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

 الف) تهویه طبیعی تونل و زیر گذر

 ب) تهویه ناشی از اثر پیستونی حرکت خودرو و قطار

 ج) تهویه طولی تونل و زیر گذر

 د) تهویه عرضی و نیمه عرضی تونل و زیرگذر

 ه) تهویه به کمک مواد شیمیایی تونل و زیرگذر

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

 

 تهویه طبیعی 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 (مگر در شرایط خاص)

  

 تهویه تونل ناشی از اثر پیستونی

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.

 شدت جریان هوایی که ازاین طریق ایجاد می شود به عوامل زیر بستگی دارد:

-         نوع وسیله نقلیه

-         سرعت

-         وضعیت هندسی

-         مشخصات آئرودینامیکی تونل

-         مشخصات آئرودینامیک وسایل نقلیه

 

 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 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 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.

  مزایا:

   - کاهش مقاومت آئرودینامیک و در نتیجه کاهش مصرف انرژی به دلیل استفاده  از تمام مقطع تونل برای عبور هوا.

      -   عدم اشغال فضای تونل

      -   عدم نیاز به سرمایه گذاری اولیه زیاد

      -   پائین بودن هزینه های بهره برداری و تعمیرات و نگهداری

 معایب:

-     مهمترین مشکل این روش این است که ممکن است به دلیل تغییر شرایط جوی ، جهت جریان تهویه طبیعی در جهت عکس جریان تهویه مکانیکی عمل کند.

-          

-         عدم کارآیی در تونل های دو طرفه

-         محدودیت سرعت هوا در تونل(به دلیل جلوگیری از ایجاد ناراحتی برای مسافران) بین 8 تا 10 متردرثانیه

 

 

 تهویه طولی تونل 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 تونل با استفاده از جت فن Jet fan :

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 یکی از روش های بسیار متداول در زمینه تهویه تونل می  باشد.

 مزایا :

- عدم نیاز به احداث اطا قک بادزن

- امکان مدیریت میزان مصرف انرژی ( می توان با توجه به میزان ترافیک  تعدادی از فن ها را خاموش کرد.

- سازگاری با اثر پیستونی ناشی از حرکت وسایل نقلیه

- انعطاف پذیری نسبت به تغییر در شرایط جوی .( با استفاده از جت فن هایی که  قابلیت ایجاد جریان معکوس را  دارند می توان جهت جریان هوا را با توجه به  جهت جریان طبیعی مدیریت نمود.

- نصب آسان

 معایب:

-         انتقال بخشی از ارتفاع یا عرض تونل جهت نصب جت فن jet fan

-         محدودیت در حجم هوایی که توسط jet fan به جریان می افتد.

 

 تهویه عرضی 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:

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 .

 مزایا:

-         استفاده از فضای تونل برای خروج هوا و در نتیجه مصرف انرژی کمتر نسبت به روش عرضی

-         هزینه احداث یک مجرای جداگانه برای ورود یا خروج هوا وجود ندارد

-         کنترل بهتر نسبت به دود و آتش در مقایسه با سیستم طولی

   معایب:

-    محدودیت در طولی که هوای خروجی در آن قادر به حرکت است.

-    اگر سرعت جریان هوا و سرعت وسیله برابر شود یک وسیله نقلیه دودزا ممکن است در هاله دود حاصل از خودش احاطه شود.

-    عدم سازگاری کامل با شرایط هوای معکوس

-    عدم انعطاف کامل در مقابل تغییر شرایط جوی و اثر تهویه طبیعی

 

 تهویه به کمک مواد شیمیایی در تونل

 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.

 

شرکت آراکو- محمد قربانعلی بیک

طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و زیرگذر 

پروژه شبیه سازی سیالات ،انتقال حرارت و آئرودینامیک

طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی

طراحی و شبیه سازی CFD تهویه پارکینگ

Info@araco.ir 

www.araco.ir 

021-66561974

021-66595231

09124780268