EmBaLu

 

Emissionsbasierte Lüftungssteuerung

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Foto von Nils Lichtenberg © Urheberrecht: ISAC

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  Grafik: Straßentunnel mit Fahrzeugen und Messsystemen Urheberrecht: © ISAC

Problemstellung

Mit Blick auf die Belüftung von Bestandstunneln bietet sich Innovationspotential. Ein Beispiel hierfür: der Einhorn-Tunnel. Die dort aktuell verwendete Emissionsschutzlüftung saugt 90% der Tunnelluft ab, der Stromverbrauch für dieses Verfahren liegt bei 697 MWh pro Jahr. Konzipiert wurde das Verfahren jedoch für einen Straßenverkehr mit erheblich höherem Schadstoffausstoß als dies heute der Fall ist. Daher wird die Nutzung des Lüftungssystems aktuell anhand von Zeitfenstern strukturiert, ausschlaggebend ist dabei nicht die Schadstoffbelastung, sondern die Geschwindigkeit am Abluftkamin. Hier setzt das Forschungsvorhaben EmBaLu an: Mittels In-situ Schadstoffmessungen lässt sich die notwendige Luftzufuhr feststellen und die Lüftung entsprechend bedarfsgerecht steuern.

Projektziel

Die tatsächliche Schadstoffbelastung soll erfasst werden, um das Lüftungssystem zum Emissionsschutz des Tunnels zukünftig bedarfsgerecht zu steuern. Im Rahmen des Versuchs gewonnene Daten kommen zum Einsatz, um vorhandene Prognosen zu validieren. Außerdem soll eine Korrelation zwischen NOx - und CO- Konzentrationen ermittelt werden. Diese liefert die Grundlage, um das Lüftungssystem auch über den Versuchszeitraum hinaus bedarfsgerecht zu steuern.
Mittels einer adaptiven Lüftungssteuerung können der Strombedarf voraussichtlich um mindestens 30% reduziert und die jährlichen CO2 – Emissionen um 88t gesenkt werden. Damit einher geht eine Betriebskostenersparnis von ca. 57.000€ pro Jahr.

Durchführung

Im Einhorn-Tunnel werden verschiedene Messungen durchgeführt, etwa CO- und den Sichttrübe-Messungen im Tunnelinneren oder Messung der NOx -Belastungen an den Tunnelportalen und am Abluftkamin. Zeitgleich wird das Verkehrsverhalten erfasst und die Verkehrsströme mit den Schadstoffkonzentrationen in Verbindung gesetzt sowie ein kausaler Zusammenhang zwischen den NOx - und den CO/ CO2-Werten hergestellt. Außerdem werden Wetterdaten hinzugezogen, die an den Tunnelportalen erfasst und bei der Durchführung von Ausbreitungsberechnungen der Schadstoffe berücksichtigt werden.

 

Bearbeitung

Dr.-Ing. Nils Lichtenberg


Kooperationspartner

HBI Haerter GmbH


Förderung

Gefördert durch mFUND des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (Förderkennzeichen: 19F1160A)