Proiectul Tunnelului Shenzhen Chunfeng

Prin utilizarea unor ventilatoare personalizate cu eliminare electrostatică a prafului, rata de îndepărtare a particulelor PM2.5 depășește 85 %, rezolvând problema ventilației într-un singur orificiu pe două niveluri și asigurând o purificare eficientă cu consum redus de energie.

I. Caracteristici ale Proiectului Tunelului Chunfeng din Shenzhen

1. Structură cu tub unic și două niveluri, de diametru ultra-mare, cu cerințe speciale de ventilație

Tunelul Chunfeng are o lungime totală de 5.078 m, dintre care 4.600 m reprezintă secțiunea subterană. Acesta utilizează un tunel de protecție cu diametru ultra-mare de 15,8 m pentru a crea un tunel rutier cu „tub unic și două niveluri”, unde atât nivelul superior, cât și cel inferior sunt destinate traficului. Aceasta conduce la un spațiu interior foarte închis și la trasee complexe ale fluxului de aer. Ventilația transversală convențională este limitată, fiind necesare stații centrale de ventilație la capetele estic și vestic, unde ventilatoarele jet de mare putere funcționează în coordonare cu sistemul de ventilație longitudinal.

2. Drum arterial urban complet subteran cu cerințe ridicate privind calitatea aerului

Ca autostradă urbană care leagă districtele Luohu și Futian, tunelul este prevăzut să gestioneze peste 60.000 de vehicule pe zi. Gazele de eșapament ale vehiculelor conțin concentrații ridicate de PM2,5, PM10, NOx și alți poluanți, ceea ce impune cerințe extrem de ridicate privind capacitatea de diluare și extracție a sistemului de ventilare. Ventilatoarele trebuie să asigure nu doar schimbul de aer de bază, ci și să funcționeze în colaborare cu unitățile de purificare a aerului pentru a realiza o eliminare eficientă a poluanților.

3. Integrare profundă a tehnologiei BIM și a monitorizării inteligente

Tehnologia BIM este aplicată pe întreaga durată a proiectului, iar o „Platformă de control al riscurilor de siguranță” a fost pusă în funcțiune, integrând GIS 3D, teledetecția prin satelit InSAR și algoritmi AI pentru monitorizarea în timp real a parametrilor de construcție și a datelor privind mediul. Acest sistem se extinde și asupra exploatării și gestionării echipamentelor de ventilare, susținând predicția stării de funcționare a ventilatoarelor și emiterea de avertizări privind defecțiunile.

II. Analiza dificultăților legate de construcție și exploatare

1. Dificultate extremă în controlul zgomotului și vibrațiilor de joasă frecvență, datorită proximității față de zonele rezidențiale

Lucrările auxiliare ale tunelului (de exemplu, o stație de separare a noroiului) au fost amplasate, la un moment dat, la doar aproximativ 100 m distanță de complexul rezidențial Ludan Mingyuan. Vibrațiile de joasă frecvență generate de funcționarea echipamentelor au provocat locuitorilor senzații de ameteală, tinitus și chiar fisurarea pereților din locuințele lor.

În timpul punerii în funcțiune și al exploatării în regim de probă a ventilatoarelor HVAC și a echipamentelor auxiliare, dacă măsurile de reducere a vibrațiilor sunt inadecvate (de exemplu, lipsa utilizării suporturilor izolatoare cu arcuri elastice sau absența conexiunilor flexibile), vibrațiile pot căpăta ușor o propagare prin sol, generând efectul NIMBY („Nu în curtea mea!”).

În cele din urmă, antreprenorul de construcții a fost forțat să mute stația de tratare a noroiului cu 300 m spre vest pentru a atenua plângerile publicului, reflectând provocările serioase legate de evaluarea impactului de mediu în stadiul inițial și de planificarea amplasării echipamentelor.

2. Sarcină mare asupra sistemului de purificare a aerului – ventilatoarele trebuie să fie compatibile cu unitățile de filtrare de înaltă eficiență

Pentru a face față concentrațiilor ridicate de PM2,5, PM10 și NOx din gazele de eșapament ale vehiculelor, un sistem de purificare a aerului este instalat la fiecare dintre capetele estic și vestic, utilizând tehnologia de filtrare în mai multe trepte + precipitare electrostatică + oxidare catalitică.

Ventilatoarele HVAC trebuie să asigure o presiune statică și un debit de aer stabile pentru a garanta o distribuție uniformă a aerului prin modulele de purificare, evitând astfel înfundarea locală sau scăderea eficienței.

În timpul funcționării pe termen lung, acumularea de praf pe mediile filtrante duce la o creștere a rezistenței sistemului. Prin urmare, ventilatoarele trebuie să dispună de capacitate de reglare a frecvenței (VFD) pentru a ajusta dinamic puterea, menținând astfel eficiența de purificare și economisind energie.

3. Geologie complexă – instalare dificilă a fundațiilor echipamentelor

Tunelul traversează 11 zone de fractură și falie, iar rezistența rocii atinge 173 MPa. Perturbarea terenului în timpul construcției pune în pericol stabilitatea fundațiilor structurilor auxiliare, cum ar fi camerele de ventilare.

Camerele de mașini de nivel profund (până la 49 m sub suprafață) sunt umede și de acces dificil. Ventilatoarele mari trebuie transportate în piese componente și asamblate pe loc, ceea ce crește riscul de erori la instalare și ulterior de vibrații.

4. Grad ridicat de complexitate al coordonării și punerii în funcțiune a mai multor sisteme

Sistemul de ventilare trebuie să interacționeze cu sistemul de stingere a incendiilor/extracție a fumului, monitorizarea structurii, semnalizarea traficului și alte sisteme. De exemplu, în cazul unui incendiu, ventilatoarele trebuie să comute rapid în modul de extracție a fumului, activând ventilatoarele cu jet pentru a crea un flux de aer direcțional și a asigura evacuarea în siguranță a personalului.

Într-un mediu urban dens, secvențele de pornire/oprire a ventilatoarelor trebuie, de asemenea, să evite apariția fluctuațiilor de presiune sau a suprapunerii zgomotului, care ar putea afecta clădirile din apropiere.