Abstrakt
Cel: Budowa tuneli drogowych szczególnie na terenach zurbanizowanych pozwala zmniejszyć emisję zanieczyszczeń gazowych w miejscu wybudowanego tunelu, ale jednocześnie powoduje znaczne zwiększenie stężeń tych zanieczyszczeń w rejonie wylotu zużytego powietrza z tunelu. W artykule przedstawiono symulację rozprzestrzeniania się ditlenku azotu pochodzącego ze spalin samochodowych w rejonie analizowanej ulicy oraz symulację zmiany jego stężeń w przypadku budowy tunelu z wentylacją wzdłużną bez systemu oczyszczania powietrza oraz z zabudowanym systemem oczyszczania powietrza. Przeprowadzono analizę skuteczności stosowania technologii oczyszczania powietrza wentylacyjnego z tuneli.
Wprowadzenie: Według raportów dotyczących jakości powietrza Polska należy do najbardziej zanieczyszczonych państw w Europie. Głównym powodem wysokiego stężenia zanieczyszczeń w powietrzu w miastach są emitowane spaliny samochodowe. Jedną z metod ograniczenia zawartości zanieczyszczeń stałych i gazowych w powietrzu w miastach jest budowa drogowych tuneli komunikacyjnych. Rozwiązanie to powoduje znaczne zmniejszenie emisji zanieczyszczeń, szczególnie gazowych w obszarze tunelu. Niemniej jednak odprowadzane powietrze wentylacyjne z tunelu generuje lokalnie w rejonach wylotów z tuneli podwyższony poziom stężenia zanieczyszczeń. Na świecie stosowane są systemy oczyszczania dużych strumieni powietrza wentylacyjnego tuneli z zanieczyszczeń stałych i gazowych – przykładami są tunele Mont Blanc w Alpach łączący Chamonix we Francji z Courmayeur we Włoszech oraz tunel M30 w Madrycie. W takich tunelach powietrze wentylacyjne jest oczyszczane przed jego usunięciem do atmosfery.
Metodologia: W celu zbadania wpływu tunelu drogowego na poziom stężenia wybranych zanieczyszczeń w powietrzu wybrano koncepcyjną lokalizację budowy tunelu drogowego w Warszawie w ciągu ulicy Wawelskiej. Emisja wybranych zanieczyszczeń gazowych pochodzących ze spalin silników samochodowych do atmosfery została zamodelowana nowoczesnym oprogramowaniem Computational Fluid Dynamics. W tym zakresie przeprowadzono analizę trzech przypadków: stanu istniejącego w rejonie ulicy Wawelskiej (ruch pojazdów ciągiem drogowym), budowy tunelu z wentylacją wzdłużną bez oczyszczania powietrza wentylacyjnego z tunelu oraz budowy tunelu z wentylacją wzdłużną z systemem oczyszczania powietrza z tunelu. Następnie wyniki badań stężeń zanieczyszczeń w powietrzu dla analizowanych przypadków zostały porównane.
Wnioski: Rezultaty analiz numerycznych zestawione z przeprowadzonymi przez pracowników Politechniki Warszawskiej wynikami badań stężeń zanieczyszczeń powietrza w rejonie ulicy Wawelskiej w Warszawie potwierdziły przyjęte założenia dotyczące modelowania numerycznego stanu obecnego. Efekty analiz dotyczących prognozowanego stężenia zanieczyszczeń w powietrzu dla wariantu budowy tunelu bez systemu oczyszczania powietrza wykazały znaczne zmniejszenie zanieczyszczeń w rejonie ulicy Wawelskiej oraz spore przekroczenia dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń przy wylotach z portali tuneli. Ponadto wyniki badań numerycznych potwierdziły, że budowa tunelu wraz z systemem oczyszczania powietrza wentylacyjnego jest najkorzystniejszym rozwiązaniem prowadzącym do zmniejszenia poziomu zanieczyszczeń w rejonie ulicy Wawelskiej w Warszawie.
Słowa kluczowe: tunel, wentylacja tuneli, oczyszczanie powietrza, zanieczyszczenia
Typ artykułu: artykuł przeglądowy