آیا با انواع روش های تهویه تونل آشنایی دارید؟ به نظر شما چرا تهویه تونل‌ها و پارکینگ‌های عمومی یکی از مهمترین مراحل طراحی توسط مهندسین است؟ همه ما تجربه استفاده از تونل‌ها، مترو و پارکینگ‌های عمومی را داریم.
یکی از موارد آزاردهنده در این مکان‌ها هوای گرفته و دودی مانند آن‌ها است که ما را ترغیب به خروج از آن فضا می‌کند. اما چرا هوای تونل‌ها اغلب گرفته و دودآلود است؟ دلیل آن وجود گازهای خروجی مانند مونوکسید کربن، اکسید نیتروژن و LPG (گاز مایع‌شده نفتی) است. حضور طولانی‌مدت این گازها در محیط به‌شدت خطرناک و مسموم‌کننده است، همچنین وجود این گازها منجر به افزایش دما، کاهش دید و انتشار بوی نامطبوع می‌شود.
مهندسین با توجه به اینکه تهویه مناسب تونل تأثیر مستقیم بر سلامتی افراد و نظافت فضای تونل دارد، جزئیات و نکات احداث تهویه تونل را در اولویت قرار می‌دهند. آن‌ها با استفاده از روش‌ها و تجهیزات مختلف مانند جت فن‌ها و سایر روش‌هایی که در این مقاله بررسی خواهیم کرد کیفیت هوا را به میزان مطلوبی بهبود می‌بخشند. اگر علاقه‌مند هستید با انواع روش های تهویه تونل بیشتر آشنا شوید، پس تا انتهای این مقاله از گروه صنعتی بستانچی همراه باشید.
تهویه تونل چیست؟
تهویه تونل به انتخاب و طراحی روش مناسب برای خروج گازهای آلاینده تولیدشده توسط خودروها، قطار و تجهیزات از تونل و تأمین هوای بهداشتی مطلوب مورد نیاز برای تهویه است. امروزه انواع روش های تهویه هوای تونل مورداستفاده قرار میگیرد تا هوای تونل، مترو و پارکینگ‌های عمومی در حد مطلوب و دلپذیر باشد.
چرا در هنگام ساخت تونل نیاز به تهویه ضروری است؟
تونل‌ها معمولاً به روش سنتی و با استفاده انفجار(Drill and Blast) ساخته می‌شوند. انتشار غبار و گازهای سمی ناشی از انفجار باعث ایجاد خطرات امنیتی و مشکلات سلامتی کارگران می‌شود. پس نیاز به سیستم تهویه قوی در هنگام احداث تونل‌ها الزامی است.
مهمترین دلایل ایجاد سیستم تخلیه هوای تونل عبارتند از:
– تأمین هوای تازه مورد نیاز برای کارگران
– خروج دود و گازهای مضر حاصل از عملیات حفاری، تخریب و انفجار که برای سلامتی مضر هستند و قابلیت انفجار دارند.
-پس با توجه به مطالبی که گفته شد فراهم آوری یک سیستم تخلیه هوا در هنگام ساخت و بهره‌برداری از تونل ضروری است و منجر به بهبود عملکرد، راحتی و محیط امن در فضای کاربری ریلی و جاده‌ای می‌شود.
بررسی انواع روش های تهویه تونل
امروزه انواع روش های تهویه تونل با توجه به شرایط عادی و اضطراری، سایز و سطح مقطع تونل، میزان ترافیک و نوع کاربری تونل مورداستفاده قرار میگیرد. در ادامه این روش¬ها را معرفی خواهیم کرد.
روش تهویه مکانیکی
تهویه مکانیکی یکی از انواع سیستم‌های تهویه تونل است. این سیستم‌ها نیازمند دستگاه‌های مکانیکی مانند فن‌های برقی، فن‌های تخلیه یا بلورها هستند و باعث تخلیه هوای تونل و ورود هوای تازه به تونل می‌شوند. این فن‌ها می‌توانند دارای سه عملکرد دمیدن هوا، تخلیه هوا و ترکیب مکش و دهش هوا باشند.
یکی از متداول‌ترین روش‌های تهویه مکانیکی تونل، استفاده از جت فن است. جت فن در تونل‌های یک‌طرفه و دوطرفه کاربرد دارد. در این روش جت فن در سقف تونل، در قسمت بالایی مقطع هندسی تونل هوا را به جریان درمی‌آورد. سرعت بالای هوایی که در اطراف جت فن‌ها حرکت دارد، هوای قسمت پایینی تونل را نیز به حرکت در می‌آورد. همچنین در زمان کاهش بار ترافیک تونل امکان خاموش کردن هوشمند جت فن‌ها وجود دارد. برای خرید جت فن مناسب باید میزان ترافیک تونل، جریان هوای ورودی و خروجی را در نظر گرفت.
تهویه طبیعی
در فاصله دو دهانه تونل یک رانش هوایی به‌صورت طبیعی وجود دارد. تهویه طبیعی زمانی کاربرد دارد که طول تونل کوتاه باشد. در تونل‌هایی با طول زیاد سیستم تهویه طبیعی کافی نیست و باید از سیستم تهویه مکانیکی برای تخلیه هوا استفاده شود.
این روش به سه حالت دهانه به دهانه، شفت به شفت و یا دهانه به شفت مورداستفاده قرار می-گیرد. در تهویه طبیعی سرعت هوا در مسیر تونل ثابت است و دما و میزان آلایندگی‌ها در نزدیک دهانه یا شفت خروجی افزایش می‌یابد.
تهویه طولی
در روش طولی جریان هوا به‌صورت طولی است. در ابتدای تونل و یا بخشی که حفاری صورت میگیرد گازهای آلاینده توسط هوای تازه شروع به حرکت می‌کنند، سپس از دهانه خروجی یا انتهای تونل هوای آلوده خارج می‌شود. سیستم تخلیه هوای طولی به سه حالت دهانه به دهانه، شفت به شفت و دهانه به شفت مورداستفاده قرار میگیرد. در تونل‌هایی با کاربری رفت‌وآمد افراد و ریلی از این سیستم تهویه هوا استفاده می‌شود.
تهویه عرضی
تهویه عرضی یکی دیگر از انواع روش‌های تهویه تونل است. در این روش در راستای تونل توزیع یکنواخت جریان هوا صورت میگیرد و معمولاً در تونل‌های جاده‌ای و تونل‌هایی با کاربری عبور و مرور افراد کاربرد دارد. این روش به دو صورت کاملاً عرضی و نیمه عرضی برای تونل‌های بزرگ‌تر از ۴ یا ۵ کیلومتر استفاده می‌شود.
در سیستم تهویه عرضی، هوای تازه توسط یک کانال سراسری در طول کانال وارد می‌شود و هوای آلوده و گرم توسط دریچه‌هایی به داخل کانال برگشت مکیده می‌شود. سطح مقطع کانال‌های دمنده و مکنده در طول کانال تغییر می‌کند. معمولاً هوا از کف تونل وارد شده و از نزدیک سقف خارج می‌شود.
نوآوری‌ها و فناوری‌های جدید در تهویه تونل
امروزه، فناوری‌های جدید باعث به افزایش و بهبود انواع روش های تهویه تونل شده است. فناوری های جدید منجر به گسترش و بهبود روش های تهویه هوا شده است. به‌عنوان مثال تهویه بارانی یکی از روش های جدید تهویه تونل است و از طبیعت الهام می گیرد. همان‌طور که بارش باران آلاینده ها را از چهره شهر می‌زداید در این روش نیز از باران مصنوعی برای حذف آلاینده‌ها از تونل استفاده می‌شود.
همچنین با کمک فناوری انواع فن‌ها با کاربردهای مختلف برای تخلیه هوا تولید می‌شود، به‌عنوان مثال، فن‌های محوری برگشت‌پذیر دود دو جهته در تهویه تونل ها و ایستگاه های مترو مورد استفاده قرار میگیرد و تهویه مناسبی را برای محیط به ارمغان می‌آورند.
اصول طراحی ایمنی و استانداردهای مرتبط با تهویه تونل
انجمن جهانی راه یا PIARC در سال ۱۹۰۹ تأسیس شد و مقر آن کشور فرانسه است. یکی از استانداردهایی که در انجمن پیارک تدوین شده است، استاندارد مربوط به تهویه تونل است. در استاندارد پیارک شرایط تهویه تونل، الزامات و مراحل طراحی بیان شده است. در ایران نیز استاندارد پیارک به منظور استاندارد مرجع تهویه تونل و مترو مورداستفاده قرار میگیرد.
یکی از نکات ضروری برای حفظ امنیت و سلامت کاربران در تونل‌ها به‌کارگیری ضوابط آتش‌نشانی برای مدیریت دود است تا تهویه فضا به‌گونه‌ای باشد که شرایط هوای آن برای انسان خطرناک نباشد.
سخن پایانی
در این مقاله انواع روش های تهویه تونل و ضرورت آن را بررسی کردیم. نوع و قابلیت سیستم تهویه تونل به مواردی همچون میزان هوای موجود در تونل، نوع کاربری تونل، شرایط ترافیک، میزان انتشار گاز درون تونل، استانداردهای آلودگی محلی بستگی دارد و بهترین روش تهویه تونل را مشخص می‌کند. در ساخت و بهره‌برداری از تونل‌ها نباید اصول طراحی ایمنی را نادیده گرفت و تونل‌ها باید منطبق بر استانداردهای مربوطه به بهره‌برداری برسند.
