Study on the conditions in a road tunnel under the strong wind influence

• Autorzy: Król A. , Król M.

Warianty tytułu

PL

Badanie warunków panujących w tunelu drogowym przy silnym działaniu wiatru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Conducting the communication routes in the tunnels is often preferred because of the condition of topography, dense urban development or environmental concerns. The specificity of the use of tunnels entails the need to meet a number of technical requirements laid down in the relevant legislation. One of the basic requirements is to ensure effective ventilation. Ventilation in the normal use should to ensure the air exchange in order to maintain standards for permissible concentrations of harmful substances and good visibility. It is also required that in the event of the fire breakout, the ventilation system must be capable to remove the smoke and the combustion products. In tunnels shorter than 400 m is generally used the natural ventilation, wherein the driving force is the differential pressure between the portals of the tunnel and the movement of vehicles in its interior. The described study shows that in the event of the traffic jam and the unfavorable direction of the wind the permissible values of concentrations of toxic substances may be exceeded even in a relatively short tunnel. The analyzes of conditions in the tunnel were performed with the use of a program realizing the numerical fluid mechanics called FDS (Fire Dynamics Simulator).

PL

Prowadzenie ciągów komunikacyjnych w tunelach jest często korzystne ze względu na warunku topograficzne, gęstą zabudowę lub uwarunkowania ekologiczne. Specyfika użytkowania tuneli niesie za sobą wymóg spełnienia szeregu wymagań technicznych określonych w stosownych aktach prawnych. Jednych z podstawowych wymogów jest zapewnienie skutecznej wentylacji. Wentylacja powinna w trakcie normalnego użytkowania zapewnić wymianę powietrza w celu zachowania norm dotyczących dopuszczalnego stężenia szkodliwych substancji i dobrej widoczności. Jednocześnie wymaga się aby w razie wybuchu pożaru system wentylacji był zdolny do usuwania dymu i produktów spalania. W tunelach krótszych niż 400 m stosowana jest z reguły wentylacja naturalna, w której siłą napędową jest różnica ciśnień na portalach tunelu i ruch pojazdów w jego wnętrzu. W pracy pokazano, że w przypadku wystąpienia zatoru i przy niekorzystnym kierunku wiatru mogą zostać przekroczone dopuszczalne normy stężeń substancji toksycznych nawet w stosukowo krótkim tunelu. Analiza warunków w tunelu została wykonana na drodze symulacji przy użyciu programu realizujące numeryczną mechanikę płynów o nazwie FDS (Fire Dynamics Simulator).

Słowa kluczowe

EN

tunnel; topography; ventilation

PL

tunel; topografia; wentylacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 1405--1412, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Król A.

• Silesian University of Technology

autor

Król M.

• Silesian University of Technology

Bibliografia

• [1]. Fan C. G., Wang W., Sun J. H.: Effects of vertical shaft arrangement on natural ventilation performance during tunnel fires. International Journal of Heat and Mass Transfer 73/2014, pp.158–169.
• [2]. Gannouni S., Maad R. B.: Numerical study of the effect of blockage on critical velocity and back layering length in longitudinally ventilated tunnel fires. Tunnelling and Underground Space Technology 48/2015 pp.147–155.
• [3]. Guo X., Zhang Q.: Analytical solution, experimental data and CFD simulation for longitudinal tunnel fire ventilation. Tunnelling and Underground Space Technology 42/2014 pp.307–313.
• [4]. Król M.: Analiza bezpieczeństwa pożarowego w tunelu drogowym z wentylacją mechaniczną. Logistyka 3/2015. (in print).
• [5]. Liu Y., Cassady S.: A modified critical velocity for road tunnel fire smoke management with dedicated smoke extraction configuration. Case Studies in Fire Safety 2/2014, pp.16–27.
• [6]. McGrattan K.: Fire Dynamics Simulator (version 4) Users Guide. NIST Publ.1019, National Institute of Standards and Technology, 2006.
• [7]. Ministerstwo Transportu i Gospodarki Morskiej: Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (ze zmianami z dnia 29 maja 2012). (Dz.U.2000.63.735).
• [8]. Robert Bosch GmbH, Bosch Automotive Handbook. 3rd Edition, Robert Bosch GmbH, 1993
• [9]. Volkswagen Group Polska: Informacja o zużyciu paliwa i emisji CO2. Warszawa 2015
• [10]. Zhong W., Fan C.G., Yang J.P.: Influence of longitudinal wind on natural ventilation with vertical shaft in a road tunnel fire. International Journal of Heat and Mass Transfer 57/2013, pp. 671–678.