Manuale delle Gallerie Stradali
Manuale delle Gallerie Stradali
La ventilazione nelle gallerie ha due funzioni:
Storicamente, il primo motivo per installare dei sistemi di ventilazione nelle gallerie è stata la riduzione dei livelli di inquinanti. Benché le emissioni di inquinanti da parte dei veicoli stradali siano diminuite drasticamente negli ultimi decenni, questa funzione rimane importante e deve essere considerata con estrema attenzione in fase di progettazione. In alcuni casi, la ventilazione naturale dovuta all’effetto pistone dei veicoli in movimento può essere sufficiente a soddisfare i requisiti di qualità dell'aria durante il funzionamento normale. La necessità di un sistema di ventilazione meccanica viene valutato alla luce della lunghezza della galleria, del tipo di traffico (bidirezionale o monodirezionale) e delle condizioni (possibilità di intasamento): si veda la relazione tecnica 2004 05.14.B: Road tunnels: Vehicle emissions and air demand for ventilation.
Questa relazione sarà sostituita da una nuova relazione di prossima pubblicazione.
Gli stessi fattori determinano anche i requisiti di ventilazione nelle situazioni d’emergenza, specie in caso di incendio. Occorre inoltre considerare la presenza di altre elementi, ad esempio le uscite d'emergenza. La ventilazione naturale può essere sufficiente in alcuni casi, ma la ventilazione meccanica è spesso richiesta per le gallerie lunghe alcune centinaia di metri.
Nelle gallerie si possono usare diverse strategie di ventilazione. La scelta fra tali strategie dipende in genere sostanzialmente da considerazioni di sicurezza in relazione agli incendi: si veda il Capitolo V "Ventilation for fire and smoke control" della relazione 05.05.B 1999
La strategia trasversale approfitta della spinta ascensionale del fumo dell’incendio: il fumo tende a concentrarsi nella parte superiore dello spazio della galleria, da dove può essere estratto meccanicamente. Il sistema è progettato in modo da preservare uno strato di aria fresca nella parte inferiore della sezione (visibilità corretta, bassa tossicità) per consentire l’auto-evacuazione. È dunque importante mantenere il flusso d’aria longitudinale il più basso possibile nella zona dell’incendio, così da evitare la destratificazione e un’eccessiva propagazione longitudinale del fumo. Questa strategia è applicabile a qualunque galleria, ma la progettazione, la costruzione e il funzionamento del sistema sono più difficili e costosi.
Il processo di progettazione della ventilazione include il calcolo della capacità minima accettabile del sistema in termini di spinta e/o di portata, la progettazione della rete di ventilazione e la scelta di un impianto di ventilazione adeguata; si veda il Capitolo 4 della relazione 2006 05.16.B: Ventilation e le sue appendici 12.3 "Jet Fan calculation procedure", 12.4. "Smoke dampers" e 12.6. "Sound impact of jet-fans". L’impianto di ventilazione deve rispondere a una serie di specifiche, in paricolare in materia di resistenza al fuoco e di prestazione acustica.
La progettazione di scenari appropriati di controllo della ventilazione per ogni possibile situazione d’incendio è un elemento molto importante del processo: si veda la relazione tecnica 2011 R02: Road tunnels: Operational strategies for ventilation. Questi scenari possono essere semplici, specie quando si applica la strategia longitudinale, oppure possono implicare un numero elevato di dispositivi di misurazione e ventilazione nelle gallerie complesse a ventilazione trasversale. L’ottimizzazione del controllo della ventilazione per ragioni di qualità dell’aria durante il normale funzionamento è essenziale per ridurre il consumo energetico e rappresenta un tema importante, in quanto questo consumo incide in misura significativa sui costi operativi di una galleria.
Le interazioni della progettazione del sistema di ventilazione con altri elementi di una galleria sono numerose e diversificate. Ad esempio, nel caso della ventilazione trasversale le portate richieste possono influire sulla sezione scavata, con un impatto potenzialmente importante sui costi di costruzione. La ventilazione rappresenta inoltre una parte considerevole dei requisiti di alimentazione elettrica di una galleria. Essa interagisce strettamente con altri impianti di sicurezza come i sistemi antincendio e di rilevamento incendi: si veda il Capitolo 5 "Fixed fire fighting systems in the context of tunnel safety systems" della relazione 2008 R07.
Gli aspetti ambientali legati alla ventilazione, al di là del consumo energetico e della relativa impronta di carbonio, sono associati allo scarico concentrato e localizzato di aria inquinata dagli imbocchi e dai camini. La riduzione del loro impatto sui dintorni della galleria deve essere parte di un’efficace progettazione ambientale: si vedano la Sezione 4.3. "Tunnel air dispersion technique", Sezione 4.6. "Operational aspects" e l’ Appendice D. "Overview of dispersion modeling in designing ventilation systems" della relazione 2008 R04.
Infine, vi sono anche altre parti di una galleria, oltre allo spazio principalmente dedicato al traffico, che possono richiedere sistemi di ventilazione, in particolare le uscite d’emergenza: si veda la Sezione 5.3. "Escape route design" della relazione 05.16.B 2006.
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