سازه هاي دفاعی زیرزمینی به جهت امن بودن در برابر انواع سلاحهاي مخرب دشمن عمدتا در زیر کوهها و تپه ها ساخته می شوند. از این سازه ها می توان در زمان صلح جهت نگهداري سلاح هاي راهبردي همچنین صنایع بسیار حساس و مهم و در زمان جنگ به عنوان پناهگاه استفاده کرد. این سازه ها معمولا یک ورودي و یک یا چند خروجی دارند تا در صورت آسیب دیدن یک ورودي، از سایر وروديها قابلیتها فرار وجود داشته باشد. همچنین یک راهرو اصلی جهت تردد و تعدادي سالن فرعی جهت انبار را شامل می شوند. یک شفت هم جهت خروج هواي اگزاست وجود دارد و تهویه از طریق دسترسیهاي ورودي و خروجی صورت می گیرد.
سازه این تونلها بتونی بوده و در برابر امواج انفجار کاملا مقاوم است ولی تاسیسات برقی و تاسیسات مکانیکی آنها در حملات احتمالی نسبت به سازه بسیار آسیب پذیرتر بوده و طراحی و اجراي صحیح آنها به اندازه کل سازه اهمیت دارد.
تأسیسات تهویه در سازه هاي زیرزمینی
انواع سیستمهاي تهویه مطبوع موجود که قابل کاربرد در تهویه مطبوع سازه هاي زیرزمینی هستند شامل موارد زیر میشود:
- کولر آبی در تابستان و رادیاتور در زمستان
- سیستم تهویه مطبوع هوائی
- سیستم تهویه مطبوع آبی
- سیستم تهویه مطبوع آبی – هوائی
- سیستم انبساط مستقیم یا DX
ملاحظات فنی و اقتصادي جهت انتخاب سیستم
جهت مقایسه سیستمهاي اشاره شده در بند قبلی با یکدیگر و انتخاب مناسب ترین سیستم جهت هر پروژه، عوامل فنی و اقتصادي زیر بایستی مورد بررسی قرار گیرد:
- امکان ایجاد درجه حرارت مناسب در محیط در فصل تابستان و زمستان
- امکان تأمین هواي تازه مورد نیاز و وزش مناسب هوا
- امکان کنترل مستقل درجه حرارت فضاها
- عدم نیاز به فضا جهت موتورخانه گرمایشی
- سهولت بهره برداري و را ه اندازي سیستم
- امکان استفاده از سیستم با توجه به شرایط هواي محل
- عمر مفید زیاد سیستم
- مدت زمان استفاده از سیستم و توقف افراد در محیط در طول شبانه روز
- نحوه اجراي سیستم با توجه به امکانات معماري
- هزینه اولیه خرید دستگاه ها و لوازم تأسیساتی مورد نیاز
- ایجاد فضاهاي معماري مورد نیاز جهت موتورخانه هاي اصلی و فرعی و سقفهاي کاذب و کانالهاي تأسیساتی عبور لوله ها
- تامین هزینه تعمیرات دستگاه ها و لوازم تأسیساتی
- تامین هزینه مصرف برق و سوخت
- سرعت عمل در را ه اندازي و رسیدن به شرایط مطلوب
انتخاب سیستم تهویه مطبوع
با توجه به جمیع ملاحظات فنی و اقتصادي ذکر شده در قسمت قبل، سیستم هاي اسپلیت یونیت گرمایشی و سرمایشی مناسب ترین سیستم می باشند. البته هنگام استفاده بایستی ملاحظات زیر در نظر گرفته شوند:
1) بایستی فضاهایی که جهت تجمع افراد و پناهگاه استفاده می شوند محدود و توسط پارتیشن از فضاهاي عمومی تونل مجزا گردند. در این صورت می توان با هزینه کمتر گرمایش، سرمایش و تهویه این فضا را تامین نمود و در فضاهاي انبار و تردد تونل فقط مقدار کمی (حدود 4 تا 6 بار در ساعت) تعویض هوا در نظر گرفت.
2) بایستی جهت محل تجمع افراد در تونل، فشار مثبت در نظر گرفته شود تا دود ناشی از تردد خودروها وارد محل تجمع افراد نگردد. در برخی از سازه ها نیز براي عدم ورود دود و بو به پناهگاه یا محل تجمع افراد، از محفظه هوابند استفاده می کنند. محفظه هوابند مکانی است که براي جلوگیري از ورود هواي بیرون و آلوده به داخل سازه ساخته میشود. این محفظه داراي دو درب زرهی است که یکی به بیرون باز میشود و دیگري براي ورود به فضاي اصلی رو به داخل هوابند باز میشود . محفظه هوابند باید بیرون درب ورودي و فضاي اصلی پناهگاه، در نظر گرفته شود و با نصب درهاي ضد انفجار و ضد گاز و سوپاپ هاي لازم، آن را تجهیز نمود. سطح لازم براي اتاقک هوابند براي سازه های با ظرفیت تا 50 نفر 5/1 متر مربع، 51 الی 100 نفر 5/3 متر مربع و 101 الی 150 نفر 5 متر مربع است. محفظه هاي هوابند با زمان ورود کارکنان هماهنگ هستند. بدین ترتیب به منظور از بین بردن بوي بدن کارکنان، دود سیگار، آلایندههاي مربوط به آشپزي، و سایر موارد مربوط به افراد حاضر، هواي تازه وارد محیط میشود.
در سازه هاي بدون محفظه هوابند، هواي مصرفی دفاتر و اتاقهاي کار و سالن ها از محدودة اطراف ورودي (همزمان با تهویۀ سرویس بهداشتی) به بیرون کشیده می شود و در سازه هاي با محفظۀ هوابند، کلیۀ هواي آلوده و مصرفی باید از طریق محفظۀ هوابند تخلیه گردد. مقدار هواي مناسب خارجی که براي پرسنل کاملاً مکفی میباشد توسط فشارسنج، ایرلاك یا محفظه هوابند، سیستم هاي متابولیسمی و سایر اجزاء مانند سیستم پاك کننده دود اندازه گیري و تعیین میشود .
3) با توجه به اینکه اجبارا بایستی در دهانه هاي ورودي و خروجی تونل جهت تامین هواي تازه و خروجی هواي آلوده، فن در نظر گرفته شود لذا باید اقدامات لازم جهت اختفا و استتار و مقاوم سازي آنها با سوله پوششی یا هر روش دیگر مد نظر قرار گیرد. بدیهی است در صورتی می توان سوله پوششی در منطقه استفاده نمود که تونل در منطقه صنعتی قرار داشته و هماهنگ با کاربري و پوشش آن منطقه باشد. نمونه اي از این سوله که از طبقه پائینی آن جهت تردد خودرو به داخل تونل و از طبقه فوقانی آن جهت استقرار فنهاي اگزاست و کندانسینگ یونیت اسپلیت ها استفاده می شود.
4) با توجه به اینکه در سیستم اسپلیت یونیت موتورخانه حذف شده باید جهت گرمایش آبگرم مصرفی نیز از آبگرمکن هاي الکتریکی استفاده شود. عیب این آبگرمکن ها این است که ظرفیت نسبتا کمتري نسبت به منابع کویلی دارند و لذا بایستی تعداد دوشهاي حمام که نسبت به سایر وسایل بهداشتی مصرف آبگرم بیشتري دارند، محدود گردد.
5) با توجه به اینکه فنها در هواي آزاد قرار دارند باید این توانایی را داشته باشند که آلایندهها را حذف کرده و در برابر حملات شیمیائی ، میکروبی و هسته اي مقاوم باشند
سناریوی تهویه
در هنگام حمله دشمن، سناریوي تهویه سازه دفاعی بدین ترتیب بایستی باشد.
1) کلیه مجاري ورودي و خروجی سازه بایستی حین حمله (اعلام وضعیت قرمز) مسدود باشد.
2) در وضعیت سفید بایستی پس از تاًیید تیم رفع آلودگی NBC رابط مستهلک شونده که در محل تقاطع درب ضد موج با کانالهاي تهویه نصب شده است تعویض و فنهاي سیستم تهویه فعال شود.
3) بایستی داخل سازه سنسور اکسیژن نصب شده و در صورت کاهش اکسیژن، سیستمهاي اکسیژن ساز فعال شوند.
4) در صورت حمله NBC بایستی آب تغذیه تونل قطع و آب معدنی ذخیره شده در تونل استفاده گردد.
5) کانالهاي تهویه بایستی مجهز به دمپر آتش باشند تا مانع توسعه حریق از طریق کانالهاي تهویه گردند.
6) در صورت آتش سوزي در داخل تونل بایستی فنهاي هواي تازه خاموش و فنهاي اگزاست جهت خروج دود فعال شوند.
7) استاندارد ASHRAE براي سازه هاي صنعتی، تجاري و مسکونی لیستی مشتمل بر 62 مورد تهیه و ارائه نموده است که در آن، حداقل مقدار هواي تازه براي گاراژ یا پارکینگ سرپوشیده که می توان معادل تونلهاي دفاعی زیرزمینی در نظر گرفت را برابر 4 الی 6 بار در ساعت یا CFM/ft 5/1 پیشنهاد داده است.
ملاحظات کانالها و شفتهاي تهویه
شفت تهویه
کانالهاي تهویه و شفتها از نقاط مهم و حساس سیستم تهویه یک سازه دفاعی زیرزمینی هستند که در یک عملیات خرابکاري یا حمله دشمن، می تواند بیشترین آسیب به سازه اصلی از راه آنها وارد شود. از طرفی ایجاد هرگونه مانع در درون کانال مانع عبور هوا شده و سیستم هوارسانی را مختل می نماید. بنابراین در ذیل راهکارهاي اجرائی براي ایمن بودن شفتها و کانالهاي تهویه ارائه
می گردد.
محل خروج هواي شفتها در روي زمین نباید به طور مستقیم روي دهانه شفتها قرار گیرد. چرا که در صورت حمله دشمن به دهانه خروجی، شفت آسیب خواهد دید. لذا در تعیین تعداد و محلهاي خروج هوا بایستی اصل پراکندگی و تفرق رعایت گردد. البته در انتخاب تعداد و فاصله دهانه هاي تخلیه از شفت اصلی بایستی شیب لازم و افت فشار ناشی از طول نیز لحاظ گردد و طول بهینه انتخاب شود. چرا که فاصله زیاد دهانه خروج هوا از شفتهاي تخلیه هرچه بیشتر باشد از نظر پدافند غیرعامل بهتر است چرا که احتمال آسیب رسیدن به سازه کمتر می شود ولی نباید غافل بود که در این صورت، افت فشار نیز بیشتر شده و چه بسا هواي اگزاست اصلا از سازه تخلیه نگردد.
انتهاي شفتها نباید بطور مستقیم به سازه اصلی مرتبط گردد بلکه بایستی انتهاي شفتها، انباره در نظر گرفته شود تا در صورت سقوط شیء خارجی به داخل شفت، به طور مستقیم وارد سازه نگردد
اختفاي دسترسی ورودي و خروجی سازه
همان طور که ملاحظه می شود این سازه ها حداقل دو دسترسی جهت ورود به سازه با خودرو جهت تخلیه یا بارگیري دارند. طرح ارائه شده استفاده از یک سوله پوششی دو طبقه است که طبقه همکف آن جهت تردد خودرو و طبقه فوقانی آن جهت نصب فنهاي تهویه و واحدهاي خارجی (کندانسینگ یونیت اسپلیت ها) می باشد.
ضمن خروج هواي اگزاست، به دفع گرماي واحدهاي خارجی اسپلیتها هم کمک می شود. بدیهی است استفاده از سوله پوششی دو طبقه در ترانشه ورودي و خروجی تونل، هنگامی نقش اختفاي سازه را دارد که کاربري منطقه صنعتی بوده و در سطح منطقه، سوله هاي دیگر با طرح و اندازه سوله پوششی مورد نظر وجود داشته باشند.
هم دماسازي روشی جهت اختفا
یکی از راه هاي شناسایی سازه هاي زیرزمینی، اختلاف دماي هواي اگزاست و دماي محیط خارج است. به طوري که گاهی در زمستان که مناطق پوشیده از برف است به راحتی می توان مشاهده کرد که برف محیط اطراف دهانه اگزاست تهویه، ذوب شده و نشان از وجود سازه زیرزمینی است. گاهی اوقات این اختلاف دما به حدود 45 درجه سانتیگراد می رسد که توسط سنسورهاي حرارتی و عکسهاي ماهواره اي سازه را به راحتی قابل شناسایی خواهد ساخت.
در این قسمت، استفاده از نوعی مبدل حرارتی جهت هم دما سازي هواي اگزاست با محیط خارج مطرح می شود. استفاده از مبدلهاي صفحه اي هوا به هواي جریان متقاطع، روشی است که علاوه بر هم دما سازي و تأثیر بسیاري در بازیافت انرژي و بهینه سازي مصرف انرژي پیشنهاد می شود.
در تونلهایی که کانال اگزاست از مجاورت کانال هواي تازه عبور می کند این دو جریان هوائی می توانند در یک مبدل هوا به هوا تبادل حرارتی نموده و در نتیجه، علاوهبر هم دمائی تقریبی هواي خروجی با دماي محیط، صرفه جوئی انرژي زیادي نیز انجام داد. به عبارت دیگر، در تابستان که هواي تازه وارد سازه می شود گرماي خود را به هواي آلوده ولی خنک اگزاست داده و خود پیش سرد می شود و هواي اگزاست را نیز گرم نموده و به شرایط دماي محیط بیرون نزدیک می کند. در زمستان نیز هواي تازه و سرد خارج در مجاورت با هواي آلوده و گرم اگزاست تبادل حرارت نموده و خود پیش گرم شده و هواي اگزاست را سرد نموده و به دماي محیط خارج نزدیک می کند. این مبدل می تواند تا 80 درصد انرژي حرارتی را بازیابی نماید. شکل ( 4) طرز کار این مبدل را نشان می دهد.
محل عبور کانال تهویه از درب ضد موج
در طراحی سازه کانال هاي تهویه بایستی به نحوی طراحی و اجرا انجام بپذیرد که در حالت عادي به راحتی هواي تازه وارد و هواي اگزاست خارج شود و در زمان حمله دشمن امواج انفجار نتواند از آن عبور نماید. راهکار پیشنهادي براي تحقق این دو امر، استفاده از درب کشوئی فرعی براي محل عبور کانالها در روي درب ضد موج و استفاده از رابط قابل انعطاف براي اتصال راهروهاي دسترسی به کانال واقع در سازه اصلی است. نحوه کار بدین صورت است که یک تیغه تیز روي درب کشوئی ضد موج قرار گرفته که هنگام حمله دشمن درب روي ریل کشوئی حرکت نموده و هم زمان با برش راب ط ، محل عبور کانال از درب ضد موج را مسدود می نماید. پس از رفع خطر و بازگشت به حالت عادي، رابط مستهلک شده و با قطعه یدك از پیش ساخته شده فلنچی تعویض و سیستم مجددا آماده به کار می گردد. این رابط قابل انعطاف بایستی در برابر حریق مقاوم بوده و در برابر برش مقاوم نباشد. در غیر اینصورت به جاي برش کانال، آن را مچاله و جمع خواهد کرد.
