Mehr Sicherheit in U-Bahnhöfen

Ein Brand in der U-Bahn: Horrorvorstellung für Fahrgäste und Herausforderung für Rettungskräfte. Um die Sicherheit zu erhöhen, wollen Forscher mehr über Brandentwicklung und Fluchtwege in U-Bahnhöfen herausfinden – im Projekt der neuen Hightech-Strategie der Bundesregierung, Zukunftsaufgabe „Zivile Sicherheit“.

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Start der Forschungen für besseren Brandschutz in einem Berliner U-Bahnhof.Foto: THF

Ausgelöst durch einen technischen Defekt, Funkenschlag oder eine andere Ursache – ein Brand im U-Bahntunnel oder in einer Station kann verheerende Folgen haben. Rauch und Flammen können die Fluchtwege leicht abschneiden, zudem erschweren Dunkelheit und Strom auf den Gleisen die Rettung der Fahrgäste. Die Evakuierung ist daher besonders schwierig.

Sicherheit von U-Bahnstationen im Brandfall

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U-Bahnhof Berlin Osloer-Straße für ComputersimulationenFoto: Forschungszentrum Jülich GmbH/Benjamin Schröder

Wie kann die Sicherheit von Personen in unterirdischen Verkehrsanlagen verbessert werden? Das ist die zentrale Frage im Forschungsprojekt ORPHEUS („Optimierung der Rauchableitung und Personenführung in U-Bahnhöfen: Experimente und Simulationen“), das im Februar vergangenen Jahres startete und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird.

In der griechischen Mythologie stieg Orpheus in die Unterwelt hinab, um Hades zu bewegen, ihm seine Geliebte Eurydike zurückzugeben. Nicht in die Unterwelt, aber in das unterirdische Bahnnetz Berlins wagen sich die Wissenschaftler im gleichnamigen Projekt vor. Sie führen Feldstudien, Computersimulationen und Experimente mit realen Bränden durch. Ziel ist es, die Brand- und Rauchentwicklung in U-Bahnhöfen zu berechnen und vorhersagen zu können. Auf dieser Basis sollen sichere Fluchtwege ermittelt und Brandschutzkonzepte erarbeitet werden.

Orientierung im U-Bahnhof

Gewählter Weg 2.1

Im Mittelpunkt des Projekts steht der U-Bahnhof Osloer Straße in Berlin-Mitte, wo sich die Linien U8 und U9 kreuzen: Hier findet Forschung für die Sicherheit von U-Bahn-Nutzern in ganz Deutschland statt. Denn angestrebt wird, dass die Forschungsergebnisse auch auf andere Standorte und andere Gefahrensituationen übertragen werden können.

Computer zeigt die gewählten Wege.Foto: Erik Andresen

Im vergangenen Januar untersuchten die Forscher zunächst, welche Strategien Fahrgäste verfolgen, um bei Gefahr sicher den Ausgang zu erreichen. Dazu mussten die Versuchsteilnehmer von verschiedenen Startpunkten aus alleine einen Weg aus der Station finden. Interessant ist, woran sie sich dabei orientierten. Eine Stirnkamera zeichnete die zurückgelegte Strecke auf. Zu ihrer Wegwahl sollten die Teilnehmer abschließend dann noch Auskunft geben.

Brandsimulationen werden erstellt

Austeigende Fahrgäste

U-Bahnhof Berlin Osloer StraßeFoto: Forschungszentrum Jülich GmbH/Lukas Arnold

Computersimulationen ermöglichen den Forschern, die Rauch- und Brandausbreitung in einem Gebäude zu berechnen. Die Simulationsprogramme, die sie verwenden, benötigen eine enorme Rechenleistung, die nur ein Supercomputer bietet. Aus Daten wie der Rauchdichte, der Temperatur der Luft und der Bauteile eines Gebäudes lassen sich Rückschlüsse für den Brandschutz ziehen.

Um einen Brand im U-Bahnhof Osloer Straße zu simulieren, musste ein Forscherteam zunächst die Station vermessen. Daraus wurde ein dreidimensionales Modell erstellt. Es bildet die Grundlage für Simulationsprogramme.

Ausblick: Brandübung unter realen Bedingungen

Ausgang ohne Fluchtwegskennzeichnung

Weiß der Fahrgast, wo ein Fluchtweg ist?Foto: THF

Nach ersten Realbrandversuchen ist für Januar kommenden Jahres eine groß angelegte Übung gemeinsam mit der Berliner Feuerwehr geplant. Im U-Bahnhof Osloer Straße wird tatsächlich ein Brand inszeniert – natürlich außerhalb der Betriebszeiten. Mit hochentwickelter Messtechnik wollen die Forscher die Ausbreitung des Rauchs und der Wärme messen. Dadurch können sie ihre zuvor entwickelten Simulationen überprüfen. Gleichzeitig werden sie den Einsatz der Feuerwehr dokumentieren, um Rettungskräfte besser auf zukünftige Einsätze vorbereiten zu können.

Darüber hinaus sollen im Projekt ORPHEUS noch viele weitere Fragen beantwortet werden: Wie lassen sich die Anforderungen von besonderen Gruppen wie Menschen mit Beeinträchtigungen oder Personen mit Kleinkindern im Brandschutzkonzept berücksichtigen? Wie werden Fluchtwege rauchfrei gehalten? Wie kann in einer Krisensituation die Kommunikation zwischen Passagieren, Rettungskräften und Anwohnern verbessert werden? Wie müssen Bauwerke und Rauchmeldeanlagen gestaltet sein?

Projektpartner sind das Forschungszentrum Jülich als Koordinator, die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, die Firmen IBIT und ROM Technik, das Institut für Industrieaerodynamik und die Ruhr-Universität Bochum. Als assoziierte Partner oder im Unterauftrag sind die Berliner Feuerwehr, die Berliner Verkehrsbetriebe, die Deutsche Bahn, Hekatron, Karstadt, NVIDIA und das Team HF eingebunden.

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