Zeit-Temperatur-Kurven

Die Einwirkung von Bränden auf Bauwerkskonstruktionen werden anhand von Temperatur-Zeit-Kurven simuliert. Anhand dieser Temperaturverläufe werden Anforderungen an die Tunnelkonstruktion, wie etwa die Dicke der Brandschutzbekleidung und die Gestaltung der Flucht- und Rettungsmöglichkeiten, entwickelt. Ziel dieser Vorgaben ist es, die Tunnelkonstruktion im Brandfall vor zu hohen Temperaturen zu schützen.

Dies beinhaltet:

  • die Begrenzung der Maximaltemperatur an der Betonoberfläche
  • die Begrenzung der Maximaltemperatur an der Stahlbewehrung

ISO-Kurve
Die ISO-Kurve (ISO 834), auch Einheitstemperaturkurve genannt, ist die im allgemeinen Bauwesen bekannte Temperaturbeanspruchung bei Bauteilnachweisen/-prüfungen. Diese Temperaturbeanspruchung stellt die am wenigsten intensive Beanspruchung dar und spiegelt Temperaturanforderungen resultierend aus Raumbränden im Hochbau wieder. Hierbei ist die zeitliche Betrachtung der Entzündungs-, Schwelbrand sowie Abkühlphase nicht berücksichtigt.

ZTV-ING-Kurve*/RABT-Kurve
Gemäß der ZTV-ING gilt für Straßentunnel in Deutschland unabhängig ihrer Bauweise und Art des Verkehrs die ZTV-ING-Kurve. Es muss sichergestellt werden, dass die tragende Bewehrung der Tunnelkonstruktion sich, unter den Temperaturbedingungen der ZTV-INGKurve, nicht auf eine Temperatur von über 300 °C erwärmen und dass ausschließlich Baustoffe der Klasse A nach DIN 4102 oder gleichwertig eingesetzt werden. Diese Bau- oder Werkstoffe dürfen darüber hinaus weder bauwerks- oder personenschädigende Stoffe bei Brandeinwirkung freisetzen.

EBA-Kurve (EUREKA)
Eisenbahntunnel sind nach dem Stand der Technik und ihrer vorgesehenen Verwendung standsicher auszubilden. Die EBA-Richtlinie enthält eine vom deutschen Eisenbahn-Bundesamt (EBA) definierte Brandkurve. Diese Brandkurve stellt einen Temperaturverlauf zugrunde, der bereits nach 5 Minuten Temperaturen von 1200 °C im Tunnel zu berücksichtigen hat. Durch die EBA-Brandkurve wird ein zeitlicher Temperaturverlauf der Brandgase simuliert, der im Bereichen von Eisenbahntunnelanlagen im Schadensfall auftreten kann. Die EBA-Brandkurve wurde im Rahmen eines EU-Projektes (EUREKA EN 499) durch Brandversuche mit Fernreisezugwagen bestätigt.

Hydrocarbon-Kurve (HC)
Die Hydrocarbon-Kurve ist eine offene Brandkurve aus den 1970er Jahren und wurde für Kohlenwasserstoffbrände in Industrie- und Offshore-Anlagen entwickelt. Um den höheren Brandlasten in Tunneln gerecht zu werden, wurde diese Kurve modifiziert. Der Brandverlauf ntspricht demnach einem Benzin- und Diesellachenbrand, kann qualitativ aber auch für einen Feststoffbrand verwendet werden.

Modifizierte Hydrocarbon-Kurve (HCM)
Aufgrund gestiegener Anforderungen an die Sicherheit in Tunnelbauwerken ist basierend auf der Hydrocarbon-Kurve (HC) in Frankreich die modifizierte Hydrocarbon-Kurve (HCM) entwickelt worden. Die aus der zuvor beschriebenen Kohlenwasserstoffkurve (HCKurve) abgeleitete HCM-Kurve erreicht eine Maximaltemperatur von 1300 °C (HC-Kurve = maximal 1100 °C).Die HCM-Kurve findet zunehmend bei internationalen großen Infrastrukturprojekten Anwendung.

Rijkswaterstaat-Kurve (RWS)
Die Rijkswaterstraat-Kurve ist eine offene Brandkurve, welche auf Basis eines Tankfahrzeug-Brandes mit 45000 Litern Benzin abgeleitet wurde. In der modifizierten Variante wird die Temperatur von 1200 °C, welche nach einer Branddauer von 2 Stunden erreicht wird, für eine weitere Stunde konstant gehalten.

N0, N1, N2, N3
In Frankreich gibt es für Straßentunnel in Abhängigkeit der Größe und Infrastrukturbedeutung gemäß der CETU**-Richtlinie weitergehende Anforderungen an den Tunnelbrandschutz. Hier wird unterschieden zwischen den Kategorien N0, N1, N2 und N3. Die Bedeutung der Kategorien ist wie folgt zu differenzieren und stellt eine Kombination aus den verschiedenen
Zeit-Temperatur-Kurven dar.

  • N0 = keine Anforderung
  • N1 = HCM 60 und ISO 120 Minuten
  • N2 = HCM 120 Minuten
  • N3 = HCM 120 Minuten und ISO 240 Minuten
* ZTV-ING: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten
** Centre d’Etudes des Tunnels