Availability: Brandschutz-Praxis in Tunnelbauten | Technische Universität München

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Main Authors:	Schneider, Ulrich 1942-2011 (Author), Horvath, Johannes (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin Bauwerk-Verl. 2006
Edition:	1. Aufl.
Subjects:	Tunnel Brandschutz
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adam_text	PROF. DIPL.-ING. DDR. ULRICH SCHNEIDER DIPL.-ING. DR. JOHANNES HORVATH BRANDSCHUTZ-PRAXIS IN TUNNELBAUTEN BRANDVERHALTEN BRANDSCHUTZMASSNAHMEN SANIERUNG MIT PROJEKTBEISPIELEN /BAUWERK INHALTSVERZEICHNIS 0 VORWORT I 1 EINLEITUNG 1 1.1 ALLGEMEINES 1 1.2 STAND DER ERKENNTNISSE 3 1.2.1 RICHTLINIEN UND REGELWERKE 3 1.2.2 TUNNELBRAENDE UND BRANDERFAHRUNGEN 6 1.2.2.1 UEBERBLICK 6 1.2.2.2 EURO-TUNNEL-BRAND 1996 6 1.2.2.3 MONTBLANC-TUNNEL-BRAND 1999 10 1.2.2.4 TAUERN-TUNNEL-BRAND 1999 14 1.3 LITERATUR ZUM KAPITEL 1 23 2 GRUNDLAGEN ZUM BRANDSCHUTZ IN TUNNELN 28 2.1 HAEUFIGKEIT VON TUNNELBRAENDEN 28 2.2 CHARAKTERISIERUNG VON TUNNELBRAENDEN 31 2.2.1 BRANDURSACHEN 31 2.2.2 BRANDENTWICKLUNG 32 2.3 ERGEBNISSE AUS DEN EUREKA-TUNNELBRANDVERSUCHEN 40 2.3.1 TUNNELGEOMETRIE 40 2.3.2 BRANDLASTEN VON FAHRZEUGEN 41 2.3.3 BELUEFTUNGSVERHAELTNISSE 42 2.3.4 TEMPERATURVERLAEUFE 42 2.3.5 TEMPERATURVERTEILUNG IM TUNNEL 44 2.4 BRANDRAUCHAUSBREITUNG IM TUNNEL 46 2.4.1 GRUNDSAETZE DER BRANDRAUCHAUSBREITUNG 46 2.4.2 TOXISCHE RAUCHGASKOMPONENTEN 47 2.4.3 FLUCHT-UND RETTUNGSMOEGLICHKEITEN 48 2.4.4 SICHTVERHAELTNISSE - RAUCHDICHTE AM BEISPIEL DER EUREKA-VERSUCHE 54 2.4.5 AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT DER RAUCHGASE AM BEISPIEL DER EUREKA-VERSUCHE 56 2.5 INGENIEURMAESSIGE BEWERTUNG VON TUNNELBRAENDEN 57 2.5.1 GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN 57 III 2.5.2 QUANTIFIZIERUNG VON BRANDABLAEUFEN 60 2.5.3 BEOBACHTETE BRANDDAUERN BEI TUNNELBRAENDEN 61 2.5.4 LUFTBEDARF 64 2.5.5 BRANDLEISTUNG 68 2.6 ANLAGENTECHNISCHE BRANDSCHUTZMASSNAHMEN 70 2.6.1 BRANDRAUCHENTLUEFTUNGSSYSTEME FUER STRASSENTUNNEL 70 2.6.2 AUTOMATISCHE BRANDMELDESYSTEME 86 2.6.3 AUTOMATISCHE TUNNELLOESCHANLAGEN 95 2.6.4 SONSTIGE BETRIEBSTECHNISCHE EINRICHTUNGEN 110 2.7 LITERATUR ZUM KAPITEL 2 113 3 SCHUTZNIVEAUS FUER BAHN- UND STRASSENTUNNEL 116 3.1 EINFUEHRUNG 116 3.1.1 RISIKOBEWERTUNG 116 3.1.2 GEFAHRENANALYSEN FUER BAHNTUNNEL 118 3.1.3 GEFAHRENANALYSEN FUER STRASSENTUNNEL 122 3.2 SCHUTZZIELE UND VORGEHENSWEISE 124 3.2.1 VORBEMERKUNG 124 3.2.2 PERSONENSCHUTZ IM TUNNEL 125 3.2.3 SACHSCHUTZ IM TUNNEL 126 3.3 GEFAEHRDUNGSPOTENTIAL VON TUNNELN 128 3.3.1 ELEMENTE DER GEFAEHRDUNG UND SICHERHEIT ZUR FESTLEGUNG DES GEFAEHRDUNGSPOTENTIALS VON TUNNELN 128 3.3.2 BERECHNUNG DES GEFAEHRDUNGSPOTENTIALS FUER STRASSENTUNNEL 130 3.4 SCHUTZNIVEAUS FUER DEN BAULICHEN BRANDSCHUTZ IN STRASSEN- UND EISENBAHNTUNNELN 135 3.4.1 SCHUTZNIVEAUPARAMETER 135 3.4.2 SCHUTZNIVEAU FUER STRASSENTUNNEL 136 3.4.3 SCHUTZNIVEAU FUER EISENBAHNTUNNEL 141 3.5 LITERATUR ZUM KAPITEL 3 148 4 BRANDSCHUTZ-RICHTLINIEN ZUM BAU UND BETRIEB VON TUNNELN 150 4.1 VORGEHENSWEISE UND ERLAEUTERUNGEN 150 4.2 RICHTLINIE DES EISENBAHN-BUNDESAMTES (EBA-RL) 151 4.2.1 AUFBAU UND INHALT 151 IV 4.2.2 BAULICHE GESTALTUNG VON TUNNELN 152 4.2.3 BETRIEBLICHE ANFORDERUNGEN 160 4.2.4 SONSTIGE MASSNAHMEN 161 4.2.5 RETTUNGSZUEGE 161 4.2.6 BEWERTUNG DER EBA-RICHTLINIE 164 4.3 RICHTLINIE DES OESTERREICHISCHEN BUNDESFEUERWEHRVERBANDES (OEBFV-RL) 165 4.3.1 AUFBAU UND INHALT 165 4.3.2 BAULICHE GESTALTUNG 166 4.3.3 BETRIEBLICHE ANFORDERUNGEN 172 4.3.4 RETTUNGSKONZEPT UND SONSTIGE MASSNAHMEN 173 4.3.5 BEWERTUNG DER OEBFV-RICHTLINIE 175 4.4 RICHTLINIE DER HL-AG, OEBB UND BEG (HL-RL) 176 4.4.1 AUFBAU UND INHALT 176 4.4.2 BRANDSZENARIEN NACH DER HL-RICHTLINIE 177 4.4.3 ENTSCHEIDUNGSMATRIX ZUR FESTLEGUNG DER BAUTEILANFORDERUNGEN NACH DER HL-RICHTLINIE 180 4.4.4 DIMENSIONIERUNG DER TUNNELBAUTEILE NACH DER HL-RICHTLINIE 184 4.4.5 MASSNAHMEN FUER DEN BAULICHEN BRANDSCHUTZ NACH DER HL-RICHTLINIE 186 4.4.6 SONSTIGE ANFORDERUNGEN UND MASSNAHMEN 187 4.4.7 STELLUNGNAHME UND BEWERTUNG DER HL-RICHTLINIE 188 4.4.8 BESTANDSANLAGEN 188 4.5 RICHTLINIE DER FORSCHUNGSGESELLSCHAFT FUER STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN (RABT-RL) 189 4.5.1 AUFBAU UND INHALT 189 4.5.2 LUEFTUNG IN TUNNELN NACH DER RABT 190 4.5.2.1 LUEFTUNGSANFORDERUNGEN FUER DEN BRANDFALL 190 4.5.2.2 ART DER LUEFTUNGSSYSTEME FUER DEN BRANDFALL 196 4.5.3 BAULICHE UND BETRIEBLICHE BRANDSCHUTZANLAGEN NACH DER RABT....200 4.5.3.1 BAULICHE ANLAGEN 200 4.5.3.2 KOMMUNIKATIONSEINRICHTUNGEN 202 4.5.3.3 BRANDMELDEANLAGEN 203 4.5.3.4 LOESCHEINRICHTUNGEN 204 4.5.3.5 BRANDNOTBELEUCHTUNG UND FLUCHTWEGKENNZEICHNUNG 205 4.5.4 ZUSAMMENWIRKEN DER SICHERHEITSANLAGEN 205 4.5.5 STELLUNGNAHME UND BEWERTUNG DER RABT-RL 206 4.6 RICHTLINIE DER BUNDESANSTALT FUER STRASSENWESEN (ZTV-ING) 207 V 4.6.1 AUFBAU UND INHALTE 207 4.6.2 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN ZUM BAULICHEN BRANDSCHUTZ NACH ZTV-ING 208 4.6.3 BRANDSCHUTZMASSNAHMEN FUER DIE KONSTRUKTION BEI TUNNELBRAENDEN 209 4.6.4 RECHNERISCHE NACHWEISE 210 4.6.5 BRANDSCHUTZMASSNAHMEN FUER DEN INNENAUSBAU NACH ZTV 210 4.6.6 STELLUNGNAHME UND BEWERTUNG DER ZTV-ING 211 4.7 RICHTLINIEN DER OESTERREICHISCHEN FORSCHUNGSGEMEINSCHAFT STRASSE UND VERKEHR (RVS 9.FF) 212 4.7.1 AUFBAU UND INHALTE 212 4.7.2 TUNNELQUERSCHNITT RVS 9.232 213 4.7.3 INNENAUSBAU RVS 9.234 214 4.7.4 LUEFTUNGSANLAGEN - GRUNDLAGEN RVS 9.261 214 4.7.5 BELEUCHTUNG RVS 9.27 215 4.7.6 BETRIEBLICHE SICHERHEITSEINRICHTUNGEN - BAULICHE ANLAGEN RVS 9.281 215 4.7.7 BETRIEBS- UND SICHERHEITSEINRICHTUNGEN - TUNNELAUSBAU RVS 9.282 216 4.7.8 BETRIEBS- UND SICHERHEITSEINRICHTUNGEN - TUNNELEINRICHTUNGEN RVS 9.286 217 4.7.9 TUNNEL-ERHALTUNG UND BETRIEB RVS 9.4 217 4.7.10 ORTSFESTE LOESCHSYSTEME RVS 9.XXX 217 4.7.11 STELLUNGNAHME UND BEWERTUNG DER RVS 9.FF. 218 4.8 RICHTLINIE DES BUNDESMINISTERIUMS FUER VERKEHR, INNOVATION UND TECHNOLOGIE (RVS-RL) 219 4.8.1 AUFBAU UND INHALT 219 4.8.2 BRANDSZENARIEN IN STRASSENTUNNELN NACH DER RVS-RL 220 4.8.3 MINDESTANFORDERUNGEN AN DIE TRAGSICHERHEIT DER KONSTRUKTION 224 4.8.4 DIMENSIONIERUNG DER TRAGENDEN BAUTEILE 226 4.8.5 MASSNAHMEN ZUM BAULICHEN BRANDSCHUTZ 228 4.8.6 BRANDSCHUTZTECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN ZWISCHENDECKEN 229 4.8.7 VORBEUGENDE TECHNISCHE BRANDSCHUTZEINRICHTUNGEN 229 4.8.8 STELLUNGNAHME UND BEWERTUNG DER RVS-RL 229 4.9 RICHTLINIE DER OEVBB FUER TUNNELBETON 230 4.9.1 ZIELSETZUNG 230 4.9.2 SCHUTZZIELE FUER TUNNELBAUWERKE 231 4.9.3 BRANDEINWIRKUNGEN AUF TUNNELBAUWERKE 231 4.9.3.1 EISENBAHNTUNNEL 231 VI 4.9.3.2 STRASSENTUNNEL 234 4.9.4 KONSTRUKTION UND BEMESSUNG 235 4.9.4.1 VORGEHENSWEISE 235 4.9.4.2 BERECHNUNG UND BEMESSUNG 236 4.9.4.3 KONSTRUKTIVE AUSBILDUNG 237 4.9.5 TUNNELINNENSCHALENBETON 237 4.9.5.1 ZUSAMMENSETZUNG UND ANFORDERUNGEN 237 4.9.5.2 HERSTELLUNG, EINBAU UND PRUEFUNG 238 4.9.6 ERMITTLUNG DES NOTWENDIGEN FASERGEHALTES FUER DIE FASERBETONKLASSE BBG 239 4.9.7 ABSCHLIESSENDE BEWERTUNGEN 240 4.10 LITERATUR ZUM KAPITEL 4 240 5 NORMBRANDKURVEN FUER STRASSEN- UND EISENBAHN-TUNNEL 244 5.1 EINFUEHRUNG 244 5.2 ETK - EINHEITSTEMPERATURKURVE NACH ISO 834 246 5.3 KOHLENWASSERSTOFF-BRAENDE 248 5.3.1 HC - HYDROCARBON-KURVE 248 5.3.2 HCINC - HYDROCARBON-INCREASED-KURVE 250 5.3.3 RABT- UND ZTV-KURVE 251 5.3.4 EBA-KURVE 254 5.3.5 RWS - RIJKSWATERSTAAT-KURVE 256 5.3.6 NORM SIA-197/1 - BAHNTUNNEL 258 5.3.7 NORM SIA-197/2 - STRASSENTUNNEL 259 5.4 PROJEKTBEZOGENE TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN 261 5.4.1 UEBERSICHT PROJEKT- BZW. BETREIBERBEZOGENER TEMPERATUR- ZEIT-KURVEN FUER BAHN UND STRASSE 261 5.4.2 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN SBB UND ALP TRANSIT GOTTHARD AG - SCHWEIZ 261 5.4.3 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN SNCF - FRANKREICH 263 5.4.4 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN DER ERRICHTERGESELLSCHAFT ALPETUNNEL - GEIE - MT D AMBIN-TUNNEL - F/1 264 5.4.5 TEMPERATUR-ZEIT-KURVE DER FS - ITALIEN 265 5.4.6 TEMPERATUR-ZEIT-KURVE DES OERESUND-TUNNELS - DK/S 265 5.4.7 TEMPERATUR-ZEIT-KURVE STOREBELT-TUNNEL - DK 266 5.5 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN IN OESTERREICH 267 5.5.1 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN FUER DIE STRASSE 267 VII 5.5.2 TEMPERATUR-ZEIT-KURVEN FUER DIE BAHN 270 5.5.3 TEMPERATUR-ZEIT-KURVE U-BAHN WIEN 274 5.6 LITERATUR ZUM KAPITEL 5 275 6 BRAND VERHALTEN VON TUNNELSCHALEN 280 6.1 TUNNELKONSTRUKTIONEN - BAUARTEN 280 6.1.1 GESCHLOSSENE TUNNELBAUWEISE 280 6.1.1.1 NEUE OESTERREICHISCHE TUNNELBAUWEISE - NOT 281 6.1.1.2 MASCHINELLER TUNNELVORTRIEB 282 6.1.2 OFFENE BAUWEISE 285 6.1.2.1 UEBERBLICK 285 6.1.2.2 TUNNELINNENSCHALE 286 6.1.2.3 ANFORDERUNGEN AN DEN INNENSCHALEN- BZW. AUSKLEIDUNGSBETON 288 6.2 VERSAGENSARTEN BEI BRANDBEANSPRUCHUNG 289 6.2.1 UEBERSICHT 289 6.2.2 VERSAGENSKRITERIEN DER BAUTEILE UNTER ETK-BEANSPRUCHUNG 289 6.2.3 KRITERIEN FUER DEN FEUERWIDERSTAND TRAGENDER BAUTEILE NACH EUROPAEISCHER NORMUNG 290 6.2.4 VERSAGEN IN DER ZUGZONE 290 6.2.5 VERSAGEN DURCH SCHUB- ODER TORSIONSBRUCH 291 6.2.6 VERSAGEN DER DRUCKZONE 292 6.2.7 VERSAGEN DURCH ABPLATZUNGEN 292 6.3 BRANDSCHAEDEN AN BETONTUNNELN 293 6.3.1 UEBERBLICK 293 6.3.2 SCHADENSAUSMASSE AN TUNNELKONSTRUKTIONEN IM VERGLEICH 294 6.3.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON BETON UND BETONSTAHL BEI HOHEN TEMPERATUREN 298 6.3.3.1 HOCHTEMPERATURVERHALTEN VON NORMALBETONEN 298 6.3.3.2 DRUCKFESTIGKEIT UND E-MODUL 299 6.3.3.3 MODELLIERUNG DES BETONVERHALTENS BEI HOHEN TEMPERATUREN 300 6.3.3.4 HOCHTEMPERATURVERHALTEN VON HOCHFESTEM BETON (HPC) 307 6.3.4 BETONABPLATZUNGEN BEIM BRAND 309 6.3.5 EXPLOSIVE ABPLATZUNGEN 312 6.3.5.1 THERMISCHE PROZESSE 312 6.3.5.2 THERMOMECHANISCHE PROZESSE 314 6.3.5.3 THERMOHYDRAULISCHE PROZESSE 317 VIII 6.3.6 AUSWIRKUNGEN EXPLOSIONSARTIGER ABPLATZUNGEN 320 6.3.6.1 ARTEN DER BETONZERSTOERUNG 320 6.3.6.2 ABPLATZZEITPUNKT 321 6.3.7 CHLORIDSCHAEDEN 321 6.3.8 STRUKTURABHAENGIGE SCHAEDEN 322 6.3.9 HOCHTEMPERATURVERHALTEN VON BETONSTAHL 322 6.3.9.1 ZUGSPANNUNGS-DEHNUNGSVERHALTEN 323 6.3.9.2 E-MODUL VON STAEHLEN 325 6.3.9.3 THERMISCHE DEHNUNG 325 6.3.9.4 WARMKRIECHVERHALTEN 325 6.3.9.5 KRITISCHE STAHLTEMPERATUREN 326 6.4 TEMPERATURBERECHNUNG UND -VERTEILUNG IN TUNNELBAUTEILEN 327 6.4.1 GRUNDLAGEN DER TEMPERATURBERECHNUNG 327 6.4.2 TEMPERATURVERTEILUNGEN IN STAHLBETONBAUTEILEN 330 6.4.3 TEMPERATURVERTEILUNG IN DREISEITIG BEANSPRUCHTEN BETONBALKEN ....331 6.4.3.1 TEMPERATURVERTEILUNG IN TUNNELSCHALEN 332 6.4.3.2 TEMPERATUREINDRINGKURVEN ANHAND VON GROSSPLATTENVERSUCHEN 333 6.4.3.3 TEMPERATUREINDRINGKURVE FUER BAHN- UND STRASSENTUNNEL NACH DER OEVBB-RICHTLINIE 333 6.5 LITERATUR ZUM KAPITEL 6 335 MASSNAHMEN ZUR ERHOEHUNG DER BRANDBESTAENDIGKEIT VON TUNNELSCHALEN UND DEREN SANIERUNG 338 7.1 BETONTECHNOLOGISCHE MASSNAHMEN - BRANDSCHUTZBETONE 338 7.2 TUNNELINNENSCHALENBETON MIT POLYPROPYLENFASERN 338 7.3 TUNNELINNENSCHALENBETON MIT LEICHTBETONZUSCHLAG 345 7.4 BRANDSCHUTZBEKLEIDUNGEN 348 7.4.1 ANFORDERUNGEN AN BRANDSCHUTZPLATTENBEKLEIDUNGEN 348 7.4.2 TUNNELBRANDSCHUTZPLATTE PROMATECT-H 350 7.4.3 TUNNELBRANDSCHUTZPLATTEN AUS GLASFASERLEICHTBETON AESTUVER.355 7.4.4 TEMPERATUREINWIRKUNG BEI DER VERWENDUNG VON BRANDSCHUTZPLATTEN 357 7.4.5 ANFORDERUNGEN AN BRANDSCHUTZBEKLEIDUNGEN IN EISEN- BAHNTUNNELN GEMAESS HL-RICHTLINIE [HL 01] 359 7.5 BRANDSCHUTZSYSTEM MIT BESCHICHTETEN STAHLLOCHBLECHEN 364 7.6 PUTZBEKLEIDUNGEN UND OPFERSCHICHTEN BEI TUNNELINNENSCHALEN 365 IX 7.7 VERGLEICHE DER BRANDSCHUTZSYSTEME IM TUNNELAUSBAU 366 7.8 SANIERUNG BRANDGESCHAEDIGTER TUNNELSCHALEN 369 7.8.1 SCHADENSANALYSE 369 7.8.2 SANIERUNGSMASSNAHMEN 370 7.8.3 SANIERUNGS- UND VERSTAERKUNGSSTOFFE FUER BETONBAUTEILE 371 7.9 LITERATUR ZUM KAPITEL 7 372 8 UNTERSUCHUNGEN AN TUNNELBETONEN IM BRANDLABOR 375 8.1 LABORPRUEFUNGEN - VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 375 8.2 ABPLATZVERHALTEN 376 8.3 TEMPERATURKURVEN 383 8.4 BRANDVERSUCHE NACH DER ETK-KURVE 387 8.5 TEMPERATURABHAENGIGE FESTIGKEITEN 388 8.5.1 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 388 8.5.2 WARMDRUCKFESTIGKEITEN 390 8.5.3 KALTDRUCKFESTIGKEITEN 394 8.5.4 GEGENUEBERSTELLUNG DER WARM- UND KALTDRUCKFESTIGKEITEN 395 8.5.5 GEWICHTSVERLUST 399 8.5.6 ERKENNTNISSE FUER DIE PRAXIS 400 8.6 GROSSBRANDVERSUCHE 401 8.6.1 TUNNELINNENSCHALENBETON - PROJEKT [VOEZFI 01] 401 8.6.1.1 ZIELSETZUNG 401 8.6.1.2 PROBEKOERPERHERSTELLUNG 401 8.6.1.3 KONSTRUKTIVE DURCHBILDUNG DER KALOTTE 403 8.6.1.4 EINBAU IN DEN BRANDRAUM 403 8.6.1.5 ERGEBNISSE 406 8.6.1.6 ERKENNTNISSE AUS DEN VERSUCHEN 407 8.7 ERHOEHT BRANDBESTAENDIGER SPRITZBETON 408 8.7.1 EINFUEHRUNG 408 8.7.2 PROBEKOERPERHERSTELLUNG 409 8.7.3 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEM VERSUCH 411 8.8 ZUSCHLAGSOPTIMIERTE BETONE FUER HOECHSTEN BRANDWIDERSTAND MIT REDUZIERTER WAERMELEITUNG 412 8.8.1 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN VERSUCHEN 416 8.9 SPEZIELLE UNTERSUCHUNGEN AN HPC 416 8.9.1 VERWENDUNG HOCHFESTER BETONE ALS TUNNELBETON 416 X 8.9.2 ABPLATZVERHALTEN 421 8.10 TEMPERATURVERHALTEN 427 8.10.1 TEMPERATUREINDRINGKURVEN 427 8.10.2 TEMPERATURABHAENGIGE FESTIGKEITEN BEI HOCHFESTEN PP- FASERBETONEN 428 8.10.3 ABSOLUTE DRUCKFESTIGKEIT 428 8.10.4 RELATIVE DRUCKFESTIGKEIT 429 8.10.5 BRUCHVERHALTEN DER UNTERSUCHTEN HPC 432 8.10.6 GEGENUEBERSTELLUNG VON WARM- UND KALTDRUCKFESTIGKEITEN 434 8.10.7 VERGLEICH VON ERGEBNISSEN HOCHFESTER BETONE AUS RWS- UND ETK-BELASTUNGEN 436 8.11 LITERATUR ZUM KAPITEL 8 437 XI
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