Quelltermbestimmung bei Verdampfung und Verdunstung flüssiger Gefahrstoffe im Feuerwehreinsatz

Abstract

Einsätze mit Gefahrstoffen stellen besondere Herausforderungen an Einsatzkräfte in der Gefahrenabwehr. Insbesondere die Betrachtung der luftgetragenen Ausbreitung des Gefahrstoffs stellt ein wichtiges Element der Gefahreneinschätzung bei größeren Einsatzlagen besonderer Stoffe dar. Mit dem Programm CT-Analyst steht der Feuerwehr Hamburg ein Werkzeug zur Verfügung, um Ausbreitungsprognosen bei Austritten beliebiger Gefahrstoffe vorzunehmen. Jedoch benötigt CT-Analyst zur Erstellung einer möglichst präzisen Vorhersage der Ausbreitung Informationen über den Umfang des Stoffaustritts in Form eines Quellterms. Da dieser bei verdampfenden oder verdunstenden Gefahrstofflachen bisher nur stark vereinfacht oder über gröbste Schätzungen bestimmbar war, wird in dieser Arbeit der Frage nachgegangen, wie eine Quelltermbestimmung für verdampfende und verdunstende Gefahrstoffe aus Flüssigkeitslachen umgesetzt beziehungsweise die vorhandenen Methoden verbessert werden können. Mittels einer Literaturrecherche wurden Berechnungsmodelle für verschiedene Szenarien zur Anwendung durch die Feuerwehr ermittelt und beschrieben. Aus den gewonnenen Erkenntnissen ergab sich die Möglichkeit, ein Berechnungswerkzeug zu erstellen. Durch eine Befragung unter Spezialisten der Feuerwehr Hamburg wurden Anforderungen und Bedarfe eines solchen Werkzeuges ermittelt. Aus den gesammelten Erkenntnissen wurde schließlich ein Werkzeug entwickelt, welches der Feuerwehr Hamburg in der Zukunft zur Verfügung stehen soll und mit dem die Quelltermbestimmung in akuten Lagen unter gewissen Voraussetzungen durchgeführt werden kann. Eine direkte Einbindung in CT-Analyst ist später ebenso denkbar wie eine Erweiterung um tiefergehende und komplexere Berechnungsmodelle. Dies erfordert jedoch weitergehende Untersuchungen. Zum jetzigen Stand sind Grundlegende Berechnungen mittels einfacher Modelle möglich. Mit diesen können sowohl vorrausschauende Grobabschätzungen als auch annähernde Berechnungen durchgeführt werden, sofern ausreichende Daten zur Verfügung stehen. Mittels der berechneten Quellterme ist dann eine bessere Einschätzung und der präzisere Einsatz von CT-Analyst möglich.

Emergencies involving hazardous materials are unique challenges for emergency response teams. Especially the airborne dispersion of hazardous substances is an important element of the hazard assessment in large scale disaster situations. With CT-Analyst the Hamburg Fire Department owns a tool to perform dispersion forecasts for a wide variety of hazardous materials. However, CT-Analyst requires information on the extent of the leakage like a source term to predict the dispersion as precisely as possible. So far this is only possible in very simplified ways or by the roughest estimations for evaporating or boiling puddles. Therefore, this study investigated how a source term determination for liquid hazardous substances from puddles can be realised or how existing methods can be improved. By researching literature, calculation models that are suitable for the needs of emergency situations, were determined and described. Through the gained knowledge an opportunity arose to create a calculation tool. Requirements and needs for features of such a tool were determined through a survey among specialised forces of the Hamburg fire department. With the collected and combined findings, a tool was created and is supposed to be available to the Hamburg Fire Department in the future. This tool can perform required calculations to determine source terms in urgent situations under certain conditions. A direct integration into CT-Analyst is conceivable at a later stage, as is an extension to include deeper and more complex calculation models. However, this requires further investigations. At the present stage, basic and quick calculations are possible by using simple models. These can be used to carry out rough estimated forward-looking and approximated calculations, provided that sufficient data is available. It is possible to use the calculated source terms for an improved situation assessment and a more precise use of CT-Analyst and all its features.