Umfassender Brandschutz für mehr Sicherheit im Tunnel. Siemens AG All rights reserved.

Transkript

1 Umfassender Brandschutz für mehr Sicherheit im Tunnel

2 Risiken identifizieren Feuer ist nach wie vor das größte Risiko in Tunneln Ereignisse bzw. Zwischenfälle die Brände verursachen können sind : Kollisionen, Defekte, verlorene Ladung, Falschfahrer Tunnel werden immer länger, was die Brandortung und die Rettung erschwert. Die starken Luftströmungen in Tunneln führen zu beschleunigter Ausbreitung von Bränden und Rauch. Die räumliche Begrenzung führt zu schneller Erwärmung: Risiko des Zusammenbruchs der Struktur Schnelle Brandbekämpfung und Rettung wird sehr schnell sehr schwierig Page 2

3 Auswirkungen und Schäden Personengefährdung: Eingeschränkte Fluchtmöglichkeiten erhöhen die Zahl potenzieller Opfer Bedeutende Tunnelbrände Schwere Schäden an der Tunnelstruktur führen zu langen Sperrungen und Unterbruch von Transportnetzen. Verluste von Fahrzeugen, Transportinfrastruktur. Einkommensverluste für die Tunnelbetreiber und die angrenzenden/betroffenen Regionen. Jahr Brandursache Ort 1999 LKW-Brand Montblanc-Tunnel (Italien Frankreich) 2001 LKW-Kollision Gotthardtunnel (Schweiz) Verluste / Schäden 41 Tote 350 bis 450 Mio., sowie 500 Mio. durch Unterbrechung des Transportnetzes 11 Tote 6 Mio. Reparaturkosten 2008 Brand eines Chemielasters Eurotunnel (England Frankreich) 60 Mio. Reparaturkosten 200 Mio. Einkommensverluste Page 3

4 Wie wahrscheinlich ist ein Brand in einem Strassentunnel? 1 Brand pro 50 Mio. gefahrene km Das heisst, in einem Strassentunnel mit: 2.5 km Länge 20'000 Fahrzeugen täglich kommt alle 1000 Tage ein Brand vor Im Gotthardtunnel kommt es zu ca. 4 Bränden pro Jahr! Page 4

5 Fragen von Tunnelbetreibern Was, wenn es brennt? Können Menschen schnell genug evakuiert werden? Wie verhindern wir teure Strukturschäden am Tunnel? Greifen die Notfallmassnahmen, sind sie effizient, koordiniert? Kann der Tunnel schnell wieder geöffnet werden? Page 5

6 Umgebungsbedingungen bestimmen die technischen Anforderungen Robust gegen Schmutz, Staub, Feuchte und Abgase Geeignet für Tunnelreinigung Unempfindlich gegen hohe Windgeschwindigkeiten Detektion von Strahlungswärme Resistent gegen Druck, Vibrationen und Temperaturänderungen Einfacher, mechanisch robuster Aufbau Immun gegen elektromagnetische Beeinflussung Page 6

7 Weitere Anforderungen Einfache und schnelle Montage Reduktion der Bauzeit Wartungs- und Servicefreundlickeit Kurzer Nutzungsausfall des Tunnels, keine Staus verursachen,... Kurze Reparaturzeit (24/7) Page 7

8 Brandschutzlösungen für Tunnel Mehr Sicherheit in Bahn- und Strassentunnels dank eines Gesamtkonzepts Frühe, zuverlässige Erkennung und Ortung von Bränden bevor Menschen eingeschlossen werden und schwere Schäden die Folge sind Schnelle Aktivierung von Steuerung, Alarmierung, Evakuierung und Löschung sind äusserst wichtig für ein effizientes Schutzkonzept Voll integrierte Brandmelde-, Alarmierungs- und Löschsysteme Page 8

9 Wärme- und Rauchfreisetzung durch Tunnelbrände Eine direkte Intervention zum Brandherd ist so gut wie unmöglich! Temperatur [ C] Lastwagen Bus Auto (Kunststoff) Auto Distanz zum Feuer [m] Rauchfreisetzung: ~20 m³/s ~60 m³/s Page 9

10 Schaden minimieren Durch frühzeitiges Handeln Schaden Entwicklung zur Katastrophe Schwere Schäden an der Tunnelinfrastruktur Brandbekämpfung durch Feuerwehr Gefahr für Personen in nicht brennenden Fahrzeugen Gefahr für Personen im brennenden Fahrzeug Offener Fahrzeugbrand Warnung Brandmeldung Automatische Löschauslösung Zwischenfall [min] Zeit Page 10

11 Zwischenfall Erkennung Durch intelligente Videoanalyse Videoanalyse Langsam fahrende Autos Fußgänger Stau Falsch fahrende Autos Rauchdetektion Page 11

12 Siveillance SiteIQ Tunnel Intelligente Videoanalyse Jeder Tunnel ist einzigartig! Intelligente Algorithmen passen sich automatisch an neue Situationen im Tunnel an. Page 12

13 Schaden minimieren Durch frühzeitiges Handeln Warnen, Informieren Schaden Entwicklung zur Katastrophe Schwere Schäden an der Tunnelinfrastruktur Brandbekämpfung durch Feuerwehr Gefahr für Personen in nicht brennenden Fahrzeugen Gefahr für Personen im brennenden Fahrzeug Offener Fahrzeugbrand Warnung Brandmeldung Automatische Löschauslösung Zwischenfall [min] Zeit Page 13

14 Verständliche Sprachalarmierung Intuitive Führung Verkehrsteilnehmer erkennen eine Gefährdung nicht unmittelbar und reagieren höchst undifferenziert und intuitiv. Intuitive Steuerung menschlichen Verhaltens durch modernste Informations- und Signalisationstechnologie (Beschallung und visuelle Steuerung) nimmt eine Schlüsselposition in der effizienten Selbstrettung ein. Heutige Sprachalarmierungsanlagen geraten bezüglich Verständlichkeit an ihre Grenzen. Schallbündelnde Hochleistungslautsprecher (Grenzflächenhörner) in der SLASS-Anordnung (zeitlich synchronisierte Längsbeschallung) liefern gemäss neuesten Forschungsergebnissen die besten Resultate. Verkehrsteilnehmer können rasch und wirksam informiert oder evakuiert werden! Page 14

15 Schaden minimieren Durch frühzeitiges Handeln Rasche, zuverlässige Brandmeldung Schaden Entwicklung zur Katastrophe Schwere Schäden an der Tunnelinfrastruktur Brandbekämpfung durch Feuerwehr Gefahr für Personen in nicht brennenden Fahrzeugen Gefahr für Personen im brennenden Fahrzeug Offener Fahrzeugbrand Warnung Brandmeldung Automatische Löschauslösung Zwischenfall [min] Zeit Page 15

16 FibroLaser III Intelligenter linearer Wärmemelder Sofortige Informationen über die Anzahl Brandquellen, deren Grösse, Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit Erkennt Strahlungs- und Konvektionswärme (geringerer Einfluss des Luftstroms) Die Kabel sind beständig gegen Schmutz, Rauch, Säure und elektrische Interferenzen Maximale Messlänge 10 (20) km Wartungsfrei Page 16

17 Temperaturmessung mittels Lichtreflektion Controller Laser Glasfaser-Sensorkabel Die Erwärmung der Glasfaser erhöht die Gitterschwingung, was zu einem veränderten Rückstreuverhalten führt. 813 m Prinzip des Raman-Effektes Laserlicht Auswertung Intensität Antistoke Messwert Stoke C Errechnetes Temperaturprofil 813 m m [nm] Die Stoke- und Antistoke-Streuung wird als Raman-Streuung bezeichnet. Während das Signal der Stoke-Streuung nur geringfügig durch die Temperatur beeinflusst wird, steigt die Intensität des Antistoke mit zunehmender örtlicher Temperatur des Lichtwellenleiters ganz deutlich. Die Temperatur kann somit aus dem Vergleich der beiden Signale Stoke und Antistoke bestimmt werden. Page 17

18 Die Zonen Bereiche zur Alarmierung und Steuerung Zonen für die Alarmierung Zonen für die Signalisationssteuerung Zonen für die Videoaufschaltung / Beschallung Zonen für die Lüftungssteuerung Zonen für die Lichtsteuerung Zonen für die Löschansteuerung [m] Page 18

19 Zonenalarm Mit exakter Orts- und Temperaturangabe Gemessenes Temperaturprofil über die Sensorlänge Temperatur C Position 650 m 700 m 750 m 800 m 850 m 900 m 950 m Zonenalarm basierend auf der Zoneneinteilung und den Alarmkriterien Alarmzone 7 Durchschnitt: 14,8 C / Maximum: 18,0 C Alarmzone 8 Durchschnitt: 31,2 C / Maximum: 57,3 C Alarmzone 9 Durchschnitt: 17,7 C / M Exakte Orts- und Temperaturangabe bei einer Ortsauflösung von 3 m C ,2 38,8 38,5 46,5 57,3 44,6 47,9 39,1 38, Temperatur bei 813 m = 57,3 C Page 19

20 Die wichtigsten Brandinformationen Visualisierung in der Leitstelle m / 57,3 C 2. Kontroller Sensorkabel Ort und Temperatur Ausbreitungsrichtung Größe des Brandes Seite Urs Rufener

21 Schaden minimieren Durch frühzeitiges Handeln Automatische Löschauslösung Schaden Entwicklung zur Katastrophe Schwere Schäden an der Tunnelinfrastruktur Brandbekämpfung durch Feuerwehr Gefahr für Personen in nicht brennenden Fahrzeugen Gefahr für Personen im brennenden Fahrzeug Offener Fahrzeugbrand Warnung Brandmeldung Automatische Löschauslösung Zwischenfall [min] Zeit Page 21

22 Automatische Tunnel-Löschanlagen Hochdruck-Wassernebel Primäre Anforderungen an ein Tunnellöschsystem Brandgase in der nahen Umgebung des Brandes abkühlen erhöht den Personenschutz, limitiert die Ausbreitung des Brandes und reduziert die Schäden an der Infrastruktur Brandaerosole auswaschen bessere Sicht und weniger toxische Gase unterstützt die Personenrettung wie auch die Brandbekämpfung Niederhalten des Brandes Eine völlige Löschung des Brandes kann mit einer automatischen Wasserlöschanlage nicht garantiert werden Die Aufgabe einer automatischen Wassernebel-Löschanlage ist die Selbstrettung zu erleichtern und für die Zeit bis zum Eintreffen der Interventionskräfte den geforderten Personen- und Sachschutz zu garantieren. Page 22

23 Aktivierung automatisches Hochdruck-Löschsystem Siemens Hochdruck-Wassernebelsystem Das Löschprinzip Kühleffekt Abschwächung der Infrarotstrahlung Sauerstoffreduzierung im Flammpunkt Tropfengrösse m Tropfengeschwindigkeit m/s + Combustible Combustible Page 23

24 Schaden minimieren Durch frühzeitiges Handeln Brandbekämpfung durch Feuerwehr Schaden Schwere Schäden an der Tunnelinfrastruktur Brandbekämpfung durch Feuerwehr Entwicklung zur Katastrophe Gefahr für Personen in nicht brennenden Fahrzeugen Gefahr für Personen im brennenden Fahrzeug Offener Fahrzeugbrand Warnung Brandmeldung Automatische Löschauslösung Zwischenfall [min] Zeit Page 24

25 Integrierte Brandmeldelösungen in Tunneln Auf der Basis eines umfassenden Portfolios Automatische Ereigniserkennung zum Schutz vor Ereignissen, die zu Bränden führen können 1 Lineare Wärmemeldung (FibroLaser) Informationen ü. Brandgrösse, Ausbreitungsrichtung & -geschwindigkeit Umfassende Brandmelde-, und Sicherheitssysteme Für alle Tunnelneben-, Infrastruktur-, und Technikräume 5 Automatische Wassernebel- Löschanlagen Brand Löschen / Niederhalten Sprachalarmsystem für eine schnelle, sichere und panikfreie Evakuierung 3 4 Page 25

26 Referenzen Mont-Blanc-Tunnel (Frankreich) Gotthard-Tunnel (Schweiz) Rennsteig-Tunnel (Deutschland) Lecco-Tunnel (Italien) Funing-Tunnel (China) KP Expressway (Singapur) Indra-Bahntunnel (Spanien) Orte-Bahntunnel (Italien) Betuwe-Route (Niederlande) Metro Helsinki (Finnland) MTRA Metro Bangkok (Thailand) Page 26

27 Tunnelbrand Rette Dich! Page 27

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29 Versuchsstollen Hagerbach Eine faszinierende Welt unter Tage Page 29

30 Forschung und Tests Willkommen in einem etwas anderen Labor Page 30

31 Forschung unter praxisnahen Bedingungen Seit der Inbetriebnahme vor über 10 Jahren hat Siemens im Versuchsstollen Hagerbach eine Vielzahl unterschiedlichster Versuche durchgeführt. Dabei standen folgende Fragen im Vordergrund: Wie schnell kann ein Fahrzeugbrand detektiert werden? Mit welcher Genauigkeit kann der Brandort bestimmt werden? Welcher Einfluss hat der Wind bei der Branddetektion? Kann ein Brand basierend auf der Wärmestrahlung detektiert werden (z.b. Brand in einem Bahnwagen)? Was kann mit einer Löschvorrichtung im Tunnel erreicht werden? Wie genau lässt sich das Detektionsverhalten des Systems vorhersagen (Berechnungssoftware)? Page 31

32 Testversuch A1 B1 C1 Windgeschwindigkeit ca. 1,5 m/s Radiation A2 50 C B2 B3 Heißgase C2 C3 A1 B1 C1 Radiation 19 C 24 C 24 C Windgeschwindigkeit ca. 4,5 m/s A2 30 C B2 22 C B3 C2 22 C C3 Luftverwirbelung Page 32

33 Test-Maßstab Permanent International Association of Road Congresses Versuchsstollen Hagerbach 5 MW 2 m² Benzin 1 MW 4 l Benzin auf ca 0,5 m² 1) Megawatt Page 33

34 Aktivierung automatisches Sprinkler-Löschsystem Löschversuche im Versuchsstollen Hagerbach Nach 60 Sek. Start Löschung Nach 120 Sek. Löschung Nach 180 Sek. Löschung Page 34 Siemens AG All rights reserved.

35 Ein Besuch im Hagerbach Versuchsstollen Eindrücklich und informativ Page 35

36 Wir wünschen Ihnen weiterhin eine sichere Tunneldurchfahrt Page Juli 2012 Duri Barblan Siemens Siemens AG AG Alle Rechte All rights vorbehalten. reserved.