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Schwerlastfahrzeuge (Lkw) werden in Zukunft zunehmend mit tiefkalt verflüssigtem Erdgas (LNG) betrieben. Die verstärkte Nutzung von LNG im Straßenverkehr führt zu neuen Gefährdungen. Insbesondere in räumlich begrenzten Umgebungen wie Verkehrs-tunneln können bei einem unfallbedingten Freiwerden von LNG explosionsfähige Brenngas-Luft-Gemische entstehen, die sich bei Anwesenheit einer Zündquelle explosionsartig umsetzen. Gravierende Schäden für die Bauwerksstruktur und die Verkehrsteilnehmer könnten mögliche Folgen sein. Anhaltspunkt für das Schadensausmaß ist das Volumen der zündfähigen Gaswolke. Durch experimentelle Untersuchungen im Realmaßstab und Modellierung des LNG-Freisetzungsvorgangs unter differierenden Randbedingungen versucht die BAM das allgemeine Gefährdungs-potential verschiedener Szenarien abzuschätzen und daraus Maßnahmen abzuleiten.
Die BAM plant Untersuchungen zur unfallbedingten Freisetzung brennbarer Gase in Umschließungen. Anlass ist die prognostizierte Zunahme verflüssigter Gase als Antriebsquelle im Lkw-Schwerlastverkehr aufgrund der strenger werdenden Abgasnormen. Im Hinblick auf die Bewertung von Gefahren zukünftiger Kraftstoffe für die Sicherheit von Infrastrukturen soll als Versuchsszenario verflüssigtes Erdgas (LNG) in einer verkehrstunnelartigen Einhausung auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM freigesetzt werden. In diesem Beitrag werden die sicherheitstechnischen Vorbetrachtungen geschildert, die den Anlass zur Festlegung auf dieses Szenario gaben sowie die Relevanz einer notwendigen vertieften Betrachtung illustrieren. Dabei wird auf die allgemeinen Entwicklungen im Güterverkehr, die sicherheitstechnischen Eigenschaften von LNG sowie den baulichen Anforderungen an und für die Gefährdungsbetrachtung relevanten Bedingungen in Verkehrstunneln eingegangen. Vereinfacht soll die prinzipielle Herangehensweise bei der Gefährdungsbeurteilung dargestellt werden sowie im Zuge dessen anhand einer überschlägigen Berechnung der Dimension der explosionsfähigen Wolke im Tunnel die Gefährdung für Verkehrsteilnehmer und die Bauwerksstruktur abgeschätzt werden. Hilfsmittel, die zum Einsatz kommen, sind physikalische Modellvorstellungen, empirische sowie CFD-Methoden.
Within the TF-project SiVi the BAM occupies itself interdisciplinary with the safety of traffic infrastructures considering extremely severe damage events. Therefore, a scenario of fire inside a traffic tunnel induced by a gas cloud explosion is chosen as representative. Additionally, a dangerous goods transporter shall be involved in the scenario.
As further aspect which shall be investigated is the use of liquefied natural gas (LNG) as fuel support in transport vehicle like trucks in future. The main component of LNG is methane as a flammable gas. To transport a sufficient amount of fuel the methane is cooled down at -161°C, its boiling point. In liquid phase LNG is compressed 600 times more than in gas phase.
The issue of department 2.4 is to identify the hazards for people and the tunnel structure located in the surrounding whilst a potential release of LNG out of a leaking tank occurs. Therefore, the temporal and spatial distribution of the gas cloud within the tunnel structure shall be recorded.
Basis for this will be experiments in 1:1 at BAM test rig TTS as well as numerical analysis within ANSYS CFX. On top ignition tests of the distributed gas cloud in a down scaled model allow statements on the emerging maximum pressure and temperature.