Die Kennzeichnung und die Beleuchtung von Fluchtwegen sind ein wichtiger Aspekt des Sicherheitskonzeptes für den Brandfall in Tunneln. Die Brand-Notbeleuchtung soll sicherstellen, dass alle durch einen Brand gefährdeten Verkehrsteilnehmer in der kurzen Zeitdauer, die zur Selbstrettung zur Verfügung steht, den Tunnel verlassen können. Die Erfahrungen mit Brandkatastrophen in Straßentunneln haben gezeigt, dass insbesondere die schnelle und umfassende Rauchausbreitung die Sicht im Tunnel erheblich beeinträchtigt. Daher war zu prüfen, ob und inwieweit die Komponenten der Brand-Notbeleuchtung geeignet sind, die ihnen gestellte Aufgabe der Fluchtleitfunktion bei dichtem Rauch lösen zu können. Aus den hierbei gewonnenen Erkenntnissen sollten Anforderungen an die Ausführung der Brand-Notbeleuchtung abgeleitet werden. In der Brand-Notbeleuchtung im Tunnel werden drei lichttechnische Komponenten eingesetzt: (1) Rettungszeichen-Leuchten zur Kennzeichnung des Fluchtweges, (2) Orientierungsleuchten zur Auffindung des Fluchtweges bei starkem Rauch, (3) Sicherheitsleuchten zur Ausleuchtung des Fluchtweges. Theoretische Modelle zum Strahlungstransport und zur Sichtbarkeit in trüben Medien wurden zunächst an die Gegebenheiten in Tunneln angepasst. Mit dem hieraus entwickelten Verfahren zur Sichtweiten-Bestimmung bei Rauch im Tunnel konnten praktisch verwertbare Erkenntnisse wie die Sichtweiten zur Wahrnehmbarkeit (Detektion) von Orientierungsleuchten und zur Erkennbarkeit (Identifikation) von Rettungszeichen-Leuchten in Abhängigkeit der Dichte und Konsistenz von Rauch für unterschiedliche lichttechnische Ausgangsbedingungen gewonnen werden. Sowohl die Detektions-Sichtweite als auch die Identifikations-Sichtweite von Sehobjekten sinken mit zunehmender Rauchdichte exponentiell jedoch unterschiedlich stark. Die Detektions-Sichtweite liegt bei stark streuendem und damit weiß erscheinendem Rauch mittlerer Dichte um 25 % unter derjenigen bei stark absorbierendem und damit schwarz erscheinendem Rauch. Die Identifikations-Sichtweite von Rettungszeichen-Leuchten liegt insbesondere bei geringer Rauchdichte deutlich unter der Detektions-Sichtweite. Im Rahmen des hier untersuchten Variationsbereiches hat sich die Lichtstärke der Komponenten der Brand-Notbeleuchtung in Blickrichtung als maßgebende lichttechnische Kenngröße für die Rauchdurchdringung erwiesen. Mit einer 10fachen Lichtstärke-Steigerung kann ein Sichtweiten-Gewinn von 20 % erreicht werden. Dieses Ergebnis zeigt nachdrücklich die Grenzen zur Verbesserung der Sichtweite bei Rauch auf, die mit lichttechnischen Mitteln zu erzielen ist. Bei mittlerer Rauchdichte wird für Rettungszeichen-Leuchten, deren Lichtstärke in Blickrichtung 9 cd beträgt, eine Detektions-Sichtweite von mindestens 9 m ausgewiesen. Bei entsprechender Verrauchung wird für Orientierungsleuchten, deren Lichtstärke in Blickrichtung 88 cd beträgt, eine Detektions-Sichtweite von mindestens 12,5 m ausgewiesen. Die hier ermittelten Sichtweiten können zur Festlegung von Mindestabständen bei der Anordnung der Komponenten der Brand-Notbeleuchtung dienen, wenn ihre Wahrnehmbarkeit auch bei mittlerer Rauchdichte sichergestellt sein soll. Bei sehr starker Rauchdichte sind die Sichtweiten so kurz, dass der Aufwand, der zur Sichtweiten-Verbesserung der Orientierungsleuchten mittels Lichtstärke-Steigerung erforderlich wäre, nicht mehr vertretbar ist. Für diesen Fall bieten sich lichterkettenartige Alternativen zur Fluchtwegleitung an, die bei Lichtpunktabständen unter 50 cm schon mit Lichtstärken von 1,4 cd auskommen. Eine bei Rauch zu gewährleistende Sichtbarkeit der Rettungszeichen-Leuchten und der Orientierungsleuchten begrenzt die Maximalabstände dieser Komponenten der Brand-Notbeleuchtung. Die wirtschaftlichen Konsequenzen wurden für verschiedene Anordnungsvarianten untersucht. Zur Gewährleistung der Funktion von Rettungszeichen-Leuchten und Orientierungsleuchten sowohl im normalen Betrieb als auch im Brandfall müssen besondere Anforderungen in Bezug auf ihre mechanische und elektrische Bauart sowie auf die Stromversorgung, die Überwachung und die Aktivierung erfüllt sein. Diese betriebstechnischen Anforderungen werden dargestellt. Der Originalbericht enthält zwei Anhänge. Im Anhang A3 wird das theoretische Verfahren detailliert vorgestellt, mit dem die Sichtverhältnisse bei Rauch im Tunnel sowohl systematisch als auch tunnelspezifisch untersucht werden können. Beim Anhang A4 handelt es sich um Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, die den Einfluss der Anordnung von Rettungszeichen- und Orientierungsleuchten auf die Investitions- und Betriebskosten zum Thema hat. Wegen des Umfangs der Anhänge wurde in der vorliegenden Veröffentlichung auf ihre Wiedergabe verzichtet. Sie liegen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen vor und sind dort einsehbar. Verweise auf diese Anhänge im Berichtstext wurden beibehalten.

    The identification and illumination of escape routes are an important aspect of the safety concept in cases of fire in tunnels. Fire emergency lighting will ensure that all road users threatened by a fire, can leave the tunnel in the short time available for escape. Experiences with fire catastrophes in tunnels have shown that quick and extensive spreading of smoke in particular inhibits visibility in the tunnel. We therefore had to examine whether and to what extent the components of fire emergency lighting are suitable in solving the task of controlling the functions of escape in dense smoke. Requirements to the design of fire emergency lighting will be deduced from the findings obtained here. Three lighting components are used in the fire emergency lighting in tunnels: (1) Evacuation sign lighting for identifying the escape route. (2) Orientation lighting to find the escape route when there is intense smoke. (3) Safety lighting to illuminate the escape route. Theoretical models on radiative transfer and visibility in hazy media were first adapted to the conditions in the tunnel. Findings that could be practically evaluated such as the visibility ranges for perceptibility (detection) of orientation lights and ability to recognise (identification) of evacuation sign lighting as dependent on density and consistency of smoke for various light measurement starting conditions could be obtained with the processes for the determination of visibility range during smoky conditions in tunnels developed from this. Both the detection visibility range as well as the identification visibility range of visible objects drop exponentially with an increase in smoke density, however the intensity varies. The detection visibility range in the case of intensely diffuse smoke with a white appearance of medium density lies at 25% below that of strongly absorbing smoke, which thus appears black. The identification visibility range of evacuation sign lighting lies clearly below the detection visibility range particularly in the case of low smoke density. The light intensity of the components of fire emergency lighting has proved to be an essential parameter for smoke penetration within the scope of the variation range examined here. A gain in the visibility range of 20% can be achieved with an increase in light intensity that is 10 times more. This result clearly shows the limitations when improving the visibility range in smoky conditions, which can be achieved with light measurement. A detection visibility range of at least 9 m is indicated at a medium smoke density for evacuation sign lighting whose light intensity is 9cd in the direction of visibility. During corresponding smoky conditions, a detection visibility range of at least 12.5 m is indicated for orientation lighting whose light intensity in the direction of visibility is 88 cd. The visibility ranges determined here can serve for determining minimum intervals when arranging components of fire emergency lighting, if their perceptibility is to be ensured at medium smoke density as well. In the case of very intense smoke density, the visibility ranges are so short that the time and expenditure that would be required to improve visibility ranges of the orientation lighting using increase of light intensity would not be feasible. In such cases alternatives using light chain types are offered for controlling escape routes, which can do with light point intervals below 50 cm even with light intensities of 1.4 cd. Visibility of the evacuation sign lighting and orientation lighting in smoky conditions limits the maximum distances of these components of fire emergency lighting. The economic consequences for different variations in the arrangement were examined. Specific requirements regarding their mechanical and electrical construction type as well as electricity supply, monitoring and activation must be fulfilled to guarantee the function of evacuation sign lighting and orientation lighting both in normal operations as well as in cases of fire. The original report includes two appendices. In Appendix A3, the theoretical process is introduced in detail with which the visibility conditions during smoky conditions in tunnels can be examined both systematically as well as specific to certain tunnels. Appendix A4 deals with observations on economic viability, which has the influence of the arrangement of evacuation signs and orientation lighting on investment and operational costs as its subject. Due to the extensiveness of the appendices their reproduction has been rejected in the present publication. They are available at the Federal Highway Research Institute and can be viewed there. References to these appendices in the report have been maintained.


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    Title :

    Ausgestaltung von Brand-Notbeleuchtung und Leitsystemen zur Fluchtwegkennzeichnung in Straßentunneln. Anforderungen an die Ausführung


    Additional title:

    Design of fire emergency lighting and control systems for the identification of escape routes in road tunnels - Design requirements


    Contributors:


    Publication date :

    2007


    Size :

    89 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German