Palmę pierwszeństwa – jako najdłuższy tunel drogowy w Polsce – dzierży dzisiaj przekop pod Martwą Wisłą w Gdańsku. Ma 1377 m i dwie jezdnie po dwa pasy ruchu. Ta dominacja skończy się już za kilka miesięcy, gdy do użytku oddany zostanie tunel na drodze ekspresowej S2, stanowiącej Południową Obwodnicę Warszawy. Będzie miał niemal 2,5 tys. metrów, przejdzie (a właściwie już przechodzi) pod warszawskim Ursynowem, czyli w terenie zurbanizowanym pod istniejącą infrastrukturą podziemną. Co ciekawe, poprowadzono go również pod pierwszą linią metra. Każda z dwóch jezdni w tunelu będzie mieć szerokość 14,5 m, po trzy pasy ruchu i pas awaryjny o szerokości ok. 3,75 m. Po obu stronach jezdni zlokalizowane będą drogi ewakuacyjne. Tunel ma zostać oddany do użytku w 2021, więc już niebawem.
Wentylacja to ważny system bezpieczeństwa
Tunel jest ogromnym wyzwaniem inżynierskim, podobnych realizacji można w naszym kraju policzyć na palcach jednej ręki. Są to oczywiście oba tunele dwóch linii warszawskiego metra, a poza tym wciąż w budowie tunele na drodze ekspresowej S3 w Starych Bogaczowicach (ok. 2,3 tys. m) i na „zakopiance” w Luboniu Małym (2,06 tys. m). Można dołożyć jeszcze do tego planowany tunel pod Świną w Świnoujściu (1,4 tys. m).
zdjęcia GDDKiA 
zdjęcia GDDKiA 
zdjęcia GDDKiA 
zdjęcia GDDKiA
– Jednym z newralgicznych elementów infrastruktury tunelu drogowego jest wentylacja, to także jeden z kluczowych systemów bezpieczeństwa – tłumaczy Wojciech Płaczek, inżynier projektu z firmy Mercor, która dostarcza rozwiązania potrzebne do wykonania systemu przewietrzania tunelu S2. – Niewiele firm w Polsce ma doświadczenie w budowie takich instalacji, bo niewiele jest też takich obiektów. My wcześniej uczestniczyliśmy w budowie II linii warszawskiego metra, a wentylacja obiektów przemysłowych zajmujemy się od ponad 30 lat. W tym przypadku – jak przyznaje Wojciech Płaczek – największym wyzwaniem jest długość tunelu, ponieważ algorytm sterowania musi być bardzo złożony i przewidywać wiele możliwości oddymiania w zależności od miejsca pojawienia się przekroczeń i ich intensywności. Cały system musi być więc tak zaprojektowany, aby spełniać maksymalne wymagania wydajności i niezawodności w każdym możliwym przypadku.
Urządzenia muszą być niezawodne i elastyczne
Kiedy w tunelu dojdzie do wypadku lub samochód ulegnie awarii i w jej efekcie zapali się, wówczas trzeba szybko odprowadzić dym, by umożliwić sprawną ewakuację i akcję ratowniczą. Automatycznie startują wentylatory, których zadaniem jest błyskawiczne przewietrzenie zadymionego tunelu. Ale również podczas codziennej i bezproblemowej eksploatacji podziemnej przeprawy wentylacja stanowi ważny element, w tym przypadku głównie komfortu kierowców.
– W tunelu zawsze gromadzą się spaliny, w których są na przykład szkodliwe tlenki węgla. Gdy ruch jest płynny tworzy się swoisty tłok powietrzny i zanieczyszczenia są samoistnie wypychane na zewnątrz, kiedy jednak ruch zostanie spowolniony lub pojawi się na drodze „korek”, wówczas zanieczyszczone powietrze trzeba usuwać mechanicznie – tłumaczy ekspert z firmy Mercor. – Dlatego urządzenia składowe całego systemu wentylacji muszą być niezawodne i elastyczne, by bez problemu realizować każdy scenariusz.
Firma Mercor dostarcza rozdzielnice pożarowe systemu wentylacji, które zasilają i sterują wentylatorami oraz klapami pożarowymi, wyposażone m.in. w układy samoczynnego załączania rezerwy (SZR). To niezastąpione rozwiązanie w sytuacji zaniku zasilnia głównego. Przy tworzeniu tych rozwiązań projektanci wykorzystali m.in. obudowy i wyłączniki kompaktowe wraz z napędami produkcji ABB, wyłączniki instalacyjne, styczniki i przekaźniki, a przede wszystkim przemienniki częstotliwości mocy 250kW dla wentylatorów głównych, które bezpośrednio sterują ich prędkością obrotową, a także softstarty odpowiedzialne za sterowanie wentylatorami strumieniowymi.
Doświadczenia z najdłuższego i najgłębszego tunelu
Dobór poszczególnych elementów jest równie ważny, jak zaprojektowanie całego systemu wentylacji. Urządzenia będą bowiem skazane na wieloletnią pracę w bardzo niekorzystnych warunkach atmosferycznych, gdzie panuje duża wilgotność i ponadnormatywne stężenie wielu gazów niebezpiecznych. Dlatego wszystkie urządzenia muszą mieć odpowiednie obudowy ze stali nierdzewnej i spełniać bardzo restrykcyjne wymogi niezawodności i wydajności. Szczególnie, iż w czasie pożaru w tunelu temperatura może dochodzić nawet do 400 stopni Celsjusza.
- Choć nasze przmienniki częstotliwości ACH580, które zostały wykorzystane w tunelu S2, mają wszystkie konieczne globalne certyfikaty, wspólnie z Mercor musieliśmy poddać je dodatkowym badaniom technicznym w Centrum Naukowo Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej (CNBOP), aby upewnić się, że cały pakiet, w tym silnik, napęd i sam wentylator, jest zgodny z normą EN 12101-3: 2015 " Systemy kontroli dymu i ciepła. Specyfikacja zasilanych wentylatorów do kontroli dymu i ciepła (wentylatorów) ”. Tam właśnie certyfikuje się urządzenia wentylacyjne, które mają być dopuszczone do pracy w warunkach pożarowych – mówi Grzegorz Kopyść, inżynier sprzedaży z firmy ABB. – Ale nasze urządzenia zostały wybrane nie tylko ze względu na dobrą współpracę z firmą Mercor, ale przede wszystkim z powodu ich parametrów technicznych, udokumentowanej niezawodności i doświadczenia firmy ABB w największych tego typu inwestycjach na świecie.
Wbudowane funkcje bezpieczeństwa takie jak tryb Override, umożliwiają systemowi ignorowanie wszystkich nieistotnych błędów, które mogą się pojawić w sytuacji awaryjnej, zapewniając w ten sposób dopływ świeżego powietrza do korytarzy ewakuacyjnych w budynkach, najdłużej jak to możliwe.
Warto w tym miejscu przypomnieć, że kilka lat temu oddano do użytku najdłuższy i najgłębszy tunel na świecie – 57-kilometrowy tunel św. Gotarda w szwajcarskich Alpach. Firma ABB odpowiadała tam za przygotowanie całego systemu wentylacji. Poza tym – jak podkreśla Grzegorz Kopyść – nie bez znaczenia pozostaje także fakt, że w Polsce mieści się jeden z globalnych serwisów przemienników częstotliwości i ewentualne wsparcie techniczne, ABB Ability™ Condition Monitoring może pojawić się niemal natychmiast. Pozwala to uniknąć awarii w aplikacjach o znaczeniu krytycznym, dzięki zdalnemu monitorowaniu i predykcyjnym działaniom konserwacyjnym. A to – z punktu widzenia eksploatacji obiektu – jest równie ważne, jak niezawodność samych urządzeń.
tekst: Sławomir Dolecki
zdjęcia i film dzięki uprzejmości GDDKiA
