Die 39. Bundesimmissionsschutzverordnung (39. BImSchV) definiert Luftschadstoffgrenzwerte. Diese dürfen in Bereichen, in denen sich Menschen nicht nur kurzfristig aufhalten, nicht überschritten werden. Bei Überschreitungen müssen die zuständigen Immissionsschutzbehörden Luftreinhaltpläne aufstellen. Bei in Genehmigungsplanungen (Straßenneu- und -ausbau) prognostizierten Grenzwertüberschreitungen muss der Vorhabenträger aufzeigen, dass durch seine Planung die Einhaltung der Grenzwerte mit Maßnahmen eines Luftreinhalteplanes sichergestellt werden kann (Grundsatzurteil vom Bundesverwaltungsgericht 2004).

Grenzwertüberschreitungen treten häufig an innerstädtischen, stark befahrenen und i.A. dicht bebauten Straßen mit schlechtem Luftaustausch auf. Darauf liegt derzeit der Schwerpunkt der Luftreinhaltepläne.

Sehr hohe Luftschadstoffbelastungen können allerdings auch im Bereich von Tunnelportalen auftreten, auch wenn dort u.U. keine dichte Randbebauung mit Straßenschluchtcharakter vorliegt. Dies resultiert daraus, dass Tunnel im Normalbetrieb häufig (nur) über die Kolbenwirkung der Fahrzeuge ggf. in Kombination mit einer mechanischen Längslüftung belüftet werden (siehe z.B. Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln - RABT, Ausgabe 2006. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Köln) und damit alle im Tunnel von den Fahrzeugen erzeugten Luftschadstoffemissionen an den Tunnelportalen konzentriert austreten. Befinden sich in diesem Einflussbereich auch lufthygienisch sensible Nutzungen, ist hier ebenfalls zu prüfen, ob die Grenzwerte der 39. BImSchV eingehalten sind.

Die im Portalbereich vorliegenden Luftschadstoffkonzentrationen sind neben der Fahrzeugmenge und dem Verkehrsfluss abhängig von der Tunnellänge, der Fahrzeuggeschwindigkeit im Tunnel, der Zusammensetzung der Fahrzeugflotte (insbesondere Anteil des Schwerverkehrs) sowie den meteorologischen, topografischen und baulichen Bedingungen am Portal.

Dem Gutachter stehen zur Berechnung der Luftschadstoffsituation an Tunnelportalen verschiedene Ausbreitungsmodelle zur Verfügung. Für Tunnel im Anwendungsbereich von RLuS 2012 (Richtlinien zur Ermittlung der Luftqualität an Straßen ohne oder mit lockerer Randbebauung) kann die Luftschadstoffkonzentration für Straßen mit Fahrzeuggeschwindigkeiten größer 50 km/h mit dem dazugehörigen PC-Programm abgeschätzt werden.

Für den Innerortsbereich eignen sich Screening- (z.B. PROKAS) aber auch Detailmodelle (z.B. MISKAM), welche die Tunnelabluftfahnen parametrisiert berücksichtigen. Für Fragestellungen, bei denen es um die explizite Berücksichtigung der Tunnelportalausgestaltung (z.B. Tieflage ggf. kombiniert mit Lärmschutzwänden oder – Wällen) und Gebäuden im Nahbereich des Tunnels geht, werden immer häufiger auch komplexe mikroskalige Simulationen durchgeführt. In unserem Büro werden dazu die Modelle MISKAM (prognostische Strömungs- und Turbulenzmodellierung unter Berücksichtigung des tunnelbedingten Horizontalstrahls) und LASAT (Ausbreitungsmodellierung) gekoppelt. Dies erlaubt eine deutlich realistischere Modellierung als die bisher verwendeten Portalfahnenparametrisierungen.

Der Vortrag zeigt Anwendungsbeispiele für die unterschiedlichen Modelle und systematisiert deren Anwendungsvoraussetzungen.

Die Kurzfassung zur Veranstaltung ist im PDF verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.