On the Characteristics of Fires in Tunnels

Abstract: Popular Abstract in Swedish I avhandlingen presenteras viktiga fenomen i samband med bränder i tunnlar. Detta baseras både på experimentellt och teoretiskt arbete. Tyngdpunkten ligger på de brandförsök i fullskala som genomfördes 2003 i Runehamartunneln i Norge. Under dessa försök mättes brandeffektutvecklingen (HRR), temperaturer, gaskoncentrationer (O2, CO2, CO, HCN och H2O), gashastigheter, strålning och rök. Försöksuppställningen simulerade långtradarlaster och fyra försök genomfördes med olika blandningar av cellulosa och plast. Mängden bränsle i respektive försök varierade mellan 2850 kg och 11010 kg, vilket gav maximal effektutveckling mellan 66 MW och 202 MW. Resultaten från försöken visade att vanligt (ej definierat som farligt) gods kan ge brandeffekter och temperaturer, som hittills ansetts förknippade endast med farligt gods (t.ex. tankbilsbrand). Detta innebär att de högsta brandeffekterna och temperaturerna låg betydligt högre än vad som anges i olika riktlinjer och standarder. Ett nära samband identifierades mellan energiinnehåll och maximal brandeffekt för personbilar och långtradare. Det har också visats i Runehamarförsöken att en långtradarbrand kan sprida sig långa avstånd nedströms i tunnels, i storleksordningen 100 m. Baserat på resultaten från brandförsöken och verkliga bränder måste man understryka betydelsen av insatser under de första fem till tio minuterna av en brand i en tunnel. Åtgärder och handlande hos personer i tunneln under denna tidsperiod kan vara avgörande för utgången av branden. Under två av brandförsöken i Runehamartunneln observerades stora pulsationer i gasflödet inne i tunneln. Dessa pulsationer registrerades endast när brandeffekten var högre än ungefär 125 - 135 MW. Två olika perioder mättes upp hos pulsationerna, en kortare på 4 s och en längre på 18 s. Pulsationerna presenteras och förklaras med hjälp av två olika angreppssätt: en akustisk analys och en frekvensresponsanalys baserad på impedanser. Dessa analyser visade att systemets resonansfrekvenser låg nära de uppmätta frekvenserna. Flera faktorer som kan påverka pulsationerna har identifierats, men beräkningarna visar att oscillationsperioderna är egenskaper hos systemet. Andra fenomen som diskuteras är rök som transporteras uppströms (s.k. backlayering), ventilationens effekt på effektutvecklingen, flamlängder och förhållandena i tunneln. Data från litteraturen har, när det ansetts relevant, jämförts med resultaten från Runehamarförsöken. I denna analys har även toxicitet och ventilationens effekt på gassammansättningen inkluderats. Speciell uppmärksamhet gavs åt CO/CO2-kvoten och hur denna beror på ventilationen och förbränningsförhållandena. I detta sammanhang har resultat från en detaljerad studie av emissioner från rumsbränder och dess beroende av ventilationsförhållandena använts och legat till grund för en diskussion om ventilationens inverkan på toxiciteten och förhållandena i tunneln under en brand.