بررسی عمیق‌سیستم‌ تهویه مترو

ایستگاه‌های مترو، با توجه به ماهیت فضایی بسته، تراکم بالای مسافر و تولید گرمای قابل‌توجه از قطارها و افراد، نیازمند سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته‌ای هستند تا محیطی راحت و ایمن برای مسافران فراهم کنند. در ادامه، جزئیات مربوط به این سیستم‌ها را به صورت دقیق تر بررسی می‌کنیم

ساختار سیستم تهویه ایستگاه مترو و انتخاب دستگاه مناسب برای آن

سیستم تهویه مطبوع مترو شامل سه بخش اصلی تهویه تونل ، تهویه درون قطار و سیستم تهویه ایستگاه های مترو می شود. آنچه که ما در این متن به آن می پردازیم تهویه در ایستگاه مترو است. تاسیسات مکانیکی مترو در قسمت ایستگاه ها شامل دستگاه هایی می شود که عمل وارد کردن هوای تازه و تعویض آن با هوای قبلی ، تغییر دما و رطوبت آن و هچنین فیلتراسیون هوا را انجام می دهند تا شرایط محیطی مساعد برای تنفس افراد حاضر در ایستگاه ها در تمامی ساعات (ساعات ازدحام جمعیت و غیر از آن) فراهم گردد. ساختار سیستم تهویه درون قطارها که توسط تجهیزات مکانیکی خود قطار تامین می شود و نیز سیستم تهویه تونل ها که بر مبنای فن های ورود و خروج هوا تعبیه می گردند مباحث گسترده ای هستند که به صورت جداگانه باید به آنها پرداخته شود.

اولین چیزی که در خصوص سیستم تهویه سرمایشی و گرمایشی یک ایستگاه مترو نظر هر فردی را در نگاه اول جلب می کند دریچه های ورود و خروج هوای سرد و گرم است که به صورت سقفی در سرتاسر ایستگاه و نیز راهروها و قسمت های اداری و باجه های فروش بلیط و … نصب شده اند. در واقع با توجه به بزرگ بودن فضای تهویه شونده تعداد زیادی از دستگاه های خنک کننده و یا گرم کننده هوا (مثل سیستم چیلر و هواساز یا روفتاپ پکیج یا ایرواشر و …) در قسمت های مختلف نصب شده و همگی با کانال کشی های انجام شده در سرتاسر ایستگاه ، هوای تازه (هوای با اکسیژن بالا) فیلتر شده و با دما و رطوبت تنظیم شده را در نقاط مختلف توزیع می کنند.

همچنین علاوه بر دریچه های وارد کننده هوا به قسمت های مختلف ، دریچه هایی نیز به منظور خارج نمودن هوا در نقاط مختلف نصب می شود که فن های اگزاست از طریق این دریچه ها و کانال کشی های انجام شده ، هوای مصرف شده را به بیرون هدایت می کنند.

انتخاب دستگاه مناسب با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه

انتخاب دستگاه مناسب برای تهویه ایستگاه های مترو باید با توجه به شرایط آب و هوایی ، ازدحام جمعیت و نیز در نظر گرفتن مسئله مصرف انرژی انجام گیرد. در کل از دو نوع سیستم می توان به عنوان سیستم تهویه در ایستگاه مترو استفاده نمود که عبارتند از :

1 . سیستم ایرواشر (زنت) و بویلر

در مناطق با آب هوای خشک و نیمه خشک مانند شهرهای تهران ، اصفهان ، مشهد ، شیراز ، کرج و تبریز یکی از مناسب ترین دستگاه ها از نظر قیمت اولیه و مصرف انرژی ، ایرواشر یا زنت به همراه بویلر است. ایرواشر دستگاهی است که به صورت مرکزی در بخش تاسیسات مکانیکی مترو نصب شده و سیستم سرمایش آن بر پایه تزریق آب در جریان هوا (تبخیری) است. برای گرمایش هوا از یک کویل مسی درون ایرواشر استفاده می شود که آب گرم شده در بویلر ، داخل کویل مسی جاری می شود و فن با دمیدن هوا از اطراف کویل ، باعث افزایش دمای هوا می شود. ساختار دستگاه ایرواشر به گونه ای است که وقتی در حالت سرمایشی کار می کند رطوبت هوا را به علت تزریق آب در آن افزایش می دهد و به همین خاطر برای استفاده در مناطق خشک و نیمه خشک مناسب است. عمل افزایش رطوبت در زمستان نیز می تواند انجام شود.

درون ایرواشر از فیلترهای متعددی (فیلترهای کیسه ای ، کربن فعال ، آنتی باکتریال و …) استفاده می شود تا هوا از آلودگی ها و ذرات معلق تصفیه گردد. از مهمترین ویژگی های ایرواشر این است که هم قیمت اولیه پایین تری نسبت به سایر سیستم ها (مانند هواساز و چیلر) دارد و هم مصرف انرژی کمتر. زیرا در ایرواشر از کمپرسور استفاده نمی شود. از دیگر دستگاه های مشابه که عملکردی تقریبا شبیه ایرواشر دارد می توان به دستگاه زنت و نیز دستگاه اکونوپک اشاره کرد.

یکی از مشکلات این دستگاه این است که توان بالایی در سرمایش هوا ندارد و حداکثر می تواند تا 3 درجه بالاتر از دمای تر محیط (که دمای تر یا همان دمای مرطوب بستگی به شرایط آب و هوایی شهر مورد نظر دارد) دمای هوا را کاهش دهد. برای نمونه می توان شهر تهران را مثال زد که دمای تر آن 24 درجه سانتی گراد است و بنابرین این دستگاه حداکثر می تواند دمای هوا را تا 27 درجه سانتی گراد کاهش دهد. بنابرین صرفا پایین بودن قیمت اولیه و مصرف انرژی کمتر آن نسبت به سایر سیستم ها دلیل کافی بر استفاده از این دستگاه به تنهایی نیست و می توان از آن فقط در قسمت هایی از ایستگاه های مترو بهره برد.

2 . سیستم هواساز ، چیلر و بویلر

هواساز نیز همانند ایرواشر دارای انواع فیلتر و نیز تجهیزات افزایش دهنده و یا کاهنده رطوبت (به صورت آپشن) است. سیستم گرمایش آن نیز همانند ایرواشر است و به آبگرم بویلر متصل می گردد. ولی سیستم سرمایش آن همانند ایرواشر نیست و به جای تزریق آب در مسیر عبور هوا (تبخیری) از چیلر و کویل آب سرد استفاده می شود که دمای هوا را با این سیستم می توان تا هر میزان که نیاز باشد کاهش داد.

در واقع چیلر آب را سرد می کند و با پمپ به کویل مسی هواساز پمپاژ می کند تا دمای هوا در اثر برخورد با سطح سرد کویل ، کاهش یابد. در شهرهایی که در مناطق گرم و خشک یا معتدل و خشک (مثل تهران، اصفهان ، مشهد ، شیراز ، کرج و تبریز) قرار دارند از این سیستم می توان به تنهایی و یا به صورت ترکیبی با سیستم ایرواشر بهره برد ولی این سیستم بهتر است که فقط به تنهایی در شهرهای با رطوبت بالا و گرم مانند شهر اهواز استفاده شود زیرا ایرواشر قادر به کاهش دما و نیز کاهش رطوبت هوا در شهرهای گرم و مرطوب نیست. ولی ساختار سیستم هواساز ، بویلر و چیلر به گونه ای است که به بهترین شکل ممکن این کار را انجام می دهد. از دیگر دستگاه های مشابه می توان به دستگاه پکیج یونیت (روف تاپ پکیج) اشاره کرد که همان کار چیلر و هواساز را انجام می دهد.

هم ایرواشر و هم هواساز در مکانی نصب می شوند که هوای تازه را از بیرون مکیده و پس از تنظیم دما و رطوبت آن ، از طریق سالن های فروش بلیت ، راه پله ها ، سکو ها و محوطه ایستگاه به سمت تونل هدایت می کنند تا به وسیله هواکش های نصب شده در تونل به بیرون منتقل گردد. ظرفیت هوادهی این دستگاه ها باید به اندازه ای باشد که در هر ساعت چندین مرتبه (معمولا هر 8 دقیقه یک بار تعویض کامل هوا) هوای داخل ایستگاه با هوای تازه جایگزین گردد. بدین ترتیب از شیوع بیماری های واگیر دار مانند آنفولانزا نیز کاسته می شود.

چنانچه سیستم تهویه مناسب برای ایستگاه های مترو در نظر گرفته نشود در ساعات پر تردد نارضایتی عمومی را به علت ایجاد مشکلاتی مانند تنگی نفس (وجود دی اکسید کربن و بوی نامطبوع بیش از حد در یک مکان) در شهروندان به وجود می آورد. ظرفیت دستگاه های تهویه باید بر اساس حضور بیشترین تعداد افراد در ایستگاه ها طراحی و ساخته شوند. سیستم تهویه باید به گونه ای باشد که حتی افراد پیر مشکلی در استفاده از مترو نداشته باشند. با توجه به ابعاد ایستگاه مورد نظر یک یا چند دستگاه تهویه در نقاط مختلف نصب می شود تا توزیع هوا در همه قسمت ها یکسان و یا متناسب با نیاز باشد.