Gesamtsicherheitliches Denken am Beispiel von Straßentunneln

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1 Gesamtsicherheitliches Denken am Beispiel von Straßentunneln Dr.-Ing. Dieter Tetzner DMT GmbH & Co. KG Geschäftsfeld Gebäude Sicherheit Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 1

2 Einleitung In wieweit bietet die RABT einen flexiblen Rahmen für die Gestaltung der Tunnelsicherheit? Wie werden bei der Planung neuer Tunnel bzw. der Nachrüstung bestehender Tunnel die Anforderungen eines Gesamtsicherheitskonzepts berücksichtigt und umgesetzt? Denken und handeln wir als Bauherr, Betreiber, Planer oder Sicherheitsbeauftragter immer gesamtsicherheitlich? Grundlagen Beispiele aus der Praxis Schlußfolgerungen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 2

3 Ausstattung von Straßentunneln gem. RABT 2006 [1] Tunnellänge > 900 >600 bis < 900 >400 bis < 600 < 400 Bauliche Anlagen Seitenstreifen Pannenbuchten Wendebuchten Notausgänge Notgehwege Höhenkontrolle Kommunikation Notrufstation P Brandmeldeanlagen Löscheinrichtungen Orientierungsbeleuchtung Fluchtwegkennzeichnung Leiteinrichtungen Videoüberwachung Tunnelfunk Lautsprecher Manuell Automatisch Handfeuerlöscher Löschwasserversorgung Standardausstattung Ausstattung bei besonderer Erfordernis P an Portalen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 3 P

4 Ausstattung von Straßentunneln gem. RABT 2006 [1] Einflussparameter zur Festlegung der Sicherheitstechnik Tunnellänge Lkw-Fahrleistung (> 4000 Lkw-km/ Tag und Röhre) Einflussparameter zur Festlegung der Verkehrstechnik Tunnellänge Verkehrsstärke Zulässige Geschwindigkeit Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 4

5 Parameter, die die Sicherheit beeinflussen [1] Tunnellänge Anzahl der Tunnelröhren Anzahl der Fahrstreifen Fahrstreifenbreite Querschnittsgeometrie Unterirdische Zu- und Abfahrten Trassierung Bauart Richtungs- oder Gegenverkehr Verkehrsaufkommen (einschließlich der zeitlichen Verteilung) Gefahr täglicher und saisonaler Staubildung Zugriffszeit der Einsatzdienste Anteil des Lkw-Verkehrs Vorkommen, Anteil und Art des Gefahrgutverkehrs Merkmale der Zufahrtsstraßen Geschwindigkeitsbezogene Aspekte Geografische und meteorologische Verhältnisse nein Maßnahmen nach RABT Besonderheiten? ja Risikoanalyse Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 5

6 Gesamtsicherheitskonzept für Tunnel [1] Ausgehend von festzulegenden, typischen Schadensszenarien (Unfall, Brand,...) muss dieses Konzept insbesondere Aussagen beinhalten zur Schadensverhütung Schadensmeldung Selbst- und Fremdrettung Vermeidung von Ereignissen Detektion Selbstrettung Hilfeleistung und Brandbekämpfung Begrenzung des Schadensausmaßes Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 6

7 Brandschutz [2] Gesamtheit der Maßnahmen zur Vermeidung von Bränden und zur Minimierung von Brandschäden Ziel: - Schutz von Leben und Gesundheit von Personen im betroffenen Gebäude und dessen Umgebung (Personenschutz) - Schutz von Eigentum und die Begrenzung finanzieller Schäden im betroffenen Gebäude und dessen Umgebung (Sachwertschutz) - Schutz der Umwelt - Katastrophenschutz - Sicherstellung der Versicherbarkeit des Gebäudes Ganzheitliches Brandschutzkonzept: Gesamtheit der aufeinander abgestimmten technischen und organisatorischen Maßnahmen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 7

8 Brandschutz Technische Maßnahmen Organisatorische Maßnahmen Bauliche Maßnahmen Anlagentechnische Maßnahmen Betriebliche Maßnahmen Abwehrende Maßnahmen Baustoffe und Bauteile Brandabschnitte Notausgänge, Fluchtund Rettungswege Seitenstreifen, Pannenbuchten Beleuchtung Verkehrserfassung und -beeinflussung Videoüberwachung Kommunikation Lüftung Brandmeldeanlagen Löschanlagen Feuerlöschgeräte Brandverhütung Sicherheitsbeauftragter Alarm- und Gefahrenabwehrpläne Feuerwehrpläne Brandschutzordnung Unterwiesene Personen Öffentliche Feuerwehr Ausbildung der Führungskräfte Ausbildung der Beschäftigten Durchführung von Notfallübungen Tunnelleitzentrale Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 8

9 Besondere Charakteristik des Tunnels Elbquerung [3] Tunnellänge von m Längsneigung von 4 % im Bereich der Nordrampe über eine Länge von ca m sowie von 3 % über die mehr als 880 m lange Südrampe Bauart mit der Errichtung des Tunnels im Lockergestein, teils unter der Elbe und immer unterhalb des Grundwasserspiegels Anteil des Lkw-Verkehrs von 16,3 % ggf. die zu erwartende Anzahl von 250 Gefahrguttransporten pro Tag Zugriffszeiten der Einsatzdienste (Freiwillige Feuerwehren/ Tunnelfeuerwehr) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 9

10 Risikofaktoren bei einem Brand im Tunnel Elbquerung Bemessungsbrandleistung nach RABT bis 100 MW (und Rauchmengen bis 200 m³/s) bei Lkw-Fahrleistungen größer als Lkw-km/d und Röhre Lkw-Fahrleistung im Tunnel Elbquerung etwa Lkw-km/d und Röhre Längsneigungen von 3 bzw. 4 % Ansammlung von Lkw in Steigungsabschnitten Starker Brandauftrieb und starke Rauchausbreitung Bauart/ Lage unter einem Gewässer Standfestigkeit, Dichtigkeit Begrenzung der Sachschäden, Ausfallzeiten Lkw-Anteil von 16,3 % Große Brandlasten Große Brandleistungen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 10

11 Temperaturen und Wärmestrahlung in Tunnelröhre bei Bemessungsbrand (nach 9 Minuten) Temperatur Wärmestrahlung Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 11

12 Gefahrensituationen im Tunnel Lkw-Brand im Tunnel Prognose für Elbquerung: Ca. 8 Brände insgesamt pro Jahr Maßnahmen zur Begrenzung des Schadensausmaßes: Sperrung Warnung, Information der Tunnelnutzer Selbstrettung (Richtungsverkehr ohne Stau) Lüftung mit Rauchabsaugung sorgt für weitestgehend rauchfreie Flucht, Aufenthalt im Bereich von etwa 50 m vom Brandherd zunehmend kritisch Notausgänge im Abstand von m ergeben Fluchtzeiten von Minuten Brandbekämpfung zur Vermeidung von Feuerübersprüngen innerhalb von 10 bis 12 Minuten Problem: Rettung eingeklemmter Personen aus brennenden Fahrzeugen (Restrisiko) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 12

13 Zeitlicher Ablauf bei einem Brand (Elbquerung) Zeit (min) Brandverlauf Reaktion im Tunnel WFW FFW 0 0 MW Brennendes Fahrzeug stoppt MW Voralarm in TLZ 3 Brandalarm (Sperrung, Lüftung,...) 4,5 5 7 MW Information Tunnelnutzer Alarmierung der Einsatzkräfte 5,5 Beginn der Selbstrettung Ausrücken EK MW Max. Leistung Rauchabsaugung Eintreffen am Portal 8 Saubere Röhre leer gefahren Einfahrt in saubere Röhre Ausrücken EK Stade MW Gefahr Feuerübersprung Eintreffen am Südportal 11 Abschluss der Selbstrettung zur sauberen Röhre 16 Bis 100 MW Aufenthalt von flüchtenden Personen in der sauberen Röhre Beginn Löschangriff Ausrücken EK Steinburg 18 Bis 100 MW Eintreffen am Nordportal 24 Bis 100 MW Beginn Löschangriff Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 13

14 Fazit für Elbquerung Maßnahmen zur Personenrettung auf der Grundlage der RABT ausreichend Maßnahmen zur Brandbekämpfung/ Begrenzung des Schadensausmaßes Diskussion Freiwillige Feuerwehr (FFW) bzw. Tunnelfeuerwehr (WFW) keine Grundlage in RABT, aber für dieses Projekt auch keine Lösung Schutz des Bauwerks/ Erhöhung der Verfügbarkeit Maßnahmen gemäß RABT nicht ausreichend? Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 14

15 Nachrüstung von Tunneln Beispiel Autobahn-Tunnel mit 540 m Länge Bestand Notausgang in Tunnelmitte Längslüftung einschl. Messtechnik (CO, Sichttrübung, Strömung) Wechsellichtzeichen an Portalen Notruf im Abstand von 140 m Brandmeldeanlage (Linienmelder) Löschwasserversorgung Keine Kaltbranderkennung Verschlechterung der Selbstrettung Forderung der RABT Notausgänge im Abstand von max. 300 m Natürliche Lüftung bis 600 m (bei Richtungsverkehr und selten Stau) Keine Lüftungsmesstechnik Wechsellichtzeichen und Sperrschranken Notruf im Abstand < 150 m Videoüberwachung Verkehrsfunk Lautsprecher Löschwasserversorgung Fluchtwegkennzeichnung/ Orientierungsbeleuchtung Brandmeldeanlage (Linienmelder) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 15

16 Nachrüstung von Tunneln Beispiel Autobahn-Tunnel mit 300 bzw. 330 m Länge DTV ca Fahrzeuge pro Tag Lkw-Anteil etwa 10 % Jede Röhre verfügt über 2 Fahrstreifen und einen Seitenstreifen Nachrüstung Sicherheitstechnik Brandmeldeanlage (Linienmelder) nicht erforderlich Keine Videoüberwachung Nachrüstung Verkehrstechnik (Grundausstattung) Sperrschranken an den Portalen (in Zusammenhang mit Videoüberwachung) Empfehlung des zuständigen Ministeriums: Sperrschranken entfallen, da sie (wegen nicht erforderlicher Brandmeldeanlage) nicht frühzeitig geschlossen werden können und auch keine Videoüberwachung vorgesehen ist Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 16

17 Tunnelsperrung im Brandfall Erfahrungen zeigen, dass ein Wechsellichtzeichen (rote Ampel) am Portal allein nicht ausreicht, um den Verkehr zu stoppen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 17

18 Sicherheitseinrichtungen in Tunneln Notrufeinrichtungen Forderung der RABT Realität Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 18

19 Sicherheitseinrichtungen in Tunneln Notrufeinrichtungen Alternative Lösungen Nicht das Vorhandensein von Sicherheitseinrichtungen, sondern deren Wirksamkeit erfüllen das Schutzziel! Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 19

20 Sicherheitseinrichtungen in Tunneln Fluchtwegkennzeichnung/ Orientierungsbeleuchtung Orientierungsbeleuchtung und/ oder visuelle Leiteinrichtungen (LED) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 20

21 Gesamtsicherheitliches Denken Klare Definition der Ziele (Schutzziele) und Darstellung der Erreichbarkeit Maßnahmen zur Abarbeitung eines Ereignisses (Schadensmeldung, Selbstund Fremdrettung sowie Hilfeleistung und Brandbekämpfung) als Kette betrachten ein schwaches Glied kann den Erfolg des gesamten Konzepts in Frage stellen Nutzeffekt der einzelnen Maßnahmen muss klar sein Analyse der spezifischen Ressourcen bzw. Randbedingungen, um ein Konzept auch effektiv umzusetzen Einflussfaktoren auf das Risiko berücksichtigen (Häufigkeit von Ereignissen, realer Ablauf von Ereignissen) Dynamische Betrachtungen durchführen (Iststand Prognose) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 21

22 Sicherheitskette im Brandfall - Beispiel Brand Brandmeldeanlage Alarm + Auslösen von Sicherheitseinrichtungen Sichttrübemesseinrichtung Kaltbranderkennung Voralarm? Auslösen von Sicherheitseinrichtungen Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 22

23 Schlussfolgerungen/ Empfehlungen - 1 RABT sollte kein starrer Rahmen sein mehr Flexibilität hinsichtlich der Forderung nach zusätzlichen Maßnahmen bzw. der Kompensation von Maßnahmen Bei der Festlegung der Sicherheitsausstattung nicht nur Tunnellänge, sondern weitere Parameter berücksichtigen (DTV,...) Klassifizierung von Tunneln nach BD 78/99 [4] Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 23

24 Schlussfolgerungen/ Empfehlungen - 2 Gesamtsicherheitskonzept sollte kein formales Dokument im Rahmen der Sicherheitsdokumentation, sondern echte Arbeitsgrundlage sein Darstellung und Begründung des Sicherheitskonzeptes Betrachtung der Risikoparameter (nicht einzeln, sondern im Komplex betrachten), um Gefahren besser zu erkennen Gesamtsicherheitskonzept sollte rechtzeitig erstellt werden Möglichst vor der Planung Zumindest unabhängig vom Planer Bei der Einhaltung von Schutzzielen nicht nur auf den Personenschutz fokussieren, sondern auch den Sachwertschutz und die Verfügbarkeit eines Bauwerks betrachten Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 24

25 Literatur 1. Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT), Ausgabe Schneider, Ulrich: Grundlagen der Ingenieurmethoden im Brandschutz. Werner Verlag GmbH, Düsseldorf, Untersuchung von risikorelevanten Gesichtspunkten sowie Bewertung der Möglichkeiten und Grenzen des Feuerwehreinsatzes für den Tunnel Elbquerung im Zuge der A 20 (DMT-Bericht, 2009) 4. BD 78/99 Design of Road Tunnels, 1999 (Great Britain) Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 25

26 Ihr Ansprechpartner für Tunnelsicherheit Dr.-Ing. Dieter Tetzner DMT GmbH & Co. KG Geschäftsfeld Gebäude Sicherheit Geschwister-Scholl-Str Leipzig Tel. 0341/ Fax 0341/ Mobil 0170/ Tetzner / Symposium Sicherheit und Brandschutz in Verkehrsanlagen Seite 26