Modelowanie systemów wentylacji tuneli drogowych

Tunele drogowe stają się nieodłącznym elementem krajowej sieci dróg. W centrach miast ich rola polega na przynajmniej częściowym odciążeniu sieci dróg na powierzchni, umożliwieniu tranzytu przez miasto i ułatwieniu zagospodarowania przestrzeni miejskiej. Jako przykład można wskazać tunele Drogowej Trasy Średnicowej w Katowicach i w Gliwicach. Zbudowano też tunele, których zadaniem jest poprawa przeprawy przez rzekę, jak na przykład tunel pod Martwą Wisłą w Gdańsku.

Warto przeczytać: Wentylacja pożarowa 2018 - pobierz bezpłatny e-book >>>

Drugą grupę stanowią tunele pozamiejskie, budowane najczęściej w celu szybkiego pokonania naturalnych przeszkód. Przykładem może być tunel w Lalikach czy tunele na trasie budowanej aktualnie drogi nr 7, popularnie zwanej „zakopianką”.

Budowa tunelu to ogromne przedsięwzięcie inżynieryjne. W pierwszym etapie prace terenowe koncentrują się na wyżłobieniu kanału oraz odpowiednim zbudowaniu ścian i stropu. Kolejny etap stanowi wyposażenie tunelu we wszystkie systemy, dzięki którym jego użytkowanie będzie wygodne i bezpieczne.

Poza oznakowaniem i oświetleniem na pierwszy plan wysuwa się system wentylacji. Jego rola wiąże się z zapewnieniem właściwych warunków bytowych. Oznacza to, że przejrzystość powietrza w tunelu jest odpowiednia i nie stanowi zagrożenia dla ruchu pojazdów. Równocześnie jakość powietrza umożliwia pozostawienie otwartych okien czy wlotów powietrza w samochodzie w czasie przejazdu przez tunel lub dłuższy pobyt ludzi podczas pracy ekip remontowych wewnątrz tunelu.

Istniejący w tunelu system wentylacji bytowej powinien też przełączyć się w tryb wentylacji pożarowej w momencie wybuchu pożaru. Szczegóły działania wentylacji pożarowej zależą od rodzaju systemu, jaki został zastosowany. Zasadniczo polega ono na odprowadzeniu gorących dymów spod stropu tunelu jak najkrótszą drogą przez otwory wywiewne na zewnątrz lub do najbliższego portalu. Działanie wentylacji pożarowej powinno ułatwić ludziom ewakuację z tunelu, a ekipom ratowniczym szybkie zlokalizowanie i dotarcie na miejsce rozwoju pożaru.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (DzU nr 63, poz. 735/2002, z późn. zm.).
2. Mizieliński B., Kubicki G., Wentylacja pożarowa. Oddymianie, Wydawnictwo WNT, Warszawa 2012.
3. Nawrat S., Napieraj S., Wentylacja i bezpieczeństwo w tunelach komunikacyjnych, Wydawnictwo AGH, Kraków 2005.
4. NFPA 502 Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways, 2011 Edition.
5. Król A., Król M., Impact of the factors determining the natural stack effect on the safety conditions in a road tunnel, Recent advances in traffic engineering for transport networks and systems, „Lecture Notes in Networks and Systems” 21, 2367–3370, p. 85–95, 2018.
6. Klote J.H., Milke J.A., Turnbull P.G., Kashef A., & Ferreira M.J., Handbook of smoke control engineering, Atlanta, GA: ASHRAE, 2012.
7. Musto M., Rotondo G., Numerical comparison of performance between traditional and alternative jet fans in tiled tunnel in emergency ventilation,„Tunnelling and Underground Space Technology” 42, p. 52–58, 2014.
8. Directive 2004/54/EC of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on minimum safety requirements for tunnels in the trans-European road network (7.06.2004).
9. Ansys Inc, Ansys Fluent Tutorial Guide, 2013.
10. McGrattan K., Fire Dynamics Simulator Users Guide, NIST Publ. 1019, 2010.
11. Król A., Król M., Transient analyses and energy balance of air flow in road tunnels, „Energies” Vol. 11, Is. 7, Art. No. 1759, p. 1–15, 2018.
12. Król A., Król M., Study on numerical modeling of jet fans, „Tunnelling and Underground Space Technology” 73, p. 222–235, 2018.

[powietrze, wentylacja pożarowa, wentylacja tuneli]