en

تهویه فضاهای زیرزمینی

 

تهویه ی فضاهای زیرزمینی

یکی از مهمترین مسائل در خصوص پروژه های زیرزمینی چه در نوع شهری و چه در مدل های غیر شهری، مسئله ی تهویه ی مناسب و بهره برداری درست آن است؛ چرا که چگونگی انجام تهویه بر سلامت افراد حاضر در تونل تاثیر بسزایی داشته و هم بر کارایی ماشین آلات تاثیر مستقیم دارد. بنابراین توجه به این امر از ضروریات پروژه های زیرزمینی به شمار میرود.

اگر بخواهیم تهویه را در چند جمله خلاصه کنیم باید بگوییم هدف از تهویه در فضاهای زیرزمینی تامین هوای مورد نیاز در زمان محدود است.

به طور کلی هدف از ایجاد تهویه در فضاهای زیر زمینی چند دلیل بیشتر ندارد که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت:

 

کیفیت هوا

عیار گازهای مختلف در هوای آزاد به یک شکل بوده و در فضاهای زیر زمینی شکل دیگری دارد و میزان گازهای مختلف دارای درصد حجمی و درصد وزنی متفاوت تری میشوند بنابراین با توجه به متفاوت بودن این نسبت ها در هوای موجود در فضاهای زیرزمینی و هوای آزاد، انجام تهویه به منظور تامین حداقل میزان هوای مطبوع، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.

به منظور حفظ راندمان کاری افراد و ماشین آلات، آیین نامه ای برای میزان گازهای مختلف وضع شده است. در گذشته برای تعیین کیفیت هوا، نمونه هایی از نقاط مختلف تونل تهیه میشد و در آزمایشگاه مورد بررسی قرار میگرفت؛ اما این نمونه عموما دستخوش تغییرات کیفی و کمی میشدند و نتیجه خیلی قابل استناد و اطمینان نبود.

حتی در برخی موارد از وسایل ساده و ابتدایی برای اندازه گیری مقدار هر گاز استفاده میشد؛ به این ترتیب که کپسول شیشه ای خاص هر گاز را میشکستند و سرشکسته ی شیشه را وارد یک تلمبه ی دستی میکردند. نفوذ هوا به داخل کپسول و سپس فیلتر آن سبب تغییر رنگ آن میشد و از روی شاخص های مدرج روی شیشه میشد عیار گاز را تعیین کرد.

این روش بسیار ساده و کم هزینه بوده و با استفاده از آن طیف گسترده ای از انواع گازهای مختلف موجود در فضاهای زیرزمینی مورد بررسی و ازمایش قرار میگرفت. اما از معایب آن باید به دقت اندازه گیری پایین و نیاز به وجود کپسول های متعدد اشاره کرد.

 امروزه اما رویکردهای اندازه گیری میزان گازها به سمت سنسورها و گیج های الکترونیکی در حرکت است، چرا که با استفاده از تنها یک ابزار و بدون صرف زمان زیاد، به راحتی میتوان به میزان اطلاعات بالایی به صورت همزمان دسترسی پیدا کرد.

از جمله ی این ابزار میتوان به گازسنج های دیجیتال اشاره کرد که دما، فشار و رطوبت فضا را نیز در کنار میزان عیار هر گاز اندازه میگیرند. به همین دلیل یکی از توصیه های بسیار کارآمد برای هر یک از کارگاه های زیرزمینی شهری و مترو این است که یک گازسنج دیجیتال داشته باشند تا بتوان به صورت روزانه تغییرات کیفیت هوا را در نقاط حساس و فضاهای بحرانی از نظر تهویه کنترل نمود؛ مناطقی از جمله سینه کارها، سه راهی های تونل، تونل ها و شفت های دسترسی و چاه های تهویه که باید توجه مخصوص به این نقاط نمود و حتما میزان تهویه را بررسی کرد.

برخی از گازها دارای ویژگی های خاص شناسایی هستند، یعنی اگر غلظت آنها از حدی بیشتر باشد توسط حواس پنج گانه قابل شناسایی هستند، از این رو توصیه ی دیگری که باید کرد این است که در صورت وجود واحدهای آموزشی و ایمنی خواص این نوع گازها به تمام پرسنل، پیش از آغاز کار آموزش داده شود.

 

تعدیل و رقیق نمودن غلظت گرد و غبار هوا در عملیات تهویه

در عملیات تهویه باید میزان غلظت گرد و غبار هوا تعدیل شود برای این منظور باید در ابتدا گرد و غبار هوای بیرون و داخل تونل اندازه گیری شود. برای اندازه گیری گرد و غبار دستگاه ها و روش های شناخته شده ای وجود دارد از جمله ی این روش ها میتوان به روش شمارش ذرات که توسط دستگاه های خاص انجام میگیرد، اشاره کرد.

 خروجی این ابزارها توسط آشکارسازهای نوری و تحلیل میکروسکوپیک مجهز شده یا نرم افزارهای برداشت آماری و عددی که عیار گرد و غبار را تعیین میکنند.

یکی دیگر از روش های مورد استفاده برای اندازه گیری، دستگاه هایی است که بر مبنای رسوب ذرات ساخته شده اند؛ مانند دستگاه ام آر ای و سیلیکون های دستی.

به طور خلاصه بهترین روش اندازه گیری میزان گرد و غبار موجود در هوا استفاده از ابزارهای دیجیتالی است که بر مبنای یکی از روش های بالا ساخته شده باشند، که امروزه در بسیاری از پروژه های زیرزمینی مورد استفاده قرار میگیرند.

 

محاسبه ی مقدار هوای لازم در تهویه تونل

شدت هوای لازم برای تهویه تونل بر اساس موارد زیر به طور جداگانه محاسبه میشود:

*حداکثر تعداد نفرات

*میزان هوای لازم برای برطرف کردن آلودگی های حاصل از ماشین آلاتی که در تونل کار میکنند.

*هوای لازم برای رقیق نمودن سینه کار

*هوای لازم برای برطرف کردن گرد و غبار

*هوای لازم بر اساس حداقل سرعت هوا

*هوای لازم برای رقیق کردن گازهای متصاعد شده از زمین و گازهای حاصل از آتشکاری اگر وجود داشته باشند.

پس از محاسبه ی شدت جریان از نظرهای مختلف بزرگترین میزان برای تهویه ی تونل انتخاب میشود.

در ادامه نحوه ی بررسی هر یک را بیان میداریم:

 

محاسبه ی شدت جریان هوا بر اساس حداکثر تعداد نفرات

شدت جریان هوا بسته به هر یک از افرادی که در تونل کار میکنند در کشورهای مختلف متفاوت است. اما به طور کلی بر اساس این شرایط برای هر نفر حدود 30 لیتر هوا در دقیقه نیاز است اما برای رعایت مسائل ایمنی میزان آن را کمی بیشتر در هر متر مربع در نظر میگیرند. مثلا در استانداردهای روسیه برای هر نفر در هر دقیقه، 6 متر مکعب هوای تازه در نظر گرفته اند. بنابراین محاسبه ی میزان جریان لازم به ازای هر نفری که در تونل کار میکند، بسته به حداکثر مزان نفراتی است که در حال کار هستند.

 

محاسبه ی شدت جریان هوا بر اساس ماشین آلاتی که در تونل کار میکنند

عمده ماشین آلات فعال در تونل های شهری و مترو عبارتند از ماشین های بارگیری، باربری و حفار.

طبق استانداردهای روز امریکا، به ازای هر اسب بخار توان موتور دیزل باید 1.2 تا 2.3 متر مکعب در دقیقه هوای تازه به جبهه ی کار برسد.

 معمولا میزان توان تجهیزات و ماشین آلات مختلف فعال در تونل از سوی سازندگان تجهیزات اعلام میشود و طبق همین استاندارد، شدت جریان هوای لازم برای کار موتورها به جریان هوایی که برای نفرات در نظر گرفته شده اضافه میشود.

 

هوای لازم برای رقیق نمودن سینه کار

به طور میانگین گازهای نامطلوب موجود در سینه ی کار در 21 متری جبهه ی کار محبوس میشوند؛ و در استانداردهای آمریکا رابطه ی زیربرای محاسبه ارائه میشود:

A سطح مقطع تونل بر حسب متر مربع

T زمان تهویه بر حسب دقیقه که معمولا 10 دقیقه در نظر گرفته میشود.

N تعداد دفعاتی که در فاصله ی زمانی T باید هوای جبهه ی کار تعویض شود که معمولا آن را 5 در نظر میگیرند.

نکته: اگر به طور معمول T را 10 در نظر بگیریم و N را 5، رابطه به شکلی ساده تر قابل محاسبه خواهد بود.

 

محاسبه ی شدت جریان هوا بر اساس میزان گرد و غبار تولید شده

مقدار هوای لازم جهت رقیق نمودن گرد و غبار موجود در هوا از فرمول زیر به دست می آید:

  • شدت تشکیل گرد و غبار
  • میزان گرد و غبار موجود در زمان برگشت هوا
  • میزان گرد و غبار موجود در هوای ورودی به محل مورد نظر

 

محاسبه ی شدت جریان هوا بر اساس حداقل سرعت هوا

برای برطرف ساختن گرد و غبارهای حاصله سرعت هوا در تهویه ی مکشی نباید از0.6 متر در ثانیه کمتر باشد و این میزان برای تهویه های دهشی از 0.2 متر بر ثانیه کمتر نخواهد بود.

به این ترتیب با تعیین حداقل سرعت میتوان حداقل شدت جریان هوای لازم را با توجه به مقطع تونل تعیین نمود.

لازم به ذکر است که حداقل سرعت هوا بر اساس استانداردهای ایالت متحده امریکا 0.25 متر در ثانیه است.