Ο αερισμός των οδικών σηράγγων (υπεραστικών και αστικών) μπορεί να γίνει είτε με φυσικό τρόπο είτε με μηχανικά μέσα, ενώ οι προδιαγραφές σχεδιασμού και λειτουργίας των σχετικών συστημάτων καθορίζονται από την ευρωπαϊκή και την ελληνική νομοθεσία.
Του κ. Ιωάννη Μακατσώρη*
Ο σχεδιασμός των σηράγγων, πέρα από τη διακίνηση των οχημάτων, λαμβάνει υπόψη την ασφαλή απομάκρυνση των ατόμων σε περίπτωση φωτιάς, την αποφυγή συσσώρευσης καυσαερίων και την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων στο περιβάλλον από την κατασκευή και λειτουργία των σηράγγων. Γι’ αυτό το λόγο εκπονούνται μελέτες επικινδυνότητας, καθώς επίσης μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
Το σύστημα αερισμού σχεδιάζεται σε συνδυασμό με τις οδεύσεις διαφυγής και άλλα συστήματα που αποβλέπουν στην ασφαλή εκκένωση της σήραγγας. Αφού ληφθούν υπόψη οι επιπτώσεις του κάθε συστήματος στην ασφάλεια της σήραγγας, επιλέγεται εκείνο που πληροί τους στόχους που θέτει η μελέτη εκτίμησης κινδύνου. Η διαδικασία αυτή εφαρμόζεται και στην περίπτωση διέλευσης επικίνδυνων φορτίων.
Σε κάθε σήραγγα μελετάται η διάδοση του καπνού και προτείνεται το κατάλληλο σύστημα αερισμού, το οποίο απομακρύνει τους ρύπους που αναπτύσσονται εντός της σήραγγας από τη διέλευση των οχημάτων, και η σχετική μελέτη –αν απαιτείται– συμπληρώνεται με μέτρα αντιρύπανσης.
Το σύστημα αερισμού πρέπει να καλύπτει τις ανάγκες για ελεγχόμενη κυκλοφορία και για έλεγχο σε περίπτωση πυρκαγιάς. Πρέπει να διαμορφώνονται συνθήκες καθαρότητας του αέρα για τους οδηγούς και για τους εργαζόμενους στη συντήρηση της σήραγγας, να διασφαλίζεται η ορατότητα στη σήραγγα και να αποτρέπεται η απόρριψη ρύπων από τη σήραγγα σε κατοικημένες περιοχές.
Κατά το σχεδιασμό του συστήματος αερισμού καθορίζονται οι κυκλοφοριακοί φόρτοι και η σύνθεση των οχημάτων, εκτιμώνται οι εκπομπές ανά είδος οχήματος και ορίζονται μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις για τους ρύπους, ενώ υπολογίζεται και η ποσότητα του απαιτούμενου προσαγόμενου νωπού αέρα με βάση τις δυσμενέστερες κυκλοφοριακές συνθήκες στη σήραγγα (κυκλοφοριακή συμφόρηση).
Περίπτωση φωτιάς
Σε περίπτωση εκδήλωσης φωτιάς π.χ. από κάποιο όχημα, το σύστημα αερισμού πρέπει να επιτύχει μείωση της εκλυόμενης θερμότητας και του καπνού στις οδεύσεις διαφυγής (ώστε οι χρήστες της σήραγγας να μπορούν να διαφύγουν με ασφάλεια), και κατόπιν αποκαπνισμό της σήραγγας.
Για τον υπολογισμό των απαιτήσεων σε νωπό αέρα κατά τη διάρκεια της φωτιάς πρέπει να υπολογιστεί η θερμική ισχύς της αναμενόμενης φωτιάς, που είναι συνάρτηση του κυκλοφοριακού φόρτου, κυρίως των οχημάτων βαρέος τύπου. Απ’ αυτήν προκύπτει και η εκλυόμενη ποσότητα του καπνού. Η επιλογή συστήματος αερισμού που να μπορεί να ανταποκριθεί σε περίπτωση πυρκαγιάς γίνεται με βάση τη μελέτη επικινδυνότητας της σήραγγας. Επίσης πρέπει να καθορισθεί ο τρόπος απαγωγής του καπνού, αν θα γίνεται σημειακά ή μέσω ελεγχόμενων ανοιγμάτων.
Η διαχείριση του απαγόμενου αέρα από τη σήραγγα γίνεται με βάση τις δυσμενέστερες κυκλοφοριακές συνθήκες και όχι με βάση κάποιο σενάριο φωτιάς. Συνήθως καταστρώνονται μοντέλα διασποράς ρύπων και ελέγχεται αν οι προκύπτουσες συγκεντρώσεις είναι εντός των προκαθορισμένων ορίων για κατοικημένες περιοχές. Σε αντίθετη περίπτωση λαμβάνονται μέτρα αντιρύπανσης.
Μέθοδοι αερισμού
Ο αερισμός μπορεί είτε να είναι φυσικός είτε να γίνεται με μηχανικά μέσα. Ο φυσικός αερισμός εξαρτάται από τις μετεωρολογικές συνθήκες και κυρίως από τη διαφορά πίεσης μεταξύ των στομίων. Η υιοθέτηση του φυσικού αερισμού πρέπει να γίνεται πάντα με πολλή προσοχή και με συγκεκριμένες μετρήσεις όσον αφορά τη διαφορά ατμοσφαιρικής πίεσης στα δύο μέτωπα της σήραγγας.
Ο μηχανικός αερισμός επιτυγχάνεται με τρεις βασικές μεθόδους, οι οποίες μπορεί να συνδυάζονται και είναι οι εξής:
- Ο διαμήκης αερισμός.
- Ο ημιεγκάρσιος αερισμός (με δυο παραλλαγές).
- Ο εγκάρσιος αερισμός.
Ο μηχανικός αερισμός σχεδιάζεται έτσι ώστε να συμβάλλει στην ομαλή εκκένωση της σήραγγας σε όλες τις πιθανές περιπτώσεις ατυχήματος, ενώ η επιλογή του συστήματος μηχανικού αερισμού είναι απόλυτα συναρτώμενη με την εκτίμηση επικινδυνότητας της σήραγγας.
Διαμήκης αερισμός
Ο διαμήκης αερισμός επιτυγχάνεται με τη δημιουργία κατά μήκος της σήραγγας ενός ρεύματος αέρα, το οποίο προκαλείται από σημειακούς ανεμιστήρες ώσης (jet fans).
Με δεδομένη την ποσότητα αέρα ή καυσαερίων που πρέπει να διακινηθεί, η ταχύτητα που πρέπει να προσδοθεί στο ρεύμα αέρα για να επιτευχθεί η διαμήκης κίνηση εξαρτάται από τη διαφορά πίεσης, η οποία σχετίζεται με τις μετεωρολογικές συνθήκες στα στόμια, με τις τριβές του αέρα στη σήραγγα, με την πίεση του αέρα και με το «φαινόμενο του εμβόλου» (σ.σ. την εξώθηση αέρα από τα διερχόμενα αυτοκίνητα).
Οι κανονισμοί προβλέπουν διαφορετικές ταχύτητες αερισμού για σήραγγες μονής ή διπλής κατεύθυνσης. Ο διαμήκης αερισμός είναι κατάλληλος για μικρές σήραγγες διπλής κατεύθυνσης, ενώ για σήραγγες μονής κατεύθυνσης μπορεί να αξιοποιηθεί ανεξαρτήτως μήκους (σε συνδυασμό πάντα με τη μελέτη επικινδυνότητας). Υπάρχει και μια ειδική περίπτωση διαμήκους αερισμού με σημειακή απαγωγή του αέρα σε ένα ή περισσότερα σημεία .
Ημιεγκάρσιος αερισμός
Στον ημιεγκάρσιο αερισμό η είσοδος και η έξοδος του αέρα γίνεται από τα στόμια, ενώ η προσαγωγή ή απαγωγή από στόμια διατεταγμένα κατά μήκος της σήραγγας. Υπάρχουν δυο συστήματα ημιεγκάρσιου αερισμού: α) το σύστημα του ημιεγκάρσιου αερισμού με προσαγωγή που γίνεται μέσω στομίων κατά μήκος της σήραγγας (χαμηλά) και β) το σύστημα του ημιεγκάρσιου αερισμού με απαγωγή διατεταγμένη κατά μήκος της σήραγγας (ψηλά). Στα σχήματα 3 και 4 απεικονίζονται οι σχετικές διατάξεις.
Στον ημιεγκάρσιο αερισμό με προσαγωγή νωπού αέρα διαμορφώνεται ενιαίο επίπεδο ρύπανσης μέσα στη σήραγγα γιατί η προσαγωγή είναι ομοιόμορφη, ενώ σε περίπτωση φωτιάς γίνεται αραίωση του καπνού. Όταν όμως γίνεται κατάσβεση, ο αέρας πρέπει να μπαίνει από τα στόμια κι επομένως η προσαγωγή πρέπει να αντιστραφεί και να κάνει απόρριψη.
Πλήρως εγκάρσιος αερισμός
Υπάρχουν δίκτυα πλήρους προσαγωγής νωπού αέρα και απαγωγής του ρυπασμένου αέρα, και η αρχή λειτουργίας του σχετικού συστήματος φαίνεται στο σχήμα 5.
Σύμφωνα με την υπάρχουσα βιβλιογραφία, τα συστήματα αερισμού που έχουν κατασκευασθεί προσομοιάζουν με κάποια από τα συστήματα που περιγράψαμε. Συνεχώς όμως γίνεται προσπάθεια βελτίωσης των υπαρχουσών εγκαταστάσεων και των νέων με προσθήκη στοιχείων από άλλο τύπο αερισμού. Συνήθης είναι η προσθήκη ανεμιστήρων ώσης αναρτημένων από την οροφή.
Μηχανοστάσιο αερισμού
Εκτός από την περίπτωση του αμιγώς διαμήκους αερισμού, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις απαιτείται κατασκευή μηχανοστασίων αερισμού εκτός της σήραγγας, τα οποία πρέπει να διακινήσουν μεγάλες ποσότητες αέρα (νωπού ή και απορριπτόμενου) και καταλαμβάνουν μεγάλους χώρους, συνήθως υπόγειους. Σ’ αυτούς είναι πιθανό να απαιτηθεί και εγκατάσταση μονάδας επεξεργασίας του απορριπτόμενου αέρα, αλλά αυτό σχετίζεται με το σημείο απόρριψης του αέρα και τους ισχύοντες περιβαλλοντικούς περιορισμούς.
Προτεινόμενα συστήματα
Για ενημερωτικούς λόγους επισυνάπτονται οι πίνακες 6a & 6b από την έκδοση των Γερμανικών Οδηγιών Οδικών Σηράγγων (RABT). Κάποιες περιπτώσεις καλύπτονται και από τις Οδηγίες Μελετητών Οδικών Έργων (ΟΜΟΕ), οι οποίες ανάλογα με το είδος της σήραγγας προτείνουν το σύστημα αερισμού που πρέπει να εγκατασταθεί είτε για περίπτωση φωτιάς είτε για κυκλοφοριακή συμφόρηση.
Πίνακας 9a της έκδοσης RABT: Προτεινόμενα συστήματα αερισμού για σήραγγα δύο κατευθύνσεων ή μιας κατεύθυνσης και για καθημερινή κυκλοφοριακή συμφόρηση.
Πίνακας 9b της έκδοσης RABT: Προτεινόμενα συστήματα αερισμού σε σήραγγα μονής κατεύθυνσης σε περίπτωση φωτιάς.
ΠΗΓΕΣ
- Οδηγίες Μελετών Οδικών Έργων (Ο.Μ.Ο.Ε.) 2004 – Τεύχος 9: «Οδικές Σήραγγες, Έργα Η/Μ και φωτισμός υπαίθριων οδικών έργων»
- Π.Δ. 230/2007 (ΦΕΚ 264Α’ / 23-11-2007) «Προσαρμογή της ελληνικής νομοθεσίας στην ευρωπαϊκή Οδηγία 2004/54/EC σχετικά με τις ελάχιστες απαιτήσεις ασφαλείας για τις σήραγγες του διευρωπαϊκού οδικού δικτύου».
- Γερμανικές Οδηγίες Οδικών Σηράγγων («Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Strassentunneln» [RABT]) 2006
- Fire and Smoke Control in Road Tunnels, Εκδόσεις PIARC
* Ο κ. Ιωάννης Μακατσώρης είναι διπλωματούχος μηχανολόγος ηλεκτρολόγος μηχανικός του Ε.Μ.Π.
