Sicherheit in unterirdischen städtischen Verkehrsbereichen bei Einsatz neuer Energieträger

Forschungsprojekt

SUVEREN – Erhöhung der Sicherheit in unterirdischen städtischen Verkehrsbereichen bei Einsatz neuer Energieträger

Im Zusammenhang mit der globalen Klimaerwärmung werden zur Reduzierung der CO2-Emissionen zunehmend Fahrzeuge mit neuen, innovativen Antriebstechnologien eingesetzt. Zu den sogenannten neuen Energieträgern (NET, engl.: NEC – New Energy Carriers) zählen zum Beispiel Batterien, komprimiertes Erdgas (CNG), Wasserstoff oder unterschiedliche Biokraftstoffe.

Zukünftig finden sich diese neuen Energieträger immer häufiger in urbanen Infrastrukturen wieder, wie beispielsweise in der stationären Energieversorgung oder als Antriebsenergie für Fahrzeuge insbesondere im öffentlichen Personennahverkehr.

Aktuelle Sicherheitskonzepte, Richtlinien oder Normen und die darin festgelegten Parameter für Planungszwecke in öffentlichen Räumen (unter anderem Wärmefreisetzungsraten, Brandbekämpfungsmaßnahmen oder Rettungskonzepte) gehen von den Risiken konventioneller Energieträger aus. Der Einsatz neuer Energieträger führt jedoch zu anderen und neuartigen Gefahren wie zum Beispiel Batteriebränden, Stichflammen aus Gasdruckbehältern oder der Ausbreitung leicht entzündlicher Gase.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung zur zivilen Sicherheitsforschung (SIFO) geförderte Forschungsprojekt SUVEREN beschäftigt sich mit neuen Risiken und zukünftigen Sicherheitskonzepten im Hinblick auf die zunehmende Nutzung neuer Energieträger in Fahrzeugen. Im Einzelnen werden folgende Themenkomplexe untersucht:

Sicherer Einsatz neuer Energieträger in unterirdischen urbanen Räumen

  • Identifikation von aktuellen und zukünftigen Risiken in Bezug auf die Nutzung von neuen Energieträgern
  • Erarbeitung von Szenarien für Gefahren durch die Nutzung von neuen Energieträgern
  • Aktuelle Erkenntnisse für die Sicherheit in unterirdischen urbanen Räumen

Fallstudien unter Einbindung von Betreibern

  • Erfassung und Analyse der Fallstudien
  • Analyse bestehender Methoden des IST-Zustands
  • Analyse neuer Methoden am Beispiel der Fallstudien

Technologien zur Schadensminimierung

  • Erarbeitung aktiver Maßnahmen zur Risikoerkennung, Reduzierung der Auswirkungen von Schadenfällen und damit der Verbesserung der Sicherheit in unterirdischen, urbanen Räumen
  • Nachweis zur Wirksamkeit der aktiven Maßnahmen
  • Erarbeitung von Sicherheitskonzepten für neue und bestehende unterirdische, urbane Räume

Erarbeitung und Validierung von Modellen

  • Modellierung der Stoff- und Energiefreisetzung neuer Energieträger
  • Modellierung von Gefahrenszenarien
  • Modellierung der Technologien zur Schadensminimierung
  • Empfehlung für die Modellierung der Gefahren neuer Energieträger

Sicherheitskonzepte für unterirdische, urbane Räume

  • Erarbeitung von Methoden zur Bewertung des Risikos bzw. der Sicherheit
  • Verallgemeinerung der Ergebnisse
  • Empfehlung für die Planung und Ausstattung neuer und bestehender unterirdischer Infrastruktur

Normen, Regelwerke und Ausbildungsprogramm

  • Ausbildungshilfen für Planer und Betreiber
  • Umsetzung der Ergebnisse in Normen und Regelwerke

Konsortium

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Projektkoordinator

In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung werden Untersuchungen und Bewertungen zur Sicherheit, Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit von Baustoffen, Bauteilen, Baukonstruktionen, Bauwerken und bautechnischen Anlagen bei klimatischer, korrosiver und komplexer Beanspruchung unter anderem infolge von Brandeinwirkungen durchgeführt. Dazu stehen den nationalen und europäischen Normen und Richtlinien entsprechende Prüfstände und Apparaturen zur Verfügung. Forschungsschwerpunkte sind Untersuchungen zum Brandverhalten von Materialien und von Konstruktionen sowie die Modellierung und Simulation von Brandszenarien. Aktuelle Forschungsprojekte für Tunnelbauwerke befassen sich mit numerischen Untersuchungen zum Zeitverlauf der Rauchausbreitung, der chemischen Zusammensetzung von Brandrauch, der Toxizität und der Lichtschwächung von Brandrauch sowie der Rauchgastemperatur und Bauteiltemperatur.

Studiengesellschaft für Tunnel und Verkehrsanlagen e.V.

Studiengesellschaft für Tunnel und Verkehrsanlagen e.V.

Verbundpartner

Die Studiengesellschaft für Tunnel und Verkehrsanlagen e.V. (STUVA) ist eine gemeinnützige Forschungsinstitution mit rund 250 korporativen Mitgliedern aus Behörden, Verbänden, Instituten, Verkehrsbetrieben, Firmen und Ingenieurbüros des In- und Auslandes. Sie beschäftigt sich seit mehr als 50 Jahren in der Grundlagenforschung mit einem breiten Spektrum an Fragestellungen zum Bau und Betrieb von Verkehrsanlagen und Tunneln. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf Sicherheitsaspekten in unterirdischen Anlagen. Die STUVA beschäftigt sich seit vielen Jahren zur Verbesserung des Brandschutzes in Tunnelanlagen mit Brandschutzkonzepten, Brandsimulationen und Evakuierungsberechnungen.
Des Weiteren ist die STUVA seit Jahrzehnten an verschiedenen europäischen und nationalen Verbundprojekten zur Verbesserung des Brandschutzes in Verkehrstunnelanlagen maßgeblich beteiligt (EUREKA-EU 499, FiT(Fire in Tunnels) und UpTun, SOLIT, SOLIT2).

FOGTEC Brandschutz GmbH

FOGTEC Brandschutz GmbH

Verbundpartner

FOGTEC ist Gesamtanbieter von speziellen Brandschutzlösungen. Neben der Beratung und der Erstellung von Brandschutzkonzepten bietet FOGTEC die Entwicklung und Installation von Detektions- und Brandbekämpfungsanlagen bis hin zur Abnahme und Wartung der Systeme an. Die FOGTEC-Systeme sind vielseitig einsetzbar, so zum Beispiel zum Schutz von einzigartiger Architektur, hochsensibler IT-Technik, Industrieanlagen oder öffentlicher Infrastruktur, wie Schienenfahrzeuge, Bahnen, Metrostationen oder Kabeltunnel und Unterwassertunnel.
FOGTEC ist seit Jahren Partner umfangreicher Forschungsprojekte, wie zum Beispiel SOLIT, SOLIT2 oder UPTUN.

Assoziierte Partner

Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques

INERIS ist eine öffentliche Forschungseinrichtung für Industrie und Wirtschaft, welche dem französischen Ministerium für Umwelt und nachhaltiger Entwicklung unterstellt ist. Mission ist die Verringerung und Vermeidung von sicherheitstechnischen Risiken für Personen und Umwelt, welche aus industriellen Tätigkeiten im Bereich Chemie und Bauwesen resultieren können. INERIS ist in zwei wesentlichen Forschungsbereichen tätig und zwar in der Analyse und Charakterisierung von aus industrieller Tätigkeit resultierenden Ereignissen, welche Einfluss auf die Sicherheit von Gebäuden, Personen, Gesundheit und Umwelt haben sowie in der Verbesserung der Bewertung solcher Risiken, um Entscheidern im öffentlichen und privaten Sektor Handlungsempfehlungen geben zu können.
INERIS ist Teil einer Vielzahl von internationalen und europäischen Forschungsprogrammen und arbeitet hier mit internationalen Partnern aus Industrie und Wissenschaft zusammen.
Im Bereich von Infrastruktur-Projekten war INERIS u.a. Partner von EGSISTES und TRISTAN.

DB Station&Service AG

Die DB Station&Service AG betreibt als Teil des DB Konzerns mit ca. 5.000 Mitarbeitern, rund 5.400 Bahnhöfen und ca. 800 Empfangsgebäude in Deutschland. Täglich nutzen rd. 19 Mio.
Reisende unsere Anlagen. Bahnhöfe sind das Zugangstor zur Bahn, Verkehrsdrehscheibe für
verschieden Verkehrsträger, Marktplatz sowie Visitenkarte für Städte und Regionen.

Berufsfeuerwehr München

Die Feuerwehr München ist die größte kommunale Berufsfeuerwehr in Deutschland. Auf zehn Feuerwachen verteilt arbeiten ca. 1800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für die Sicherheit in der Landeshauprtstadt München. Darüber hinaus betreibt sie noch die Integrierte Leitstelle, die für knapp zwei Millionen Menschen in Stadt und Landkreis München zuständig ist.

Centre D´Etudes des Tunnels

Das „Centre for Expertise and Design on Tunnels“ (CETU) ist eine technische Einrichtung des französischen Transportministeriums. Die Aktivitäten beziehen sich auf die gesamte Lebensspanne eines Tunnels, von der Auslegung und Konstruktion, dem Betrieb bis hin zum Sicherheitsmanagement. Die technische Beratung umfasst Risikoanalysen, Betriebs-Optimierungen, Mitarbeit an Richtlinien (national und international) sowie im Bereich Brandschutz.
In den vergangenen Jahren war CETU Partner in einer Vielzahl von Forschungsprojekten, die sich mit Brandschutz in unterirdischen Verkehrsanlagen beschäftigten, wie zum Beispiel FIT (Fires in Tunnels), UPTUN und VIRTUAL FIRES. CETU arbeitet außerdem in Richtliniengebungs-Gremien wie PIARC (The World Road Association) und ITA (International Tunnelling Association).

Unterauftragnehmer

Institut für angewandte Brandschutzforschung

IFAB (Institut für angewandte Brandschutzforschung) ist eines der weltweit führenden Brandversuchs- sowie Beratungs- und Ingenieurdienstleistungsunternehmen. IFAB vereint theoretische Untersuchungen mit Simulationen von bis heute tausenden Brandversuchen. Besonders für unterirdische Verkehrsanlagen wie Straßentunnel hat IFAB mehr Großbrandversuche durchgeführt als jedes andere Unternehmen der Welt. IFAB arbeitet eng mit der Automobil- und Bahnbranche zusammen, wo typische Aufgaben die Analyse der Brandsicherheit, Konzeptionierung und Auslegung beinhalten. Brandversuche werden üblicherweise nur im Falle neuer oder besonderer Risiken durchgeführt. Gerade in den letzten Jahren hat sich IFAB auf die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien spezialisiert, insbesondere im Bereich der Automobilbranche. IFAB ist ein nach ISO/EN17025 akkreditiertes Brandversuchslabor. Die SUVEREN Brandversuche werden in IFAB’s Einrichtungen durchgeführt.

INERIS Développement

INERIS Développement ist ein 2013 von INERIS gegründetes Unternehmen.
INERIS Développement ist vorwiegend auf dem Bereich der Verhütung und Kontrolle von Industrierisiken und des Umweltschutzes tätig. Zu seinen Aufgaben gehören die Durchführung bzw. Realisierung von Dienstleistungen, technischen oder wirtschaftlichen Studien.

Beirat

Prof. Wolfgang Baltzer

Prof. Wolfgang Baltzer

BUNG Ingenieure AG, Heidelberg, Deutschland
Jeannette Grøn

Jeannette Grøn

Femern A/S, Kopenhagen, Dänemark
Ron Beij

Ron Beij

Brandweer Amsterdam-Amstelland, Amsterdam, Niederlande
Are Wendelborg Brandt

Are Wendelborg Brandt

RISE Fire Research AS, Trondheim Norwegen
Prof. Simo Hostikka

Prof. Simo Hostikka

Aalto University School of Engineering, Aalto, Finnland
Minh-Thuy Truong

Minh-Thuy Truong

Verband deutscher Verkehrsunternehmen e.V. (VDV), Berlin, Deutschland

News

Brandversuche erfolgreich abgeschlossen

In der letzten Woche ging der zweite Teil der SUVEREN-Brandversuchsreihe zu NET zu Ende. Damit wurde ein wichtiger Meilenstein im Projekt erreicht.

Insgesamt sind sechs Versuche mit Traktionsbatterien, mit und ohne Löschversuch, zwei Versuche mit einer Holz-Ersatzbrandlast und vier Versuche mit einer CNG-Gasflamme, ebenfalls mit und ohne Löschversuch, durchgeführt worden. Die Versuchsreihe ist zur vollsten Zufriedenheit verlaufen. Innerhalb der Versuchsumgebung konnte das Thermische Durchgehen der getesteten Lithium-Ionen-Batterien mit Hilfe von Hochdruck-Wassernebel unterbunden werden. Die kommenden Wochen werden sich nun der Auswertung  der zahlreichen Messdaten widmen.

ITA COSUF – Tagung zu neuen Energieträgern in Straßentunneln

Am 20. und 21. Februar 2019 fand in Utrecht, Niederlande, der ITA COSUF Workshop zum Thema „Neue Energieträger in Straßentunneln“ statt. Die zweitägige Veranstaltung begann mit einem Experten-Meeting, in dessen Rahmen neue Entwicklungen und Forschungsfragen rund um neue Energieträger (NET) diskutiert worden sind. Am zweiten Tag präsentierten internationale Redner einem Fachpublikum Erkenntnisse zu veränderten Risiken von Bränden mit NET, den erhöhten Anforderungen an Rettungskräfte, Brandversuchen u.v.m. Auch das Projektteam von SUVEREN war vor Ort und stellte den aktuellen Stand seiner Arbeiten vor. Die Tagung endete mit einer Podiumsdiskussion. Lesen Sie hier mehr dazu.

Ankündigung: Brandversuche mit neuen Energieträgern

Die Arbeiten im Forschungsprojekt SUVEREN nähern sich in diesem Frühjahr einem lange vorbereiteten Höhepunkt: den Brandversuchen in der Lüneburger Heide. Durch die Zusammenarbeit mit einem deutschen Fahrzeug- und Batteriehersteller ist es möglich, Brandversuche im Realmaßstab durchzuführen. Dabei sollen die Auswirkungen eines „Thermal Runaways“, einem Schadensfall, bei dem es durch das Aufheizen der Zellen zu einer thermischen Kettenreaktion kommt, an einer für  Elektrofahrzeuge geeigneten Batterie untersucht werden. Hierbei werden brennbare und giftige Gase (z.B. Fluor-Wasserstoff) freigesetzt, welche in realen Brandereignissen, etwa in einer Tiefgarage, negativen Einfluss auf Wohlbefinden und Sicherheit von Personen haben. Das gesamte Versuchsprogramm umfasst zudem Versuche mit unterschiedlicher Brandbekämpfungstechnik, einer Methan-Strahlflamme sowie Fahrzeugattrappen, mit denen Brände von modernen PKW sowohl mit konventionellen als auch mit neuen Energieträgern nachgebildet werden. Das Konsortium verspricht sich hieraus sowohl ein tieferes Verständnis der Vorgänge im Inneren einer Fahrzeugbatterie, als auch Erkenntnisse über die direkten Auswirkungen durch giftige Gase im Brandfall sowie die Möglichkeiten für eine erfolgreiche Eindämmung und Bekämpfung von Batterie- und Fahrzeugbränden.

Kontakt

Bundesanstalt für Materialforschung- und Prüfung
Unter den Eichen 87
12205 Berlin

Kontakt: Dr. Christian Knaust
Tel +49 30 8104-0
Fax +49 30 8104-7-2222
Email: info@bam.de

STUVA – Studiengesellschaft für Tunnel- und Verkehrsanlagen e.V.
Mathias-Brüggen-Straße 41
50827 Köln

Kontakt: Dr. Roland Leucker
Tel +49 221 597950
Fax +49 221 5 97 95-50
Email: info@stuva.de

FOGTEC Brandschutz GmbH 
Schanzenstr. 19A
51063 Köln

Kontakt: Stephan Klüh
Tel +49 221 96223-0
Fax +49 221 96223-30
Email: contact@fogtec.com