Tijdens de voorgaande edities van de Graz Tunnel Conference (2020 en 2022) werd de ARTU-software gepresenteerd aan de hand van een casestudy (een tunnel van 6 km met longitudinale ventilatie). ARTU berekent het maatschappelijk risico met betrekking tot brand in tunnels door probabilistische en deterministische benaderingen en verschillende submodellen te combineren: vloeistofdynamica, wachtrijvorming, evacuatie, interactie tussen omgeving en mensen. De huidige versie van ARTU bevat een multizone brandmodel – ontwikkeld in samenwerking met de Universiteit van Lund – dat een betere beschrijving van de rookstratificatie en terugstroming mogelijk maakt, vergeleken met een 1D vloeistofdynamisch model. In dit artikel wordt de huidige versie van ARTU gepresenteerd aan de hand van de resultaten van een risicoanalyse van een 3 km lange wegtunnel met straalventilatoren en rookafvoerschachten. De resultaten van de risicoanalyse worden weergegeven door middel van een FN-curve en de verwachte schadewaarde. De resultaten worden vergeleken met die van de vorige versie van ARTU, die gebaseerd was op 1D vloeistofdynamica en geen multizone vloeistofdynamisch model bevatte. Om het effect van het terugstromingsfenomeen op het algehele risico te analyseren, wordt een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd waarbij de longitudinale snelheid wordt aangepast en wordt gekeken hoe dit de resultaten van het multizone vloeistofdynamische model beïnvloedt. Er wordt een diepgaande studie verricht naar de hoogte van de rooklaag, waarbij CFD-simulaties worden gebruikt om de stratificatievoorspelling van het multizone model te controleren.

De mobiliteitssector ondergaat een enorme transitie van fossiele brandstoffen naar nieuwe energiedragers. De drijvende kracht hierachter is de reductie van broeikasgasemissies om de impact op het wereldwijde klimaat te minimaliseren. Waterstof is een veelbelovende brandstof, omdat het zowel in combinatie met verbrandingsmotoren als met brandstofcellen kan worden gebruikt. Vanwege de fysische en chemische eigenschappen brengt waterstof echter potentieel hoge risico's met zich mee in geval van een incident. Dit betreft met name de brede ontvlambaarheidsgrenzen en de gebruikelijke opslagmethode bij nominale drukken van 350 bar (bussen en vrachtwagens) en 700 bar (personenauto's). Dit artikel presenteert de bevindingen van het Oostenrijkse onderzoeksproject "HyTRA", dat tot doel had de potentiële gevaren te evalueren in scenario's met incidenten in tunnels waarbij voertuigen op waterstof betrokken zijn. Vijf scenario's met een hoog potentieel risico zijn geïdentificeerd en onderzocht met betrekking tot de gevolgen voor tunnelgebruikers en de tunnelinfrastructuur. Ten slotte geeft een vergelijking met incidenten met conventionele voertuigen inzicht in de gevolgen voor de veiligheid in de tunnel.

Het akoestische tunnelbewakingssysteem AKUT wordt sinds 2015 in Oostenrijkse snelwegtunnels gebruikt om kritieke gebeurtenissen tijdens de tunnelwerking te detecteren. Door middel van automatische akoestische detectie van ongebruikelijke geluiden detecteert het systeem potentieel gevaarlijke situaties of abnormale geluiden. Door de verbeterde detectiemogelijkheden kunnen de detectietijden worden verkort en kunnen de daaropvolgende verkeersregeling, veiligheids- en reddingsmaatregelen sneller worden uitgevoerd. Dit kan het risicopotentieel bij een ongeval verminderen.

Om de relatie tussen emotie en loopgedrag bij tunnelbranden te verduidelijken, voerden we evacuatie-experimenten uit in een tunnelmodel met rook en onderzochten we de emoties, fysiologische signalen en loopsnelheid van de deelnemers. Om in de toekomst machine learning te kunnen toepassen voor het herkennen van emoties tijdens evacuatie, schatten we de causale relatie met behulp van structurele vergelijkingsmodellering. We ontdekten dat hartslag, systolische bloeddruk en de standaarddeviatie van het NN-interval de loopsnelheid verhoogden, terwijl de diastolische bloeddruk de loopsnelheid verlaagde.

Rookbeheersing bij een tunnelbrand is essentieel om een veilige omgeving te creëren waarin tunnelgebruikers kunnen evacueren. Afhankelijk van het type ventilatie, namelijk een longitudinaal of een transversaal ventilatiesysteem, is het doel respectievelijk om de rook longitudinaal richting een tunneluitgang te duwen of om de rook transversaal via het tunnelplafond af te voeren. In Frankrijk schrijft de regelgeving een voldoende mechanische luchtstroom voor om terugstroming van rook te voorkomen en een efficiënte rookafvoer te garanderen. Eerdere experimenten in een kleinschalige tunnel hebben het potentieel aangetoond van massieve barrières, of afschermingsschermen, die aan het tunnelplafond zijn bevestigd. Ook de vorm van de kleppen van de transversale ventilatiestrategie werd onderzocht. Brede rechthoekige kleppen bleken aanzienlijk efficiënter dan de smallere of vierkante kleppen die doorgaans worden geïnstalleerd. Beide technische oplossingen verhoogden de robuustheid van beide ventilatiesystemen aanzienlijk door de benodigde luchtstroom te verminderen om terugstroming van rook te voorkomen. Het verminderen van de benodigde luchtstroom gaat gepaard met een lager energieverbruik van het ventilatiesysteem. Dit draagt bij aan de verbetering van het energieverbruik en de robuustheid van bestaande ventilatiesystemen. Het vereenvoudigt ook de dimensionering en de kosten van ventilatiesystemen die in nieuwe tunnels worden geïnstalleerd. In dit onderzoek is een numeriek Computational Fluid Dynamics-model van deze experimenten gevalideerd door vergelijking met experimentele gegevens die in beide tunnelconfiguraties zijn gemeten. De StarCCM+-software werd gebruikt. Hiermee konden numeriek de significante voordelen van vaste barrières voor het longitudinale ventilatiesysteem worden geverifieerd. Wat betreft het transversale ventilatiesysteem werd ook de verhoogde robuustheid ervan bevestigd die mogelijk is door rechthoekige dempers in vergelijking met de veelgebruikte vierkante dempers. De validatie van dit numerieke model is een eerste stap in een breder onderzoek dat gericht is op het numeriek testen van de apparatuur in andere configuraties.

De ontwikkelingen op het gebied van digitalisering van de weg en de bijbehorende infrastructuur zijn sterk gericht op verbonden en geautomatiseerd rijden. Het verzamelen van mobiliteitsgegevens van voertuigen en het gebruik ervan voor verkeersmonitoring en -controle kan een belangrijke bijdrage leveren aan het voorkomen van incidenten en het vroegtijdig nemen van beschermende maatregelen in tunnels. Door realtime risicobeoordeling in tunnels toe te passen, is het mogelijk om preventief in te grijpen voordat een incident zich voordoet en zo negatieve gevolgen te beperken of zelfs volledig te voorkomen. De mogelijkheden die mobiliteitsgegevens bieden, staan echter voor grote uitdagingen, zoals het controleren van de integriteit van deze grote hoeveelheden data en het systematisch selecteren, samenvoegen, analyseren en evalueren ervan. De toepassing van kunstmatige intelligentie (AI) wordt hierbij als een veelbelovende methode beschouwd. Met dit in gedachten onderzocht het onderzoeksproject KITT voor het eerst de mogelijkheid om met behulp van zwakke AI realtime risicobeoordeling in tunnels uit te voeren. Daarnaast werd onderzocht welke aanvullende voertuiggegevens van C-ITS in de toekomst in tunnels beschikbaar zouden kunnen komen. Naar verwachting zal het gerichte gebruik ervan aanzienlijk bijdragen aan de verbetering van de tunnelveiligheid en het behoud van de tunnelbeschikbaarheid.

In 2023 is NFPA 502 gewijzigd van het absoluut voorkomen van terugstroming (kritische snelheid) naar het toestaan van enige terugstroming (insluitingssnelheid). Dit was logisch voor de veiligheid van tunnels. Het is echter onduidelijk hoe hiermee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen. NFPA 502 biedt geen richtlijnen voor het bepalen van een dergelijke insluitingssnelheid en er bestaat geen betrouwbare berekeningsmethode die kan worden gebruikt voor echte (volledige) tunnels. De complexiteit van het bepalen van de insluitingssnelheid en de parameters die van invloed zijn op terugstroming worden onderzocht. Deze invloeden worden gekwantificeerd met behulp van een CFD-model dat is gevalideerd voor de kritische snelheid, waarbij ook het belang van parameters zoals wandruwheid, wandtemperatuur, enz. wordt begrepen. Verrassend genoeg is de insluitingssnelheid in sommige gevallen niet lager dan de kritische snelheid. Er worden ook richtlijnen gegeven voor de benadering van de insluitingssnelheid bij echte projecten.

Deze studie richt zich op brandbeveiliging in korte, steile wegtunnels, met de nadruk op het waarborgen van de veiligheid van passagiers tijdens evacuatie. Er wordt een ventilatiesysteem geïntroduceerd dat is ontworpen om de uitdagingen van snelle rookverspreiding aan te pakken. Het systeem omvat een omkeerbaar ventilatiesysteem in de tunnelbuis, geschikt voor verkeer in beide richtingen, en een overdrukventilatiesysteem in de voetgangersevacuatietunnel. Een vroegtijdige rookdetectiefunctie is essentieel, die de ventilatiesystemen van de tunnel en de overdrukbeveiligde evacuatietunnel snel activeert, waardoor vroegtijdige waarschuwing en de veiligheid van passagiers worden gewaarborgd. De studie maakt gebruik van geavanceerde numerieke simulaties met de OpenFOAM-software [1], waarbij de focus ligt op een brandscenario met een warmteafgifte van 120 MW binnen de eerste 10 minuten, een kritieke evacuatieperiode. De simulaties houden rekening met verkeersopstoppingen en voertuigvormen. De resultaten bieden inzicht in de 3D-tijdsafhankelijke rookverspreiding in de tunnel, rekening houdend met de unieke structuur, obstakels door voertuigen en opwaartse effecten van de vrijgekomen warmte-energie. De resultaten bieden ook informatie over de voortgang van het schoorsteeneffect en de voortplantingssnelheid van rook, wat cruciaal is voor de effectieve werking van het ventilatiesysteem en uiteindelijk de veiligheid van passagiers tijdens een evacuatie verbetert.

Een optimale ontwerp oplossing voor een mechanisch ventilatiesysteem in een lange wegtunnel met toepassing van straalventilatoren op een locatie waar gedurende een derde van het jaar extreme mist heerst. Het hoofddoel is om het systeem praktisch uitvoerbaar te maken door het concept van een longitudinaal ventilatiesysteem toe te passen en het ontwerp te optimaliseren om de uitstoot van voertuigemissies onder controle te houden en volledig te voldoen aan hoge internationale ontwerpnormen en -criteria, zelfs bij dichte mist en regenval, voor normale ventilatie, met name tijdens files en langzaam rijdend verkeer, en om effectief rookbeheer te garanderen op mogelijke brandlocaties. Het ontwerp zal innovatief zijn voor toepassing in een dergelijke lange wegtunnel met een intensief verkeersprofiel en zeer praktisch in de praktijk, in overeenstemming met goede technische praktijken en internationale normen en richtlijnen, met als doel de hoogste veiligheidsnormen te bereiken, zowel in normale als noodsituaties.

Er wordt onderzoek gedaan naar een nieuwe verbinding tussen het treinstation en de luchthaven van Rotterdam in Nederland om de passagierscapaciteit te vergroten en de reistijd te verkorten. Een van de voorgestelde oplossingen is een hyperlooptunnel van ongeveer 2 kilometer onder de stad. Dit artikel geeft een overzicht van de veiligheidsuitdagingen van een ondergronds hyperloopsysteem. In geval van brand aan boord of plotseling drukverlies in de cabine, verslechteren de leefomstandigheden snel door de kleine afmetingen van het voertuig. De voorkeur gaat ernaar uit om naar het volgende station te rijden en de passagiers daar te evacueren voordat ze onwel worden. Als twee stations te ver uit elkaar liggen, zijn extra evacuatieroutes nodig: door de tunnel of via aparte evacuatiestations. In het eerste geval moet de tunnel voorzien zijn van ventilatie (voor drukregeling en rookbeheersing) en evacuatieroutes. In het tweede geval zijn kleinere stations nodig. Als alternatief kunnen extra veiligheidsmaatregelen aan boord worden geïnstalleerd (waterblussing en zuurstofmaskers) om de tijd dat passagiers in het voertuig kunnen verblijven te verlengen. De integratie van de verschillende veiligheidsmaatregelen moet verder worden onderzocht naarmate het project en de hyperlooptechnologie zich verder ontwikkelen.

Door historische ontwikkelingen en de wens om weggebruikers een zo veilig mogelijke infrastructuur te bieden, resulteert de huidige praktijk in complexe en kostbare elektromechanische apparatuur in wegtunnels. Het Zwitserse federale wegenbureau (FEDRO) startte het LeanTech-onderzoeksproject met als doel de systeem- en operationele kosten te verlagen door de specificaties te stroomlijnen zonder de aspecten met betrekking tot veiligheid, beschikbaarheid en onderhoud merkbaar te verminderen. De huidige eisen aan de bediening en de elektromechanische apparatuur in wegtunnels werden systematisch kritisch onderzocht. Binnen LeanTech was de vraag of en hoe eisen geoptimaliseerd kunnen worden zonder de veiligheid van de weggebruikers of de beschikbaarheid van de infrastructuur te verminderen. In totaal werden 2182 eisen geïdentificeerd die geoptimaliseerd zouden kunnen worden zonder afbreuk te doen aan de minimale eisen voor tunnelveiligheid. De toegepaste meerstappenanalyse concludeerde dat de optimalisatiemogelijkheden van 2113 eisen te klein waren om een diepgaand onderzoek in dit project te rechtvaardigen. Van de resterende eisen werden er 41 in detail onderzocht. Dit resulteerde in 9 aanpassingsvoorstellen met grote impact op het gebied van LeanTech, die eenvoudig en snel kunnen worden geïmplementeerd. Daarnaast werden 12 aanbevelingen voor actie gedaan die nader onderzocht moeten worden.

De huidige concepten voor tunnelveiligheid zijn gebaseerd op ervaringen met ongevallen met conventionele voertuigen op verbrandingsmotoren. De transitie in de komende jaren zal het gebruik van alternatieve brandstoffen zoals waterstof en aardgas met zich meebrengen, evenals de inzet van elektrische voertuigen. Het lijkt erop dat middelgrote en kleine voertuigen in de nabije toekomst elektrisch zullen worden aangedreven door lithium-ionbatterijen (stadsauto's). Het grootste probleem van elektrische voertuigen met lithium-ionbatterijen (LIB's) ligt in de warmteafgifte (HRR) en de giftige stoffen die vrijkomen bij een LIB-brand. Thermische runaway tot brand kan worden veroorzaakt door temperatuur, elektriciteit en mechanische beschadiging. Dit laatste is complexer om te beheersen via het batterijbeheersysteem (BMS) of de celarchitectuur. In dit onderzoek worden voorlopige resultaten getoond van LIB's die zijn getest met behulp van de nageltest in een calorimeter. De geteste en gemodelleerde LIB-cel is een SAMSUNG INR-18650-29E. Deze cel werd getest bij 100% SOC, waarbij temperaturen boven de 800 °C en een maximale druk van ongeveer 4 bar werden bereikt. De CO-concentratie in de kamer werd gemeten. Het gemeten CO-niveau varieerde van 3000-4000 ppm(v), vergelijkbaar met ander onderzoek. Het in COMSOL geïmplementeerde model bestaat uit twee componenten: een 1D-model dat het elektrochemische gedrag van de batterij simuleert via een pseudo-tweedimensionaal (p2D) model, en een 3D-model dat alleen de warmteoverdracht simuleert.