Tunnelbelüftungsanlage

Tunnelbelüftungsanlagen sind Belüftungsanlagen, die in Tunnelbauwerken verwendet werden, um die im Tunnel durch Verkehrsteilnehmer emittierten Schadstoffe abzuleiten und Frischluft in den Tunnel hineinzuleiten.

Geschichtliche Entwicklung

In der Anfangszeit des Tunnelanlagenbaus wurden bei mittleren Tunnellängen Halbquerlüftungen, bei größeren Tunnellängen Vollquerlüftungen projektiert, in der Folgezeit auch kombinierte Halbquer-Vollquerlüftungen. In diesen Arten von Tunnelanlagen kommen Axial-Ventilatoren zum Einsatz.

Zu Beginn der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts lief die Entwicklung einzelner Komponenten für Tunnelbelüftungsanlagen parallel zur Entwicklung von Gebläsen für Wärmekraftwerke, Grubenbewetterungsanlagen im Bereich des Bergbaus und Windkanalanlagen. Problematisch für die Konzeption der Systeme war die Einbeziehung von zum Teil nicht klar voraussehbarer Parameter wie Steigerung des Verkehrsaufkommens, voraussichtliche Schadstoff-Emissions- und Frischluftbedarfsmengen.

In jüngerer Zeit wurden insbesondere bei Tunnels bis zu drei Kilometern Baulänge Längslüftungen installiert. Längslüftungsanlagen haben verglichen mit anderen Systemen niedrigere Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten. Bei Längslüftungsanlagen kommen Strahlventilatoren, auch als Jet-Ventilatoren bezeichnet, zum Einsatz, die einzeln oder in Gruppen in bestimmten Abständen an der Tunneldecke installiert werden. Der Abstand der Ventilatoren wird so gewählt, dass eine optimale Vermischung des Treibstrahls mit dem übrigen Tunnelstrom und eine gute Strömungsverteilung im Tunnelquerschnit gewährleistet ist.

Anforderungen

Das Tunnelbelüftungssystem wird aufgrund der jeweiligen Gegebenheiten des Tunnelbauwerkes bestimmt. Entscheidungskritierien bei der Konzeption sind neben der Länge des Tunnels insbesondere der Frischluftbedarf in Abhängigkeit zu CO-, NOx, und Trübe-Emissionen, sowie die Tunnellängsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung geltender gesetzlicher Vorschriften und Richtlinien.

Zur Einhaltung der vorgeschriebenen Immissionswerte im Tunnel muss der Frischluft- und Abluftstrom kontinuierlich an die aktuellen Verkehrsverhältnisse angepasst werden. Zur Anpassung des Volumenstroms werden unterschiedliche Regelungsmöglichkeiten eingesetzt. Die Ventilatoren sind drehzahlgeregelt mit der Möglichkeit, Laufschaufeln hydraulisch zu verstellen.

Tunnelbelüftungsanlagen haben auch eine wichtige Bedeutung für Brandfälle. Die Anforderungen und die Bemessung, das Brandfall-Lüftungskonzept und die Temperaturfestigkeit der Lüftungsanlage sind in den Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT) geregelt. Z. B. müssen Absaugventilatoren und Absaugklappen, mit deren Hilfe Rauch aus dem Fahrraum abgesaugt wird, auf eine Temperaturfestigkeit von mindestens 400 °C bei mindestens 90 Minuten Funktionstüchtigkeit ausgelegt sein.