Туннельное строительство представляет собой ряд экологических и профессиональных проблем, с ранжированием подземного качества воздуха среди самых важных.
По мере того, как раскопки прогрессируют глубже ниже поверхности, естественный воздушный поток значительно ограничен, создавая закрытую среду, где тепло, влажность, пыль и токсичные газы могут быстро накапливаться.
Без эффективных систем кондиционирования воздуха и вентиляции, здоровье и безопасность работников подвержены риску, а сроки проекта можно сильно повлиять.
На воздух внутри туннеля влияет несколько факторов, включая выбросы дизельных двигателей, взрывные пары, пыль от резки камня и даже геотермальное тепло.
Эти опасности требуют комбинации механической вентиляции, охлаждения и очистки воздуха, чтобы поддерживать окружающую среду в пределах регулируемых стандартов безопасности.
Речь идет не только о комфорте, но и о том, чтобы каждый работник мог дышать чистым воздухом и эффективно работать.
Выбор правильных методов кондиционирования воздуха для построения туннеля зависит от размера проекта, глубины, геологии и окружающего климата.
От принудительной вентиляции до локализованного точечного охлаждения и передовых систем охлажденной воды, каждый метод играет роль в обеспечении безопасности подземного рабочего пространства и эксплуатации.
Методы кондиционирования кондиционирования туннеля для управления качеством подземного воздуха
В этом руководстве мы объясним наиболее эффективные методыкондиционирование воздуха в туннеле, используемые для управления качеством подземного воздуха.
1. Почему кондиционер в туннельном строительстве имеет важное значение
Туннельное строительство создает уникальную среду, в которой естественный воздушный поток ограничен или полностью отсутствует.По мере того, как раскопки продолжаются, концентрация тепла, влаги, пыли и вредных газов увеличивается.
Системы кондиционирования воздуха необходимы, потому что они гарантируют, что работники могут безопасно дышать и эффективно работать в ограниченных пространствах.
Дизельное оборудование, обычно используемое в туннельных работах, высвобождает угарный газ (CO), диоксид азота (NO₂) и дизельные твердые частицы (DPM), все из которых могут представлять серьезные риски для здоровья.
Взрывчатые вещества и буровые работы дополняют загрязнение, и без контролируемой воздушной системы эти загрязняющие вещества накапливаются до опасных уровней.
Кроме того, подземные температуры могут расти из -за геотермального тепла и трения от машин.
Когда не управляется должным образом, чрезмерная жара и влажность могут снизить производительность работников, оборудование для повреждения и задержать операции.
Кондиционер играет решающую роль в снижении температуры, удалении влаги и обеспечении того, чтобы вредные газы разбавлялись и извлечены.
Это также помогает предотвратить структурное повреждение, поддерживая оптимальные уровни влажности.Короче говоря, кондиционер не является обязательным, это требование безопасности в современной конструкции туннеля.
2. Ключевые цели кондиционирования воздуха туннеля
Основная цель кондиционера туннеля — обеспечить безопасную, дышащую и удобную рабочую среду под землей.
Это включает в себя контроль нескольких переменных окружающей среды, которые влияют как на здоровье человека, так и на производительность машины.
Во -первых, поддержаниеадекватного воздушного потокаимеет решающее значение.Движение воздуха помогает распространять свежий воздух и выталкивать несвежий загрязненный воздух.Это гарантирует, что весь туннель, особенно туннельное лицо, непрерывно вентилируется.
Во -вторых, кондиционер помогает в удалении токсичных газов и пыли.Туннельные работы генерируют смесь частиц и газов сгорания.Удаление этих веществ быстро снижает риск респираторных проблем, взрывов и отказа оборудования.
В -третьих, контрольтемпература и влажностьимеют важное значение.Высокие температуры могут вызвать усталость и увеличить риск теплового удара.
Высокая влажность ускоряет коррозию и ухудшает строительные материалы.Системы кондиционирования воздуха используются для стабилизации этих условий.
Наконец, кондиционер также направлена на то, чтобыулучшить видимость и снизить конденсацию, что может повлиять на качество безопасности и качества строительства.
Соответствие всем этим целям обеспечивает соблюдение правил здоровья и безопасности при сохранении производительности.
3. Методы кондиционирования воздуха в туннеле
Кондиционирование воздуха туннеля включает в себя различные методы и системы, каждая из которых адаптирована для удовлетворения конкретных экологических и эксплуатационных потребностей.
Одним из наиболее распространенных методов являетсяпринудительная вентиляция, где большие вентиляторы осевого потока продувают свежий воздух в туннель через гибкие каналы.Эта система проста и широко используется в более коротких туннелях или на ранней стадии.
Напротив,Системы вентиляции выхлопных газовработают путем извлечения загрязненного воздуха из туннеля, позволяя свежему воздуху входить естественным образом или через другую систему протоков.
Эти системы идеальны, где вредные газы необходимо быстро удалить, например, в зонах взрыва.
Система push-pluplобъединяет методы снабжения и выхлопных газов, создавая непрерывный цикл притока свежего воздуха и загрязненного оттока воздуха.
Эта система эффективна в более длинных или более глубоких туннелях, где простой принудительной вентиляции недостаточно.
Системы охлажденной водыиспользуются, когда уровни тепла и влажности чрезвычайно высоки.Эти системы циркулируют охлажденную воду до воздушных единиц (AHUS), которые конструируют туннельный воздух.
Они обычно используются в глубоких городских или гидроэнергетических туннельных проектах.
SPOT COLING UNITSобеспечивает локализованное охлаждение в определенных областях высокого звена, таких как туннельное лицо или машины.Эти единицы могут быть переносными кондиционерами или испарительными кулерами и используются для дополнения общей вентиляции.
Systems с испарительным охлаждением, которые охлаждают воздух через испарение воды, полезны в сухом климате.Эти системы являются недорогими и эффективными, где влажность еще не высока.
Каждый метод выбирается на основе длины туннеля, глубины, условий окружающей среды и нормативных требований.Часто комбинация этих систем используется для достижения оптимального качества воздуха.
4. Оборудование, используемое в кондиционировании воздуха туннеля
Различные специализированные типы оборудования используются для поддержки кондиционирования воздуха в туннельных средах.Каждый играет определенную роль в достижении чистого, прохладного и дышащего воздуха под землей.
вентиляторы осевого потокаявляются основным источником механического потока воздуха.Они способны доставлять высокие объемы воздуха на длинных расстояниях в воздуховоде.Эти вентиляторы обычно устанавливаются на туннельных порталах или валах.
Гибкие вентиляционные воздуховодыпереносите свежий воздух в туннель и прямой загрязненный воздух.Эти воздуховоды изготовлены из прочных материалов и могут быть расширены или сокращены по мере развития туннеля.
пылевые фильтры и коллекционеры частицинтегрированы в системы воздухозаборника, чтобы предотвратить рециркуляцию пыли.Это особенно важно в сухих или сильно раскопанных зонах.
Чиллерыиспользуются в системах охлажденной воды для производства холодной воды.Они обычно устанавливаются на поверхности и подключены к трубопроводной сети, которая циркулирует в воздушных единицах.
Обработтные блоки воздуха (AHUS)контролируют температуру и влажность воздуха, кондиционируя воздух, прежде чем он попадет в туннель.Они часто устанавливаются в точках входа в ключ или вдоль туннельного маршрута.
детекторы газа и датчики мониторингаимеют решающее значение для безопасности.Они измеряют уровни частиц CO, NO₂, кислорода и пыли в режиме реального времени.Эти устройства информируют, когда необходимо корректировать воздушный поток или когда требуется аварийная вентиляция.
Датчики влажности и температурыпомогают отслеживать условия окружающей среды и оптимизировать настройки охлаждения.
Каждый из этих компонентов выбирается и поддерживается в соответствии с конкретными условиями туннельного проекта.
5. Лучшие методы эффективного кондиционирования воздуха туннеля
Достижение эффективного кондиционирования воздуха туннеля требует не только установки вентиляторов и воздуховодов.Он требует хорошо спланированной, отзывчивой системы, которая адаптируется к изменяющимся условиям внутри туннеля.
Начните смоделирования воздушного потока, используявычислительную динамику жидкости (CFD), чтобы спланировать, как воздух должен двигаться через туннель.Это помогает определить оптимальное местоположение вентиляторов, воздуховодов и выхлопных точек.
Затем убедитесь, чторегулярное техническое обслуживаниеоборудования.Воздуховоды должны быть проверены на утечки, вентиляторы для деградации производительности и фильтры для засорения.Чиллерс и ахис следует проверить на утечку воды и коррозию.
Используйтемониторинг в реальном времени.Установите детекторы газа, датчики температуры и давления для постоянного отслеживания условий.Данные с этих устройств позволяют автоматические настройки на поток воздуха и охлаждение.
Регулируйте системы по мере развития туннелирования.Держите систему динамичной, а не статичной.
Обучайте работников напроцедуры аварийной вентиляции.Каждый должен знать, что делать, если уровни газа вспыхивают или если вентиляционное оборудование не удается.
Включитеизбыточностьв критические системы.Всегда есть резервные вентиляторы и источники энергии, чтобы предотвратить выключение во время сбоя.
Следуя этой практике гарантирует, что кондиционер остается эффективным на протяжении всего жизненного цикла проекта.
6. Общие проблемы и решения
Системы кондиционера туннеля часто сталкиваются с практическими проблемами, особенно при изменении среды строительства.Понимание этих проблем помогает планировать заранее и сократить время простоя.
повреждение протоковявляется частой проблемой из -за движения машин и суровых условий.Используйте усиленные или гибкие воздуховоды и защитите их с помощью опорных структур.
перегрев вентиляторовв закрытых областях может привести к выключению.Установите вентиляторы в вентилируемых областях и используйте системы заманения воды, если это необходимо, чтобы снизить температуры двигателя.
Высокое энергопотреблениеможет напрягать бюджеты проекта.Используйте энергоэффективные вентиляторы и диски с переменной скоростью для регулировки воздушного потока в зависимости от потребностей.
накопление воды в воздуховодахможет вызвать коррозию и рост микробов.Установите точки дренажа и используйте водостойкие материалы.
неравномерное распределение воздухаможет происходить в длинных или разветвленных туннелях.Используйте моделирование CFD и установите балансирующие амортизаторы, чтобы обеспечить равномерный воздушный поток.
температурные всплескиВблизи горячей рабочей зоны, такие как сварки, могут повлиять на окружающих работников.Используйте местное точечное охлаждение, чтобы изолировать зоны высокого уровня.
Решение этих проблем на раннем этапе с запланированными решениями обеспечивает бесперебойную работу воздушных систем и снижает риски для здоровья и безопасности.
7. Рекомендации и стандарты регулирования
Системы кондиционирования воздуха туннеля должны соответствовать правилам охраны труда и гигиены труда для обеспечения юридических и безопасных операций.
В Соединенных ШтатахOSHAустанавливает допустимые пределы воздействия (PEL) для токсичных газов, таких как угарный газ и диоксид азота.Это также требует вентиляции в ограниченных пространствах.
MSHAобеспечивает стандарты вентиляции для подземных добычи, включая требования по потоку воздуха и мониторинг качества воздуха.
В ЕвропеEN 12101указывает критерии проектирования и производительности для систем дымовой и тепловой вентиляции, используемых в туннелях.
Австралия и Новая Зеландия следуютAS/NZS 1715, который касается ограничений по защите дыхания и качества воздуха.
Местные экологические и строительные органы также могут потребовать обычных оценок качества воздуха и разрешений перед определенной деятельностью.
Все системы кондиционирования воздуха в туннельных проектах должны быть рассмотрены в соответствии с соответствующими правилами, чтобы обеспечить полное соблюдение.Неспособность сделать это может привести к остановке работ, штрафам или инцидентам здоровья работников.
8. Будущие тенденции в кондиционировании воздуха туннеля
Достижения в области технологий формируют будущее туннельного кондиционирования воздуха.Новые тенденции сосредоточены на эффективности, автоматизации и устойчивости.
мониторинг на основе IOTнабирает обороты.Умные датчики, подключенные к централизованным системам, позволяют контролировать вентиляцию и охлаждение в реальном времени.Это обеспечивает быстрые ответы на изменение условий воздуха и сводит к минимуму использование энергии.
Вентиляция энергии (ERV)исследуется.Они восстанавливают энергию тепла или охлаждения от выхлопного воздуха и используют его для предварительного подхода входящего воздуха, снижая потребление энергии.
модульные и портативные охлаждающие единицыстановятся все более распространенными.Они позволяют гибко развертываться, особенно в проектах, где условия часто меняются.
Гибридные системыСочетание традиционной вентиляции с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная энергия, проходят испытания для снижения воздействия на окружающую среду.
Наконец,AI-обслуживание прогнозируемого обслуживанияразрабатываются для обнаружения износа и неэффективности в вентиляторах, чиллерах и воздуховодах до возникновения отказа.
Эти тенденции указывают на шаг к более умным, более экологичным и более отзывчивым решениям в области кондиционера туннеля в предстоящие годы.
Заключение
Эффективная кондиционер в туннельном строительстве — это не просто вопрос комфорта, но и основной элемент безопасности, операционной эффективности и соответствия нормативным требованиям.
Подземные среды подвергают работников сочетание тепла, влажности, пыли и вредных газов, которые должны быть тщательно контролироваться для поддержания безопасного рабочего пространства.
Будь то принудительная вентиляция, выхлопные системы, охлаждение охлажденной воды или подразделения охлаждения, каждый метод играет особую роль в управлении качеством воздуха в зависимости от длины, глубины и окружающих условий туннеля.
Успешная стратегия кондиционирования воздуха туннеля включает в себя больше, чем установка оборудования.Это требует вдумчивого планирования, мониторинга в реальном времени, регулярного обслуживания и адаптивного подхода по мере продвижения туннеля.
Интеграция систем кондиционирования с более широкими планами вентиляции гарантирует, что работники могут безопасно дышать и выполнять задачи без перерыва или риска.
По мере того, как туннельные проекты становятся более сложными, принятие передовых технологий, таких как датчики IoT и энергоэффективные системы, станет все более важным.
Эти решения не только повышают управление качеством воздуха, но и снижают долгосрочные эксплуатационные расходы.
В конечном счете, определение приоритетов подземного кондиционирования воздуха не является дополнительным обновлением, это жизненно важное требование, которое поддерживает здоровье, производительность и успех любого проекта по строительству туннеля.
