Lüftungseinrichtung in Strassentunnel 1 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lüftungs einrichtung in einem Strassentunnel.
Zur Belüftung von Strassentunnels ist es bekannt, z. B. unterhalb der Fahrbahn einen Lüftungskanal vor zusehen, der über in regelmässigen Abständen vorge sehene Öffnungen mit dem Verkehrsraum verbunden ist und diesem Frischluft zuführt. Die Abluft, d. h. die Mischung aus Frischluft und Abgas, wird entweder durch den Verkehrsraum und die Portale und allfällige Schächte abgeführt, was als Halbquerlüftung bezeich net wird, oder aber es ist z.
B. über dem Verkehrsraum ein Abluftkanal vorgesehen, der einerseits an einen Ab saugventilator angeschlossen ist und anderseits über ebenfalls regelmässig entlang dem Verkehrsraum ver teilte Öffnungen mit diesem in Verbindung steht, was als Querlüftung bezeichnet wird.
Beide Systeme - Halbquerlüftung und Querlüf tung - haben unter bestimmten Betriebsbedingungen ihre Vor- und Nachteile. Bei Spitzenbetrieb ist die Halbquerlüftung der Querlüftung insofern überlegen, als der für die Lüftung zur Verfügung stehende Quer schnitt, vollständig für den Frischluftkanal zur Verfügung steht, da ein Abluftkanal nicht benötigt wirdi und das Abströmen der Abluft im Verkehrsraum im Vergleich zum Fall mit Abluftkanal praktisch keinen überdruck erfordert.
Aus diesen beiden Umständen ergibt sich, dass der Leistungsbedarf der Halbquerlüftung gegen über der Querlüftung bei gleichem Kanalquerschnitt 6-8mal kleiner ist. Die Halbquerlüftung lässt sich des halb, abgesehen von den geringeren Baukosten, mit erheblich reduzierten Betriebskosten durchführen. An derseits bringt die Querlüftung im Brandfall den Vor teil, dass, insbesondere bei kleinen Längsgeschwindig keiten, die Verschleppung der Rauchgase auf grössere Strecken des Verkehrsraumes verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaf fung einer Lüftungseinrichtung, die die Vorteile der beiden Systeme vereinigt.
Die erfindungsgemässe Lüftungseinrichtung in einem Strassentunnel, mit zwei in Längsrichtung des Tunnels verlaufenden Lüftungskanälen, die über in Längsrich tung verteilt angeordnete Öffnungen mit dem Ver kehrsraum verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass zur wahlweisen Zuführung von Frischluft in den Verkehrsraum oder zur Abführung von Abluft aus diesem in einem der Kanäle Umschaltmittel für die Um kehrung der Strömungsrichtung der Luft im Kanal vor gesehen sind.
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Aus führungsformen der erfindungsgemässen Lüftungsein richtung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Tunnel, gemäss einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Lüftungsventilator für die Ausführungs form nach Fig. 1 im Horizontalschnitt, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Tunnel querschnittes, Fig.4 einen Horizontalschnitt durch einen Endteil der Lüftungskanäle nach Fig. 3, Fig. 5 und 6 einen Vertikalschnitt durch eine Ver bindungsöffnung, in vergrössertem Massstab und bei ent gegengesetzten Strömungsrichtungen dargestellt.
Mit 2 ist in Fig. 1 ein kreisförmiger Tunnelmantel bezeichnet, dessen Innenraum durch eine Fahrbahn 4 und eine Decke 6 unterteilt ist. Zwischen Decke 6 und Fahrbahn 4 liegt der Verkehrsraum 8, während sich oberhalb der Decke und unterhalb der Fahrbahn je ein Lüftungskanal 10 bzw. 12 befindet.
Der Lüftungskanal 10 ist über eine Vielzahl von in Längsrichtung der Decke 6 verteilten Öffnungen 14 mit dem Verkehrsraum 8 verbunden, wobei vor diesen öff- nungen unterhalb der Decke 6 angeordnete Blenden 16 vorgesehen sein können. Die Ausbildung und Anord nung der Öffnungen 14 wird im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 noch näher erläutert.
Der Luftkanal 12 ist über beidseits der Fahrbahn 4 vorgesehene, ebenfalls in Längsrichtung verteilt ange ordnete Durchtrittsöffnungen 18 mit dem Verkehrsraum verbunden. Während an der Mündung des Kanals 12 ein nicht dargestellter Ventilator aus der Atmosphäre Frisch luft ansaugt und in diesen Kanal fördert, wobei diese Frischluft durch die Öffnungen 18 verteilt in den Ver kehrsraum 8 einströmt, ist im Mündungsbereich des Kanals 10 ein generell mit 20 bezeichneter Ventilator angeordnet, der beispielsweise um eine vertikale Achse um 180 verschwenkbar ist.
In der dargestellten Lage fördert der Ventilator 20 Frischluft in den Kanal 10, die durch die Öffnungen 14 ebenfalls in den Verkehrsraum 8 austritt. Bei dem in diesem Fall eintretenden Halbquerlüftungsbetrieb, wel cher besonders bei Spitzenverkehr geeignet ist, strömt die Abluft durch den Verkehrsraum ab und tritt aus dieseln entweder durch die Portale oder allfällige Schächte (nicht dargestellt) aus.
Im Fall eines Brandes im Tunnel kann der Ventila tor 20 bei drehendem Schaufelrad aus der dargestellten Lage um 180 verschwenkt werden, so dass dieser nun mehr durch den Lüftungskanal 10 Abluft bzw. Ver brennungsgase und Rauch durch die in der Decke 6 vorgesehenen Öffnungen 14 absaugt. Es wird dadurch verhindert, dass die Verbrennungsgase und der Rauch im Verkehrsraum verschleppt werden.
Auch im Fall einer mässigeren Verkehrsfrequenz kann es zweckmässig sein, den Ventilator 20 in der dem Brandfall entsprechenden Stellung zu betreiben, da in diesem Fall der Frischluftbedarf infolge der ge ringeren Abgasmengen kleiner ist. Bei einem Ausfall oder einer Stillsetzung des Ventilators im Frischluft kanal 12 steht der Ventilator 20 hingegen für die Frischluftzufuhr zur Verfügung, indem er in der in Fig. 2 dargestellten Lage betrieben wird.
Um eine gleichmässige Verteilung und Sammlung der Frischluft bzw. Abluft über die Länge des Lüftungs kanals 10 zu erreichen, müssen Massnahmen getrof fen werden, damit der wirksame Druckverlauf längs des Kanals in beiden Fällen bzw. Strömungsrichtungen gleich ist. Der Druckverlauf setzt sich zusammen aus einem Reibungsterm, der in beiden Fällen gleich gross ist, und einem Term, der die Druckänderung durch das Abzweigen oder Einleiten des Seitenstromes berücksich tigt.
Diese beiden letzteren Grössen, welche ohne ent sprechende Massnahmen entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, können einander durch die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausbildung der Öffnungen 14 in der Decke angeglichen werden.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, sind die Öffnungen 14 durch Schlitze gebildet, die einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen und die unter einem spitzen Winkel, bezogen auf die Strömungsrichtung u', (Fig. 5, Querlüftungsbetrieb), in den Kanal 10 einmün den.
Es muss erreicht werden, dass beim Absaugbetrieb die einströmende Luft mit der maximal möglichen Ge schwindigkeit v in Richtung der Hauptströmung u., eingeführt wird. Durch Einschnüren des Eintrittsschlit zes auf die Grösse f", wird die Menge einreguliert und durch ein flaches Einleiten wird erreicht, dass dank dem Coanda-Effekt der Luftschleier in die Strömungs richtung abgebogen wird.
Zur Einleitung des Coanda- Effekts muss darauf geachtet werden, dass eine eindeu tige Ablösung, entsprechend der gestrichelt dargestellten Linie, an der abgerundeten Einlaufkante 22 entsteht und eine Diffusorwirkung vermieden wird.
Der Kanalend- druck muss so gross gewählt werden, dass dank den grossen Eintrittsgeschwindigkeiten v der Zusatzterm ne gativ und gleich jenem für den Blasbetrieb wird. Damit dieser Enddruck klein gehalten werden kann (etwa drei mal den Staudruck am Kanalaustritt) muss beim Ausströ men möglichst viel des dynamischen Druckes der Kanal strömung wirksam bleiben. Der allmähliche Übergang in den Seitenschlitz, wie er für das Absaugen gegeben ist, bildet die beste Voraussetzung dafür.
Die Einlauf kante 24 ist genügend zu runden, damit sich der Strö- mungsstaupunkt frei einstellen kann.
In Fig. 6 sind die Strömungsverhältnisse bei Halb querlüftungsbetrieb schematisch dargestellt.
In Fig. 3 ist ein Tunnelquerschnitt 30 dargestellt, wobei über dem Verkehrsraum 32 und von diesem durch eine Decke 34 abgetrennt, zwei nebeneinander verlaufende, jedoch voneinander getrennte Lüftungs kanäle 36 und 38 vorgesehen sind. Der Kanal 36 ist als Frischluftkanal ausgebildet und ist über in Längs richtung verteilte, der Tunnelwand entlang nach ab wärts verlaufende Schächte 44 mit in der Nähe der Fahrbahn 40 angeordneten Austrittsschlitzen 42 ver bunden.
Anderseits ist der Lüftungskanal 38 über in, der Decke 34 vorgesehene Öffnungen 14 verbunden, die die in Fig. 5 und 6 dargestellte Form und Anord nung aufweisen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung der Ka, näle 36 und 38 eignet sich die Anordnung der Ventila toren gemäss Fig.4 besonders. Der Kanal 36 enthält dabei den Zuluftventilator 46, während der Kanal 38 einen Zuluftventilator 48 enthält. In einer Verzweigung 50 des Kanals 38, die durch eine Klappe 52 gegenüber dem Kanal 38 abgesperrt ist, befindet sich -ein Ab luftventilator 54.
Durch Verschwenken der Klappe kann der Kanal 38 mit dem Ventilator 54 verbunden und gegenüber dem Ventilator 48 abgesperrt werden (gestrichelt dargestellte Lage). Die Kanäle 36, 38 und 50 sind mit der Atmosphäre verbunden.
Es ist selbstverständlich auch denkbar, Ventilatoren zu verwenden, die mit einem leitradlosen gegenläufigen Ventilatorradpaar ausgerüstet sind, wobei die Dreh richtung geändert werden kann. In diesem Fall kann auf die Massnahmen nach Fig. 2 oder 4 verzichtet wer den; allerdings muss dabei eine geringere Leistung und ein schlechterer Wirkungsgrad in Kauf genommen wer den.
In allen Fällen lässt sich die Umstellung von Halb querlüftung auf Querlüftung sehr rasch durchführen; sie kann beispielsweise über an der Decke 6 bzw. 34 angebrachte Temperaturfühler oder ein anderes Melde system automatisch ausgelöst werden.