طراحی و اجرای سیستم تهویه داخل تونل و مترو
تهویه یک محیط عبارت است از تخلیه هوای نامطلوب از آن محیط و تزریق هوای تمیز و مطلوب به همان محیط، به کمک طبیعت هندسه محیط و یا به کمک تجهیزات توسعه یافته برای همین منظور. وظیفه اصلی سیستم تهویه در حالت عادی عبارت است از حفظ کیفیت هوای محیط، جلوگیری از انباشت گازهای حاصل از احتراق موتورها در بخش‌های جاده‌ای و گازهای منتشر شده در معادن، کاهش دمای هوای محیط که در اثر پدیده‌های مختلف مانند شتاب‌گیری و ترمز وسایل نقلیه و یا در اثر فعالیت سیستم تهویه فضای داخلی وسایل نقلیه گرم می‌شوند. هدف از تهویه در شرایط اضطراری یا آتش‌سوزی، کنترل جریان دود و گازهای داغ و محصولات احتراقی ناشی از آتش‌سوزی، به منظور ایجاد یک محیط امن برای فرار مسافران و همچنین ایجاد یک مسیر مناسب برای دسترسی نیروهای امدادی و انجام خدمات اورژانسی است. تهویه تونل چه در شرایط عملکردی نرمال و چه در شرایط اضطراری، لازم و ضروری است.
به طور کلی تهویه تونل به دو قسمت عمده تهویه تونل‌های جاده‌ای و تونل‌های زیرزمینی خطوط مترو تقسیم می‌شود. تهویه خطوط زیرزمینی برای حالت‌های زیر مورد مطالعه و طراحی قرار می‌گیرد:
| - تهویه در حالت نرمال |
| - تهویه در حالت ازدحام جمعیت |
| - تهویه در شرایط اضطراری آتش‌سوزی |
طراحی سیستم‌های تهویه، معمولا بر اساس بدترین شرایط عملیاتی یعنی شرایط آتش‌سوزی انجام می‌شود. بر اساس سناریوهای طراحی شده برای حالت‌های مختلف آتش‌سوزی، با در نظر گرفتن ملزومات استاندارد، قیود طراحی و نظرات اعمالی از سوی کارفرما، طراحی سیستم تهویه با انتخاب تجهیزات مناسب، تعیین مسیر و محل تخلیه، تعیین دستورالعمل و ملزومات حین آتش‌سوزی و ... به انجام می‌رسد.
ورودی‌ها و ابزارهای مورد نیاز
پروسه طراحی سیستم تهویه شامل جمع‌آوری اطلاعات ورودی از کارفرما، سپس انجام محاسبات و شبیه‌سازی‌های مختلف برای انواع مختلف آتش‌سوزی و در مرحله آخر مقایسه مقادیر به دست آمده از محاسبات و شبیه‌سازی‌ها با مقادیر ذکر شده در استانداردها و یا مقادیر ارایه شده از کارفرما و پیشنهاد اقدام اصلاحی در صورت نیاز است.
مهم‌ترین این ورودی‌های و ابزارها عبارتند از:
| ۱- ورودی‌های کارفرما |
| ۲- ملزومات، آیین‌نامه‌ها و استانداردها |
| ۳- ابزار محاسباتی و نرم‌افزارهای شبیه‌سازی |
ورودی‌های کارفرما شامل مواردی مانند موضوعات زیر است:
| - استانداردها و آیین‌نامه‌های مورد نظر کارفرما |
| - اطلاعات هندسی مانند پلان خط، نقشه ایستگاه‌ها و نقشه‌های As Built و ... |
| - اطلاعات ترافیکی مانند تعداد مسافر، هدوی قطارها، سرعت ماکزیمم و متوسط قطارها و ... |
| - اطلاعات تهویه‌ای مانند محل و تعداد و قدرت فن‌ها و جت‌فن‌ها، نرخ انتشار حرارت آتش‌سوزی و ... |
| - اطلاعات اقلیمی مانند مشخصات جغرافیایی، دمای طرح خارج، اطلاعات هواشناسی مانند حداکثر و حداقل دما در سال و ... |
ملزومات، آیین‌نامه‌ها و استانداردها شامل فرمول‌ها، معیارها و مفروضاتی هستند که به صورت بین‌المللی تدوین شده‌اند تا تصمیم‌گیری‌های طراحی سیستم تهویه با استفاده از آنها و تحت آن استانداردها انجام گیرد. استانداردهای NFPA، بالاخص NFPA 130، استانداردهای ASHRAE و همچنین هندبوک SEDH به عنوان اصلی‌ترین این منابع به شمار می‌روند.
ابزارهای محاسباتی شامل فرمولاسیون‌ها و برنامه‌هایی هستند که برای انتخاب تجهیزات و سنجش کارآیی آنها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مسائل مربوط به طراحی تهویه تونل و مترو، دو مورد از مهم‌ترین نرم‌افزارها عبارتند از:
| - برنامه یک‌بعدی SES برای شبیه‌سازی تهویه کل خط و تونل‌ها |
| - برنامه سه‌بعدی FDS برای شبیه‌سازی‌های رفتار آتش و آتش‌سوزی در فضاهای محدودتر مانند ایستگاه و سکو |
خروجی ها
پس از انجام شبیه‌سازی‌ها و محاسبات، خروجی‌هایی در دست خواهد بود که با استفاده از این خروجی‌ها و مقایسه آنها با استانداردها، می‌توان در مورد صحت عملکرد و کیفیت سیستم تهویه طراحی شده قضاوت کرد. این خروجی‌ها شامل مواردی مانند:
| - فشار |
| - رطوبت |
| - دمای گاز |
| - سرعت گاز |
| - چگالی گاز |
| - دمای سیستم |
| - سرعت بحرانی |
| - غلظت اجزای گازی |
| - تخمین جریان‌های هوا |
| - نرخ گرمای آزاد شده بر واحد حجم |
| - غلظت دود و تخمين ميدان ديد (Visibility) |
| - میانگین، بیشترین و کمترین مقدار جریان هوا، دما و رطوبت در تونل‌ها، شفت‌ها و ایستگاه‌ها در شرایط مختلف و در بازه‌های دلخواه زمانی |
هستند که با استفاده از این خروجی‌ها می‌توان در مورد انتخاب و یا اعمال تغییرات در تجهیزات، تعیین ترکیب‌بندی فعالیت فن‌ها و جت‌فن‌ها به هنگام آتش‌سوزی، تعیین زمان‌های طلایی تخلیه افراد از ایستگاه و سکو و تونل، تعیین مسیرهای تخلیه، اصلاح خروجی‌های اضطراری، تعیین دستور‌العمل‌های ضروری هنگام شرایط اضطراری و... تصمیمات ضروری را اتخاذ نمود.