تهویه مطبوع در تونل ها – اثر دودکشی – اثر پیستونی

آلودگی هوا، سرعت در جا­به­ جایی و…. از جمله مقوله ­های مهم در کیفیت زندگی شهری است. عوامل فراوانی بر کیفیت محیط شهری تاثیرگذار بوده که از جمله این عوامل می­توان به استفاده از ناوگان حمل و نقل زیر­زمینی در سفرهای درون شهری اشاره کرد. این ناوگان با توجه به سرعت بالا در حمل نقل، همواره با اقبال عمومی مواجه شده؛ از این رو افزایش رضایت مسافرین همواره مورد اهمیت این ناوگان بوده ­است. به همین علت پیرامون مباحث تهویه در تونل ها و اثرات دودکشی و پیستونی مطالعات جامعی انجام شده است.

تهویه در تونل ها

مکانیزم تهویه در تونل­ ها و ایستگاها، با توجه به قرارگرقتن ایستگاه در زیر زمین و نیاز به هوای مطلوب، نقش پر رنگی را در جلب رضایت مسافرین ایفا می­کند. سیستم­های تهویه مورد استفاده در مترو شامل تهویه مکانیکی و تهویه طبیعی بوده که طراحی مناسب تهویه مکانیکی با در نظر گرفتن تهویه طبیعی علاوه بر تهویه مناسب­ تر، منجر به کاهش مصرف انرژی در این ناوگان می­ شود. یکی از عوامل کاهش کیفیت هوای داخل مترو جریان­ های حاصل از حرکت قطار است که در ادامه به شرح آن پرداخته شده ­است.

هوای گرم تولیده شده حین حرکت قطار می­بایست با کمترین میزان برخورد با هوای تهویه شده توسط سیستم­های مکانیکی به بیرون محوطه مترو هدایت شود. در نتیجه وجود هرگونه اختلال در این امر باعث انتقال این گرما به محوطه مترو شده که به سبب آن باعث ورود هوای گرم و افزایش فشار بر روی سیستم­های تهویه مکانیکی در سالن بلیط­ فروشی می ­شود.

یکی دیگر از علت­ های افزایش فشار بر روی تهویه مکانیکی ناوگان حمل و نقل زیر زمینی، وجود جریان­های خارجی در خروجی­ های به سمت سطح زمین می ­باشد. این جریان­ها در فصول مختلف باعث خروج هوای تهویه شده داخل مترو به سمت سطح زمین شده و منجر به اثرات نامطلوب دمایی به خصوص در فصل زمستان می­گردد.اثر دودکشی و پیستونی، دو عامل مهم در ایجاد این جریان­ها محسوب می­­ شود.

اثر پیستونی در تهویه هوا تونل ها

تهویه طبیعی تونل ها

تهویه طبیعی تونل های مترو توسط دو عامل، اثر پیستونی  و اثر دودکشی انجام می­ گیرد. در این نوع تهویه هیچ­گونه وسیله مکانیکی دخالت نداشته­ و تهویه تونل ها­ به طور طبیعی شکل می­ گیرد. اثر پیستونی به واسطه حرکت قطار باعث شکل­ گیری نواحی کم فشار و پر فشار به ترتیب در عقب و جلو قطار شده که به سبب این اختلاف فشار در طول قطار، جریان هوا در تونل شکل می­ گیرد.

حتما بخوانید #
آموزش تک پلات - رسم نمودار در تک پلات - دانلود نرم فزار تک پلات 360

در کنار این عامل اختلاف فشار موجود بین تونل و ورودی های مترو و همچنین اختلاف دمای این دو سطح باعث شکل ­گیری جریان طبیعی هوا شده که در کنار اثر پیستونی به تهویه طبیعی تونل ها کمک می­ کند. لازم به ذکر است که تهویه طبیعی در شرایط بحرانی به جز تونل ­های کوتاه مناسب نبوده و در کنار این نوع تهویه بایستی از تهویه مکانیکی استفاده شود.

تهویه اجباری تونل ها

با افرایش استفاده از مترو و همچنین افزایش هدوی ایستگاه نیاز شدیدی یه تهویه هوای داخل مترو احساس شد؛ به علت ناتوانی تهویه طبیعی برای تصفیه هوا، درکنار آن از سیستم­های تهویه مکانیکی استفاده می ­شود. این سیستم­ها به دو دسته زیر تقسیم ­بندی می­ شود:

  • 1-    سیستم تهویه مکانیکی جریان عرضی
  • 2-    سیستم تهویه مکانیکی جریان طولی

اثر دودکشی در تهویه تونل ها

اختلاف دمای بین هوای داخل تونل و هوای سطح زمین باعث حرکت سیال شده که به این پدیده، اثر دودکشی می­ گویند. با افرایش اختلاف دما بین سطح زمین و تونل­های مترو اثر این عامل ملموس ­تر بوده و سرعت این جریان­ ها افزایش پیدا می­ کند.  ارتفاع، سطح مقطع شفت تهویه و…در میزان اثرگذاری این عامل موثر بوده است.

اثر پیستونی در تهویه هوای تونل های مترو :

هنگامی ­که یک قطار در فضای آزاد در حال حرکت است هوای اطراف آن به سمت کنار و بالای قطار هدایت می­ شود. اما زمانی که قطار در داخل تونل حرکت می ­کند، دیواهای تونل به مانند یک قید برای هوا اطراف عمل کرده و سیال داخل تونل در اثر حرکت قطار به سمت جلوی آن جریان پیدا می­کند؛ در ادامه در قسمت انتهای قطار جبهه کم­ فشاری تولید شده که باعث مکیده شدن هوا از خروجی­ های واقع در پشت قطار به سمت عقبه قطار می­ شود.

  1. 1- نیروی پیشرانه
  2. 2- نیروی برشی
  3. 3- نیروی مکشی

اثرات پدیده پیستونی

کنترل اثر پدیده پیستونی به منظور افزایش رضایت مسافرین، مستلزم محاسبه اثر سرعت جریان پیستونی بر روی سیستم تهویه، شرایط دمایی ایستگاه و همچنین محاسبه تاثیرات آن بر روی آسایش مسافرین بوده است؛ به علاوه آن کنترل پدیده پیستونی به منظور افزایش کیفیت هوای داخل ایستگاه بسیار حائز اهمیت ­است.

اثر پیستونی - اثر دودکشی

مطالعات صورت گرفته بر روی اثر پیستونی اغلب به خاطر نقش مهم آن بر روی تهویه طبیعی است. با حرکت قطار هوای­ گرم تولید شده توسط آن، تحت اثر پیستونی به سمت بیرون هدایت شده و در ادامه هوای تازه از خروجی­ ها به سمت داخل کشیده می ­شود­. با ورود هوای تازه به سمت ایستگاه، کیفیت هوای داخل افزایش پیدا می­ کند. در برخی از تونل­ ها  با استفاده از اثر پیستونی می­توان هوای داخل آن را بدون نیاز به تهویه مکانیکی تعویض کرد.

حتما بخوانید #
انجام پروژه فلوئنت - چگونگی انجام پروژه انسیس فلوئنت - انجام پروژه CFD
شکل جهت جریان در تونل

با در نظر گرفتن ورود و خروج قطارها به صورت متوالی، تحت اثر پیستونی تهویه ایستگاه به صورت طبیعی صورت می­ گیرد. کنترل و استفاده موثر از این پدیده می­تواند منجر­ به کاهش سطح مقطع شفت­های تهویه، امکانات سخت افزاری سیستم تهویه و انرژی مورد استفاده برای تهویه مکانیکی داخل مترو شود. در ادامه به بررسی اثرات این پدیده بر روی شرایط دمایی ایستگاه و آسایش مسافرین پرداخته شده ­است.

اثرات پیستونی بر شرایط دمایی ایستگاه

روش های مبتنی بر آنالیز، شبیه­ سازی عددی و مدل­ های تجربی عموما برای مطالعه برروی سرعت جریان­های پیستونی استفاده شده که اغلب به منظور بررسی اثرات این پدیده برروی شرایط دمایی و تهویه مترو صورت می­گیرد. اگرچه بیشتر این مطالعات برروی تونل­ های تک خط و حرکت یک قطار در مدت زمانی کوتاه تمرکز کرده ­اند ولی مطالعاتی نیز بر روی تاثیرات سرعت­ حرکت قطار، تونل­های دو خط، راستاهای حرکت متفاوت، شرایط مرزی، انواع سیستم­های تهویه، شرایط­ دمایی مختلف نیز صورت گرفته ­است.

اثر دودکشی در تهویه تونل

سیستم­ تهویه مترو تهران

نوع سیستم تهویه مترو تهران، سیستم تهویه طولی دمنده-مکنده با دو شفت میان تونلی است که در این سیستم برای هر ایستگاه تعداد پنج عدد هواکش در نظر گرفته شده است.

هرایستگاه دارای سه نوع هوا­ساز است. هوا­ساز VE5 وظیفه تصفیه هوا و نم­زنی را برعهده دارد، خروجی این هواساز مستقیما به سکوهای ایستگاه هدایت می­شود. هواسازهای VE3 و VE4 هوا را پس از نم­زنی بدون تصفیه، به ابتدا و انتهای سکوها هدایت می­کنند.

بین هر دو ایستگاه مترو نیز یک کانال مشترک خروجی مربوط به دو نوع هواکشVE1و VE2 وجود دارد. وظیفه هواکش بین ایستگاه تخلیه هوای مصرف شده ایستگاه و نیم تونل منتهی بر هریک از هواکش است. کانال خروجی هواکش­ های بین ایستگاهی به هم متصل و در روی سطح زمین به اتاقک تخلیه ختم می­شود.

در سه یا چهار طرف اتاقک تخلیه و در ارتفاع حدود ٢ متر، دریچه­ های خروج هوا تعبیه شده اند. در مترو تهران، کلیه تاسیسات مکانیکی و برقی توسط سیستم BAS نطارت و کنترل می­شود. وظیفه سیستم BAS تهویه،کنترل روشنایی، پله­های برقی، آسانسورها وحوضچه­های تخلیه فاضلاب درایستگاههای مترو است. تمام ایستگاه­ها و هواکش­ها دارای حسگرهای دما بوده این حسگرها دما را دریافت و آن را به یک جریان الکتریکی تبدیل می­کند. در دو سکوی هر ایستگاه چهار حسگر دما و یک حسگر رطوبت نصب شده است.

سیستم تهویه مترو تهران

تهویه مطبوع در تونل ها – اثر دودکشی – اثر پیستونی
5 (100%) 2 vote[s]

admin

دیدگاه کاربران ...

تعداد دیدگاه : 0

    لطفا قبل از ارسال سئوال یا دیدگاه سئوالات متداول را بخونید.
    جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
    دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
    دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.

    دیدگاه خود را بیان کنید