Maantietunneleiden ilmanvaihto

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tarkoituksena oli kerätä tietoa maantietunneleiden ilmanvaihdosta, sitä koskevista määräyksistä ja ilmanvaihdon mitoituksesta. Tavoitteena oli maantietunnelitietopaketti, joka oli hyödyksi suunnittelutoimistolle. Työ sisälsi myös mallisuunnitelman kuvitellun maantietunnelin ilmanvaihdosta.

Suomen liikennevirasto on tunnelien hallintoviranomainen, joka antaa tunnelia koskevat määräykset ja ohjeet. Tuoreimmat määräykset ovat vuodelta 2008 ja suunnitteluohjeiden luonnos vuodelta 2005, jonka jälkeen ei ole julkaistu tarkempia suunnitteluohjeita.

Tunnelin ilmanvaihto voidaan toteuttaa kahdella eri tavalla. Pitkittäisessä järjestelmässä ei ole kanavia vaan ilma kulkee tunnelissa puhaltimien avulla koko pinta-alalla. Poikittaisessa järjestelmässä ilma tuo-daan kanavistoissa, minkä vuoksi ilmanvaihtoon ei vaikuta muut tunnelissa esiintyvät ilmavirrat. Savunpoistoa varten tehdään joko omat kanavat savupelteineen tai savu kuljetetaan puhaltimien avulla toisesta tunneliaukosta ulos.

Ilmanvaihto mitoitetaan tunnelissa syntyvien päästöjen perusteella. Päästöihin lukeutuvat typpidioksidi, hiilimonoksidi sekä pakokaasujen hiukkaset. Nykyään hiilimonoksidin pitoisuus jää normaalia pienem-mäksi tunneleissa, koska ajoneuvot ovat kehittyneitä päästöjen osalta. Päästöjen avulla lasketaan tunneliin tarvittava ilmavirta eri tilanteita varten.

Maantietunneleihin rakennetaan ilmanvaihto laimentamaan haitallisia liikenteen päästöjä ja poistamaan tulipalossa syntyvä savu tunnelista. Suomessa uusia maantietunneleita rakennetaan harvoin, minkä vuoksi tunnelit suunnitellaan usein tapauskohtaisesti. Tämä opinnäytetyö antaa perusohjeita maantie-tunneleiden ilmanvaihdon suunnitteluun.

In road tunnels the ventilation is built to reduce the amount of toxic fumes in the tunnel and also to remove smoke if there is a fire. The Finnish Transport Agency sets the regulations and guidelines in Finland. The latest regulations were published in 2008. In Finland road tunnels are occasionally built. That is why every tunnel is designed case by case.

There are two ways to execute the ventilation. The longitudinal ventilation utilize the whole tunnel as a duct whereas the transverse ventilation uses fresh air ducts and extraction ducts to move the air. The transverse ventilation is not affected by wind or other environmental factors. For smoke control the tunnel is equipped with motorised dampers which control the smoke out of the tunnel.

The dimensioning of ventilation is based on vehicle emissions such as carbon monoxide and nitrogen dioxide. Today vehicles are so far developed that the amount of carbon monoxide is so low it can be ignored in the calculations. The required airflow in the road tunnel is calculated for different circumstances.

This bachelor’s thesis was made for an HVAC company from Kouvola. They were interested to know more about ventilation of road tunnels. The purpose of this thesis is to give them knowledge to design road tunnel ventilation in the future.