Продольная система вентиляции автодорожных тоннелей.

Коноплев С.М., Угорова С.В.

Вентиляции автодорожных тоннелей — система мероприятий, направленная на поддержание нормальных атмосферных условий в тоннелях при их эксплуатации.

Каждый крупный и активно эксплуатируемый тоннель обслуживается системами вентиляции.

Значение вентиляционной системы для предотвращения чрезвычайных ситуаций трудно переоценить. Потоки воздуха в тоннеле могут, с одной стороны, усилить испарение разлившейся воспламеняющейся жидкости и оказать влияние на направление распространения токсичных или горючих газов, а с другой – помогает уменьшить концентрацию загрязняющих веществ. Вследствие этого большое внимание уделяется вопросам вентиляции автодорожных тоннелей.

Применение систем вентиляции в автодорожных тоннелях вызвана необходи­мостью снижения до допустимой концентрации вредных газов, запыленности воздуха и устранения задымленности, а также создания нормального температурного режима.

По нормативам, автодорожные тоннели длиной до 150 м мо­гут проветриваться естественным путем, тоннели длиной 150- 400 м должны иметь естественное проветривание при обос­новании его расчетами и если необходимо устанавливать оборудование для искусственной вентиляцией, а тоннели длиной более 400 м непременно должны иметь принудительную вентиляцию.

Искусственная вентиляция автодорожных тоннелей произ­водится путем подачи свежего воздуха, удаления загрязненного или совместной подачи свежего и вытяжки отработанного воздуха.

При этом применяют продольную, поперечную или комби­нированную системы вентиляции, которые отличаются друг от друга направлением движения воздуха, характером воздухообмена, на­личием или отсутствием специальных приточных и вытяжных каналов.

При продольной системе (рис.1) воздух подается и удаляется по всему сечению тоннеля вентиляторами, установленными у порта­лов.

По нормативной литературе скорость движения воздуха в автодорожных тоннелях не должна быть выше 6 м/с. Продольная система вентиляции наиболее эффективна в автодорожных тоннелях с односторонним движением транспорта длиной не превышающую 1 км.

Рис.1. Автодорожный тоннель с продольной распределенной системой вентиляции.

Скорость движения воздуха в продольных каналах не должна превышать 20 м/с. Длину продольных каналов берут не более 600 – 800 м из условия обеспечения равномерного подачи воз­духа по тоннелю. Каждый участок проветривания обслуживается отдельной вентиляционной установкой.

Из приточного продольного канала воздух поступает со скоростью не более 3...5 м/с по поперечным каналам высотой  и шириной , расположенным че­рез  м, и удаляется через отверстия в вентиляционной пере­городке шириной  и длиной .

Размещение каналов для притока и вытяжки воздуха зависит, прежде всего, от формы поперечного сечения тоннеля. Так, в тоннелях кругового поперечного сечения приточный канал размещают под проезжей частью, а вытяжной канал - над ней.

При сводчатом очертании тоннеля приточный и вытяжной каналы располагают, как правило над проезжей частью, причем подача воздуха возможна двусторонняя, односторонняя.

В автодорожных тоннелях прямоугольного поперечного сечения каналы лучше всего размещать сбоку от проезжей части, ря­дом с боковыми стенами, а в двухпролетных тоннелях один из каналов может располагаться между проезжими частями.

1.                Давление воздуха

По нормативной литературе, автодорожные тоннели имеющие протяженность менее 150 м вентиляция осуществляется только естественным провет­риванием. В тоннелях длиной от 150 до 400 м искусственная вен­тиляция может не устанавливаться, если имеется естественная воздушная тяга, которая обеспечивает нормальный температурный режим в тоннеле и предельно допустимую концентрацию вредных газов. Допустимость естественного проветривания должна быть обос­нована расчетом.

Тоннели длиной превышающие 400 м должны проветриваться при по­мощи специально устроенных и рассчитанных вентиляционных установок.

Расчет искусственной вентиляции при продольной системе

При расчете искусственной вентиляции определяют давле­ние подаваемого в тоннель воздуха, необходимое для преодоле­ния сопротивлений, возникающих в тоннеле.

При продольной системе вентиляции возникают сопротив­ления за счет сил трения воздуха по длине тоннеля, а также мест­ные сопротивления при входе и выходе воздуха из тоннеля и при поворотах, если трасса тоннеля располагается на кривой. В ряде случаев учитывают сопротивление, вызванное естественной тя­гой воздуха, направленной навстречу воздушному потоку, созда­ваемому вентиляторами.

2.     Выбор вентиляционного оборудования

Определим расчетные значения расхода и давления воздуха  и , где  расход воздуха, м3/с, требуемый по условию снижения концентрации СО до предельно допустимой, расход воздуха, м3/с, требуемый по условию удаления из тоннеля избыточного тепла и установления нормального температурного режима, сопротивление трения, потери давления в местных сопротивлениях.  Расчетные значения принимают с учетом возможных потерь порядка 5…10 %:

 

                            

Определив расчетный расход воздуха  и требуемое давле­ние , выбирают необходимое вентиляционное оборудование.

Для проветривания тоннелей применяют центробежные и осевые вентиляторы главного проветривания, а также струйные высокоскоростные вентиляторы местного проветривания.

Если один вентилятор не удовлетворяет расчетным значениям  и , выбирают несколько вентиляторов, объединяя их по параллельной или последовательной схеме.

Тоннельные вентиляторы должны удовлетворять следую­щим требованиям:

-        иметь производительность 180-250 тыс. м3/ч и минимальные размеры;

-       диапазоном допустимого изменения производительности (в пределах 70...250 тыс. м /ч);

-   иметь наибольший КПД при оптимальном режиме работы;

-   обладать возможностью реверсирования движения воздуха;

-          при реверсировании производительность вентилятора должна составлять не менее 80 % его производительности в пря­мом режиме;

-     иметь надежную, простую в обслуживании, маловибраци­онную, малошумную конструкцию.

В большей степени этим требованиям удовлетворяют осе­вые вентиляторы. Центробежные вентиляторы являются более производительными и менее шумными, но уступают осевым по другим показателям и не реверсируются.[1]

Таким образом, можно сделать вывод, что при продольной схеме системы вентиляции могут использоваться как центробежные, так и осевые вентиляторы главного проветривания, которые должны быть установлены у порталов в специальных помещениях, что позволит нам поддерживать нормальные атмосферные условия в автодорожных тоннелях при их эксплуатации.

 

Список использованной литературы:

1.                 «Вентиляция транспортных тоннелей» - Методические указания по курсовому и дипломному проектированию, изд.:СибАДИ, Омск, 2009 г.

2.                 http://bib.convdocs.org/v34288/ «Фугенфиров А.А. Проектирование  вентиляции транспортных тоннелей»

3.                 http://dis.konflib.ru/metodichki-stroitelstvo/725437-1

4.                 http://mybiblioteka.su/tom2/5-26309.html «Вентиляция»

5.                 http://www.studmed.ru/docs/document20965/content «Системы вентиляции тоннелей, освещение, водоотвод»