トンネルの建設は、さまざまな環境および職業上の課題を提示し、地下大気質のランキングが最も重要なランキングです。
掘削が表面の下でより深く進行すると、自然な気流が大幅に制限され、熱、湿度、ほこり、毒性ガスが急速に蓄積できる密閉環境を作り出します。
効果的なエアコンと換気システムが整っていないと、労働者の健康と安全が危険にさらされており、プロジェクトのタイムラインに深刻な影響を与える可能性があります。
トンネル内の空気は、ディーゼルエンジンの排出、煙の爆発、岩切断からのほこり、さらには地熱熱など、いくつかの要因の影響を受けます。
これらの危険は、環境を規制された安全基準内に保つために、機械的換気、冷却、および空気浄化の組み合わせを必要とします。
快適さだけでなく、すべての労働者がきれいな空気を呼吸し、機械を効率的に操作できるようにすることです。
トンネル構造に適したエアコン方法を選択することは、プロジェクトのサイズ、深さ、地質学、および周囲の気候に依存します。
強制換気から局所的なスポット冷却、高度な冷水システムまで、各方法は、地下ワークスペースを安全かつ運用することに役割を果たします。
地下の大気質を管理するためのトンネル建設エアコン方法
このガイドでは、地下の大気質を管理するために使用される最も効果的なトンネル建設エアコン方法について説明します。

1.トンネル建設における空調が不可欠な理由
トンネルの建設は、自然な気流が制限されているか、完全に存在しないユニークな環境を作成します。発掘が進むと、熱、水分、ほこり、および有害なガスの濃度が増加します。
エアコンシステムは、労働者が安全に呼吸し、限られたスペースで効果的に動作できるようにするため、不可欠です。
トンネルワークで一般的に使用されるディーゼル駆動の機器は、一酸化炭素(CO)、二酸化窒素(no₂)、およびディーゼル粒子状物質(DPM)を放出します。これらはすべて、深刻な健康リスクをもたらす可能性があります。
爆発物と掘削活動は汚染に追加され、制御された大気システムがなければ、これらの汚染物質は危険なレベルまで蓄積します。
さらに、地熱熱と機械からの摩擦により地下温度が上昇する可能性があります。
適切に管理されていない場合、過度の熱と湿度は、労働者のパフォーマンス、損傷装置、および操作の遅延を減らすことができます。
エアコンは、温度を下げ、水分を除去し、有害なガスが希釈され抽出されることを保証する上で重要な役割を果たします。
また、最適な湿度レベルを維持することにより、構造的損傷を防ぐのにも役立ちます。要するに、エアコンはオプションではありません。現代のトンネルの建設における安全要件です。
2.トンネルエアコンの重要な目的
トンネルエアコンの主な目標は、地下で安全で通気性があり、快適な作業環境を提供することです。
これには、人間の健康と機械のパフォーマンスの両方に影響を与えるいくつかの環境変数を制御することが含まれます。
まず、適切なエアフローを維持することが重要です。空気の動きは、新鮮な空気を分配し、古く汚染された空気を押し出すのに役立ちます。これにより、トンネル全体、特にトンネルフェイスが継続的に換気されることが保証されます。
第二に、エアコンは、有毒ガスと粉塵の除去に役立ちます。トンネルワークは、微粒子と燃焼ガスの混合を生成します。これらの物質を除去すると、呼吸器の問題、爆発、および装備の故障のリスクが迅速に減少します。
第三に、温度と湿度を制御することが不可欠です。高温は疲労を引き起こし、熱ストロークのリスクを高める可能性があります。
高湿度は腐食を促進し、建設資材を分解します。エアコンシステムは、これらの条件を安定させるために使用されます。
最後に、エアコンは、視界を改善し、安全性と建設の質に影響を与える可能性のある結露を減らすことを目指しています。
これらすべての目的を満たすことで、生産性を維持しながら、健康と安全規制の順守が保証されます。
3.トンネル構造におけるコアエアコン方法
トンネルエアコンには、特定の環境および運用上のニーズを満たすために調整されたさまざまな手法とシステムが含まれます。
最も一般的な方法の1つは、強制換気であり、大きな軸流ファンは柔軟なダクトを通して新鮮な空気をトンネルに吹き込みます。このシステムは簡単で、短いトンネルまたは初期段階の発掘で広く使用されています。
対照的に、排気換気システムは、トンネルから汚染された空気を抽出することで動作し、新鮮な空気が自然または別のダクトシステムを介して入ることができます。
これらのシステムは、ブラストゾーンなど、有害なガスを迅速に除去する必要がある場合に理想的です。
プッシュプルシステムは、供給方法と排気方法の両方を組み合わせて、新鮮な空気流入と汚染された空気流出の連続サイクルを作成します。
このシステムは、単純な強制換気では不十分な長いまたはより深いトンネルで効果的です。
冷水システムは、熱と湿度のレベルが非常に高い場合に使用されます。これらのシステムは、トンネルの空気を調整する空気取り扱いユニット(AHU)に冷水水を循環させます。
それらは、一般的に深い都市または水力発電のトンネルプロジェクトで使用されています。
スポット冷却ユニットトンネルフェイスや機械操作ゾーンなどの特定の高熱領域で局所的な冷却を提供します。これらのユニットは、携帯用エアコンまたは蒸発クーラーであり、一般的な換気を補うために使用できます。
蒸発冷却システムは、水蒸発を介した冷たい空気が乾燥した気候で役立ちます。これらのシステムは、湿度がまだ高くない場合、低コストで効率的です。
各方法は、トンネルの長さ、深さ、環境条件、および規制要件に基づいて選択されます。多くの場合、これらのシステムの組み合わせを使用して、最適な大気品質を実現します。
4.トンネルエアコンで使用される機器
トンネル環境でのエアコンをサポートするために、さまざまな特殊な機器タイプが使用されています。それぞれが、地下で清潔で涼しく、通気性のある空気を達成する上で特定の役割を果たします。
軸流ファン<B1>は、機械的な気流の主要なソースです。彼らは、長いダクト距離にわたって大量の空気を供給することができます。これらのファンは通常、トンネルポータルまたはシャフトにインストールされます。
柔軟な換気ダクトは、新鮮な空気をトンネルに運び、汚染された空気を直接運びます。これらのダクトは耐久性のある材料で作られており、トンネルが進むにつれて拡張または短縮できます。
ダストフィルターと粒子コレクターは、ダストが再循環するのを防ぐために、空気吸気システムに統合されています。これは、乾燥ゾーンまたは重度の掘削ゾーンで特に重要です。
チラーは冷水システムで使用され、冷水を生産します。これらは通常、表面に設置され、空気取り扱いユニットに循環する配管ネットワークに接続されます。
空気ハンドリングユニット(AHUS)トンネルに入る前に空気を条件付けることにより、気温と湿度を制御します。多くの場合、キーエントリポイントまたはトンネルルートに沿って設置されます。
ガス検出器と監視センサーは、安全に重要です。それらは、CO、no₂、酸素、およびダスト粒子のレベルをリアルタイムで測定します。これらのデバイスは、気流を調整する必要がある場合、または緊急換気が必要な場合に通知します。
湿度と温度センサー環境条件を追跡し、冷却設定を最適化するのに役立ちます。
これらの各コンポーネントは、トンネルプロジェクトの特定の条件に一致するように選択され、維持されます。
5.効果的なトンネルエアコンのためのベストプラクティス
効率的なトンネルエアコンを達成するには、ファンやダクトを設置するだけでなく、必要になります。トンネル内の変化する条件に適応する、よく計画された応答性の高いシステムが必要です。
Airflow Modelingから始めて、計算流体ダイナミクス(CFD)シミュレーションを使用して、トンネルを通過する方法を計画します。これにより、ファン、ダクト、排気ポイントの最適な位置を決定するのに役立ちます。
次に、機器の定期的なメンテナンスを確認します。ダクトは、漏れがないか、パフォーマンスの劣化のためのファン、詰まりのためのフィルターをチェックする必要があります。チラーとahusは、水の漏れと腐食を検査する必要があります。
リアルタイム監視を使用します。ガス検出器、温度センサー、および圧力ゲージを取り付けて、条件を絶えず追跡します。これらのデバイスからのデータにより、気流と冷却の自動調整が可能になります。
トンネリングが進行するにつれてシステムを調整します。トンネルが進むにつれて、ダクトの長さを拡張し、新しいファンの位置を計算する必要があります。静的ではなく、システムを動的に保ちます。
緊急換気手順で労働者を訓練します。ガスレベルが急上昇した場合、または換気装置が失敗した場合、誰もが何をすべきかを知っている必要があります。
冗長性を重要なシステムに組み込みます。故障中のシャットダウンを防ぐために、常にバックアップファンと電源を利用できます。
これらのプラクティスに従って、プロジェクトのライフサイクル全体を通してエアコンが効果的であることが保証されます。
6.一般的な課題と解決策
トンネルエアコンシステムは、特に建設環境が変化するにつれて、多くの場合、実際的な課題に直面しています。これらの問題を理解することは、今後の計画とダウンタイムの短縮に役立ちます。
ダクト損傷は、機械の動きと過酷な条件のために頻繁に問題です。強化または柔軟なダクトを使用し、サポート構造で保護します。
囲まれたエリアでのファンの過熱は、シャットダウンにつながる可能性があります。換気された地域にファンを設置し、必要に応じて水温を下げるために水霧システムを使用します。
高出力消費は、プロジェクトの予算を引き起こす可能性があります。エネルギー効率の高いファンと可変速度ドライブを使用して、ニーズに基づいて気流を調整します。
ダクトでの水の蓄積は、腐食と微生物の成長を引き起こす可能性があります。排水ポイントを設置し、耐水性材料を使用します。
不均一な空気分布は、長いトンネルまたは分岐トンネルで発生する場合があります。CFDモデリングを使用し、バランスダンパーをインストールして、均一な気流を確保します。
温度スパイク溶接エリアのようなホットワークゾーンの近くでは、周囲の労働者に影響を与える可能性があります。ローカルスポット冷却を使用して、高熱ゾーンを分離します。
計画されたソリューションでこれらの問題に早期に対処すると、エアシステムがスムーズに実行され、健康と安全のリスクが軽減されます。
7.規制ガイドラインと基準
トンネルエアコンシステムは、法的および安全な運用を確保するために、労働安全衛生規制に準拠する必要があります。
米国では、OSHAは、一酸化炭素や二酸化窒素などの有毒ガスに許容曝露限界(PEL)を設定します。また、限られたスペースでの換気を義務付けています。
MSHAは、気流の要件や大気質監視など、地下採掘操作に換気基準を提供します。
ヨーロッパでは、EN 12101は、トンネルで使用される煙と熱換気システムの設計と性能基準を指定しています。
オーストラリアとニュージーランドは、呼吸保護と大気質の制限を扱っているAS/NZS 1715に従います。
地元の環境および建設当局は、特定の業務の前に日常的な大気質評価と承認を必要とする場合があります。
トンネルプロジェクトのすべての空調システムは、完全なコンプライアンスを確保するために、関連する規制に対してレビューする必要があります。そうしないと、仕事の停止、罰則、または労働者の健康事件が生じる可能性があります。
8.トンネルエアコンの将来の傾向
テクノロジーの進歩は、トンネルエアコンの未来を形作っています。新たな傾向は、効率、自動化、持続可能性に焦点を当てています。
IoTベースの監視は牽引力を獲得しています。集中システムに接続されたスマートセンサーにより、換気と冷却をリアルタイムで制御できます。これにより、空気条件の変化に対する迅速な対応が保証され、エネルギー使用が最小限に抑えられます。
エネルギー回収換気(ERV)システムが調査されています。これらは、排気空気から熱または冷却エネルギーを回収し、それを使用して入ってくる空気を事前にして消費電力を削減します。
モジュラーおよびポータブル冷却ユニットはより一般的になりつつあります。これらは、特に条件が頻繁に変化するプロジェクトで、柔軟な展開を可能にします。
ハイブリッドシステム従来の換気と太陽光発電などの再生可能エネルギー源を組み合わせて、環境への影響を軽減するためにテストされています。
最後に、AIベースの予測メンテナンスツールは、故障が発生する前にファン、チラー、ダクトの摩耗と非効率性を検出するために開発されています。
これらの傾向は、今後数年間で、よりスマートで、より環境に優しい、そしてより応答性の高いトンネルエアコンソリューションへの動きを示しています。
結論
トンネルの建設における効果的な空調は、快適さの問題だけでなく、安全性、運用効率、規制のコンプライアンスの中心的な要素です。
地下環境では、労働者を熱、湿度、ほこり、および有害なガスの組み合わせにさらします。これらはすべて、安全な作業スペースを維持するために慎重に制御する必要があります。
強制換気、排気システム、冷却水冷却、スポット冷却ユニットなど、各方法は、トンネルの長さ、深さ、および周囲の条件に応じて、大気質を管理する上で明確な役割を果たします。
成功したトンネルエアコン戦略には、機器の設置以上のものが含まれます。思慮深い計画、リアルタイムの監視、定期的なメンテナンス、およびトンネルが進むにつれて適応的なアプローチが必要です。
空調システムをより広範な換気計画と統合することで、労働者が安全に呼吸し、中断やリスクなしにタスクを実行できるようになります。
トンネルプロジェクトがより複雑になるにつれて、IoTセンサーやエネルギー効率の高いシステムなどの高度な技術を採用することがますます重要になります。
これらのソリューションは、大気質管理を強化するだけでなく、長期的な運用コストを削減します。
最終的に、地下エアコンの優先順位付けはオプションのアップグレードではありません。これは、トンネル建設プロジェクトの健康、生産性、成功をサポートする重要な要件です。