Kaltgasexperiment und Brandversuch im Januar 2016

Die thermische Luftausbreitung wurde dabei unter kalten und heißen Bedingungen untersucht. Der Fokus der ersten Messnacht lag auf der Ausbreitung des Spurengases SF6, das während der nächtlichen Betriebsruhe, also ohne den Einfluss von Zugverkehr, in kleinen Mengen auf der untersten Ebene des Bahnhofes ausgelassen wurde. Durch die Nutzung von speziellen Sensoren, die an neuralgischen Punkten innerhalb der Station verteilt waren, konnte so die Ausbreitung des Spurengases in der Station nachvollzogen werden.

Neben der Spurengasuntersuchung wurde durch den Einsatz von Temperaturmessketten die Lufttemperatur sowohl horizontal unter den Decken, als auch vertikal, bspw. in den Ein- und Ausgängen bzw. Übergängen zwischen den verschiedenen Ebenen der U-Bahnstation gemessen. Insgesamt waren hier etwa 600 Temperaturmesspunkte innerhalb der Station verteilt um ein möglichst genaues Verständnis der Thermik der Station zu erlangen.

Horizontales Temperaturmesskabel mit vertikaler Abzweigung auf der Ausgangsebene der Station Osloer Straße

Temperaturmesskabel im Treppenbereich innerhalb der Station, zwei Sensoren (oben und unten) zur Bestimmung der SF6-Konzentration, Ultraschallanemometer (unten) zur Messung der Luftströmung im Verbindungstreppenhaus

CO2 Sensoren

Zur Bestimmung der Luftmassenbewegung in den Stationsausgängen wurde jeweils ein Ultraschallanemometer in der Mitte des Querschnitts positioniert. Da das Strömungsgeschehen an den Stationsausgängen durch gleichzeitiges bodennahes Einströmen und deckennahes Ausströmen hochkomplex ist, wurde an einem Stationsausgang mit insgesamt neun Messgeräten (3x3 Matrix) gemessen. Durch die Analyse dieser Arraymessung in Verbindung mit einem ebenfalls dort positionierten Temperaturmesskabel werden Erkenntnisse zum optimalen Messaufbau erhofft. Die Güte der Volumenströme in den Stationsausgängen ist besonders in Hinblick auf Randbedingungen von numerischen Strömungssimulationen von großer Bedeutung.

Stationsausgang mit Ultraschallanemometern (3x3 Matrix), Sensorplattform zur Messung der Konzentration von SF6, vertikales Temperaturmesskabel

In der zweiten Messnacht wurde die thermische Luftausbreitung unter heißen Bedingungen untersucht. Während das Versuchssetting bei den Temperturmessketten und Ultraschallanemometern unverändert blieb, wurde im Gleisbett der untersten Ebene der Station ein 750 kW Brand unter Aufsicht der Berliner Feuerwehr und der Berliner Verkehrsbetriebe gelegt. Das Feuer diente dabei als dynamische Wärmequelle für die entstehenden, thermisch getriebenen Strömungen. Da der Brand keinerlei Rußpartikel freisetzen durfte, wurde der aufsteigenden Konvektionswärme das Spurengas SF6 zugesetzt, um eine Ausbreitung innerhalb der Station messen zu können.

Die Experimente werden zur Untersuchung einer sommerlichen Situation im Juni wiederholt.

Propanbrenner im Gleisbett mit ständiger thermischer Überwachung der benachbarten Bauteile