Zadaniem wentylacji jest przede wszystkim dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza podczas normalnej pracy tunelu i minimalizowanie rozprzestrzeniania się szkodliwych substancji, powstających np. podczas pożaru, w samym tunelu oraz na drogach ewakuacyjnych. Konieczne jest też zapobieganie nadmiernej koncentracji substancji szkodliwych, szczególnie w otoczeniu wyrzutni wentylacyjnych.
Wentylacja eksploatacyjna
Wentylacja tunelu przy normalnym ruchu w nim się odbywającym musi dostarczyć odpowiednią ilość świeżego powietrza. Oblicza się ją, określając ilość możliwych zanieczyszczeń i ich dopuszczalne stężenie zarówno przy normalnym ruchu, jak i podczas jego zatrzymania (np. w korku drogowym).
Wentylacja pożarowa
W razie wystąpienia w tunelu jakiegoś niekorzystnego zdarzenia, takiego jak pożar samochodów lub wydostawanie się substancji szkodliwych, zadaniem wentylacji jest:
- umożliwienie ewakuacji użytkowników przy minimalnym zadymieniu dróg ewakuacyjnych,
- niedopuszczenie do zadymienia dróg dostępu do miejsca wydarzenia dla zespołów ratunkowych,
- oddymienie tunelu po pożarze,
- w przypadku wystąpienia lotnych substancji toksycznych zapewnienie ich usunięcia poza strefę użytkową.
Wentylacja pożarowa obejmuje także przypadki pojawienia się w tunelu gazów niebezpiecznych, zagrażających zdrowiu ludzi lub grożących wybuchem. W czasie pożaru powstają najczęściej gazy lżejsze od powietrza, co nie oznacza, że w tunelu nie mogą pojawić się również inne, cięższe od powietrza, gazy niebezpieczne. Należy o tym pamiętać, gdyż w zależności od przyjętego w projekcie założenia konieczne będzie odpowiednie zaprojektowanie ruchu powietrza w razie zagrożenia.
Wentylacja zapobiegająca zatruciu środowiska
Wentylacja taka ma zapobiec nadmiernej koncentracji substancji szkodliwych przy wylotach z tuneli. Jest to bardzo ważny element systemu wentylacji, gdyż kierowanie wszystkich wywiewanych z tunelu zanieczyszczeń w jedno miejsce mogłoby spowodować przekroczenie dopuszczalnych stężeń w pobliżu wylotu z tunelu lub wylotu samej wentylacji.
Systemy wentylacyjne
Główny podział instalacji wentylacyjnych obejmuje:
- wentylację naturalną,
- wentylację mechaniczną bez wyciągów podczas wystąpienia zdarzenia,
- wentylację mechaniczną z wyciągiem podczas wystąpienia zdarzenia.
Z kolei wentylację naturalną można podzielić na pracującą w normalnych warunkach oraz w sytuacji wystąpienia zdarzenia.
Wentylacja naturalna w warunkach normalnych
Ciśnienie wytwarzane przez ruch pojazdów
Każdy poruszający się w tunelu pojazd wytwarza przed sobą nadciśnienie, a za sobą podciśnienie. Powoduje to dużą turbulencję powietrza w tunelu i jednoczesne przesuwanie się określonej masy powietrza do przodu. Przy niezbyt długich tunelach sam ruch pojazdów będzie wymuszał wymianę powietrza.
Ciśnienie wytwarzane przez różnicę temperatur
Pojazdy poruszające się w tunelu powodują podgrzanie powietrza w nim się znajdującego. Temperatura powietrza w tunelu będzie wyższa niż na zewnątrz, będzie więc ono miało tendencję do unoszenia się. Gdy umożliwimy powietrzu, poprzez wykonanie odpowiednich otworów, wydostawanie się na zewnątrz, uzyskamy wentylację tunelu niewymagającą zastosowania urządzeń mechanicznych.
Meteorologiczna różnica ciśnień między wjazdem i wyjazdem
Wymiana powietrza następuje tylko przez wjazd do tunelu i wyjazd z niego. W tym przypadku ruch powietrza wywoływany jest przez wiatr przesuwający powietrze przez jeden z wjazdów do tunelu. Siłą motoryczną ruchu powietrza może być także różnica ciśnienia barometrycznego po obu stronach tunelu.
Wentylacja naturalna podczas zdarzenia
Podczas zdarzenia, które ma miejsce w tunelu, takiego jak np. pożar pojazdu, wentylacja musi usunąć wydobywające się gazy przez jeden lub oba wjazdy. W tunelu, którego wloty znajdują się na różnej wysokości, powinno to nastąpić przez wlot położony wyżej.
