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Buch (Monographie) zugänglich unter
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Study on smoke production, development and toxicity in bus fires

Hofmann, Anja ; Dülsen, Steffen

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Baustoff , Brand , Bus , Deutschland , Entwicklung , Fahrzeuginnenraum , Fahrzeugsitz , Forschungsbericht , Gas, Kunststoff , Prüfverfahren , Reisebus , Sicherheit , Störfallentdeckung , Technische Vorschriften (Kraftfahrzeug) , Toxizität , Versuch , Verteilung (mater)
Freie Schlagwörter (Englisch): Bus , Coach , Development , Fire , Gas , Germany , Incident detection , Interior (veh) , Material (constr) , Plastic material , Research report , Safety , Seat (veh) , Spreading , Test , Test method , Toxicity , Vehicle regulations
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 91 Fahrzeugkonstruktion
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Arbeitsgruppe Brandszenarien und Brandanalytik
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
Bandnummer: 99
ISBN: 978-3-95606-121-9
Sprache: Englisch
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 03.02.2015
Kurzfassung auf Englisch: Although the bus belongs to the safest traffic means, single accidents can be particularly severe and concern many passengers. Especially in case of fires a high number of injured and killed persons can be the outcome. Fire safety of buses therefore is of high importance. With the increase of plastic materials as a material for the interior equipment of buses and coaches due to their good mechanical properties combined with low weight, the question arises whether the safety level has decreased in case of a fire during the last years – also compared to other means of transport. Because of the combustible plastics and their ability to release a high amount of heat the main fire load in buses is no longer the fuel but the plastic materials which are also often easy to ignite. Besides the flammability of the equipments, also the production of smoke, the smoke development and propagation as well as its toxicity are of interest. That counts for the passengers as well as for the test methods and its limit values. The severe fire in Germany near Hanover in 2008 with 20 fatalities showed how disastrous such fires can be. For those reasons several research projects were initiated on behalf of the German Federal Highway Research Institute. At the one hand the fire behaviour of coach interiors was examined in general focusing on fire propagation as well as fire detection and signalling. As result, recommendations with regard to early fire detection systems for the engine compartments and onboard extinguishing equipment were elaborated. On the other hand research was carried out to examine heat release, smoke, smoke propagation and its toxicity due to burning bus interior materials. In this project small and real scale experiments on material specimens, interior parts and vehicles were performed. Trains and buses often have very similar operation conditions. Consequently, bus interior material was tested according to the regulations for rail vehicles, i.e. DIN EN 45545 as well as DIN 5510. None of the tested bus interior materials would have been allowed to use in a train. The fire safety regulations for bus materials are on a low level compared to other transport sectors, i.e. railway, ship and aircraft. Also numerical investigations with the Fire Dynamics Simulator (FDS) were performed. The very rapid fire development during the severe bus fire from 2008 could be predicted with the numerical model. The model was then used to investigate the influence of different materials, ventilation conditions and ignition sources. The bus materials contribute significantly to a very rapid fire development in bus fires. Especially, the flammable ceiling and the passenger seats were identified to be key issues of the fire propagation in a bus and can be explained by the rapid fire spread along the ceiling and the high fire load of passenger seats. As conclusion of the project effective and economically reasonable fire safety requirements for interiors of buses are recommended which would improve the current situation. Proposals for amendments of current requirements are recommended including the specification of appropriate limit values. In particular, it is taken into consideration which reasonable fire safety standards from other transport sectors, especially the rail sector, should be transferred to buses
Kurzfassung auf Deutsch: Obwohl der Bus einer der sichersten Verkehrsmittel ist, können insbesondere einzelne Unfälle sehr schwer sein und viele Passagiere betreffen. Besonders bei Bränden kann eine große Anzahl an Verletzten und Toten die Folge sein. Brandsicherheit ist bei Bussen daher von großer Bedeutung. Mit der Zunahme von Kunststoffen als Werkstoff für die Inneneinrichtung von Linien- und Reisebussen aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften bei niedrigem Gewicht, wirft die Frage auf, ob das Sicherheitsniveau bezogen auf Brände in den letzten Jahren gesunken ist – besonders auch im Vergleich mit anderen Transportmitteln. Wegen der Brennbarkeit der Kunstoffe und ihrer Eigenschaft im Brandfall große Wärmemengen freizusetzen, ist die Hauptbrandlast in Busbränden oft nicht mehr der mitgeführte Brennstoff sondern die Kunststoffe im Bus, die zudem auch leicht zu entzünden sind. Neben der Entflammbarkeit der Materialien ist aber für die Brandsicherheit auch die Rauchproduktion, die Rauchentwicklung und -ausbreitung sowie deren Toxizität sehr wichtig. Das zählt sowohl für die Passagiere während des Brandereignisses sowie für die Prüfverfahren und ihre Grenzwerte. Der schwere Busbrand in Deutschland 2008 in der Nähe von Hannover mit 20 Toten zeigte, wie verheerend solche Brände verlaufen können. Aus den oben genannten Gründen wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen mehrere Forschungsprojekte in Auftrag gegeben. Auf der einen Seite wurde das Brandverhalten von Innenraummaterialien in Bussen hinsichtlich Brandausbreitung und Branddetektion mit Warnsystemen untersucht. Als Ergebnis wurde Branddetektion für den Motorraum und Feuerlöscher im Innenraum empfohlen. Auf der anderen Seite wurde die Wärme- und Rauchfreisetzung, die Rauchausbreitung und die Toxizität des Brandrauchs bei brennenden Businnenraummaterialien untersucht. In diesem Projekt wurden Kleinversuche und Versuche im Realmaßstab an Materialien, Teilen des Innenraums und Fahrzeugen durchgeführt. Züge und Busse haben oft ähnliche Bedingungen bezüglich der Fluchtmöglichkeiten von Passagieren. Deswegen wurden Businnenraummaterialien nach den Prüfmethoden, die für Schienenfahrzeuge gelten (DIN EN 45545 und DIN 5510), getestet. Keines der getesteten Businnenraummaterialien hätte im Zug eingesetzt werden dürfen. Die Brandschutzvorschriften für Busmaterialien sind verglichen mit den Vorschriften anderer Transportbereiche (Schienenverkehr, Schifffahrt und Luftfahrt) auf einem sehr niedrigen Niveau. Zusätzlich zu den experimentellen Untersuchungen wurden numerische Berechnungen mit dem Fire Dynamics Simulator (FDS) durchgeführt. Die sehr schnelle Brandausbreitung in dem schweren Busbrand von 2008 konnte mit dem Modell berechnet werden. Das numerische Modell wurde dann verwendet, um den Einfluss verschiedener Materialien, Belüftungen und Brandquellen zu untersuchen. Die Businnenraummaterialien tragen signifikant zu der sehr schnellen Brandausbreitung bei. Besonders die brennbare Decke und die Fahrgastsitze wurden als Hauptprobleme bei der Brandausbreitung in einem Bus ausgemacht und können durch die schnelle Brandausbreitung entlang der Decke und der hohen Brandlast in Fahrgastsitzen erklärt werden. Als Ergebnis des Projekts wurden Empfehlungen zur Verbesserung der Brandsicherheit für Busse gegeben. Die Empfehlungen beziehen sich zum einen auf die Verbesserungen der bisherigen Vorschriften aber auch auf das Übernehmen von Vorschriften aus anderen Transportbereichen – insbesondere dem Schienenfahrzeugbereich.