Der Rechner schätzt den Spitzenüberdruck einer Detonation mit der TNT-Äquivalenzmethode ab: Die freigesetzte Energie wird in eine äquivalente TNT-Masse umgerechnet, daraus der skalierte Abstand und über eine etablierte Näherung der Überdruck. Formeln, Annahmen und die wichtigen Grenzen des Verfahrens für Gaswolken sind unter dem Rechner dokumentiert.
Explosionsdruck-Rechner (TNT-Äquivalenz)
Schätzt den Spitzenüberdruck Δp einer Detonation in einem Abstand r nach der TNT-Äquivalenzmethode ab. Für Gaswolken ist das Verfahren nur eine grobe Näherung (siehe Grenzen in der Dokumentation).
TNT-Äquivalent WTNT:
Skalierter Abstand Z:
Spitzenüberdruck Δp:
Formel: WTNT = η·m·ΔHc / 4680,
Z = r / WTNT1/3,
Δp[kPa] = 93,3/Z + 383/Z² + 1275/Z³ (Sadovski, Gültigkeit
Z ≈ 1–15). ETNT = 4680 kJ/kg (Literatur 4190–4680).
Hinweis: Das Ergebnis dient der ersten Orientierung und ersetzt keine sicherheitstechnische Beurteilung im Einzelfall; es ist kein Gutachten. Für verbindliche Aussagen sind die konkreten Stoff- und Betriebsdaten sowie die einschlägigen Regelwerke heranzuziehen.
Dokumentation & fachlicher Hintergrund
1. Verfahren & Formeln
Die TNT-Äquivalenzmethode führt eine beliebige Energiefreisetzung auf eine gleichwertige Masse des Referenzsprengstoffs TNT zurück, für den umfangreiche Druck-Abstands-Daten vorliegen.
Schritt 1 — äquivalente TNT-Masse:
WTNT = η · m · ΔHc / ETNT
mit dem Ausbeutefaktor η (yield), der Stoffmasse m, der Verbrennungsenthalpie ΔHc und der spezifischen Detonationsenergie von TNT ETNT.
Schritt 2 — skalierter Abstand (Hopkinson-Cranz):
Z = r / WTNT1/3 [m/kg1/3]
Schritt 3 — Spitzenüberdruck (Sadovski-Näherung):
Δp [kPa] = 93,3/Z + 383/Z² + 1275/Z³
Diese Koeffizienten entsprechen (gerundet) der klassischen
Sadovskii-Formel Δp [kgf/cm²] = 0,95/Z + 3,9/Z² + 13/Z³,
umgerechnet mit 1 kgf/cm² = 98,0665 kPa: exakt
ergäbe das 93,163/382,46/1274,86 kPa — hier auf
93,3/383/1275 gerundet. Sie gilt für die Freifeld-Detonation einer
kugelförmigen Ladung.
2. Parameter & gewählte Konstanten
- Stoffmasse m (kg)
- Masse des explosionsfähigen Stoffes (z. B. Gasmenge in der Wolke).
- Verbrennungsenthalpie ΔHc (kJ/kg)
- Freigesetzte Wärme je kg Stoff; Kohlenwasserstoffe rund 40 000–46 000 kJ/kg.
- Ausbeutefaktor η (–)
- Anteil der chemischen Energie, der tatsächlich in die Druckwelle geht (explosion yield / efficiency). Laut Literatur je nach Situation 0,03–0,4; als Default wird der oft empfohlene Wert 0,1 verwendet. η geht linear in WTNT ein.
- Abstand r (m)
- Abstand vom Explosionszentrum zum betrachteten Ort.
ETNT = 4680 kJ/kg — die spezifische Detonationsenergie von TNT. Literaturwerte streuen zwischen etwa 4190 und 4680 kJ/kg; dieser Rechner verwendet 4680. Ein niedrigerer Wert ergäbe eine größere WTNT und damit höhere Überdrücke — 4680 liegt hier also nicht auf der konservativen Seite und ist bewusst als dokumentierte Annahme gesetzt.
3. Einordnung: Schadenswirkung des Überdrucks (Orientierung)
Beurteilungswert Raumordnung (Österreich): Der Bundesländer-Arbeitskreis Seveso legt in BLAK-1 (März 2015) für die Druckwelle einen Beurteilungswert von 50 mbar (0,05 bar = 5 kPa) fest — begründet damit, dass Druckwirkungen unmittelbar auftreten und keine Fluchtmöglichkeit besteht (irreversible Personenschäden; international 50–100 mbar). Einordnung im Kontext: Angemessene Sicherheitsabstände (Seveso).
Ergänzende Orientierungswerte zur Schadenswirkung (keine rechtsverbindlichen Grenzwerte):
| Spitzenüberdruck | Orientierende Schadenswirkung | Quelle |
|---|---|---|
| 5 kPa (50 mbar) | Beurteilungswert Raumordnung AT; geringe strukturelle Schäden an Häusern | BLAK-1 (2015), Kap. 2.3.1 |
| 10 mbar | Standardwert für Fensterbruch | Kanton Zürich 1992 (in BLAK-1, Tab. 3) |
| 170 mbar | 1 % Trommelfellriss; 50 % Zerstörung des Mauerwerks | Kanton Zürich 1992 (in BLAK-1, Tab. 3) |
| 300 mbar | Tote/Verletzte in Bauten durch Einsturz | Kanton Zürich 1992 (in BLAK-1, Tab. 3) |
| 340–410 mbar | totale Zerstörung von Häusern | Kanton Zürich 1992 (in BLAK-1, Tab. 3) |
Hinweis: 50 mbar = 5 kPa. Für Gaswolken (UVCE) setzt BLAK-1 die innerhalb von 60 s freigesetzte Masse an.
4. Grenzen des Verfahrens (wichtig für Gaswolken)
- Gaswolken ≠ TNT: Eine Gaswolkenexplosion (meist Deflagration) erzeugt ein anderes Druck-Zeit-Verhalten als die Detonation von kondensiertem TNT. Die TNT-Methode überschätzt den Nahbereich deutlich und beschreibt den Fernbereich zwar besser, aber nur grob.
- Genauere Verfahren: Für Gaswolken liefern das Multi-Energy-Verfahren (TNO) oder Baker-Strehlow-Tang realistischere Ergebnisse, weil sie Reaktivität und Verdämmung/Turbulenz berücksichtigen.
- Gültigkeitsbereich von Z: Die Sadovski-Näherung ist etwa für 1 ≤ Z ≤ 15 m/kg1/3 brauchbar. Der Rechner weist Ergebnisse außerhalb dieses Bereichs als Extrapolation aus.
- Freifeld: Reflexionen an Boden und Bauwerken (Mach-Reflexion, Einschluss) sind nicht berücksichtigt und können den realen Überdruck lokal erhöhen.
5. Rechenbeispiel
Aufgabe: m = 1000 kg, ΔHc = 46 000 kJ/kg, η = 0,1, Abstand r = 100 m.
Schritt 1:
WTNT = 0,1 · 1000 · 46 000 / 4680 = 982,9 kg
Schritt 2:
Z = 100 / 982,91/3 = 100 / 9,943 = 10,06 m/kg1/3
Schritt 3:
Δp = 93,3/10,06 + 383/10,06² + 1275/10,06³ ≈ 14,3 kPa
Rund 14 kPa liegen im Bereich schwerer Gebäudeschäden (zwischen den Orientierungswerten 5 und 17 kPa) und noch innerhalb des Gültigkeitsbereichs (Z ≈ 10).
6. Quellen & Stand
TNT-Äquivalenzmethode und Grenzen für Gaswolken: TNO, Methods for
the calculation of physical effects (Yellow Book), Kap. „Vapour
cloud explosions"; CCPS, VCE-Guidelines. Überdruck-Näherung:
M. A. Sadovskii (1952), klassische Sprengwirkungs-Korrelation
Δp[kgf/cm²] = 0,95/Z + 3,9/Z² + 13/Z³ (hier in kPa
umgerechnet). Skalierung nach Hopkinson-Cranz.
Beurteilungswert 50 mbar und die
Referenz-Schadenswerte (Tab. 3, Quelle Kanton Zürich 1992):
Österreichischer Bundesländer-Arbeitskreis Seveso, Empfehlung
Nr. 1 „Angemessene Sicherheitsabstände" (BLAK-1), März 2015,
Kap. 2.3.1.
Stand: 2026-07.