Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von...

66
Wentylacja wybranych obiektów podziemnych Wykład 3 Wentylacja tuneli w fazie eksploatacji Prof. dr hab. inż. Stanisław Nawrat Mgr inż. Sebastian Napieraj Mgr inż. Natalia Schmidt - Polończyk rok akademicki: 2015/2016, semestr zimowy

Transcript of Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von...

Page 1: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja wybranych obiektówpodziemnych

Wykład 3Wentylacja tuneli w fazie eksploatacji

Prof. dr hab. inż. Stanisław NawratMgr inż. Sebastian NapierajMgr inż. Natalia Schmidt - Polończyk

rok akademicki: 2015/2016, semestr zimowy

Page 2: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wymagania prawne

Podstawowe regulacje prawne dotyczące wentylacjii zwalczania zagrożenia pożarowego w tunelach drogowychzawarte są w :• Dyrektywie 2004/54/EG Parlamentu Europejskiego

i Rady w sprawie minimalnych wymagań bezpieczeństwadla tuneli w transeuropejskiej sieci drogowej z dnia 29kwietnia 2004 r.,

• Prawie Budowlanym z dnia 7 lipca 1994,• Rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki

Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunkówtechnicznych, jakim powinny odpowiadać drogoweobiekty inżynierskie i ich usytuowanie. (Dz. U. z dnia 3sierpnia 2000 r.),

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17 czerwca2011 w sprawie warunków technicznych, jakim powinnyodpowiadać obiekty budowlane metra i ich usytuowanie.

2

Page 3: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

• brak polskich zaleceń projektowych

• Centre D'études des Tunnels - CETU(francuskie zalecenia projektowe)

• Technical Committee on Road Tunnel Operation-PIARC (“międzynarodowe” zalecenia projektowe)

• Richtlinien für die Ausstattung und den Betriebvon Straßentunneln - RABT (niemieckie zaleceniaprojektowe)

•National Fire Protection Association - NFPA(amerykańskie zalecenia projektowe)

Zalecenia projektowe

Page 4: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

Po uzyskaniu w tunelu połączenia umożliwiającego jegoprzewietrzania prądami przepływowymi mają zastosowanieprzepisy prawne określone Rozporządzeniem MinistraTransportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. wsprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadaćdrogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie.

§ 1. 1. Rozporządzenie określa warunki techniczne, jakimpowinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie, zwanedalej „obiektami inżynierskimi”, oraz ich usytuowanie.2. Do obiektów inżynierskich zalicza się:1) obiekty mostowe,2) tunele,3) przepusty,4) konstrukcje oporowe.

4

Page 5: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

§ 290. W tunelach, w zależności od ich długości, powinnabyć przewidziana wentylacja dla odprowadzenia spalin.§ 291. Instalacje wentylacyjne tuneli drogowych powinnyzapewnić:

1) wymianę powietrza - aby nie zostały przekroczonestężenia zanieczyszczeń zagrażające przebywającym wtunelu użytkownikom dróg,

2) bezpieczeństwo i komfort jazdy - poprzez usuwaniedymów ograniczających widoczność oraz regulowanietemperatury i ruchu powietrza.

§ 292. 1. Wentylacja tuneli drogowych powinna byćustalona na podstawie stężenia określonego ułamkiemmolowym tlenku węgla i tlenku azotu w powietrzu tuneluoraz emisji dymów ograniczających widoczność.

2. Dopuszczalne stężenie określone ułamkiem molowymtlenku węgla w powietrzu tunelu określa tabela: 5

Page 6: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

Rodzaj tunelu/rodzaj ruchu

Dopuszczalne stężenie określone ułamkiem molowymtlenku węgla

Ruch pojazdów płynny, %Ruch pojazdów utrudniony

lub zatrzymywany, %

W ciągu ulic miejskich 0,015 0,015

W ciągu dróg klas A i S 0,015 0,025

Górski 0,015 0,025

Na wyjściu z tunelu przywentylacji podłużnej 0,025 0,025

Przebywanie w tunelupersonelu wykonującego

pracę0,005

6

Page 7: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

3. Dopuszczalne stężenie, określone ułamkiem molowymtlenku azotu w powietrzu tunelu, wynosi 0,0025%.

4. Dopuszczalne stężenie dymu w powietrzu tunelu,określone współczynnikiem widoczności i komfortu jazdy,podaje tabela na kolejnym slajdzie:

7

Page 8: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

Rodzaj tunelu rodzajruchu

Współczynnik widoczności i komfortu jazdy

Ruch pojazdów płynny(m-1)

Ruch pojazdówutrudniony lub

zatrzymywany (m-1)

W ciągu ulic miejskich 0,005 0,0075

Pozamiejski przyprędkości pojazdów

60-80 km/h 0,0075 0,009100 km/h 0,005 0,009

Przebywanie w tunelupersonelu wykonującego

pracę0,003

Konieczność zamknięciaruchu w tunelu 0,012

8

Page 9: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

3. Dopuszczalne stężenie masowe sadzy w powietrzutunelu wynosi 2 mg/m3.

§ 293. Wentylacja tuneli drogowych może być wykonana wszczególności jako:1) naturalna,2) mechaniczna:

a) wzdłużna,b) poprzeczna,c) mieszana.

9

Page 10: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

§ 294. 1. Wentylację naturalną, o której mowa w § 293 pkt.1, działającą dzięki różnicy ciśnień między głowicami tuneluoraz w wyniku ruchu pojazdów, dopuszcza się, zzastrzeżeniem ust. 2, w tunelach o długości:1) w ciągu dróg z ruchem jednokierunkowym, bez zatorów,gdy droga przebiega poza tunelem:a) w poziomie terenu lub na nasypie - nie większej niż 600m,b) w wykopie - nie większej niż 400 m,

2) w ciągu dróg o dużym natężeniu ruchu, z zatorami - niewiększej niż 200 m.

2. W przypadku korzystnych warunków topograficznych iklimatycznych dopuszcza się wentylację naturalną wtunelach dłuższych, niż podano w ust. 1, pod warunkiemzastosowania rezerwowej wentylacji mechanicznej.

10

Page 11: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

§ 295. 1. Wentylację mechaniczną, o której mowa w § 293pkt. 2, działającą dzięki wymuszaniu przepływu powietrzawzdłuż lub w poprzek osi tunelu, dopuszcza się, gdy długośćtunelu przy wentylacji:

1) wzdłużnej - jest nie większa niż 1000 m,2) poprzecznej - jest większa niż 1000 m.

Wentylacja mechaniczna wzdłużna wymaga:1) przy wentylatorach umieszczonych wzdłuż stropu tunelu:a) zachowania odległości od ściany - dla ograniczenia

wpływu tarcia powietrza o ścianę,b) grupowania wentylatorów - aby odległości między

grupami były nie mniejsze niż 60 m i nie większe niż 120m,

c) odpowiedniej liczby wentylatorów w grupach - dlazapewnienia równomiernego ciśnienia powietrza, 11

Page 12: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

2) przy zastosowaniu szybów wentylacyjnych -rozmieszczenia czerpni w pobliżu głowic tuneli oraz wśrodkowej ich części w przypadku nieparzystej liczbyczerpni.

Wentylacja mechaniczna poprzeczna, z poprzecznymruchem powietrza na całej długości tunelu, działająca wwyniku różnicy ciśnień w kanałach umieszczanych wzdłużtunelu, wymaga umieszczenia otworów:1) do doprowadzenia powietrza - w dolnej części tunelu nawysokości kół pojazdów,2) do odprowadzenia powietrza - w części stropowej, zzastrzeżeniem ust. 4.

12

Page 13: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Szczegółowe wymagania prawne

4. W wentylacji, o której mowa w ust. 3, dopuszcza sięrezygnację z kanałów odprowadzających i usuwaniezużytego powietrza przez głowice tuneli lub pośrednie szybywywiewne.5. Prędkość przepływu powietrza w tunelu z wentylacjąmechaniczną nie powinna być większa niż 10 m/s.

§ 296. Jeśli zanieczyszczenia powietrza usuwanego z tuneliprzekraczają dopuszczalne stężenia z uwagi na ochronęśrodowiska, powinny być zastosowane specjalne urządzeniaoczyszczające przed wyemitowaniem do atmosfery.

13

Page 14: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Prawidłowa wentylacja jest podstawą bezpiecznej eksploatacjituneli komunikacyjnych i powinna zapewniać przede wszystkim:

• wymianę powietrza w stopniu powodującym obniżeniestopnia koncentracji szkodliwych zanieczyszczeń gazowych,pyłowych oraz dymów w powietrzu w tunelach do poziomudopuszczonego przez odpowiednie przepisy lub innewymagania np. medyczne,

Wentylacja tuneli drogowych

Page 15: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

• dobrą widoczność,• korzystne warunki klimatyczne w tunelach poprzez między

innymi regulację prędkości, temperatury powietrza,• możliwości sprawnej ewakuacji użytkowników z tuneli w

przypadkach wystąpienia pożarów,• możliwość sprawnego ugaszenia pożarów,• system wentylacji powinien spełniać specyficzne kryteria dla

stanów normalnych i awaryjnych oraz być możliwienajtańszym rozwiązaniem technicznym zapewniającymmaksymalne bezpieczeństwo ludzi korzystających z tunelu,

15

Wentylacja tuneli drogowych

Page 16: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja tuneli

Przepływ powietrza w tunelach możenastępować pod wpływem depresji:

• naturalnej,• mechanicznej.

Na ruch powietrza w tunelach ma takżewpływ "tłokowe" oddziaływanieporuszających pojazdów zależne od relacjipomiędzy przekrojem tunelu i sumyprzekrojów poprzecznych pojazdów oraz odkierunku i prędkości ich jazdy.

Page 17: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji tuneli

Uwzględniając stan techniki i wymagania przepisówmożna wyróżnić następujące systemy wentylacji tuneli:

1. wzdłużny :• wentylacja naturalna,• wentylacja naturalna z szybem,• wentylacja naturalna z wentylatorami,• wentylacja mechaniczna,• system Saccardo Nozzle,2. poprzeczny:• wentylacja mechaniczna półpoprzeczna,• wentylacja mechaniczne półpoprzeczna odwrócona,• pełna mechaniczna wentylacja poprzeczna,3. mieszany,4. specjalny.

17

Page 18: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

Tunele komunikacyjne są przewietrzane przy zastosowaniuróżnych systemów w zależności od warunków technicznych,natężenia ruchu oraz stopnia zagrożenia pożarowegoi zanieczyszczeniami powietrza.

W systemach wentylacji wzdłużnej powietrze płynie odportalu wlotowego w kierunku zgodnym z osią tunelu wstronę portalu wylotowego, głównie pod wpływem działaniadepresji naturalnej i mechanicznej, przy czym mogąwystąpić modyfikacje w przypadkach wykonania innychpołączeń np. szybów skracających poszczególne odcinkiz wentylacją wzdłużną.

18

Page 19: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

W systemie wentylacji naturalnej wzdłużnej przepływpowietrza jest wywołany depresją naturalną powstającaw wyniku różnicy gęstości powietrza występującej na portaluwlotowym i wylotowym tunelu. Wielkość wydatku strumieniapowietrza w tunelu jest zależna także od warunkówatmosferycznych (intensywności oraz kierunku wiatru)i „tłokowego” działania przejeżdżających pojazdów.Depresja naturalna może powodować przepływ powietrza

w różnych kierunkach w tunelu:- od przekroju portalu wlotowego do przekroju portalu

wylotowego,- od przekrojów portali wlotowych do szybu,- od szybu do przekrojów portali wylotowych.

19

Page 20: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

20

Page 21: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

W przypadkach długich tuneli i znacznego natężenia ruchupojazdów w celu zwiększenia wielkości strumienia powietrza,a także umożliwienia usuwania zanieczyszczeń powietrza,stosuje się połączenia tunelu jednym lub kilkomadodatkowymi połączeniami z powierzchnią, najczęściejw formie szybu.Wielkość generowanej w szybie i tunelu depresji naturalnej(efekt „kominowy”) jest uzależniona od:• wysokości szybu,• różnicy gęstości powietrza w tunelu i na zewnątrz tunelu,• kierunku i intensywności wiatru.

21

Page 22: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

22

Page 23: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

Wentylacja wzdłużna naturalna z wentylatorami jeststosowana głównie w tunelach o małych i średnichdługościach oraz w przypadku występowania dużychkoncentracji zanieczyszczeń powietrza.

Najczęściej wentylatory są umieszczane w grupach po dwado czterech i w odstępach około 50 – 120 m w zależności odmocy.

23

Page 24: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

24

Page 25: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

Wentylacja naturalna w wielu przypadkach nie zapewniauzyskania wymaganego wydatku strumienia powietrzaw tunelu dlatego też, jest nieraz wspomagana depresjąmechaniczną wentylatorów umieszczonych zazwyczajw szybie lub szybach odprowadzających powietrze z tunelu.System ten jest stosowany głównie w tunelach drogowych.

25

Page 26: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

26

Page 27: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

Saccardo Nozzle jest systemem stosowanym w tunelacho dużym natężeniu ruchu samochodowego. W tymrozwiązaniu powietrze jest wtłaczane do tunelu za pomocąwentylatora i specjalnego przewodu w formie dyszyintensyfikującej przepływ wzdłużny powietrza wytworzonyprzez depresję naturalną. Efektywność systemu zależygłównie od prędkości powietrza i wydatku strumieniapowietrza wtłaczanego do tunelu oraz konstrukcji dyszywylotowej. Systemy takie są niekorzystne przy ruchudwukierunkowym.

27

Page 28: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji wzdłużnej

28

Page 29: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznejW systemach wentylacji poprzecznej działających główniepod wpływem depresji mechanicznej powietrzew przekrojach wlotowych i wylotowych płynie w kierunkupoprzecznym w stosunku do osi tunelu, natomiast pomiędzytymi przekrojami przepływ powietrza jest wzdłużny, przyczym mogą wystąpić różnorodne modyfikacje systemuwynikające z uwarunkowań lokalnych.W systemie wentylacji mechanicznej półpoprzecznejprzyspągowej powietrze jest doprowadzane do wnętrzatunelu kanałami przyspągowymi i rozdzielane odpowiedniona całej długości tunelu za pomocą regulowanych otworówwentylacyjnych umieszczonych w niewielkiej wysokości odpoziomu jezdni lub toru. Wentylacja półpoprzecznaprzyspągowa zapewnia jednolity rozdział powietrza na całejdługości tunelu.Usytuowanie wylotów powietrza do tunelu w pobliżu jezdnitunelu umożliwia szybkie mieszanie się spalin z powietrzemod razu po wydostaniu się z układu wydechowego pojazdów.29

Page 30: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

30

Page 31: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

Cechą charakterystyczną wentylacji mechanicznejpółpoprzecznej przystropowej jest to, że czystepowietrze wpływa do tunelu przez portale, azanieczyszczone jest odprowadzane regulacyjnymiotworami do kanału lub kanałów wentylacyjnychznajdujących się w przystropowej części tunelu.

31

Page 32: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

32

Page 33: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

System wentylacji mechanicznej poprzecznej pełnej jestpołączeniem wentylacji półpoprzecznej przyspągoweji wentylacji półpoprzecznej przystropowej. Powietrzezawierające zanieczyszczania stałe i gazowe jestodprowadzane przez kanały wylotowe znajdujące się przystropie, a powietrze świeże jest doprowadzane przez kanaływlotowe rozmieszczone przy spągu.

Wentylacja mechaniczna poprzeczna pełna zazwyczaj jeststosowana dla przewietrzania długich tuneli i zagrożonychdużymi ilościami zanieczyszczeń stałych i gazowych. Systemten zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa, szczególniew przypadkach wystąpienia zagrożenia pożarowego.

33

Page 34: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

34

Page 35: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

Stosowane są także mieszane systemywentylacji tuneli, łączące systemywentylacji półpoprzecznejprzyspągowej i wentylacjipółpoprzecznej przystropowej.

35

Page 36: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Systemy wentylacji mechanicznejpoprzecznej

36

Page 37: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja EUROTUNELU

37

Page 38: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja EUROTUNELU

38

Page 39: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja EUROTUNELU

Eurotunel jest tunelem przeznaczonym dokomunikacji kolejowej. Tunel pod kanałem LaManche składa się z trzech równoleglebiegnących rur. Odstęp pomiędzy portalamitunelu po stronach brytyjskiej i francuskiejwynosi 50,5 km . Odcinek tunelu będący podwodą ma długość około 38 km i leży od 25do 38 metrów pod dnem morskim. Obydwiezewnętrzne rury tunelu są jednotorowymitunelami kolejowymi z 30 metrowąodległością pomiędzy rurami.

39

Page 40: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

EUROTUNEL

40

Page 41: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

EUROTUNEL

41

Page 42: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Jeden z dwóch tuneli przeznaczony do komunikacjikolejowej, samochodów ciężarowych, o średnicy 7.6 m 42

Page 43: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja EUROTUNELU

43

Page 44: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Leżąca pośrodku rura tunelu ma 4,8 m średnicy wewnętrznej i służy jakotunel konserwacyjny jak i tunel ratunkowy dla obu tunel kolejowych 44

Page 45: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

EUROTUNEL

45

Page 46: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

EUROTUNEL

46

Page 47: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

EUROTUNEL

Przewóz ludzi i pojazdów odbywa się w specjalnie urządzonychwagonach. W jednej trzeciej długości tunelu, zarówno od stronybrytyjskiej jak i francuskiej istnieją punkty skrzyżowania torów.Podobne punkty są jeszcze umieszczone przed wjazdem do tuneluna francuskim brzegu i w tunelu po brytyjskiej stronie.Skrzyżowania te umożliwiają zmianę organizacjitransportu w tunelach w przypadkach prowadzenia robótremontowych i akcji ratunkowych (przeciwpożarowych).Załadunek pojazdów samochodowych na pociągiem wahadłoweodbywa się w specjalnie urządzonych terminale po stronachfrancuskiej i brytyjskiej połączonych z sieciami autostrad.

Komunikacja w tuneluPojazdy i pasażerowie transportowani są przez pociągi wahadłowepomiędzy terminalami w Calais i Folkestone, a przejeżdżającepociągi osobowe i towarowe poszczególnych przedsiębiorstwkolejowych korzystają z tych samych torów. Przy pełnymwykorzystaniu może jednocześnie przejeżdżać przez kanał 12pociągów. 47

Page 48: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja tunelu

Eurotunel przewietrzany jest systemem mieszanymwzdłużnym charakteryzującym się tym, że powietrzedopływa tunelem (1 rurą ) konserwacyjnym i odprowadzanejest w tunelach ( 2 rurach) kolejowych w stronę portalifrancuskiego i angielskiego. Kolejowe tunele połączone są194 tunelami wyrównawczymi, zlokalizowanymi w odstępachco 250 m, które służą wyrównywaniu ciśnienia powietrza wtunelach i są wyposażone w tamy regulacyjne. Tunelekolejowe są połączone 135 tunelami ucieczkowymi ztunelem remontowym, zlokalizowanymi w odstępach co 375m, które służą do ewakuacji ludzi i dojścia służbratowniczych. Wszystkie tunele są zamknięte tamaminatomiast 38 z nich jest otwartych w celu doprowadzeniapowietrza z tunelu remontowego do tuneli kolejowych.Strumienie powietrza o wydatku 160 m3/s są wtłaczane zapomocą 2 stacji wentylatorów zabudowanych w rejoniekażdego portalu.

48

Page 49: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

49

Page 50: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

TUNEL MONT BLANC

Tunel Mont Blanc został zbudowany w latach 1956 – 1964jako tunel dwukierunkowy z jednym pasem jezdni w każdąstronę. Przez tunel prowadzi najkrótsza droga z Paryża doRzymu łącząc Chmonix (Francja) i Courmayeur Włochy.Z tego względu obsługuje on około 50 % transportukołowego między Francją i Włochami. Wielkość ruchu: 5000sam/dzień (208 sam/h)w tym 50% ciężarowych.

Główne cechy geometryczne tunelu Mont Blanc:

50

Page 51: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

TUNEL MONT BLANC

51

Page 52: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

WENTYLACJA TUNELU MONT BLANC

Tunel Mont Blanc jest pojedynczym tunelem z dwomapasami ruchu i stosunkowo małym przekrojempoprzecznym (46 m2). Mały przekrój poprzeczny jestwynikiem trudności przy projektowaniu tunelu zuwzględnieniem nadkładu (powodującego dużeciśnienie górotworu).Świeże powietrze wentylacyjne musi zostać, więcdotłoczone poprzez dwa portale tunelu, liczącego11600m długości. W przypadku pożaru dymypożarowe usuwane mogą być tylkoprzez dwa portale tunelu do atmosfery. Kanałydoprowadzające świeże powietrze do tunelu, jak ikanały odprowadzające spaliny, umieszczone są podpowierzchnią jezdni.

52

Page 53: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Schemat wentylacji tunelu Mont Blanc

53

Page 54: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

WENTYLACJA TUNELU MONT BLANC

Świeże powietrze jest wtłaczane do tunelu za pomocą 10odśrodkowych wentylatorów (dwa wentylatory jako zapasowe)umieszczonych przy obydwu portalach tunelu (po stroniefrancuskiej i włoskiej) Świeże powietrze jest rozprowadzanerównomiernie w tunelu przez kanały wentylacyjne (1450 m każdy).W przypadku pożaru dym jest zasysany z tunelu przez 6wentylatorów odśrodkowych (dwa pracują jako zapasowe)umieszczonych przy portalach tunelu, oraz 4 wentylatory osiowe(wzmacniające) zainstalowane wzdłuż tunelu.W tunelu zainstalowano system kanałów odprowadzających zużytepowietrze, oraz dymy spalinowe w przypadku zaistnienia pożaru.Kanały są rozmieszczone wzdłuż tunelu w odstępach 100m.Wentylacja jest uzupełniona o 76 wentylatorów zainstalowanychprzy stropie tunelu, których zadaniem jest kontrola prędkościwzdłużnej powietrza w tunelu. Moc zainstalowanego systemu jestrówna 18,5 MW, co jest wzrostem o 230% w stosunku do systemuzainstalowanego przed 24 marca 1999r.

54

Page 55: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Sposób przewietrzania tunelu Mont Blanc

55

Page 56: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

WENTYLACJA TUNELU MONT BLANC

Główne skutki oddziałujące na wzdłużnąszybkość w tunelu Mont Blanc to:- meteorologiczna różnica ciśnienia międzyportalami,- aero-termalne z powodu wyższejtemperatury wewnątrz tunelu.

Różnica ciśnienia między dwoma portalami.Ciśnienie powietrza jest wyższe po stroniefrancuskiej, a różnica ciśnienia przyszczególnych warunkach może sięgać nawet1000 Pa.

56

Page 57: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Schemat instalacji oddymiającej

57

Page 58: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Przekrój poprzeczny przez tunel , schronoraz kanały wentylacyjno-ucieczkowe

58

Page 59: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Przekrój poprzeczny przez tunel zzaznaczeniem kanałów wentylacyjnych

59

Page 60: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

WENTYLACJA TUNELU MONT BLANC

System wentylacyjny jest sterowany komputerowo, w związku zczym zaszła potrzeba dostarczenia danych, dzięki którym komputermógłby określić parametry wentylacyjne.Urządzenia zainstalowane w tunelu, służące zbieraniu danych dlasystemu kontroli wentylacji to:- anemometry mierzące wzdłużną prędkość powietrzarozmieszczone w 20 punktach tunelu (dane pochodzące zanemometrów są kluczowymi danymi dla systemu wentylacji,pozwalają na szybką i relatywnie dokładną kontrolę prędkościwzdłużnej podczas pożaru),- sensory zanieczyszczenia (widoczność, tlenek węgla i tlenekazotu),- przepływomierze dostarczające informacji o prędkości powietrzadotłaczanego, oraz wylotowego (rurki Pitotta zainstalowane nawlocie każdego kanału wentylacyjnego ze świeżym powietrzem,przy wlocie każdego kanału z powietrzem zużytym, oraz w miejscuinstalowania wentylatorów osiowych dla powietrza zużytego,- precyzyjne barometry dostarczające informacji o aktualnymciśnieniu przy portalach tunelu, do obliczeń wentylacyjnych. 60

Page 61: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

TUNEL – LEARSDAL

Tunel „Leardal” , wybudowany w latach 1995a 2000, jest obecnie najdłuższym tunelemdrogowym na świecie – 24 510 m. Jest tobardzo ważne połączenie pomiędzy obszaremBergen, a północną Norwegią, Oslo, orazposiada kluczowe znaczenie szczególnie wczasie zimy dla ruchu drogowego w Norwegii,gdyż większość dróg w tym czasie zostajezamknięta z powodu śniegu. Góry nadtunelem sięgają 1800 m, droga poprzez tewzniesienia jest czynna tylko przez pięćmiesięcy w roku, w czasie letnim.

61

Page 62: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

62

Page 63: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Wentylacja i oczyszczanie powietrza wtuneluTunel Learsdal przewietrzany jest systemem wzdłużnym, powietrzejest doprowadzane z obu portali do tunelu wentylacyjnego i dalejotworem pod wpływem działania ssących wentylatorów napowierzchnię góry w Tynjadalen. Główna stacja wentylatorów składasię z 2 pracujących wentylatorów typu Howden wytwarzającychwydatek strumienia powietrza wynoszący 480 m3/sec i spiętrzenie1300 Pa.Dodatkowo zostały zainstalowane 32 wentylatory swobodne w 5grupach pomiędzy portalem w Aurland a tunelem wentylacyjnym.Jakość powietrza jest stymulowana poprzez dwa rozwiązania:1. System wentylacyjny2. System oczyszczający

Tunel Laersdal jest pierwszym na świecie tunelem, wykorzystującymspecjalne kawerny (100m długości) do oczyszczania powietrza ztlenków azotu, oraz pyłu (rys.10.2.1). Za pomocą dwóch wentylatorówpowietrze jest zaciągane przez filtr elektrostatyczny, na którym osadzasię kurz. Następnie powietrze przepuszczane jest przez kolejny filtroczyszczający je z dwutlenku azotu. 63

Page 64: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

64

Page 65: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Stacja uzdatniania powietrza w tunelu

65

Page 66: Wentylacja wybranych obiektów podziemnychhome.agh.edu.pl/~nawstan/wykwop1/Wyklad_3.pdf · von Straßentunneln - RABT (niemieckie zalecenia projektowe) •National Fire Protection

Dziękuję za uwagę

66