Durch den Einsatz maßgeschneiderter elektrostatischer Staubabscheiderlüfter beträgt die PM2,5-Entfernungsrate über 85 %; damit wird das Problem der Einzelloch-Zweischicht-Lüftung gelöst und eine energieeffiziente sowie hochwirksame Reinigung erreicht.
Der Chunfeng-Tunnel hat eine Gesamtlänge von 5.078 m, darunter 4.600 m im Untergrund. Er wird mittels eines 15,8-m-Schildvortriebs mit ultra-großem Durchmesser als „Einrohr-Zweideck“-Fahrzeugtunnel errichtet, wobei sowohl die obere als auch die untere Ebene für den Verkehr genutzt werden. Dadurch entsteht ein stark abgeschlossener Innenraum mit komplexen Luftströmungspfaden. Die konventionelle Querlüftung ist eingeschränkt, weshalb zentrale Lüftungsstationen an den östlichen und westlichen Tunnelenden erforderlich sind, an denen leistungsstarke Strahllüfter in Koordination mit dem Längslüftungssystem arbeiten.
Als städtische Schnellstraße, die die Bezirke Luohu und Futian verbindet, wird erwartet, dass der Tunnel täglich über 60.000 Fahrzeuge bewältigt. Der Abgasausstoß der Fahrzeuge enthält hohe Konzentrationen von PM2,5, PM10, NOx und anderen Schadstoffen, was äußerst hohe Anforderungen an die Verdünnungs- und Absaugkapazität der Lüftungsanlage stellt. Die Ventilatoren müssen nicht nur einen grundlegenden Luftaustausch gewährleisten, sondern auch in Zusammenarbeit mit Luftreinigungsanlagen eine effiziente Schadstoffentfernung ermöglichen.
Die BIM-Technologie wird während des gesamten Projekts eingesetzt, und es wurde eine „Plattform zur Steuerung sicherheitsrelevanter Risiken“ eingerichtet, die 3D-GIS, InSAR-Satelliten-Fernerkundung sowie KI-Algorithmen integriert, um Bauparameter und Umweltdaten in Echtzeit zu überwachen. Dieses System erstreckt sich zudem auf den Betrieb und das Management der Lüftungstechnik und unterstützt die Vorhersage des Betriebszustands der Ventilatoren sowie die Frühwarnung vor Störungen.
Zu den Nebenarbeiten des Tunnels (z. B. eine Schlammabscheideanlage) gehörte zeitweise eine Anlage, die sich nur etwa 100 m vom Wohnkomplex Ludan Mingyuan befand. Niederfrequenzschwingungen, die durch den Betrieb der Anlagentechnik verursacht wurden, führten bei Anwohnern zu Schwindelgefühlen, Ohrensausen und sogar zu Rissen in den Wänden ihrer Wohnungen.
Während der Inbetriebnahme und der Probebetriebsphase von HLK-Lüftern und Hilfsanlagen können Schwingungen leicht über den Boden weitergeleitet werden, wenn Maßnahmen zur Schwingungsdämpfung unzureichend sind (z. B. fehlende Verwendung von Schraubenfeder-Schwingungsentkopplungslagerungen oder fehlende flexibler Verbindungen), was zu dem sogenannten NIMBY-Effekt („Nicht in meinem Hinterhof“) führt.
Letztendlich war der Bauunternehmer gezwungen, die Schlammbehandlungsanlage 300 m nach Westen zu verlegen, um öffentliche Beschwerden zu mildern – dies verdeutlicht die erheblichen Herausforderungen bei der frühzeitigen Umweltverträglichkeitsprüfung und der Planung der Anlagenaufstellung.
Um hohe Konzentrationen von PM2,5, PM10 und NOx im Fahrzeugabgas zu bewältigen, ist jeweils ein Luftreinigungssystem an den östlichen und westlichen Enden installiert, das eine mehrstufige Filtration sowie elektrostatische Abscheidung und katalytische Oxidation nutzt.
Die HLK-Ventilatoren müssen einen stabilen statischen Druck und eine gleichmäßige Luftströmung bereitstellen, um eine homogene Luftverteilung durch die Reinigungsmodulen sicherzustellen und lokale Verstopfungen oder Effizienzeinbußen zu vermeiden.
Während des Langzeitbetriebs führt die Staubansammlung auf den Filtermedien zu einem erhöhten Systemwiderstand. Daher müssen die Ventilatoren über eine Drehzahlregelung (VFD) verfügen, um die Leistung dynamisch anzupassen und so die Reinigungseffizienz aufrechtzuerhalten sowie Energie zu sparen.
Der Tunnel durchquert 11 Störungs- und Brechungszonen, wobei die Gesteinsfestigkeit bis zu 173 MPa erreicht. Bodenveränderungen während der Bauausführung gefährden die Fundamentstabilität von Nebenanlagen wie Lüftungsmaschinenräumen.
Maschinenräume in großer Tiefe (bis zu 49 m unter Geländeoberkante) sind feucht und schwer zugänglich. Große Ventilatoren müssen zerlegt transportiert und vor Ort montiert werden, was die Montagefehlerquote sowie das Risiko nachfolgender Schwingungen erhöht.
Das Lüftungssystem muss mit der Brandbekämpfung/Rauchableitung, der Bauwerksüberwachung, der Verkehrssteuerung und anderen Systemen interagieren. Beispielsweise müssen die Ventilatoren bei Brandbedingungen schnell in den Rauchableitungsmodus wechseln, wobei Strahllüfter aktiviert werden, um eine gerichtete Luftströmung zu erzeugen und die sichere Evakuierung des Personals sicherzustellen.
In einer dicht bebauten städtischen Umgebung müssen die Anlauf-/Stoppsequenzen der Ventilatoren zudem Druckschwankungen oder eine Überlagerung von Geräuschen vermeiden, die benachbarte Gebäude beeinträchtigen könnten.
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