Tunneltechnik

 

Der Fachbereich Tunneltechnik befasst sich mit verschiedenen Aspekten rund um den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb von Straßentunneln. Forschungsschwerpunkte setzt das Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen University unter anderem auf  Sicherheit und Belüftungssysteme von Tunnelanlagen sowie auf die Erforschung strömungsmechanischer Phänomene mittels Simulation. Neben dem Sicherheitsaspekt spielen auch Umweltfragen eine entscheidende Rolle.

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Die Tunneltechnik steht in regem Austausch mit den Fachgebieten Bautechnik und Verkehrstechnik. Die in der Bautechnik gestellten Fragen rund um Fahrbahnmaterialen und Fahrbahnaufbau sind also auch in Tunneln relevant. Die Videodetektion, ein wichtiger Bestandteil der Verkehrstechnik, findet auch häufig zur Verkehrssteuerung in Straßentunneln Anwendung.

Mit Blick auf die zukünftige praktische Anwendung des Erlernten wird am ISAC größter Wert auf eine bereichsübergreifende und aktuelle Lehre gelegt.

 

Forschungsschwerpunkte in der Tunneltechnik

Lüftung

Die Lüftung von Tunneln im Brandfall gehört nicht zuletzt aufgrund der wohlmöglich gravierenden Auswirkungen eines Brandes zu den zentralen Themenfeldern der Tunneltechnik. Darüber hinaus befasst sich das Institut mit der Lüftung im Regelbetrieb. Die Verbesserung der Tunnellüftung birgt in vielfacher Hinsicht großes Potential. Zudem schont eine geringere Notwendigkeit, einen Tunnel zu belüften, sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht gegebene Ressourcen. Gewonnene Erkenntnisse zur Verbesserung von Belüftungsanlagen können sowohl bei Neubauten umgesetzt als auch in Bestandstunneln integriert werden.

Sicherheit

Statistisch betrachtet ist die Fahrt durch einen Tunnel sogar sicherer als die Fahrt auf offener Straße, da die Überdachung für konstant autofreundliche Fahrbedingungen sorgt. Andererseits können die Auswirkungen von Unfällen in Tunneln leicht verheerender sein als auf freier Straße. Die aktuelle Sicherheitslage in deutschen Tunneln ist durchaus zufriedenstellend, es besteht dennoch weiterhin Raum zur Verbesserung. Weitere Forschungen zu Möglichkeiten der Brandunterdrückung, Branddetektion und Brandbekämpfung sind hier als Beispiel zu nennen. Auch hier besteht die Option der Nachrüstung von Bestandstunneln.

Simulation

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt in der Tunneltechnik am ISAC liegt in der Arbeit mit Strömungssimulationen. Simulationen haben den Vorteil, dass sie eine realmaßstäbliche Abbildung der Strömungsphänomene ermöglicht. Experimentelle Modellaufbauten sind auf einen kleineren Maßstab begrenzt und das Strömungsverhalten demnach verändert, und es entsteht lediglich eine Annährung an die realen Gegebenheiten. Anders als bei einem Modell ist eine Änderung der Parameter in der Simulation vergleichsweise einfach umzusetzen. Modelle kommen dennoch zum Einsatz, um Simulationen zu validieren und zu verifizieren. In den kommenden Jahren wird beispielsweise am ISAC ein Wassermodelltunnel aufgebaut und in Betrieb genommen, der eine bessere Visualisierung der Verteilung von Abgasen beziehungsweise der Durchmischung von Tunnelluft mit Abgasen ermöglicht.