با توجه به گستردگی مطالب، در این بخش به نکات و موارد کلیدی تهویه در تونل و سیستم تهویه تونل می پردازیم. همچنین راجع به نکات مهم تهویه مترو نیز بحث خواهیم کرد.

برای مشاهده اطلاعات تکمیلی در حوزه تهویه تونل، به ادامه مطلب مراجعه فرمائید. 

 

شرکت آرا کو- محمد قربانعلی بیک

طراحی سیستم تهویه تونل راه آهن

طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و ایستگاه مترو

شبیه سازی حریق و آتش سوزی در تونل با FDS و Pyro Sim

مشاوره خارجی در طراحی سیستم تهویه تونل شهری و بین شهری، راه آهن و تهویه مترو

09124780268

02166561974

02166595231

www.araco.ir

info@araco.ir


 تهویه تونل چیست

در سالیان اخیر و با پیشرفت تکنولوژی، نگاه ویژه ای به زیر ساخت های حمل و نقل شده است. یکی از محورهای اصلی حمل و نقل، حمل و نقل جاده ای و ریلی می باشد. ویژگی بارز این روشها حمل و نقل، عمومیت آنهاست که نیازمند توجه ویژه ای به جزئیات احداث مسیر خواهد بود. اخیرا در کشور ما مباحث مربوط به تونل سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته و با احداث تونل رسالت در تهران اولین پروژه طراحی تهویه تونل با جت فن و سیستم کنترل آن صورت پذیرفت. 

در حقیقت تهویه تونل عبارت است از انتخاب و طراحی روشی مناسب برای خارج کردن گازهای آلاینده تولید شده توسط خودروها، لکوموتیو و تجهیزات از تونل و تامین میزان هوای بهداشتی مورد نیاز جهت تهویه در تونل.

باید توجه داشت که تهویه تونل با تهویه صنعتی از لحاظ روشهای اجرایی و نیز محاسبات تفاوت های عمده ای دارد.

در این وبلاگ سعی  می شود مطالبی در مورد تهویه تونل که بر اساس استانداردهای بروز دنیا و حاصل تجربه شخصی اینجانب می باشد به علاقمندان ارائه گردد. همچنین به روشهای مدلسازی سیالاتی تونل و آنالیز آن خواهیم پرداخت.

 

 

 

معرفی و بررسی سیستم ها و روشهای تهویه تونل

روش های اصلی  تهویه تونل را می توان به شرح زیرطبقه بندی کرد:

 الف ) تهویه طبیعی تونل

 ب ) تهویه ناشی از اثر پیستونی حرکت خودرو

 ج ) تهویه طولی 

 د ) تهویه عرضی و نیمه عرضی

 ه ) تهویه به کمک مواد شیمیایی

  در ادامه به معرفی اجمالی و بررسی معایب هر یک از این روش ها می پردازیم.

 

 تهویه طبیعی در تونل

 سیستم تهویه طبیعی عبارتست از حرکت طبیعی هوا در تونل که در اثر اختلاف  فشار بین دو دهانه ورودی و خروجی تونل روی می دهد. این اختلاف فشار ناشی  از موارد ذیل می باشد:

-        اختلاف ارتفاع در دو دهانه

-        اختلاف دما در دو دهانه

-        اثر باد

 جریان طبیعی هوا در داخل تونل را می توان به صورت طولی یا از طریق کانال مرکزی انجام داد.

 مزایا   :

-         عدم نیاز به سرمایه گذاری اولیه

-         عدم وجود هزینه های بهره برداری

 معایب:

-         کارآیی این سیستم به شرایط جوی بستگی دارد.

-         عدم کارآیی در طول بیش از 170 متر

  


 تهویه ناشی از اثر پیستونی در تونل

حرکت خودروها در داخل تونل با سرعتی متفاوت با سرعت هوا، موجب ایجاد اختلاف فشار در داخل تونل می گردد. بسته به یک طرفه یا دو طرفه بودن ترافیک  تونل و همچنین تعداد اتومبیل هایی که از داخل تونل می گذرند، امکان تهویه پیستونی در تونل وجود دارد. هر وسیله نقلیه که در داخل تونل حرکت می کند  اثری مشابه یک پیستون در اخل یک لوله بلند دارد. در اثر اختلاف فشار جلو و  عقب اتومیبل (فشار  زیاد در جلو و فشار کم در عقب) نیرویی ایجاد می شود که  هوای داخل تونل را به حرکت در می آورد.

 مزایا:

-         عدم نیاز به سرمایه گذاری اولیه

-         عدم وجود هزینه های بهره برداری

 معایب:

-         عدم کارایی مناسب در تونل های دو طرفه

-         عدم کارآیی در زمان بروز تصادفات و آتش سوزی

-         عدم کارآیی در صورت بروز ترافیک سنگین

 


  تهویه طولی در تونل

در این سیستم هوا درتونل به صورت اجباری (تهویه مکانیکی) جریان می یابد. شدت جریان هوای لازم به میزان آلودگی بستگی دارد و از این رو با افزایش طول تونل میزان آلاینده ها افزایش می یابد.  در این روش می توان با نصب بادزن های تقویتی در تونل به جریان هوا شتاب  داد.

 تهویه طولی را می توان به 3 روش زیر انجام داد:

 تهویه طولی با استفاده از بادزن اصلی

در این روش با نصب فن دمنده و مکنده ابتدا و انتهای تونل، هوا را در طول تونل  به حرکت در می آوریم.

 این روش فقط در مورد تونل های یک طرفه کارآیی دارد و هوا از جهتی به تونل  دمیده می شود که اثر پیستونی و تهویه طبیعی به آن کمک کند . در این روش  سرعت هوا در تونل ثابت است و تمرکز آلودگی ها از صفر در دهانه تونل  ورودی تا حد ماکزیمم در دهانه خروجی تغییر می کند.

 

 تهویه طولی با استفاده از دویل

در این شیوه یک کانال در مرکز تونل حفر شده و بادزن در آن نصب می شود. با مکش هوا از طریق این بادزن، هوا از دو طرف تونل وارد و از کانال خارج می  شود. در این روش جهت سرعت هوا در دو نیمه تونل مخالف هم است . به دلیل  کاربرد این روش در تونل های دو طرفه از توضیح پیرامون این روش پرهیز می  گردد.


تهویه طولی با استفاده از جت فن Jet fan در تونل 

در این روش به کمک نصب جت فن jet fan  در سقف تونل، هوا را در محدوده  فوقانی مقطع هندسی تونل به جریان درآورده و تهویه طولی را انجام می  دهیم. روش تهویه طولی با استفاده از جت فن یکی از روش های بسیار متداول در زمینه تهویه تونل می  باشد.

 

 تهویه عرضی در تونل

در این روش هوای تازه از طریق یک کانال سراسری در تمام طول تونل وارد  می شود وهوای برگشت از طریق شبکه هایی به داخل کانال برگشت مکیده می شود. مقطع کانالهای دمنده و مکنده در طول تونل تغییر می کند و هوا معمولاً از  کف تونل وارد شده و از نزدیک سقف خارج می گردد.

 اگر نقاط ورود وخروج هوا به صورت قطری نسبت به هم قرار گرفته باشند اصطلاحاً به آن تهویه عرضی جانبی (Literal  transverse ) گفته می شود.

  مزایا:

-         تمام طول تونل به صورت یکنواخت تهویه می شود.

-         ریسک انتشار دود و یا آتش و تمرکز آلودگی کمتر می شود.

-         فشار یکنواخت هوا در طول تونل

 معایب:

-         سرمایه گذاری اولیه خیلی زیاد

-         نیاز به زمان زیاد برای اجرا

 


تهویه نیمه عرضی در تونل

سیستم تهویه نیمه عرضی، ترکیبی از روشهای طولی و عرضی است. در این  روش هوای تازه در تمام طول تونل وارد شده و هوای آلوده به درون مجرایی که در تمام طول تونل تعبیه شده است مکیده می شود و به خارج تونل فرستاده می  شود.

همچنین می توان هوای تازه را از طریق مجراهایی در تمام طول تونل دمیده و هوای آلوده از تونل خارج می شود.

  

 تهویه به کمک مواد شیمیایی

 روشهای مهم تصفیه هوا عبارتند از:

1-   احتراق کاتالیتی (مثلاً با هوپکالیت)

2-   جذب سطحی ( مثلاً با کربن فعال شده )

3-  جذب ( مثلاً جذب شیمیایی با استفاده از پرمنگنات پتاسیم KMnO4  واقع بر روی لایه ای از آلومینای فعال شده مثل پورافیل )

4-  انتقال رطوبت با ژل سیلیس ، تمیز کردن هوا با رطوبت و رسوب دادن الکتروستاتیک

 چنین سیستمی را می توان در تمام طول تونل به کاربرد، اما به دلیل هزینه بالا  کمتر مورد استفاده قرار میگیرد و معمولاً در موارد ویژه ای که تونل نزدیک مدرسه، مرکز خرید یا ناحیه مسکونی و دیگر اماکن شلوغ باشد مورد استفاده  قرار می گیرد.

 

 

استانداردهای مورد استفاده در زمینه تهویه تونل

استاندارد پیارک : این استاندارد ،استاندارد معتبر مورد استفاده کشور های  اروپایی در زمینه تهویه تونل می باشد که هر ساله مورد بررسی و تجدید نظر  قرار می گیرد و به عنوان جامع ترین و معتبر ترین استاندارد تهویه تونل مورد  استناد قرار می گیرد.

همچین استاندارد کشورهای مطرح نظیر آمریکا، ژاپن ، سوئد و ... که هر یک از کشورهای صنعتی ذکر شده با توجه به شرایط جغرافیایی خاص و وضعیت حمل و نقل مختص آن منطقه اقدام به ارائه استانداردهایی در زمینه تهویه تونل کرده اند. شرح کامل و فرمولهای مورد استفاده در هر  یک از این استانداردها نیاز به تفصیلی بسیار گسترده و ذکر کامل مراحل  محاسباتی و فرمولها دارد که در مجال این وبلاگ نمی گنجد.

در حوزه طراحی ایمنی و خروجی های اضطراری در تونل های راه آهن و مترو نیز استاندارد NFPA در برخی موارد مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

طراحی تهویه تونل راه آهن و مترو

طراحی سیستم تهویه تونل های راه آهن، از جهاتی به طراحی تهویه تونل های راه شباهت دارد، لیکن با توجه به ویژگی های خاص حمل و نقل ریلی و راه آهن، برای طراحی تهویه تونل در این پروژه ها باید با مفاهیم اصلی و برخی جزئیات آشنایی داشت.
همچنین باید توجه کرد که به دلیل استفاده از لکوموتیوهای دیزلی، طراحی تهویه تونل های راه آهن با طراحی تهویه تونل های مترو کاملا متفاوت می باشد.
در این حالت با توجه به اطلاعات استخراج شده در وضعیت ناوگان و لکوموتیوها، باید میزان گازهای خروجی از لکوموتیو با توجه به سرعت طرح و بهره برداری مسیر و تعداد لکوموتیوهای هر قطار و نیز شبیه سازی حرکتی انجام شده در آن مسیر، انجام پذیرد.

در طراحی تهویه تونلهای راه آهن، در صورت عدم آشنایی شرکت مشاور با اطلاعات و جزئیات ویژه راه آهن و لکوموتیوهای دیزلی و یا با مبنا قرار دادن سیستم تهویه مترو که به دلیل برقی بودن قطارها، آلاینده چندانی تولید نمی کند، میزان هوای محاسبه شده جهت تهویه کافی نبوده و موجب بروز مشکلات و خسارات جبران ناپذیری در زمان ساخت و بهره برداری می گردد.

شرکت آراکو با سابقه مناسب در حوزه تهویه تونل و نیز آشنایی کامل با صنعت راه آهن و حمل و نقل ریلی آمادگی خود را جهت انجام پروژه های طراحی و شبیه سازی تهویه تونل های راه، راه آهن و مترو اعلام میدارد.


طراحی و شبیه سازی تهویه تونل جاده ای و تونل ریلی

مشاوره در حوزه طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و تهویه مترو

 شبیه سازی حریق و آتش در تونل و ایستگاه مترو

CFD انجام پروژه های تهویه و سیالات

شرکت آراکو- محمد قربانعلی بیک

Info@araco.ir

www.araco.ir

021-66561974

021-66595231

09124780268