TY - THES

T1 - Numerische Modellierung der Bewetterung untertägiger Hohlraumbauwerke

AU - Pirmann, Philipp Hubert

N1 - nicht gesperrt

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Digitalisierung hält in vielen Bereichen der Baubranchen Einzug, so auch im Tunnelbau. Mit der Baudatenmodellierung, dem „Building Information Modeling“ auch kurz BIM genannt, werden zukünftige Großprojekte, Gebäude und Infrastrukturentwürfe bereits in der Planung digital modelliert. Sie dient als Arbeitsmethode für die Abwicklung von Bauprojekten. So ist es möglich, Bauvorhaben bereits im Entwurfsprozess Variantenstudien zu unterziehen. Sicherheitsrelevante Fragestellungen, wie eine ausreichende Frischluftbereitstellung im Betrieb von Straßen- und Eisenbahntunnel nach internationalen Richtlinien werden im Vorfeld betrachtet und bereits in der Planung berücksichtigt. Entwurfsoptimierungen werden so in einem Frühstadium der Planung möglich gemacht. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird das Thema „Numerische Modellierung der Bewetterung von Tunnelanlagen“ erarbeitet und hinsichtlich seiner Anwendbarkeit auf die komplexe Tunnelforschungsanlage „Zentrum am Berg“ untersucht. Im ersten Abschnitt werden die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Betrieb von Tunnelanlagen und allgemeine technischen Aspekte verschiedener Belüftungssysteme dargestellt. Auf gesundheitsschädliche Stäube und Gase, die sich im Wetterstrom von im Bau befindlichen Untertagebauwerken befinden, wird fachlich eingegangen. Die theoretischen Grundlagen numerischer Modellierungsverfahren werden im Rahmen dieser Arbeit zusammengefasst. Die Simulation beschränkt sich auf einen Abschnitt des „Eisenbahntunnel West“. Der Fokus liegt dabei auf der Veranschaulichung der Eingabeparameter, sowie der Diskussion der Möglichkeiten zur Darstellung und Auswertung. Die Ergebnisse der Recherchen hinsichtlich geeigneter numerischer Software werden erörtert. Mithilfe von Messdaten eines einfachen Lüftungsversuches mit natürlicher Bewetterung und der CFD-Software von ANSYS Fluent wird ein Modell aufgebaut. Die auf diese Weise gewonnenen Simulationsdaten werden untersucht und grafisch mit den realen Messdaten verglichen.

AB - Digitalisierung hält in vielen Bereichen der Baubranchen Einzug, so auch im Tunnelbau. Mit der Baudatenmodellierung, dem „Building Information Modeling“ auch kurz BIM genannt, werden zukünftige Großprojekte, Gebäude und Infrastrukturentwürfe bereits in der Planung digital modelliert. Sie dient als Arbeitsmethode für die Abwicklung von Bauprojekten. So ist es möglich, Bauvorhaben bereits im Entwurfsprozess Variantenstudien zu unterziehen. Sicherheitsrelevante Fragestellungen, wie eine ausreichende Frischluftbereitstellung im Betrieb von Straßen- und Eisenbahntunnel nach internationalen Richtlinien werden im Vorfeld betrachtet und bereits in der Planung berücksichtigt. Entwurfsoptimierungen werden so in einem Frühstadium der Planung möglich gemacht. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird das Thema „Numerische Modellierung der Bewetterung von Tunnelanlagen“ erarbeitet und hinsichtlich seiner Anwendbarkeit auf die komplexe Tunnelforschungsanlage „Zentrum am Berg“ untersucht. Im ersten Abschnitt werden die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Betrieb von Tunnelanlagen und allgemeine technischen Aspekte verschiedener Belüftungssysteme dargestellt. Auf gesundheitsschädliche Stäube und Gase, die sich im Wetterstrom von im Bau befindlichen Untertagebauwerken befinden, wird fachlich eingegangen. Die theoretischen Grundlagen numerischer Modellierungsverfahren werden im Rahmen dieser Arbeit zusammengefasst. Die Simulation beschränkt sich auf einen Abschnitt des „Eisenbahntunnel West“. Der Fokus liegt dabei auf der Veranschaulichung der Eingabeparameter, sowie der Diskussion der Möglichkeiten zur Darstellung und Auswertung. Die Ergebnisse der Recherchen hinsichtlich geeigneter numerischer Software werden erörtert. Mithilfe von Messdaten eines einfachen Lüftungsversuches mit natürlicher Bewetterung und der CFD-Software von ANSYS Fluent wird ein Modell aufgebaut. Die auf diese Weise gewonnenen Simulationsdaten werden untersucht und grafisch mit den realen Messdaten verglichen.

KW - Zentrum am Berg

KW - Numerical Modelling

KW - Fluid Dynamics

KW - Ventilation

KW - Zentrum am Berg

KW - Numerische Modellierung

KW - Strömungsmechanik

KW - Bewetterung

M3 - Masterarbeit

ER -