Критическая роль вентиляции в тоннельном строительстве 

Система вентиляции тоннеля (система‑вентиляции‑тоннеля) является ключевым элементом обеспечения качества воздуха и безопасности на подземных объектах. Независимо от того, идет ли речь о автомагистральных туннелях, линиях метро или горных выработках, эффективная и управляемая вентиляция обеспечивает безопасность персонала, надежность оборудования и соблюдение нормативов по воздуху.

Правильная вентиляция напрямую влияет на эффективность строительства, здоровье работников и соответствие стандартам безопасности.

1. Что такое система вентиляции тоннеля?

Система вентиляции тоннеля предназначена для контроля и управления движением воздуха в подземных помещениях, включая подачу свежего воздуха, удаление загрязнителей и поддержание оптимальной температуры и влажности. Она необходима как для разбавления загрязненного воздуха в обычных условиях, так и для управления дымом в аварийных ситуациях.

Для туннелей длиной более нескольких сотен метров естественная вентиляция недостаточна; чаще всего используются механические системы с вентиляторами, воздуховодами и интеллектуальными системами управления.

2. Основные функции системы вентиляции тоннеля

Эффективная система вентиляции должна выполнять несколько ключевых задач:

1. Контроль качества воздуха
   Поддержка достаточного уровня кислорода, удаление токсичных газов (CO, NO₂) и контроль концентрации пыли.

2. Регулирование температуры и тепла
   Система вентиляции удаляет тепло, выделяемое оборудованием, транспортом и персоналом.

3. Управление дымом и аварийное реагирование
   В случае пожара или аварии вентиляция удаляет дым, поддерживает пути эвакуации и помогает пожарным.

4. Контроль направления воздушного потока
   Правильная организация потока воздуха предотвращает застойные зоны и обеспечивает эффективную циркуляцию.

3. Типы систем вентиляции тоннелей

Системы вентиляции тоннелей классифицируются по направлению потока воздуха и расположению оборудования:

3.1 Продольная вентиляция

Воздух движется вдоль оси тоннеля с помощью вентиляторов или струйных устройств, создавая однонаправленный поток. Подходит для длинных прямых тоннелей.

3.2 Поперечная и полу-поперечная вентиляция

Подача и удаление воздуха осуществляется через отдельные каналы или вентиляционную сеть, что позволяет гибко контролировать поток на нескольких рабочих участках.

3.3 Гибкая вентиляция с использованием воздуховодов (Hose Ventilation)

Используется на этапе строительства, когда воздух подается или удаляется через гибкие воздуховоды непосредственно к рабочим зонам, снижая концентрацию пыли и токсичных газов.

4. Проектирование и оптимизация

CFD (численное моделирование потоков)

Численные CFD-модели являются ключевым инструментом проектирования систем вентиляции, позволяя прогнозировать распределение воздуха, температуры и загрязнителей, а также оптимизировать расположение вентиляторов и воздуховодов.

Интеллектуальное управление и датчики

Реальное время мониторинга качества воздуха и автоматическая регулировка потоков позволяют подстраивать вентиляцию под фактические условия, снижая энергозатраты и повышая безопасность.

5. Практика строительства и управления безопасностью

На этапе строительства вентиляция является критически важной для здоровья работников. Рекомендации включают:

• Подбор мощности вентиляторов с учетом сечения тоннеля, глубины и концентрации газов.

• Обеспечение достаточной близости воздуховодов к рабочим участкам для поддержания оптимального потока.

• Регулярная проверка вентиляторов и воздуховодов, сертификация оборудования для предотвращения аварий.

Стратегии вентиляции должны корректироваться в зависимости от стадии строительства: на этапе проходки важно удалять пыль и газы после взрывных работ, а при щитовой проходке — контролировать высокую влажность и температуру.

6. Тенденции развития отрасли

Интеллектуальные и автоматизированные системы

Интеграция ИИ, датчиков и аналитики данных позволяет мониторить потоки воздуха и автоматически регулировать вентиляцию, повышая безопасность и эффективность.

Энергоэффективные и экологичные решения

Энергоэффективное проектирование снижает эксплуатационные расходы и соответствует требованиям зеленого строительства.

Модульное и стандартизированное оборудование

Разработка модульных вентустановок и стандартизированных компонентов ускоряет развертывание системы и снижает затраты для различных типов тоннелей.

Заключение: Система вентиляции тоннеля — «жизненная артерия» подземных объектов

Правильно спроектированная система вентиляции тоннеля (система‑вентиляции‑тоннеля) обеспечивает безопасность строительства, качество воздуха в эксплуатации и готовность к аварийным ситуациям. С развитием цифровых и интеллектуальных технологий вентиляция становится более эффективной, устойчивой и безопасной. Инженерам рекомендуется использовать CFD-моделирование, интеллектуальное управление и практику на площадке для оптимизации решений.