Вентиляция метрополитенов с однопутными тоннелями в условиях резко континентального климата

Метрополитены являются одним из наиболее совершенных видов городского транспорта, способного справиться с высокой интенсивностью пассажиропотока. Поэтому их развитие является эффективным решением проблемы пассажироперевозок в крупных городах. Эксплуатационные показатели метро в значительной степени зависят от эффективности и конструктивного совершенства его систем вентиляции, на которую существенное влияние оказывают как интенсивность перевозок в метрополитене, так и климатические условия местности, в которой он построен. В связи с тем, что метрополитены с однопутными тоннелями составляют большинство из уже существующих, а линии мелкого заложения получают все большее распространение, вследствие меньшей стоимости их строительства, задача научного обоснования путей совершенствования тоннельной вентиляции как важнейшего звена системы жизнеобеспечения метро – актуальна и имеет важное научное и народнохозяйственное значение. Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем: 1. Определена динамика теплового потока из подземных сооружений метрополитена мелкого заложения с однопутными тоннелями в условиях резко континентального климата в окружающий грунтовый массив в течение годового цикла путем проведения вычислительных и натурных экспериментов. Показано, что расстояние от ограждающих конструкций подземных сооружений метрополитена мелкого заложения до границы области теплового влияния сооружения с критерием отличия 0.5 С от естественной температуры грунта, для станции составляет 28 м, а для тоннеля 15 м. 2. Разработан метод исследования квазидинамического воздухораспределения от поршневого действия поездов в однопутных тоннелях метрополитена для расчетов воздухораспределения сетевыми методами. С использованием этого метода определено влияние частоты и скорости движения поездов на воздухообмен в сооружениях метрополитена и выявлен эффект возникновения главных циркуляционных колец воздушных потоков на перегонах. 3. Определено, что при температуре атмосферного воздуха ниже +8…+10 С при частоте движения четырех-пятивагонных поездов до 22 пар/ч, требуемый воздухообмен в тоннельных и пассажирских сооружениях метрополитена мелкого заложения с однопутными тоннелями обеспечивается поршневым действием поездов без использования тоннельных вентиляторов. 4. Разработана технология управления количеством воздуха, поступающего из атмосферы на тупиковые станции метрополитена в холодный период года, путем снижения скорости уходящих со станции поездов на участке до перегонной вентиляционной камеры, позволяющая поддерживать требуемую температуру в вестибюлях станции. 5. Разработана технологическая схема проветривания метрополитенов с однопутными тоннелями на основе использования поршневого действия поездов, позволяющая обеспечить нормативные параметры воздухообмена без устройства перегонных вентиляционных камер, при этом вентиляционные камеры сооружаются с двух сторон станции. Применение этой технологии позволяет значительно снизить строительный объем вентиляционных сооружений метрополитена. 6. Предложена методика определения скорости распространения задымления по однопутному тоннелю метрополитена от горящего в тоннеле поезда, позволяющая оценить безопасность путей эвакуации пассажиров. Предложен способ создания и поддержания требуемого воздухораспределения для обеспечения безопасности эвакуации в обоих направлениях от очага горения при пожаре в любом вагоне поезда в тоннеле метрополитена, основанный на использовании дымозадерживающих устройств, расположенных непосредственно на поезде. Определены требуемые параметры этих устройств.