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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Schadstoffausbreitung bei Tunnelportalen |
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| | | Anrainer bei Unterflurtrassen und Tunnelabschnitten können künftig im wahrsten Sinne des Wortes aufatmen: Ein Forschungsteam der TU Graz hat, gefördert vom Wissenschaftsfonds (FWF), ein neues Modell zur Berechnung der Schadstoffausbreitung bei Tunnelportalen entwickelt und bereits im Feldversuch erfolgreich getestet. |
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Alle relevanten Faktoren berücksichtigt |
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Der Umwelttechniker Peter Sturm konnte gemeinsam mit seinem Forschungsteam vom Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz ein neuartiges Rechenmodell der Schadstoffausbreitung erstellen. Dieses Modell bezieht alle relevanten Faktoren in der Umgebung eines Tunnelportals, wie beispielsweise Austrittsimpuls und Auftriebsverhalten der Tunnelluft oder das Verkehrsaufkommen, in die Berechnung mit ein.
Herkömmliche Modelle konnten die Belastungssituation in der Umgebung von Tunnelportalen bislang nicht umfassend erörtern bzw. nur Einzelfall-Situationen oder grobe Abschätzungen der Schadstoffbelastung errechnen.
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Erste Messungen schon durchgeführt |
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Erste Messungen mit dem neuen Modellansatz wurden Ende Februar einen Monat lang in einem Tunnel an der Autobahn-Umfahrung nördlich von Klagenfurt durchgeführt.
''Mit dem von uns entwickelten Modell ''GRAL''berechnen wir die Ausbreitung und Verdünnung der Schadstoffe, wobei man den Weg von Schadstoffpakete verfolgt'', erläutert der Umwelttechniker das Forschungsprojekt. ''Zusätzlich konnten wir mit mikroskaligen Simulationsmodellen, wie dem 3D-Computational Fluid Dynamics-Modell, anhand einer Sensitivitätsanalyse erste Effekte, wie beispielsweise den Auftrieb der etwas wärmeren Tunnelluft, den Einfluss der Fahrzeugturbulenz oder die Geländeform untersuchen sowie deren Einfluss auf die Schadstoffausbreitung bewerten und verifizieren.''
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Für die Modellentwicklung erwies es sich als unbedingt notwenig, die Verdünnung der aus dem Tunnel austretenden Schadstoffe in der Umgebung des untersuchten Portals zu kennen. In acht Feldversuchen wurde daher ein künstliches Gas kontinuierlich über einen Zeitraum von 45 Minuten in den Verkehrsraum des Tunnels emittiert und die Verdünnung des Gases in der unmittelbaren Umgebung des Tunnelportals an 27 verschieden Messstellen erörtert. |
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Mehr als eine einfache Schadstoffmessung |
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''Auf diese Weise kann die Ausbreitung der mit dem künstlichen Gas beladenen Tunnelluft sehr gut messtechnisch verfolgt und in einem Computermodell visualisiert werden'', so der Grazer Wissenschaftler. Zusätzlich wurden während der Versuche mit dem künstlichen Gas alle für die Modellentwicklung notwendigen Eingangsdaten wie Verkehrsaufkommen, Temperaturdifferenzen zwischen der Tunnelluft und der Umgebungsluft oder Windgeschwindigkeiten mitgemessen.
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Transitverkehr erhöht nicht nur den Lärmpegel |
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Ausgangspunkt für die wissenschaftlichen Untersuchungen sind unter anderem die drastischen Veränderungen der verkehrsgeografischen Situation in Österreich. ''Mit dem EU-Betritt und der EU-Osterweiterung ist künftig mit einer wesentlichen Steigerung des Transitverkehrs und des Verkehrs in Ballungsräumen zu rechnen'', erläutert Sturm den Hintergrund des Forschungsprojekts.
Zwar versucht man, mit Hilfe von verbesserten Verkehrskonzepten wie dem Bau von Straßentunnels und Unterflurtrassen, die Lärmbelästigung der betroffenen Bevölkerung zu reduzieren. Für die Anrainer bei den Tunnelportalen kommt es allerdings zu einer Schadstoffkonzentrierung, weil die Tunnelluft über die Portale ausgeblasen wird.
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Ein zukunftsweisendes Projekt |
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''Unser Modell ermöglicht unter anderem, exakte Daten über die Schadstoffbelastung in diesen Regionen zu erhalten und somit die Aussagegenauigkeit für laufende Umweltverträglichkeits-Verfahren zu verbessern'', resümiert Sturm. ''Gerade in urbanen Gebieten ist es künftig unabdingbar, vor der Realisierung eines Tunnelprojekts die Auswirkungen auf die Umgebung so genau wie möglich berechnen zu können.''
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01.01.2010 |
