Die Folgen einer schlechten Luftqualität in den unterirdischen Schienenräumen
EOLIOS ist spezialisiert auf die Studien der Luftqualität unterirdischer Räume — Tunnel, Bahnhöfe, U-Bahnen — wo die von Millionen Nutzern eingeatmete Luft eine besondere Aufmerksamkeit verlangt.
Modellieren
- Atmosphärische Freisetzung der Schadstoffe
- Luftqualität in den Räumen
- Konzentration des Feinstaubs
Auditieren
- Wirkungsstudie neuer Standorte
- Standortaudits, Aufnahmen und Messungen
- Mit Staub verbundene Verschmutzung
Behandeln
- Ausbreitung der Gerüche
- Covid- und Virenrisiko
- Schadstofferfassung in Industrie & Labor
Die Luftqualität in den Schienenbahnhöfen
Seit Anfang der 2000er-Jahre zeigen die Messungen, dass im Durchschnitt die Konzentrationen schwebender Partikel in den Schienenräumen in Frankreich dreimal höher sind als in der städtischen Außenluft. Die Konzentration wird oft in PM10 und PM2,5 ausgedrückt; diese Partikel dringen in die Atemwege ein, und die feinsten lagern sich direkt in den Lungenbläschen ab.
Die Zusammensetzung der Schienenpartikel unterscheidet sich von der der Außenluft, mit hohen Konzentrationen metallischer Elemente (insbesondere Eisen), elementarem und organischem Kohlenstoff. Diese Verschmutzung wird durch den Materialverschleiß beim Bremsen der Züge, die Reibung Rad-Schiene und die Wiederaufwirbelung des Staubs beim Vorbeifahren der Züge verursacht.
Die Folgen einer schlechten Luftqualität
Die epidemiologischen und toxikologischen Daten legen mögliche schwerwiegende kardiorespiratorische Auswirkungen nahe — Entzündungen, oxidativer Stress, kardiovaskuläre Aktivität — insbesondere beim Wartungspersonal dieser Infrastrukturen. Die ANSES bestätigt die Notwendigkeit, die Feinstaubverschmutzung in den unterirdischen Schienenräumen zu verringern, und damit die Untersuchung und Verbesserung der Belüftung fortzuführen.
Vorschriften und Empfehlungen
Die europäische Richtlinie 2008/50/EG empfiehlt eine maximale PM10-Konzentration, die von 940 μg/m³ variiert (im Durchschnitt 30 Min./Tag frequentierte Station) bis 260 μg/m³ (2 Std./Tag frequentierte Station). Die WHO würde für dieselben Bedingungen eine mindestens dreimal niedrigere Konzentration empfehlen. Die ständige Lufterneuerung ist im Übrigen notwendig: das Arbeitsgesetzbuch schreibt einen Durchsatz von 25 bis 60 m³/h pro Person je nach körperlicher Belastung vor, und die Typ-Departement-Hygieneverordnung (RSDT) empfiehlt einen Durchsatz von mehr als 18 m³/h pro Person.
Eine umfassende Expertise in der unterirdischen Luftqualität
Die CFD zur Verbesserung der Luftqualität
Die CFD (numerische Simulation der Strömungsmechanik) bietet zahlreiche Vorteile für die Studien der Lufterneuerung im unterirdischen Umfeld. Sie ermöglicht es, die Luftströme präzise vorherzusagen und zu analysieren, die Strömungswege sichtbar zu machen, die Stagnations- und Anreicherungszonen der Schadstoffe zu identifizieren und Geschwindigkeiten und Turbulenz zu bewerten — um das Verhalten der Luft zu verstehen und wirksame Belüftungssysteme zu konzipieren.
Unser Einsatz der CFD ermöglicht es, die Belüftung zu optimieren: wir bestimmen die optimalen Positionen der Luftein- und -austritte, die Dimensionierung der Kanäle und die für eine angemessene Erneuerung notwendigen Durchsätze — was eine wirksame Verteilung der Frischluft gewährleistet und Schadstoffe und Gerüche verringert. Eine weitere Anwendung ist die Bewertung der Schadstoffe: ausgehend von den Emissionsdaten simulieren und prognostizieren wir ihre Ausbreitung im Raum, um die Exposition der Personen zu minimieren und angepasste Belüftungssysteme einzurichten.
Modellierung der Zugdurchfahrten und Audit vor Ort
Die numerische Modellierung der durch das Vorbeifahren der Züge erzeugten Luftbewegungen ist ein hochmodernes Know-how. Dank transienter CFD-Simulationen gibt EOLIOS die Wechselwirkungen zwischen den Zügen und der umgebenden Luft präzise wieder, um die Luftströme, die Turbulenzen und die Druckschwankungen zu analysieren, die durch die Bewegung hervorgerufen werden (Kolbeneffekt). Durch das Verständnis dieser Phänomene bewerten wir die Folgen auf die Ausbreitung des Feinstaubs und identifizieren die Risikozonen, um die Konfiguration der Anlagen, der Belüftung und der Luftabführung zu optimieren.
Eingehendes Audit vor Ort: Messung der Luftqualität
Um die unterirdische Luftqualität zu untersuchen, zeichnet sich EOLIOS durch seinen sorgfältigen Ansatz und seine hochmoderne Ausstattung aus. Bei den Audits vor Ort messen unsere Ingenieure präzise die Luftgeschwindigkeiten und die Menge des Feinstaubs. Rauchgeneratoren machen die Luftströme und die von den Partikeln durchquerten Zonen sichtbar, um die Problemquellen zu identifizieren und Empfehlungen vor Ort zu formulieren.
Diese Messkampagnen ermöglichen es zudem, die Präzision der Simulationen zu verbessern für eine originalgetreue Darstellung der Realität, und exakte Bewertungen der Entwurfslösungen zu erhalten, um die Konformität der Luftqualität mit den geforderten Werten zu überprüfen.
Welcher Einsatz der internen CFD für die unterirdischen Räume?
Die vorgeschlagenen technischen Lösungen
Um die Belüftung und die Luftzirkulation in den Stagnationszonen zu verbessern, sind mehrere Lösungen denkbar: die Konzeption der Luftkanäle überarbeiten (Position, Abmessungen, Hinzufügen von Leitblechen), zusätzliche Ventilatoren installieren oder Entschichtungssysteme, die die angesammelte Warmluft nach unten zurückführen für eine gleichmäßigere Temperatur.
Mechanische Belüftungssysteme können die verbrauchte Luft abführen und Frischluft einbringen; eine Verbesserung der aeraulischen Dichtheit, die die Luftleckagen begrenzt, ist manchmal notwendig. Die Installation von Sensoren und Feinstaubfallen liefert ebenfalls eine wirksame Antwort: diese Vorrichtungen fangen und filtern die schädlichen Partikel und verringern erheblich die von den Nutzern eingeatmete Verschmutzung. Da jede Situation einzigartig ist, ist es sinnvoll, Experten der Strömungsmechanik für eine eingehende Analyse und die Wahl der am besten geeigneten Lösungen hinzuzuziehen.
Die Vorteile einer besseren Luftqualität
Die Verbesserung der Luftqualität in den unterirdischen Schienenräumen bietet erhebliche Vorteile. Sie fördert zunächst die Gesundheit und das Wohlbefinden der Fahrgäste: indem sie Feinstaub, schädliche Gase und Allergene verringert, mindert sie die Atemwegsrisiken (Asthma, Allergien) und bietet eine gesündere Umgebung. Sie schafft auch eine angenehmere Umgebung, indem sie die unangenehmen Gerüche beseitigt, und trägt zur Vorbeugung von Krankheiten und Infektionen bei, indem sie die Feuchtigkeit und die Schimmelbildung verringert.
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Regulatorische Konformität — Einhaltung der Schwellen und Richtlinien, was potenzielle rechtliche Probleme vermeidet;
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Wirtschaftliche Vorteile — die Optimierung der Luftzirkulation minimiert die Kosten einer falschen Konzeption und Installation der Belüftungssysteme;
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Positives Image des öffentlichen Verkehrs — eine gesündere Umgebung stärkt die Zufriedenheit der Fahrgäste und fördert die nachhaltigen Verkehrsmittel.
Insgesamt schafft die Verbesserung der Luftqualität eine gesündere, angenehmere und attraktivere unterirdische Umgebung für alle Nutzer des öffentlichen Verkehrs.
