SCHOTT ZUR ABDICHTUNG EINES TUNNELS IM BRANDFALL

Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall gemäss dem Oberbegriff des Patent- anspruches 1.

Vorrichtungen zur Abschottung von Tunneln sind mehrere bekannt geworden, so beispielsweise US 5 188 186 (Dl) , FR 2 764 672-A1 (D2) und UK 2 296 658 A (D3) . An ein Schott zur Ab- dichtung eines Tunnel im Brandfall sind verschiedene Anforderungen geknüpft. Es muss einen Tunnel in mehrere getrennte Sektoren unterteilen. Diese Sektoren müssen voneinander möglichst gasdicht abgetrennt sein. Weiter soll zwischen den Sektoren möglichst kein Wärmeaustausch stattfinden. Damit Rettungskräfte und/oder Aufräumequipen auf die andere Seite eines solchen Schottes gelangen können, muss es zusätzlich leicht passierbar oder wegräumbar sein.

Die Vorrichtung nach Dl verschliesst einen Tunnel indem ein sich mit chemischen Mitteln, beispielsweise Schaum, füllender Hohlkörper in einem Rahmen von der Decke des Tunnels zum Boden gleitet .

Die Vorrichtung von D2 dichtet einen Tunnel mittels eines aufblasbaren, doppelwandigen Hohlkörpers ab. Die innere Wand ist aus gasdichtem Material, die äussere aus hitzebeständigem Material gefertigt.

Die Erfindung gemäss D3 schliesst einen Tunnel durch Herablassen von einem oder mehreren Vorhängen ab. Diese werden mit motorischen Mitteln abgerollt oder entfaltet.

Die Vorrichtung gemäss Dl besteht aus einem mit chemischen Mitteln füllbaren Hohlkörper, der an der Tunneldecke zusammengefaltet montiert ist. Bei Gebrauch wird der Hohlkörper gefüllt und gleitet entlang vertikaler Führungselemente zu Boden. Diese Art der Montage der Führungselemente verunmög- licht einen Gebrauch dieser Erfindung bei nicht rechteckigem Tunnel-Querschnitt ohne zusätzliche Installationen. Weiter muss im Falle eines Brandes die Oberfläche nicht nur dicht sondern auch noch hitzebeständig sein. Die gleiche Problematik gilt auch für das Material bei der Lösung gemäss D2. Zur Behebung des Hitzeproblems wird hier ein doppelwandiger Hohlkörper vorgeschlagen. Die innere Schicht ist gasdicht, die äussere hitzebeständig. Bei Temperaturen von mehreren hundert Grad während mehreren Stunden besteht jedoch die Möglichkeit, dass der Wärmefluss durch den Zwischenraum der beiden Schichten ausreicht, die innere Schicht zu erhitzen und so zum Schmelzen zu bringen, da sie mit elastischem Kunststoff beschichtet sein muss. Weiter ist es technisch sehr anspruchsvoll, die beiden Schichten über viele Quadratmeter (ein Tunnel-Querschnitt erreicht schnell 40 bis 50 m ² ) unter Druck- und Hitzeeinfluss sauber getrennt zu halten.

Bei der Lösung gemäss D3 werden im Wesentlichen zwei konstruktiv verschiedene vorhangartige Konstruktionen präsentiert. Einerseits wird ein Vorhang abgerollt, andererseits entfaltet. Beide Ausprägungen der Erfindungsidee müssen, um gleichzeitig hitzebeständig und gasdicht zu sein, über mehrere Schichten verfügen. Die erfindungsgemässen Silikon- Schichten werden bei den vorherrschenden Temperaturen schmelzen, die so freigelegten Keramik- oder Glasfaserschichten werden nicht mehr gasdicht sein. Die Konstruktion eines Vor- hanges bringt es mit sich, dass er an den Rändern nicht völlig dicht ist. Da zum Abrollen oder Entfalten der Vorhänge motorische Mittel und eine quer durch den Tunnel ragende Abrollvorrichtung benötigt werden, ist der Einsatz dieser Erfindung auf Tunnels mit annähernd rechteckigem Querschnitt beschränkt. Weiter besteht die Gefahr, dass ein unachtsamer Autofahrer mit der Abrollvorrichtung kollidiert und einen Folgeunfall verursacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tunnel im Brandfall in mehrere bezüglich Gasaustausch und Wärmetransport getrennte Sektoren zu unterteilen. Die Abschottung soll schnell und effektiv in Betrieb sein und den Rauchgasen und Hitzeeinflüssen längere Zeit standhalten. Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den weiteren Patentansprüchen hin- sichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt des Tunnelschotts,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Tunnelschott mit Führungsmitteln an den Wänden im verstauten Zustand, in einem Tunnel mit ovalem Querschnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Tunnelschott mit Führungsmitteln an den Wänden im verstauten Zustand, in einem Tunnel mit annähernd rechteckigem Querschnitt,

Fig. 4 einen Grundriss des Tunnelschotts im verstauten Zustand,

Fig. 5 eine seitliche Ansicht des Tunnelschotts im verstauten Zustand,

Fig. 6 eine Draufsicht des Tunnelschotts mit Führungsmitteln im funktionalen entfalteten zustand,

Fig. 7 eine isometrische Ansicht des Tunnelschotts im funktionalen entfalteten Zustand in einem Tunnel mit ovalem Querschnitt,

Fig. 8 Eine Detailansicht der Führungsmittel eines doppelwandigen Vorhangs.

Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgedankens. Die Erfindung besitzt zwei grundsätzlich funktionsgetrennte Elemente. Einerseits wird mittels eines pneumatischen Hohlkörpers 1 Abdichtung des Tunnels erreicht, andererseits wird dieser Hohlkörper 1 durch Vorhänge 2 aus hitzebeständigen Materialien, wie beispiels- weise Keramikfasern, geschützt. Diese Funktionstrennung ermöglicht es, dass für beide Teile der Erfindung spezifisch ideale Materialien verwendet werden können. Weiter können der pneumatische Hohlkörper 1 und die Vorhänge 2 zweckdienlich und auf einfache Art konstruiert werden. Für die hitzebestän- digen Vorhänge 2 wird beispielsweise ein doppelwandiges Gewebe 4 mit eingewebten Distanzfäden 5 verwendet. Bei einer Länge der Distanzfäden 5 von etwa 20mm kommt die Konvektion innerhalb jedes der Vorhänge 2 fast völlig zum Erliegen. Es wird so ein Minimum an Wärmetransport durch die Vorhänge 2 erreicht. Um den sehr hohen Temperaturen bei einem möglichen Tunnelbrand gewachsen zu sein, können den Anforderungen entsprechend mehrere Vorhänge 2 hintereinander angebracht werden. Um jegliche mechanische Einwirkung auf den pneumatischen Hohlkörper 1 zu unterbinden, wird der innerste Vorhang 2 in einem Abstand d von beispielsweise etwa 20cm vom Hohlkörper 1 montiert. Für den pneumatischen Hohlkörper 1 wird ebenfalls ein doppelwandiges Gewebe verwendet, allerdings mit wesentlich längeren Distanzfäden 5. Dieses kann dem Tunnelquerschnitt entsprechend zusammengenäht und verarbeitet werden, so dass der pneumatische Hohlkörper 1 im aufgeblasenen Zustand den Tunnelquerschnitt wandartig abdichtet. Die wandartige Form des pneumatischen Hohlkörpers 1 garantiert einen möglichst geringen Bedarf an Gas, was zudem den Platzbedarf der allfällig vorhandenen Druckgasbehälter 8 verringert. Da- mit der pneumatische Hohlkörper 1 dem durch Konvektionsströ- mungen hervorgerufenen Druckunterschied zwischen den zu trennenden Tunnelsektoren standhält, muss er entsprechend fest an den Tunnelwänden 13 sowie Decke 16 und Fahrbahn haften. Den auftretenden Druckkräften müssen somit die erzeugten Rei- bungskräfte entgegenwirken. Die Reibungskräfte sind um so grösser, je breiter der Hohlkörper 1 gestaltet und je grösser der Innendruck des Hohlkörpers 1 ist. Da es nicht möglich ist, den Wärmefluss völlig zu unterbinden, wird sich das Gas im Hohlkörper 1 mit der Zeit erwärmen und den Innendruck erhöhen. Um einen konstanten Innendruck zu gewährleisten, kann der Hohlkörper 1 mit einem Druckbegren- zungsventil 11 ausgestattet werden, so dass kein unzulässiger Überdruck entsteht

Fig. 2 und 3 zeigen Frontalansichten des Tunnelschottes bei verschiedenen Tunnelquerschnitten. Damit jeweils der ganze Querschnitt zuverlässig gegen Hitze abgeschirmt wird, können an den Tunnelwänden 13 schienenartige Führungsmittel 6 montiert werden. Innerhalb dieser Führungsmittel 6 können schwere Körper 7, beispielsweise Stahlkugeln, die sich nicht verkeilen und beispielsweise bis an die breiteste Stelle der Vorhänge 2 an deren Rändern befestigt sind, gleiten. Diese Form der Führungsmittel 6 ermöglicht einerseits ein äusserst schnelles entfalten der Vorhänge 2, da sie einfach fallen gelassen werden können, andererseits können so runde, ovale und rechteckige Tunnelquerschnitte effizient abgeschirmt werden.

Fig. 4 zeigt das Brandschott im zusammengefalteten Zustand von oben betrachtet. Der pneumatische Hohlkörper 1 und die hitzebeständigen Vorhänge 2 sind zusammengelegt und platzsparend an der Tunneldecke verstaut. Beispielsweise zwischen ei- nem der Vorhänge 2 und dem Hohlkörper 1 oder in einer Bucht in der Tunneldecke ist ein Druckgasbehälter 8 untergebracht. Vom Druckgasbehälter 8 zum Hohlkörper 1 verläuft eine Leitung mit einem Auf/Zu-Ventil 10. Der Druckgasbehälter 8 enthält so viel Gas, dass sein Inhalt den Hohlkörper 2 bei der kältest möglichen Innentemperatur im Tunnel zu füllen und auf den vorgegebenen Überdruck zu bringen vermag. Aus dem Hohlkörper 1 heraus verläuft eine weitere Leitung mit einem Druckbegrenzungsventil 11. Dieses Ventil 11 verhindert während des Betriebes des Schotts das Entstehen eines zu grossen Überdrucks im pneumatischen Hohlkörpers 1. Damit der pneumatische Hohlkörper 1 nach Gebrauch entlastet werden kann, führt eine weitere Leitung mit einem Entlastungsventil 12 aus dem pneumatischen Hohlkörper heraus. In der Tunnelwand 13 sind Frisch- luftkanäle 14 eingelassen. Der pneumatische Hohlkörper 1 kann über diese beispielsweise mittels eines Gebläses 9 belüftet werden, wodurch auch eine Kühlung erreicht wird. Das Druckbegrenzungsventil 11 hält weiterhin den Druck konstant. An den Öffnungen zur Tunnelinnenseite der Kanäle 14 sind ver- schliessbare Klappen 15 angebracht. Davon abhängig auf welcher Seit des Schottes Hitze und Rauch vorhanden sind, können auf der Seite des Störfalles die Klappen 15 geschlossen und auf der andern Seite geöffnet werden. Es ist ebenfalls erfin- düngsgemäss die Frischluft für das Gebläse 9 direkt vom Tunnelbelüftungssystem zu beziehen.

Fig. 5 zeigt die wichtigsten Komponenten des Brandschotts im zusammengefalteten Zustand in einer Bucht in der Tunneldecke 16 verstaut. Um den Hohlkörper 1 und die Vorhänge 2 an der Decke zu halten werden hier beispielsweise Deckel 17 verwendet. Die Vorhänge 2 sind einmal separat und einmal ineinander verschlungen zusammengefaltet dargestellt.

Fig. 6 zeigt eine Frontalansicht des Brandschotts im Betriebszustand auf den äussersten Vorhang 2. Die schweren Körper 7 sind in den Führungsmitteln 6 in ihrer Endposition angelangt und breiten so den Vorhang 2 bis beispielsweise zur maximalen Breite des Tunnelquerschnittes aus. Unterhalb der breitesten Stelle hängt der Vorhang 2 frei. Nicht dargestellt sind allenfalls sichtbare Mittel zum Verstauen des Schottes.

Fig. 7 zeigt die wesentlichen Bestandteile des Brandschottes in isometrischer Darstellung. Beiderseits des pneumatischen Hohlkörpers 1 hängen je zwei hitzebeständige Vorhänge 2. An der Tunneldecke 16 ist schematisch der Druckgasbehälter 8 dargestellt.

Fig. 8 zeigt eine Detailansicht des Führungsmittels 6. Dieses ist hier beispielsweise in die Wand 13 eingelassen dargestellt. Darin bewegen sich die schweren Körper 7, beispielsweise Stahlkugeln, die mit dem Rand des Distanzgewebes 4 verbunden sind. Bei einem Störfall in einem Tunnel ist damit zu rechnen, dass ein Autofahrer durch Unaufmerksamkeit oder Panik in ein sich entfaltendes oder voll funktionales Brandschott hineinfährt, durch einen solchen Aufprall wird ein erfindungsgemässes Brandschott voraussichtlich zerstört. Da die Vorhänge 2 und der pneumatische Hohlkörper 1 des Brandschottes jedoch völlig aus textilen Materialien bestehen werden die Insassen des Wagens durch den Zusammenstoss nicht gefährdet.