BMFT - Risiko- und Sicherheitsforschung

Schwere Gase Modelle, Experimente und Risikoanalyse

1m Auf trag des Battelle-lnstituts (Frankfurt) herausgegeben von G. Schnatz zusammen mit S. Hartwig

Mit 66 Abbildungen

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1986

Bundesministerium fUr Forschung und Technologie, Bonn

G. Schnatz, Battelle Institut, Frankfurt a. M.

Professor Dr. S. Hartwig, Bergische Universitat Gesamthochschule, Wuppertal

ISBN-13 : 978-3-642-82809-6 DOl : 10.1007/978-3-642-82808-9

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e-ISBN-13 : 978-3-642-82808-9

Schwere Gase: Modelle, Experimente u. Risikoanalyse / im Auftr. d. Battelle-Inst. (Frankfurt) hrsg. von G. Schnatz zusammen mit S. Hartwig. [Bundesministerium fUr Forschung u. Technologie, Bonn]- Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokyo: Springer, 1986. (BMFT -Risiko- und Sicherheitsforschung) NE: Schnatz, Gottfried [Hrsg.]

Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder iihnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Yerwertung vorbehalten. Die Yergiitungsanspriiche des § 54, Abs. 2 UrhG, werden durch die ,Yerwertungsgesellschaft Wort', Miinchen, wahrgenommen.

© Springer·Yeriag Berlin Heidelberg 1986

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften.

Satz: Daten- und Lichtsatz·Service, Wiirzburg Druck: Saladruck, Berlin Bindearbeiten: Liideritz & Bauer, Berlin 2160/3020-543210

Vorwort

In der Offentlichkeit wird die Sicherheit industrieller technischer Anlagen immer dann diskutiert, wenn die Medien iiber einen betrieblichen Storfall mit groBen nachfolgen­den Konsequenzen berichten. Das diirfte wohl einer der Griinde sein, warum indu­strielle Risiken iiblicherweise unkritisch mit spektakuliiren GroBunflillen wie etwa Bhopal, Mexico City oder Flixborough verbunden werden. Tatsache dagegen ist, daB das Risiko - ermittelt als stochastisches Produkt aus Unfallfolge mal dessen Eintritts­wahrscheinlichkeit - insgesamt eher durch die groBere Zahl der Kleinstunflille, bei­spielsweise Arbeitsunfiille, bestimmt wird.

Okonomisches Vorgehen im Sine des effektivsten Einsatzes vorhandener Mittel mit maximaler Risikominderung gebietet deshalb an sich groBeren Aufwand zur Minderung der Folgen von Kleinunfiillen zu treiben. Da aber in der Offentlich­keit GroBunfiille stiirker wahrgenommen werden, miissen auch hier Anstrengungen zur Konsequenzminderung gemacht werden. Betrachtet man Unflille der Vergangen­heit in der chemischen-petrochemischen Industrie mit katastrophalen Folgen, so sind solche mit schweren Gasen iiberproportional bei Unflillen mit sehr hohen Konsequenzen vertreten. Das liegt an der dynamischen Eigenschaft schwerer Gase, unabhiingig von der moglichen schiidigenden Wirkung. Das gibt Veranlassung, das bis jetzt nur unzureichend bekannte Verhalten dieser Gase intensiv zu untersuchen. Die Forschungsarbeiten iiber das Schwergasverhalten sind in vollem FluB, haupt­siichlich in England, USA und Holland. 1m deutschen Sprachraum fehlen fast vollig Publikationen dazu. Um so mehr besteht die Notwendigkeit, neugewonnene Erkenntnisse Wissenschaft und Industrie zugiinglich zu machen. Deswegen ist es zu begriiBen, daB der BMFT innerhalb seines Forderschwerpunktes "Risiko- und Sicherheitsforschung" die Herausgabe dieses Buches iiber "Schwere Gase" moglich gemacht hat.

Dieses Buch ist kein Lehrbuch, sondern es wendet sich an den schon mit der Materie befaBten Ingeoieur oder Wissenschaftler. Das Erscheinen einer einfiihrenden Monographie steht noch aus. Der vorliegende Band stellt Forschungsergebnisse aus den yom BMFT gefi:irderten Schwergasprojekten und neueste Erkenntnisse aus einem Ende 1984 durchgefiihrten internationalen Schwergassymposium vor. In der Darstel­lung wird auf Inhalt und Resultat wesentlicher Originalarbeiten eingegangen sowie auf Diskussionsschwerpunkte im Verlauf des Symposiums. Die angefiigte Liste der Teilnehmer solI helfen, Interessenten an einem doch recht neuen Gebiet niiher zusam­menzubringen.

Diese hier dargestellten Ergebnisse lassen sicherlich Ereignisse wie Mississauga, Bhopal oder Mexico City in einem anderen Licht erscheinen. Wir hoff en, daB das

Vorwort VI

vorliegende Buch auch generell hilft, die Schwergasproblematik in ihren spezifischen Eigenheiten besser zu sehen.

Dem Springer-Verlag gebiihrt Dank fUr die sehr sorgfiiltige Bearbeitung des Manu­skriptes.

Wuppertal, Januar 1986 Frankfurt, Januar 1986

Sylvius Hartwig Gottfried Schnatz

Teilnehmer

Ackermann, D. Dr. LGA Gastechnik GmbH, Bonner StraBe 10, D-5480 Remagen-Rolandseck

Ale, B. J. M. Dr. Ministry of Housing, Physical Planning and Environment, v.d. Stamstraat 2, NL-2260 MB Leidschendam, Nederland

Aptroot, R. Ing. N.V. Nederlands Gasunie, P.O. Box 19, Laan den Hoorn 102, NL-9700 MA Groningen, Nederland

Askevold, H. DipI.-Ing. Deutsche BP Aktienges., Postfach 600340, D-2000 Hamburg 60 Barrell, A. C. Dr. Health and Safety Executive, RM. 127, Magdalen House, Stanley

Precinct Bootie, Merseyside L20 3QZ, U.K. Beck, W. Bundesministerium fiir Forschung und Technologie, HeinemannstraBe 2, D-5300

Bonn Beek van der, E., log. Netherlands Railways Ltd., P.O. Box 2025, NL-3500 HA Utrecht,

Nederland Betz, W., Dr. Alkem GmbH, Postfach 11 0069, D-6450 Hanau 11 Blokker, E. F., Dr. Dienst Centraal Milieubeheer Rijnmond, s-Gravelandseweg 565,

NL-3119 XT Schiedam, Nederland Biillmann, U. Bayrisches Landesamt fiir Umweltschutz, Am Rosenkavalier Platz 3, D-8000

Munchen 81 Bradford, P. M. HM Nuclear Installations Inspectorate, Thames House North, Millbank,

London SW1P 4QJ, U.K. Brenken, H., Dr. Deutsche BP Aktiengesellschaft, Postfach 600340, D-2000 Hamburg 60 Brighton, P. W. M., Dr. Safety and Reliability Directorate, UKAEA, Wigshaw Lane,

Culcheth, Warrington WA3 4NE, U.K. Burgdorf Linde AG, Werksgruppe TVT Munchen, Abt. CTS,

Dr.-Carl-von-Linde-StraBe 6-14, D-8023 Hollriegelskreuth Buytenen van, C. J. P. TNO, Organization for Applied Scientific Research, P.O. Box 45,

NL-2280 AA Rijswijk, Nederland Campbell, P. G. BP Chemicals Ltd., Belgrave House, 76 Buckingham Palace Road,

London, SW1W OSU, U.K. Claessen, G., Dr. DSM, Environmental Department, P.O. Box 18, NL-6160 MD-Geleen,

Nederland Damborg, A. Engineer, M. Sc., RIS0 National Lab., Postbox 49, DK-4000 Roskilde,

Denmark Damm, H.-D., Dipl.-Iog. Berufsgenossenschaft fiir Gesundheitsdienst und Wohlfahrts-

pflege, Rottenscheider Str. 56, D-4300 Essen 1 Dauwe, R. M., Dr. Dow Chemical (NEDL.) B.V., P.O. Box 48, Terneuzen, Nederland Diepold, W., Dr. Battelle Institut e.V., Sicherheitstechnologien, Am Romerhof 35,

D-6000 Frankfurt am Main 90 Drenckhah, W., Dr. Kraftwerk Union AG, VRS 13, Hammerbacher StraBe 12 + 14,

D-8520 Erlangen Dreyhaupt, F. J., Prof. Dr. Ministerium fiir Arbeit, Gesundheit und Soziales des Landes

Nordrhein-Westfalen, Postfach 11 34, D-4000 Dusseldorf 1 Elsworth, T. E. Shell Research Ltd., Thornton Research Centre, P.O. Box 1, Chester CH1

3SH, U.K.

VIII Teilnehmer

Emblem, K. Norsk Hydro, Porsgrunn Fabrikker, Research Centre, P.O. Box 110, N-3901 Porsgrunn, Norway

Fannelop, T. K., Prof. Dr. Eidgenassische Technische Hochschule Ziirich, Sonneggstr. 3, CH-8092 Ziirich, Schweiz

Fischer, D., Dr. Kinetics Technology International GmbH, Kieler StraBe 163, D-2000 Hamburg 54

Fischer-Bruns, I., DipI.-Met. Metereologisches Institut der Universitat Hamburg, BundesstraBe 55, D-2000 Hamburg 13

Flothmann, D., Dr. Battelle Institut e.V., Sicherheitstechnologien, Am Ramerhof 35, D-6000 Frankfurt am Main 90

Franz, Dr. CIBA-GEIGY AG, Postfach, CH-4002 Basel, Schweiz Friedel, L., Dr.-Ing. Hoechst Aktiengesellschaft, Techn. Priifung, Postfach 800320,

D-6230 Frankfurt/Main 80 Garber, W. D., Dr. Umweltbundesamt, Bismarckplatz 1, D-I000 Berlin 33 Geiger, W., Dr. Battelle Institut e.V., Sicherheitstechnologien, Am Ramerhof 35,

6000 Frankfurt am Main 90 Glenz, H., DipI.-Ing. Gerling Institut fiir Schadenforschung und Schadenverhiitung

GmbH, Friesenwall 89, D-5000 Kaln 1 Glomme, W., DipI.-Ing. EC Erda1chemie GmbH, Postfach 752002, D-5000 Kaln 71 Golz, Chr., DipI.-Ing. Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG, Postfach 8,

D-5047 Wesseling Gotaas, Y. Norwegian Institute for Air Research, P.B., N-2001 Lillestrom,

Norway Gundelach, V. G., Dipl.-Phys. DECHEMA, Theodor-Heuss-Allee 25,

D-6000 Frankfurt am Main Harris, N. C., Dr. Technica, Consulting Scientists & Engineers, 11 John Street, London,

WCIN 2EB, U.K. Hartwig, S., Prof. Dr. Universitat Wuppertal, Fachbereich Sicherheitstechnik,

GauBstraBe 20, D-5600 Wuppertall Hasenjiiger, H., Dr. Kommission der Europaischen Gemeinschaft, 1-21020 Ispra Estab-

lishment (Varese), Italy Havens, T. A., Prof. University of Arkansas, Chemical Engineering Dept. E-227, Fayette-

ville, AR 1210, USA Henning, P., DipI.-Ing. Gerling Institut fiir Schadenforschung und Schadenverhiitung

GmbH, Friesenwall 89, D-5000 Kaln 1 Herberg, G. Hoechst Aktiengesellschaft, Abt. f. Prakt. Mathematik, Postfach 800320,

D-6230 Frankfurt/Main 80 Herterich, H., Dr. Bayer AG, WV LE ASI, D8, D-5090 Leverkusen Hendorfer, W., Dr. Universitat Wuppertal, GauBstraBe 20, D-5600 Wuppertall Hirst, W. J. S., Dr. Shell Research Ltd., Thornton Research Centre, P.O. Box 1, Chester

CHI 3SM, U.K. Hofbauer, M., Dr. Ruhrgas LNG, Postfach 103252, D-4300 Essen 1 HOlemann, H., Prof. Dr. Universitat Wuppertal, Fachbereich Sicherheitstechnik,

GauBstral3e 20, D-5600 Wuppertal 1 Hooft, van der, M. I. Ir Akyo N.V., Abt. SEI Postbus 186, NL-6800 LS Arnhem,

Nederland Johann, W., DipI.-Ing. Ruhrgas LNG, Postfach 103252, D-4300 Essen 1 Kaufmann, R., Dr. Dornier System GmbH, Abt. NTFT, Postfach 13 60,

D-7990 Friedrichshafen 1 Kirsch, Joh., Dr. Battelle-Institut e.V., Sicherheitstechnologien, Am Ramerhof 35,

D-6000 Frankfurt am Main 90 Koopman, R. P. Program Leader, Lawrence Livermore National Laboratory, L-450,

P.O. Box 808, Livermore CA 94550, USA Kriiuchi, E., Dr. Hoffmann-La Roche & Co. AG, GrenzacherstraBe 124, CH-4002 Basel,

Schweiz Konig, G., DipI.-Met. Metereologisches Institut der Universitat Hamburg,

BundesstraBe 55, D-2000 Hamburg 13

Teilnehmer IX

Lautkaski, R. Technical Research Centre of Finland, P.O. Box 169, SF-00181 Helsinki 18, Finland

Lammerzahl, D., Dipl.-Ing. Salzgitter AG, Postfach 411129, D-3320 Salzgitter 41 Lissy, Chr., Dr.-Ing. Chemische Werke Hiils AG, Abt. S/Eigenuberwachung, Postfach

13 20, D-4370 Marl Ludwig, H., Dr. Bundesministerium des Innern, Graurheindorfstr., D-5300 Bonn 1 Martin, B. Technischer Uberwachungs-Yerein Stuttgart e.Y., Abt. Wiirmetechnik und

Umweltschutz, Postfach 13 80, D-7024 Filderstadt 1 Martin, K., Dr. Ing. Allianz Yersicherungs-AG, Allianz-Zentrum fUr Technik GmbH,

KrausstraBe 14, D-8045 Ismaning May, W., Dr. Driigerwerk AG, Moislinger Allee 53-55, D-2400 Lubeck Mercer, A., Dr. Health & Safety Executive, Broad Lane, Sheffield S3 7HQ, U.K. Meroney, R. N., Prof. Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80523, USA Messinger, J., Dipl.-Ing. NUKEM GmbH, Postfach 110080, D-6450 Hanau 11 Mudan, K. S., Dr. Arthur D. Little, Inc., Room 15W -310, Acorn Park, Cambridge,

MA 02140, USA Noerenberg, H., Dr. EC Erdo1chemie GmbH, Postfach 752002, D-5000 Koln 71 Noha, K., Dr. Hoechst Aktiengesellschaft, Sicherheitsuberwachung, Postfach 800320,

D-6230 Franfurt/Main 80 Nussey, c., Dr. Health and Safety Executive, Research and Laboratory Services Division,

Broad Lane, Sheffield 537HQ, U.K. Pape, P. R., Dr. Health and Safety Executive, RM. 101, Magdalen House, Stanley

Precinct, Bootie, Merseyside, L20 3QZ, U.K. Pettelkau, H. J., Dr. Bundesministerium des Innern, GraurheindorferstraBe, D-5300 Bonn Pietersen, C. M. TNO (Dutch Scientific Research Organisation), Department of Industrial

Safety, P.O. Box 342, NL-7300 AH Apeldoorn, Nederland Poll, J., Dipl.-Ing. Technische Werke Stuttgart, Postfach 793, D-7000 Stuttgart 1 Randles, J. Commission of the European Communities, Joint Research Centre of the

CEC, 1-21020 Ispra Establishment (Yarese), Italy Reifenkugel, K.-G. Battelle Institut e.Y., Am Romerhof 35, 6000 Frankfurt am Main 90 Resele, G., Dr. Motor Columbus Ing. AG, CH-5401 Baden, Schweiz Roberts, A. J. BP International Limited, Britannic House, Moor Lane, London EC2Y

9BU, U.K. Rober, K. R. Rheinisch-Westfiilischer TUY e.Y., Postfach 103261, D-4300 Essen Roemer-Mahler, J., Dr. Bundesministerium fUr Forschung und Technologie,

HeinemannstraBe 2, D-5300 Bonn Rohbock, E., Dr. Battelle Institut e.Y., Sicherheitstechnologien, Am Romerhof 35,

D-6000 Frankfurt am Main 90 Rosinski, Chr., Dr. Regierungspriidident Darmstadt, Luisenplatz 2, D-6100 Darmstadt Sachse, M., Dipl.-Ing. Technischer Uberwachungsverein Stuttgart e.Y., Abt. Wiirmetech-

nik und Umweltschutz, Scheibbser Str. 99, D-7255 Rutesheim Sandstede, G., Dr. Battelle Institut e.Y., Am Romerhof 35,

D-6000 Frankfurt am Main 90 Sarto, S., Eng. ENEA, Divisione Relazioni Esterne e Informazione, Yia Yitaliano

Brancati 48, 1-00144 Roma, Italy . Sass, H.-M., Prof. Dr. Georgetown University Washington DC, 3841 Macomb Street,

N.W. Washington DC 20016, USA Schatzmann, M., Prof. Dr. Meteorologisches Institut der Universitiit Hamburg,

BundesstraBe 55, D-2000 Hamburg 13 Schecker, H. G., Prof. Dr. Universitiit Dortmund, Postfach 500500, D-4600 Dortmund Scheerder, N., IR. Shell Nederland Raffinaderij, B.Y., via dept. PRS/22, P.O. Box 7000,

NL-3000 HA Rotterdam, Nederland Schenk, H., Dipl.-Ing. TUY Rheinland, Postfach 101750, D-5000 Koln 1 Schepper, L., PhD. RIS0 National Lab., Postbox 49, DK-4000 Roskilde, Denmark Schliiter, M., Dipl.-Ing. BEB Gewerkschaften Brigitta und Elwerath, BetriebsfUhrungsge-

sellschaft mbH, Postfach 510360, D-3000 Hannover 51 Schmalz, F., Dr. ClBA-GEIGY AG, Ref.: TS 3, Postfach, Ch-4002 Basel, Schweiz

x Teilnehmer

Schnatz, G., Dipl.-Met. Battelle Institut e.V., Sicherheitstechnologien, Am Romerhof 35, D-6000 Frankfurt am Main 90

Schorling, M., Dr.-Ing. Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH, Hauptabteilung Systemstudien, Einsteinstr. 20, D-8012 Ottobrunn

Schreiber, Dr. Bundesanstalt fUr Arbeitsschutz, Postfach 170202, D-4600 Dortmund 1 Schroder, G. Bundesministerium fUr Forschung und Technologie, Heinemannstra13e 2,

D-5300 Bonn Schulte, K., Dr. Interatom, Postfach, D-5060 Bergisch-Gladbach Schulz, N., Dr. Bayer AG, D-5090 Leverkusen Seifert, H., Dr. Ing. BASF AG, ZET/ES, Postfach, D-6700 Ludwigshafen/Rhein Seipel, H., Dipl.-Ing. Bundesministerium fUr Forschung und Technologie, Heine-

mannstr. 2, D-5300 Bonn 2 Selig, R. S. Compo Oel Consult, Hovedgadem 2, DK-3460 Birkerod, Denmark Siuman, T. J., IR. Shell Nederland Raffinaderij, B.V., via dept. PRS/22, P.O. Box 7000,

NL-3000 HA Rotterdam, Nederland Steen, H., Prof. Dr. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100,

D-3300 Braunschweig Stemmler, H., Dipl.-Ing. Kalle, Niederlassung der Hoechst AG, Rheingaustra13e,

D-6200 Wiesbaden Tauscheck, H., Dipl.-Ing. Gelsenberg AG, Remstedtstr. 48, D-2000 Hamburg 73 Tiemessen, G. W. M. AVIV onderzoek en adviesgroep, Langestraat 11,

NL-7511 HA Enschede, Nederland Thomsen, E. S., Prof. Dr. The Royal Danish School of Pharmacy and The Danish Civil

Defence and Emergency Planning Directorate, Universitetsparken 2, D-2100 Copenhagen, Denmark

Thon, H., Dipl.-Phys. TDv Rheinland, Postfach 101750, D-5000 Koln 1 Verhagen, T. L. A., Ir. Prins Maurits Laboratory TNO, Postbus 45, NL

2280 AA Rijswijk, Nederland Vestergaard, N.K., M.Sc. (Chern. Eng.) RIS0 National Lab., Postbox 49,

DK-4000 Roskilde, Denmark Vilain, J., Dr. Commission of the European Communities, D.G. XII - S.D.M. 2-85,

C.C.E., 200 rue de la Loi, B-I049 Bruxelles, Belgien Vis van Heemst, M., Ir. Akyo Engineering bY, Postbus 209, NL-6800 LV Arnhem,

Nederland Webber, D. M., Dr. Safety and Reliability Directorate, UKAEA, Wigs haw Lane,

Culcheth, Warrington WA3 4NE, U.K. Weber E., Dr. Bundesminsterium des Innern, Graurheindorferstra13e, D-5300 Bonn 1 Whiterhouse, R. T. Technica Ltd., Lynton House, 7 -12 Travisstock Square, London

WClH 9LT, U.K.

Inhaltsverzeichnis

1 EinfUhrung (S. Hartwig) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Schwere technische Gase im Umfeld der Risikopolitik . . . . . 2 1.2 Die Situation des Einsatzes schwerer Gase in der Bundesrepublik

Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Strukturierung der Schwergasproblematik im Spiegel der historischen Entwicklung (G. Schnatz). 14

2.1 Einleitung . . . 14 2.2 Problemstruktur. 14

2.2.1 Freisetzung 16 2.2.2 Ausbreitung 17 2.2.3 Auswirkungen 18

2.3 Uberblick iiber die wichtigsten experimentellen Untersuchungen zur Schwergasausbreitung . . 20

2.3.1 Experimentserien. . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2 Windkanalversuche. . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.4 Akzente der Schwergasforschung im Verlauf der historischen Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.4.1 Unterschiede USA-Europa . . . . . . . . . . . . 25 2.4.2 Beriicksichtigung der unterschiedlichen Aspekte bei der

Ausbreitung toxischer und ziindfiihiger Gase. . . . 27 2.4.3 Verlagerung der Schwerpunkte in der Zielsetzung der

Experimentalprogramme. . . . . . . . . . . . . 28

3 Hintergrund und Zielsetzung des HSE-BMFT Programmes (G. Schnatz). 30

4 Thorney Island Schwergasversuche, Me8feld und Versuchsreihen (G. Schnatz) . . . . . . . . . 33

4.1 Beschreibung des MeBfeldes. . . . . . . . . . . . . . 33

4.1.1 Randbedingungen fUr die Auswahl des MeBfeldes. . 33 4.1.2 Technische Strukturen zur DurchfUhrung der Versuche. 33

XII Inhaltsverzeichnis

4.2 Experimente mit schlagartiger Freisetzung in unbebautem Geliinde (Phase I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.3 Experimente zur Untersuchung von Hinderniseinfliissen (Phase II) 44 4.4 Kontinuierliche Freisetzungsexperimente in unbebautem Geliinde. 48

4.4.1 Einleitung. . . . 48 4.4.2 Randbedingungen 49

5 Neue phanomenologische Erkenntnisse (G. Schnatz). . . . . . . . . 51

5.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.2 Erkenntnisse aus den Versuchen mit schlagartiger Freisetzung in

unbebautem Geliinde (Phase I) . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.3 Ergebnisse der Versuchsserie zur Untersuchung von Hinderniseinfliissen

(Phase II) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64

5.3.1 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64 5.3.2 Vergleich korrespondierender Experimente der Phase I und II . 65

6 Modellentwicklung und Modellverifizierung (G. Schnatz) . . . . 70

6.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6.2 Modellvergleiche auf theoretischer und experimenteller Basis. 71 6.3 Modellvergleich iiber die Maximalkonzentration. . . . . . 74 6.4 Modellvergleich iiber die laterale Ausbreitung der Schwergaswolke 78 6.5 Modellvergleich iiber das Zeitverhalten der Schwergaswolke . 80 6.6 Das numerische Modell FEM 3 . . . . . . . . . . . . . . . 81

7 Neuere experimentelle Untersuchungen zum Schwergasverhalten (S. Hartwig) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

7.1 Neuere Freisetzungsexperimente mit NH3 und N Z0 4 • • • 86 7.2 Experimentelle Untersuchungen iiber den EinfluB von Wiirme auf das

Ausbreitungsverhalten von Schwergasen . . . . . . . . . . . .. 89

8 Die Quellkonfiguration eiDer Schwergaswolke (S. Hartwig). 93

9 Beschreibung des Schwergasverhaltens (S. Hartwig). . . . . . . . . .. 96

9.1 Schwergasausbreitung und wechselnde Dynamik der atmosphiirischen Grenzschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 96

9.2 Turbulente Diffusion und deren mathematische Beschreibung . . .. 100 9.3 Neuere Entwicklung bei der Modellierung der Gravitationsausbreitung 106 9.4 Prinzipien der Schwergasausbreitung. . . . . . . . . . . . . .. 109

9.4.1 Grundsiitzliche Uberlegungen zur Modellierung der Dispersionsphasen . . . . . .

9.4.2 Verdiinnung der Schwergaswolke. . . . . . . . 109 111

Inhaltsverzeichnis XIII

10 Konsequenzen bei der Freisetzung von Schwergaswolken (S. Hartwig) 114

10.1 Freisetzung von brennbarem Fliissiggas bei gleichzeitiger Verdiinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.2 Mechanismen zur Erhohung des Explosionsdruckes bei freitreibenden Schwergaswolken. . . . . . . . . . .

10.3 Konsequenzen bei Unfallen mit schweren toxischen Gasen

11 Risikoanalyse und Industriepolitik (S. Hartwig)

12 Resume (S. Hartwig)

Literaturverzeichnis

N amenverzeichnis

Sachverzeichnis .

114

116 118

125

129

134

139

141