CFD onderzoek Tunnelveiligheid Revisie 1

CFD onderzoek Tunnelveiligheid

Amsterdam ArenaTunnel (AAT) Amsterdam P23721486e201 29 maart 2022 Revisie 1

CFD tunnelveiligheid AAT

Project Plaats

Amsterdam ArenaTunnel (AAT) Amsterdam

Onderwerp Document Revisie Datum Status

CFD onderzoek Tunnelveiligheid P23721486e201 1 29-3-2022 Definitief

Opdrachtgever

CFD expert

Gemeente Amsterdam Verkeer en Openbare Ruimte Afdeling Civiele Constructies Postbus 95089 1090 HB Amsterdam SIMSTUDIO International Consultants BV Baron de Coubertinlaan 6 2719 EL Zoetermeer The Netherlands info@simstudio-ic.com www.simstudio-ic.com

P23721486e201

Page 1 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

1

INLEIDING

3

1.1

Aanleiding tot het onderzoek

3

1.2

Omschrijving AAT

3

1.3

Beoordelingscriteria

3

1.4

Brandscenario

3

2

UITGANGSPUNTEN

4

2.1

Simulatie model

4

2.2

Verkeerssamenstelling

8

2.3

Brandscenario

8

2.4

Wind modellering

9

2.5

Verkeer

9

2.6

CFD modellering

10

3

RESULTATEN BENODIGDE VLUCHTTIJD BEREKENING

11

4

RESULTATEN CFD ONDERZOEK

12

4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4

Noordelijke tunnelbuis Beschouwing resultaten Samenvatting resultaat Beoordeling situatie Grafische weergave resultaten

12 12 12 12 13

4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4

Zuidelijke tunnelbuis Beschouwing resultaten Samenvatting resultaat Beoordeling situatie Grafische weergave resultaten

18 18 18 18 19

5

CONCLUSIES

24

5.1

Benodigde vluchttijd

24

5.2

Noordelijke tunnelbuis

24

5.3

Zuidelijke tunnelbuis

25

5.4

Aanbevelingen

25

P23721486e201

Page 2 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

1

Inleiding

1.1

Aanleiding tot het onderzoek

Op verzoek van de tunnelbeheerder gemeentelijke wegtunnels is onderzoek uitgevoerd naar de impact van brand in de Amsterdam Arenatunnel (AAT). Dit om te toetsen of de AAT voldoet aan de geldende voorschriften met betrekking tot veilig vluchten en het uitvoeren van reddings- en bluswerkzaamheden. Gebruikmakend van Computational Fluid Dynamics (CFD) simulaties wordt de rook en warmte ontwikkeling in de tunnel berekend. De berekeningen worden uitgevoerd om zo de beschikbare vluchttijd inzichtelijk te maken. Het is gebruikelijk om dergelijke onderzoeken met CFD uit te voeren. Daarnaast wordt op basis van een handberekening en inschatting van reactietijden de benodigde vluchttijd inzichtelijk gemaakt.

1.2

Omschrijving AAT

De tunnel heeft een lengte van circa 221m en bestaat uit twee afzonderlijke tunnel buizen. Het is een vlakke en rechte tunnel, waarbij de breedte over de lengte varieert. In beide tunnel buizen zijn zogenaamde ‘kamelenbulten’ voorzien waar stuwkracht ventilatoren zijn geplaatst. Let op, de stuwkracht ventilatoren dienen alleen voor het beheersen van luchtkwaliteit en worden uitgeschakeld in geval van branddetectie. De tunnel is onderdeel van de Burgemeester Stramanweg. De ene tunnelmond is gericht op het zuidwesten en de andere tunnelmond op het noordoosten. De tunnel loopt verhoogd boven maaiveld door de Amsterdam Arena heen. De parkeergarage uitrit halverwege de noordelijke tunnelbuis wordt in geval van brand afgesloten middels een dubbele branddeur.

1.3

Beoordelingscriteria

Het onderzoek beperkt zich tot het veilig vluchten. Om een veilige situatie voor aanwezigen te waarborgen moet de benodigde vluchttijd groter zijn dan de beschikbare veilige vluchttijd. De benodigde vluchttijd wordt berekend aan de hand van reactietijd en loopafstand. De beschikbare tijd wordt bepaald op basis van de criteria voor veilig vluchten vastgesteld. Voor veilig vluchten in besloten ruimte worden de volgende criteria gehanteerd: -

Warmtestralingsniveau niet hoger dan 2,0 kW/m2. De temperatuur is niet hoger dan 50 °C. De zichtlengte naar lichtreflecterende voorwerpen is groter dan 10 m op 2 m hoogte.

Bij de analyse om vast te stellen of personen veilig kunnen vluchten wordt de tunnel in zones verdeeld. Per zone is de benodigde veilige vluchttijd en de beschikbare veilige vluchttijd anders.

1.4

Brandscenario

Het onderzoek wordt uitgevoerd voor een gemiddelde brandontwikkeling behorende bij personen- en bestelauto’s. Circa 90% van het verkeer betreft personenauto’s en circa 9% bestelauto’s. Een dergelijke brand groeit lineair tot 5MW in 8 minuten, bij een bestelauto groeit deze door tot circa 15MW.

P23721486e201

Page 3 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

2

Uitgangspunten

De gehanteerde uitganspunten zijn in overleg met de tunnelbeheerorganisatie vastgesteld.

2.1

Simulatie model

Het simulatie model bestaat uit de twee tunnelbuizen, de naastgelegen parkeergarages, de portalen en een deel van de buitenkant. De Amsterdam Arena maakt geen onderdeel uit van het model en het onderzoek. De tunnel is onderdeel van de Burgemeester Stramanweg. De ene tunnelmond is gericht op het zuidwesten en de andere tunnelmond op het noordoosten. De tunnel loopt verhoogd boven maaiveld door de Amsterdam Arena heen. De tunnelbuizen zijn circa 221m lang. De tunnelbuizen hebben een interne hoogte van circa 4.565m. De ingangstunnelmond van de noordelijke tunnelbuis is circa 8.57m breed. De ingangstunnelmond van de zuidelijke tunnelbuis is circa 8.67m breed. De breedte van de zuidelijke tunnelbuis verandert nagenoeg niet over de lengte. De breedte van de noordelijke tunnelbuis verandert sterk over de lengte, voornamelijk door de uitrit van de parkeergarage halverwege de tunnel. De parkeergarages maken geen onderdeel uit van de tunnel. Wel liggen de in- en uitritten vlak naast die van de tunnel, behalve de uitrit halverwege de noordelijke buis. De parkeergarages hebben effect op hoe wind door de tunnel heen stroomt. Vandaar zijn zowel de parkeergarage aan de noord- als aan de zuidzijde meegenomen in het simulatie model. Figuur 1 tot en met Figuur 5 tonen het gebruikte 3D CFD model.

P23721486e201

Page 4 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 1: Overzicht simulatiemodel, gezien vanuit WZW.

Figuur 2: Overzicht simulatiemodel, gezien vanuit NNO.

P23721486e201

Page 5 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 3: Aanzicht ZW tunnelmond.

Figuur 4: Aanzicht NO tunnelmond.

P23721486e201

Page 6 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 5: Aanzicht ZW tunnelmond, van schuin boven.

P23721486e201

Page 7 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

2.2

Verkeerssamenstelling

In de nabijheid van de tunnel zijn eind 2019/ begin 2020 verkeerstellingen gehouden gedurende 3 weken. Het is niet zeker of verkeer richting P1 meegenomen is in de telling. Bij de telling is er een behoorlijk aantal voertuigen als ‘onbekend’ gekenmerkt, 15,7% voor de zuidbuis en 7,4% voor de noordbuis. Om een realistische inschatting te doen van het percentage per type voertuig is het percentage onbekend evenredig over de overige doelgroepen verdeeld. Tabel 1 geeft de verdeling weer. Hieruit blijkt duidelijk dat de tunnel voornamelijk gebruikt wordt door personenauto’s, voor een beperkt aandeel door bedrijfswagens/bestelauto’s en nagenoeg niet door bussen en vrachtwagens. Voertuigtype

Brom-, motorfiets en driewielers Personenauto's Bedrijfswagen/bestelauto Personenvervoer/bus Vrachtwagen Totaal

Zuidbuis

0.15% 90.70% 8.27% 0.06% 0.82% 100%

Noordbuis

0.06% 90.62% 8.35% 0.17% 0.76% 100%

Tabel 1: Verkeersverdeling tunnelbuizen o.b.v. telling eind 2019 begin 2020.

2.3

Brandscenario

Het onderzoek wordt uitgevoerd voor een bemiddelde brandontwikkeling behorende bij personen- en bestelauto’s. Zoals aangegeven in 2.2, vertegenwoordigt dit bijna al het verkeer door de tunnel. Aannemelijke scenario’s voor een brand in de tunnel zijn: -

Een personenauto/bestelauto valt stil in de tunnel en er ontstaat brand door oververhitting, de brand groeit langzaam Een personenauto/bestelauto rijdt met een smeulende brand de tunnel in en valt stil waarna de brand zich gaat ontwikkelen door wegvallen koellucht Er vindt een ongeluk plaats tussen twee voertuigen waardoor een brand in 1 van de twee voertuigen begint, de brand groeit langzaam

In overleg met de gemeente en overeenkomstig andere adviesrapporten wordt gesteld dat een gemiddelde personenauto brand zich in 8 minuten lineair tot 5MW. Verder wordt gesteld dat een bestelautobrand zich gelijk aan een personenautobrand ontwikkelt tot de lading deel gaat nemen aan de brand. In dit onderzoek wordt ervan uitgegaan dat dit niet het geval is in de eerste 5 minuten van de brand. Het betreft hier een vlakke tunnel, waardoor er geen schoorsteen effect optreedt ten gevolge van de helling. De meest kritische brandlocatie ten aanzien van veilig vluchten bij wind op de uitrit bevindt zich circa 20m voor de uitgangstunnelmond. Hierbij is de vluchttijd het langst en het gebied waarin de rook zich verspreidt het grootst. Deze brandlocatie is representatief voor alle overige brandlocaties in de tunnel. Op basis van bovenstaande wordt 1 brandscenario per tunnelbuis gesimuleerd waarbij de brand lineair groeit tot 5MW in 8 minuten.

P23721486e201

Page 8 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Parameter Maximaal brandvermogen Groei brandvermogen Type brandgroei Effectieve verbrandingswarmte Massa extinctie coëfficiënt Roetproductie

Waarde 5 625 Lineair 25 8700 0.1

Eenheid MW kW/min MJ/kg m2/kg g/g

Tabel 2: Karakteristieken ontwerpbrand personenauto/bestelauto.

2.4

Wind modellering

In Amsterdam is de gemiddelde windsnelheid gebaseerd op statistische winddata 5.1m/s. De meest voorkomende windrichting is zuidwest. Wind uit het noordoosten komt veel minder voor, maar kan wel optreden. De winddruk ten gevolge van een windsnelheid van 5.1m/s resulteert in een winddruk van circa 10Pa. Dit is gebaseerd op het tunnelveiligheidshandboek van Rijkswaterstaat. Voor beide tunnelbuizen is een winddruk op de uitgangstunnelmond van de incidentbuis van 10Pa gesimuleerd. Tevens is er een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor een 2 keer zo lage winddruk op de uitgangstunnelmond voor een bestelautobrand. Hiermee wordt onderzocht of een lagere winddruk een positief of negatief effect heeft op de natuurlijke ventilatie.

2.5

Verkeer

Er is geen verkeer meegenomen in de tunnelbuis. Dit is een conservatieve aanname daar verkeer een extra weerstand voor de doorstroming introduceert. Gezien deze tunnel op natuurlijke wijze wordt geventileerd en uitgegaan wordt van winddruk op de uitgangstunnelmond resulteert deze aanname in de snelste rookverspreiding. Er is geen rekening gehouden met het mogelijk optredende piston effect als realistische en conservatieve en aanname.

P23721486e201

Page 9 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

2.6

CFD modellering

De simulatie is uitgevoerd met behulp van het softwarepakket ANSYS CFX. Dit softwarepakket is geschikt voor vele toepassingen en in ruime mate gevalideerd. Er is een 3D model gecreëerd van de ATT met aan elke zijde een box voor het modelleren van de winddruk. Vervolgens is het model opgedeeld in een grote hoeveelheid rekencellen. Het warmtetransport naar de constructie wordt volledig gemodelleerd. Voor alle wanden en vloeren zijn de eigenschappen voor gewapend beton aangehouden. De standaard differentiaalvergelijkingen voor de stroming van fluïda en warmteoverdracht worden voor elke cel opgelost. Er is tevens een vergelijking toegevoegd voor het modelleren van rook. In Tabel 3 staan de belangrijkste toegepaste instellingen beschreven.

Parameter Cel type Cel grootte Aantal cellen Simulatie type Convergentie criteria Tijdstap Iteraties Fluïda Rook Turbulentie model Straling Brandmodel Wanden Omgeving

Beschrijving Hybride, combinatie van tetraëders, piramides en prismalagen Dynamisch, variërend tussen 0,1 tot 0,4 m in de tunnel, daarbuiten groeiend tot 15,6 miljoen Tijdsafhankelijk tot 600s na ontstaan van de brand RMS maximaal 5·10-4 1s 2 t/m 10 per tijdstap, afhankelijk van de bereikte convergentie Lucht, gemodelleerd als een ideaal gas Rook, gemodelleerd als een scalaire variabele Shear Stress Transport model RANS Discrete transfer model, 16 rays, Gray, Participating media Inert en roetbron Gladde wand met stilstaande lucht op wand, eigenschappen van gewapend beton Temperatuur 15⁰C Winddruk aan de zijde van de uitgangstunnelmond incident tunnelbuis (10Pa en 5Pa)

Tabel 3: Belangrijkste instellingen CFD berekening.

P23721486e201

Page 10 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

3

Resultaten benodigde vluchttijd berekening

De ATT is niet voorzien van vluchtdeuren, de enige uitgangen zijn de tunnelportalen. De ATT is voorzien van alarminstallatie met gesproken woord, dit houdt in dat de installatie evacuatie instructies omroept. Zoals omschreven in 1.4 Brandscenario, zijn er drie aannemelijke scenario’s waarbij brand in de tunnel ontstaat. -

Brand door oververhitting na stilvallen Met smeulbrand tunnel inrijden Ongeluk waarbij 1 voertuig in brand gaat

Achterliggend verkeer zal in alle drie de scenario’s de brand of de gevolgen van de brand waarnemen. Door deze observatie zullen aanwezigen alert zijn en worden verondersteld snel te reageren. Het is relatief onwaarschijnlijk dat een auto waarin een smeulbrand gaande is stil komt te vallen in de tunnel. De tunnel is namelijk vlak en relatief kort. Bij een snelheid van 50km/h (13,9m/s) is de verblijftijd van een voertuig 15,8s. Dit is wel het scenario waarbij de brand direct na stilvallen ontwikkeld conform de gehanteerde brandkromme. Voor de andere twee aannemelijke scenario’s waarbij brand ontstaat vindt voor de gehanteerde brandkromme nog een smeulfase welke bij juiste omstandigheden ontwikkeld conform de gehanteerde brandkromme. Opgemerkt dient te worden dat de rook van een smeulbrand niet zichtbaar is. Personen in achterliggend verkeer zal hierdoor nog niet gealarmeerd worden. In de beschouwing van de gebeurtenissen naar aanleiding van een incident moet rekening gehouden worden dat het een vlakke, rechte en korte tunnel is. Vanuit de inrit zien bestuurders tot aan de uitrit. In het geval van een brand zullen alle bestuurders in de tunnel en voor het inrijden van de tunnel de rookontwikkeling zien. In overleg met de tunnelbeheerder en op basis van bovenstaande redenering is vastgesteld dat de reactietijd 60s bedraagt inclusief de 12s voor uitstappen.

Personen in de eerste 20 m tot aan de brand worden verondersteld langs de brand naar de uitrit te vluchten. Zij zien het incident gebeuren en zien dat de rook terug de tunnel ingeduwd wordt door de wind. Tevens zien zij dat er een veilige vluchtweg langs de brand naar de uitrit beschikbaar is. De gehanteerde loopsnelheid voor evacueren is 1m/s, uitgaande van een maximale loopafstand van maximaal 180m tot aan de inrit resulteert dit in 180s. De totale benodigde evacuatie tijd komt daarmee op 240s.

P23721486e201

Page 11 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

4

Resultaten CFD onderzoek

4.1

Noordelijke tunnelbuis

4.1.1 Beschouwing resultaten Figuur 6 geeft de rookontwikkeling zoals zichtbaar door bestuurders op 30 seconden na het ontstaan van de brand gezien vanaf vlak voor de uitrit van de parkeergarage. De rookwolk zal op dit moment duidelijk zichtbaar zijn voor bestuurders tot op deze afstand van de brand. Het is dan ook aannemelijk dat personen gealarmeerd zijn en de noodzaak op te evacueren inzien. Figuur 7 geeft de rookontwikkeling zoals zichtbaar door bestuurders op 60 seconden na het ontstaan van de brand gezien vanaf de inrit van de tunnel. De rookwolk zal op dit moment duidelijk zichtbaar zijn voor alle bestuurders in de tunnel. Het is dan ook aannemelijk dat personen gealarmeerd zijn en de noodzaak op te evacueren inzien. Op 165s na de start van de brandgroei daalt de rooklaag in de eerste 100m van de tunnel tot op 2m boven de weg over de tunnelbreedte (Figuur 8). De zichtlengte wordt beperkt tot circa 21m. Op 1,5m en 1m boven de weg is nog wel langs de wand vrij zich op de inrit (Figuur 9, Figuur 10). De temperaturen zijn beneden de maximale temperatuur van 50⁰C (Figuur 11). Aanwezigen zijn al 105s in de richting van de uitgang aan het lopen. De route is recht en de weg is vlak. Het is aannemelijk te veronderstellen dat de personen weinig tot geen hinder ondervinden door de afname in zichtlengte.

Op 240s na de start van de brandgroei bereiken de laatste aanwezigen, met in achtneming van 60s reactietijd, de inrit van de tunnel. Op dat tijdstip is de zichtlengte in de eerste 50m van de tunnel op 2m boven de weg gedaald tot circa 18m (Figuur 12). Op 1,5m is er een pad beschikbaar met zicht langer dan 30m tot aan de uitrit, tot op 50m van de inrit (Figuur 13). Op 1m boven de weg is er nagenoeg geen zichtbeperking in de gehele tunnel (Figuur 14). De temperaturen op 2m hoogte zijn lager dan 50⁰C (Figuur 15).

4.1.2 Samenvatting resultaat Tot 165s na start van de brandgroei kunnen aanwezigen zonder belemmering de tunnel uit vluchten. Dit betekent dat de eerste 105m volledig ontruimd is. Aanwezigen die gestart zijn vanuit het gebied tussen 105m van de inrit tot 180m van de inrit bevinden zich tot op 75m van de tunnel inrit. Op dit moment zakt de rooklaag tot op 2m met een zichtlengte van 21m. Op 1.5m en 1m is de zichtlengte langer dan 30m. Het is aannemelijk dat de personen ondanks de zichtbeperking nagenoeg ongehinderd verder kunnen ontruimen. Deze situatie wordt gehandhaafd tot op 240s na de brand, het moment waarop de laatste aanwezigen de tunnel verlaten.

4.1.3 Beoordeling situatie Ondanks dat er niet volledig voldaan wordt aan de criteria voor veilig vluchten wordt gesteld dat aanwezigen veilig de tunnel kunnen verlaten. Dit mede door het feit dat de tunnel recht en vlak is waardoor de route helder en duidelijk is. Het is wel aan te bevelen om in de toekomst vluchtdeuren te voorzien.

P23721486e201

Page 12 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

4.1.4 Grafische weergave resultaten

Figuur 6: Rookontwikkeling 30s na start brandgroei, gezien vanuit vlak voor uitrit parkeergarage.

Figuur 7: Rookontwikkeling 60s na start brandgroei, gezien vanuit inrit.

P23721486e201

Page 13 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 8: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 2m boven de weg, 165s na start brandgroei.

Figuur 9: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1.5m boven de weg, 165s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 14 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 10: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1m boven de weg, 165s na start brandgroei.

Figuur 11: Temperatuur op 2m boven de weg, 165s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 15 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 12: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 2m boven de weg, 240s na start brandgroei.

Figuur 13: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1.5m boven de weg, 240s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 16 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 14: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1m boven de weg, 240s na start brandgroei.

Figuur 15: Temperatuur op 2m boven de weg, 240s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 17 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

4.2

Zuidelijke tunnelbuis

4.2.1 Beschouwing resultaten Figuur 16 geeft de rookontwikkeling zoals zichtbaar door bestuurders op 30 seconden na het ontstaan van de brand gezien vanaf vlak voor de uitrit van de parkeergarage. De rookwolk zal op dit moment duidelijk zichtbaar zijn voor bestuurders tot op deze afstand van de brand. Het is dan ook aannemelijk dat personen gealarmeerd zijn en de noodzaak op te evacueren inzien. Figuur 17 geeft de rookontwikkeling zoals zichtbaar door bestuurders op 60 seconden na het ontstaan van de brand gezien vanaf de inrit van de tunnel. De rookwolk zal op dit moment duidelijk zichtbaar zijn voor alle bestuurders in de tunnel. Het is dan ook aannemelijk dat personen gealarmeerd zijn en de noodzaak op te evacueren inzien. Op 175s na de start van de brandgroei daalt de rooklaag in de eerste 100m van de tunnel tot op 2m boven de weg over de tunnelbreedte (Figuur 18). De zichtlengte wordt beperkt tot circa 18m. Op 1,5m en 1m boven de weg is nog wel langs de wand vrij zich op de inrit (Figuur 19, Figuur 20). De temperaturen zijn beneden de maximale temperatuur van 50⁰C (Figuur 21). Aanwezigen zijn al 115s in de richting van de uitgang aan het lopen. De route is recht en de weg is vlak. Het is aannemelijk te veronderstellen dat de personen weinig tot geen hinder ondervinden door de afname in zichtlengte.

Op 240s na de start van de brandgroei bereiken de laatste aanwezigen, met in achtneming van 60s reactietijd, de inrit van de tunnel. Op dat tijdstip is de zichtlengte in de eerste 60m van de tunnel op 2m boven de weg gedaald tot circa 15m (Figuur 22). Op 1,5m en 1m hoogte is de rookdichtheid lager en is de zichtlengte circa 18m (Figuur 23, Figuur 24). De temperaturen op 2m hoogte zijn lager dan 50⁰C (Figuur 25).

4.2.2 Samenvatting resultaat Tot 175s na start van de brandgroei kunnen aanwezigen zonder belemmering de tunnel uit vluchten. Dit betekent dat de eerste 115m volledig ontruimd is. Aanwezigen die gestart zijn vanuit het gebied tussen 115m van de inrit tot 180m van de inrit bevinden zich tot op 65m van de tunnel inrit. Op dit moment zakt de rooklaag tot op 2m met een zichtlengte van 18m. Op 1.5m en 1m is de zichtlengte langer dan 30m. Het is aannemelijk dat de personen ondanks de zichtbeperking nagenoeg ongehinderd verder kunnen ontruimen. De rookdichtheid neemt geleidelijk verder toe en op 240s (einde ontruiming is de zichtlengte gedaald tot 15m op 2m boven de weg en 18m op 1.5m boven de weg. De temperatuur blijft ruim beneden 50⁰C.

4.2.3 Beoordeling situatie Ondanks dat er niet volledig voldaan wordt aan de criteria voor veilig vluchten wordt gesteld dat aanwezigen veilig de tunnel kunnen verlaten. Dit mede door het feit dat de tunnel recht en vlak is waardoor de route helder en duidelijk is. In de slotfase van de ontruiming wanneer het zicht beperkt wordt hebben zijn aanwezigen tot dicht bij de inrit genaderd en zullen deze eenvoudig kunnen vinden, zelfs met weinig zicht. Het is wel aan te bevelen om in de toekomst vluchtdeuren te voorzien.

P23721486e201

Page 18 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

4.2.4 Grafische weergave resultaten

Figuur 16: Rookontwikkeling 30s na start brandgroei, gezien vanuit vlak voor uitrit parkeergarage.

Figuur 17: Rookontwikkeling 60s na start brandgroei, gezien vanuit inrit.

P23721486e201

Page 19 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 18: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 2m boven de weg, 175s na start brandgroei.

Figuur 19: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1.5m boven de weg, 175s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 20 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 20: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1m boven de weg, 175s na start brandgroei.

Figuur 21: Temperatuur op 2m boven de weg, 175s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 21 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 22: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 2m boven de weg, 240s na start brandgroei.

Figuur 23: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1.5m boven de weg, 240s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 22 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 24: Zichtlengte tot lichtgevende objecten op 1m boven de weg, 240s na start brandgroei.

Figuur 25: Temperatuur op 2m boven de weg, 240s na start brandgroei.

P23721486e201

Page 23 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

5

Conclusies

Een CFD onderzoek is uitgevoerd in combinatie met een evacuatieberekening om de benodigde en beschikbare tijd voor veilig ontruimen vast te stellen. Het onderzoek is uitgevoerd voor een gemiddelde brandontwikkeling behorende bij personenen bestelauto’s. Circa 90% van het verkeer betreft personenauto’s en circa 9% bestelauto’s. Een dergelijke brand groeit lineair tot 5MW in 8 minuten. De analyses zijn uitgevoerd voor een situatie zonder vluchtdeuren.

5.1

Benodigde vluchttijd

Er zijn drie aannemelijke scenario’s waarbij brand in de tunnel ontstaat. -

Brand door oververhitting na stilvallen Met smeulbrand tunnel inrijden Ongeluk waarbij 1 voertuig in brand gaat

Achterliggend verkeer zal in alle drie de scenario’s de brand of de gevolgen van de brand waarnemen. Door deze observatie zullen aanwezigen alert zijn en worden verondersteld snel te reageren. Het betreft hier een vlakke, rechte en korte tunnel is. Vanuit de inrit zien bestuurders tot aan de uitrit. In het geval van een brand zullen alle bestuurders in de tunnel en voor het inrijden van de tunnel de rookontwikkeling zien. In overleg met de tunnelbeheerder en op basis van bovenstaande redenering is vastgesteld dat de reactietijd 60s bedraagt inclusief de 12s voor uitstappen. Hierbij is het uitgangspunt dat bij een snel ontwikkelende brand direct gestart wordt met ontvluchten van de tunnel. Personen in de eerste 20 m tot aan de brand worden verondersteld langs de brand naar de uitrit te vluchten. Zij zien het incident gebeuren en zien dat de rook terug de tunnel ingeduwd wordt door de wind. Tevens zien zij dat er een veilige vluchtweg langs de brand naar de uitrit beschikbaar is. De gehanteerde loopsnelheid voor evacueren is 1m/s, uitgaande van een maximale loopafstand van maximaal 180m tot aan de inrit resulteert dit in 180s. De totale benodigde evacuatie tijd komt daarmee op 240s.

5.2

Noordelijke tunnelbuis

Tot 165s na start van de brandgroei kunnen aanwezigen zonder belemmering de tunnel uit vluchten. Er bevinden zich dan nog personen tot 75m van de inrit. Op dit moment zakt de rooklaag tot op 2m met een zichtlengte van 21m. Op 1.5m en 1m is de zichtlengte langer dan 30m. Het is aannemelijk dat de personen ondanks de zichtbeperking nagenoeg ongehinderd verder kunnen ontruimen. Deze situatie wordt gehandhaafd tot op 240s na de brand, het moment waarop de laatste aanwezigen de tunnel verlaten.

P23721486e201

Page 24 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Ondanks dat er niet volledig voldaan wordt aan de criteria voor veilig vluchten wordt gesteld dat aanwezigen veilig de tunnel kunnen verlaten. Dit mede door het feit dat de tunnel recht en vlak is waardoor de route helder en duidelijk is. Deze analyse is uitgevoerd voor een situatie zonder vluchtdeuren. Op basis van de resultaten van dit onderzoek kan worden gesteld dat er veilig ontvlucht kan worden wanneer er vluchtdeuren in de tunnel geplaatst worden.

5.3

Zuidelijke tunnelbuis

Tot 175s na start van de brandgroei kunnen aanwezigen zonder belemmering de tunnel uit vluchten. Er bevinding zich dan nog personen tot op 65m van de inrit. Op dit moment zakt de rooklaag tot op 2m met een zichtlengte van 18m. Op 1.5m en 1m is de zichtlengte langer dan 30m. Het is aannemelijk dat de personen ondanks de zichtbeperking nagenoeg ongehinderd verder kunnen ontruimen. De rookdichtheid neemt geleidelijk verder toe en op 240s (einde ontruiming is de zichtlengte gedaald tot 15m op 2m boven de weg en 18m op 1.5m boven de weg. De temperatuur blijft ruim beneden 50⁰C. Ondanks dat er niet volledig voldaan wordt aan de criteria voor veilig vluchten wordt gesteld dat aanwezigen veilig de tunnel kunnen verlaten. Dit mede door het feit dat de tunnel recht en vlak is waardoor de route helder en duidelijk is. In de slotfase van de ontruiming wanneer het zicht beperkt wordt hebben zijn aanwezigen tot dicht bij de inrit genaderd en zullen deze eenvoudig kunnen vinden, zelfs met weinig zicht. Deze analyse is uitgevoerd voor een situatie zonder vluchtdeuren. Op basis van de resultaten van dit onderzoek kan worden gesteld dat er veilig ontvlucht kan worden wanneer er vluchtdeuren in de tunnel geplaatst worden.

5.4

Aanbevelingen

Gezien de beperkte rookdichtheid en de lage temperatuur van de rook/lucht stellen wij wel dat aanwezigen in de huidige situatie veilig de tunnel kunnen ontruimen. Zij zullen enigszins beperkt worden tijdens het ontruimen. Gezien het feit dat er niet gedurende de volledige ontruimingstijd aan de criteria voor veilig vluchten wordt voldaan bevelen wij aan om de tunnel van vluchtdeuren te voorzien. Met vluchtdeuren wordt de benodigde vluchttijd ingekort waarmee wel aan alle criteria wordt voldaan. In Figuur 26 is het voorstel van de tunnel beheer organisatie Amsterdam voor de indeling van vluchtdeuren weergegeven. Bij deze indeling en gebaseerd op de in deze rapportage gepresenteerde resultaten kunnen alle aanwezigen veilig te tunnel ontvluchten.

P23721486e201

Page 25 of 26

CFD tunnelveiligheid AAT

Figuur 26: Voorstel locatie vluchtdeuren (aangeleverd door tunnel beheer organisatie Amsterdam).

P23721486e201

Page 26 of 26