des Artikels

Prof. Dr.-Ing. Ludger Speier
Lisa Probst, M.Sc.
(ZPP Ingenieure AG)