cikkek, Szellőztetés

A forgalom lebonyolításakor a földalatti terekben nagymennyiségű hő termelődik, melyet szellőztetéssel kell az alagutakból, az állomási és az üzemi terekből eltávolítani. A szellőztetés céljára nagykeresztmetszerű függőleges aknák épültek, melyekhez alul és felül különböző méretű és rendeltetésű műtárgyak csatlakoznak.

A függőleges szellőztetőaknák az állomások mellett és általában két állomás között - középtájon - helyezkednek el.

A szellőztetőaknák szerepe az építés idején is fontos. Ugyanis a mélyépítésű földalatti műtárgyak építése ezeknek az aknáknak a mélyépítésével kezdődik és ezek szolgálják ki (földkihordás, anyagleadás, személyközlekedés stb.) a beléjük szerelt felvonókkal az építést. Ebből adódóan az aknák méretét főként a felvonók (aknaszállító berendezések) határozzák meg. A méretek azonban megfelelnek a szellőztetés igényeinek is.

A szellőztető aknák falazata lehet monolit beton, öntöttvas tübbing, vagy előre gyártott vasbeton blokk. Legalkalmasabb falazó anyag az öntöttvas tübbing. Az aknának illetve az akna falazatának vízzárónak kell lenni.

A szellőzőaknák alsó végéhez egy, a vonali vagy állomási alagúthoz vezető, rendszerint nagyobb műtárgy csatlakozik, amely az építés idején szállító alagútként szolgál, később pedig itt helyezik el a nagyteljesítményű szellőztető ventillátorokat és a hozzájuk tartozó zajcsillapító szerkezeteket. Ezek a műtárgyak is vegyes szerkezetűek (monolit beton, vasbeton blokk stb.)

A szellőztetőaknák felső végéhez ún. aknafejek épültek, amelyek elsősorban nem az akna közvetlen lefedését, hanem a szellőtő levelő megfelelő el- vagy hozzávezetését szolgálják. A függőleges szellőztetőaknák ezért alulról, közvetlenül a felszín alatt épült vízszintes fekvésű, "akna-elhúzás"-ba érkeznek, a szellőző levegő pedig a felszín alatti műtárgyon áthaladva jut a szabadba vagy a szabadból az aknába.

A főszellőztető berendezések a metró szellőztető rendszerének azon első számú részegységei, amelyeken át a mesterségesen keringtetett levegő az alagutakba vagy az alagutakból a felszínre jut. A főszellőztetés szívó-nyomó rendszerű. Ez azt jelenti, hogy mind a friss, mind az elhasznált levegőt ventilátorok szállítják be vagy ki. A ventillátorok a friss levegőt az állomások szellőztető aknáin szívják be, és a két állo- más között elhelyezkedő aknán juttatják vissza a szabadba (vagy fordítva). Előbbit állomási, utóbbit vonali főszellőztetőnek nevezik, elhelyezkedéseiket a 7.6.1 és 7.6.2 ábrák szemléltetik. Állomási főszellőztető minden mély vagy felszínalatti állomáson van, vonali azonban nem épült minden állomásközben. Ennek oka általában az, hogy a főváros beépítettsége több helyen nem tette lehetővé a vonali főszellőztető megépítését, felszínre vezetését.

A mélyépítésű vonalszakaszok függőleges főszellőztető aknái (7.6.3 ábra) körszelvényűek, keresztmetszeteik területe 20-25 m². Építéskor rendszerint ezekben az aknákban működnek, az építést kiszolgáló felvonók. A főszellőztetés felszíni műtárgya a szellőzőfej, amely a felszín közeli négyszög keresztmetszetű vízszintes alagútra (elhúzásra) települ. A szellőzőfej települhet parkba (pl.: Kossuth Lajos tér, Szabadság tér), épülhet magasépület mellé (pl.: Corvin Áruház, Baross tér), de beépülhet az épületbe is (pl.: Kempinski Szálló a Deák téren). Az utóbbi esetekben a szellőzőfej az épületek párkánya fölött helyezkedik el. A ventillátorok a főszellőztető akna alján a vonali alagúthoz csatlakozó, erre a célra épített műtárgyban (alagútszakaszban) helyezkednek el. Ugyanebben a műtárgyban találhatók a zaj- csillapítók is. A leírtak szerint, a két működő metróvonal főszellőztető berendezései szellőztető aknákból, ventillátorokból és zajcsillapítókból állnak. (Mivel a beszívott levegő porral erősen szennyezett, a durvaport kiszűrő berendezés nagyon hiányzik.)

A szellőztetés és ezen belül a főszellőztetés első számú feladata az alagutak és műtárgyak levegőjének hűtése. A gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy a főszellőztetés hűtés céljára befúvott (és elszívott) levegő mennyisége az emberi tartózkodáshoz és a berendezések működtetéséhez egyaránt elegendő.

A levegőt azért kell hűteni, mert a közlekedő vonatok, az erőátviteli, a világítástechnikai és a különböző műszaki berendezések, továbbá az utasok tetemes mennyiségű hőt adnak le. A keletkezett "meleg" az utasok számára kellemetlen, a berendezésekre pedig káros. A hőfejlődést döntő mértékben a villamosenergia-fogyasztás határozza meg, amely pontosan mérhető. A felszínalatti szakaszokon felhasznált villamos energia mennyisége az 1990-es évek közepén a 2-es vonalon naponta 115-118 ezer kWh., a 3-as vonalon 243- 250 ezer kWh volt. A villamos energia 70-75%-át a vonatok, 25-30%-át a már említett fogyasztók használják fel.

A három évtizedes üzemi tapasztalat azt mutatja, hogy ha a főszellőztető rendszert a budapesti hőmérsékletviszonyok közepette - a teljes villamosenergia-fogyasztásból keletkező hőmennyiség "kiszellőztetésére" méretezik, akkor a földalatti terekben az utasok által termelt hőmennyiség figyelmen kívül hagyható, a klimaviszonyok pedig elfogadhatóak lesznek. A hazai előírások szerint a földalatti utasterek legalacsonyabb hőmérséklete + 5°C, a legmagasabb + 27°C lehet.

A két metróvonal főszellőztetőinek gépészeti berendezései egyszerűek. A berendezések háromfázisú indukciós villamosmotorral hajtott axiális ventillátorokból és zajcsillapítókból állnak. A berendezés kulcseleme a ventillátor. A két metróvonal főszellőző-rendszerében különböző teljesítményű ventillá- torok működnek. Beépítési helyüket és főbb jellemzőiket a 7.6.1 és a 7.6.2 táblázatok szemléltetik.

A 7.6.1 táblázatban látható tág határú szórás oka abban az 1950-es - 1960-as években uralkodó nézetben gyökeredzik, hogy a vonatok által leadott hőt a keletkezési hely közelébe telepített ventillátorokkal kell elszállítani. A 3-as vonal tervezésekor ez a nézet - hosszú viták után - módosult. A szakmai viták eredményeit a 7.6.2 táblázat tükrözi.

Magyarországon a metróépítés négy évtizede alatt (1950-1990) a metró főszellőztetési igényének megfelelő teljesítményű axiális ventillátorokat csak egy alkalommal készítettek (a 2-es vonal számára). A főszellőztető ventillátorok tervezésének és gyártásának gondolata már a metróépítés 1950-es indulásakor is felmerült, de az építés 1954-es leállítása miatt gyártásra nem került sor. A 2-es vonal építésének 1963-64-ben történt újraindításakor a főszellőztető ventillátorok hazai tervezése és gyártása újra napirendre került. A tervezést a Budapesti Műszaki Egyetem Áramlástani Tanszéke, a gyártást a Szellőzőművek végezte.

A prototípus 1967. májusában készült el, kétfokozatú ellenforgó kivitelben. Az axiális ventillátor-lapátkerék átmérője 2200 mm, a szállított levegő mennyisége 80 mm vízoszlop nyomás mellett 250 000 m³/óra, a villamosmotorok teljesítménye 2x64 kW volt. Az ellenőrző méréseket a Szellőzőművek akkori telepén (Bp. XI. Gyapot u.1.) a BME Áramlástechnikai Tanszéke végezte el. A mérések eredményei igazolták a számításokat, így a gyártás megindulhatott. Ezekből a ventillátorokból összesen 18 készült, kizárólag a 2-es metróvonal számára (18 ventillátorból 10 készült ellenforgó kivitelben). A Szellőzőművek által legyártott ventillátorok még ma is működnek, zajszintjük magas, hatásfokuk alacsony. A járókerekek lapátjai átszereléssel különböző szögállásba állíthatók, amellyel a szállított levegő mennyisége és iránya is változtatható. A ventillátor-lapátok átállítása vagy átszerelése bonyolult. A 2-es vonal főszellőztetőihez a létesítéskor zajcsillapítókat nem építettek be, így a ventillátorok egy részét éjszaka (22 óra után) üzemeltetni a környék lakóinak zavarása miatt nem lehetett. Ezen a problémán zajcsillapítók utólagos beépítésével enyhítettünk.

A 3-as vonalon beépített egyfokozatú axiális főszellőztető ventillátorokat az angliai Woods cég gyártotta. Járókerék átmérőjük 1200-1600 mm, levegőszállítási teljesítményük 180.000-270.000 m³/óra. Egy-egy szellőztető aknába általában két azonos teljesítményű ventillátor van beépítve. A ventillátorok elé és mögé FÜTŐBER gyártmányú KNH típusú hangcsillapítókat szereltek, amelyek a ventillátorok 110-120 dB-es zaját a felszín felé 35 dB-re, az alagút felé 60 dB-re csillapítják.

A Woods gyártmányú ventillátorok járókerekeinek lapátszögei működés közben, teljesítmény-szabályozás céljából, 0-25°-os szögtartományban, pneumatikus szabályozással fokozatmentesen állíthatók. Induláskor a lapátok 0°- os szögállásban vannak és csak az üzemi fordulatszám elérésekor állnak be a kívánt helyzetbe. A hajtómotor áramfelvétele 0°-os lapátszögállásnál a legalacsonyabb. Ha a lapátokat kiszerelik, 180°-kal elforgatják és visszaszerelik, a légszállítás iránya megfordítható. A lapátok átszerelése nélkül, csak a motor forgásirányának változtatással a ventillátorok szállítási teljesítményük 55%-át nyújtják. A Woods gyártmányú főszellőztető ventillátorok lapátszögeit pneumatikus szabályozó egység állítja. A szabályozás a hőmérséklet és a nyomás értékek változásait követheti. A teljesítmény a névleges teljesítmény 10- 100%-os tartományában szabályozható. A tapasztalatok szerint ezek a ventillátorok megfelelnek a metró üzemi követelményeinek.

A két metróvonal főszellőztető ventillátorainak üzemvitelét (a moszkvai metró főszellőztető rendszerének működését alapul véve), téli és nyári üzemre tervezték. Ez azt jelenti, hogy a friss levegőt nyári üzemben az állomási, téli üzemben a vonali szellőztetőaknákon vezetik be. Ez az üzemmód változás a ventillátorlapátok évenként kétszeri ki- és átszerelését teszi szükségessé, amit minden esetben a forgó tömegek dinamikus kiegyensúlyozásának kellene követni. Az átszerelés munkaigényes, a kiegyensúlyozás pedig a feltételek és az eszközök hiánya miatt végrehajthatatlan. Az üzem, több éves megfigyelés után úgy döntött, hogy az egyirányú szellőztetésre tér át. Ebben az üzemmódban a friss levegőt állandóan az állomási aknákon szívják be, az elhasznált levegőt pedig a vonali aknákon fújják ki. Ez a rendszer több, mint tíz éve működik és a budapesti hőmérsékleti viszonyok mellett az igényeket kielégíti.

A segédüzemi szellőztető berendezések a szolgálati, az üzemi és a szociális helyiségek légállapotainak előírásokban szabályozott értéken tartására létesültek attól függetlenül, hogy a szellőztetendő helyiség a felszínen vagy a felszín alatt található. A következőkben részletesebben a felszínalatti létesítmények szellőztetéséről lesz szó. A metró felszíni építményeinek szellőztető berendezéseit - közismertségük miatt - csak érintőlegesen, a teljességre való törekvés céljából említem.

A segédüzemi szellőztető berendezéseknek a helyiségek rendeltetésszerű használatához igazodva kiegyenlített, túlnyomásos, vagy depressziós szellőztetést kell megvalósítani. A segédüzemi szellőztetés az esetek többségében valamilyen levegőkezelést (hűtés, szűrés, stb.) is igényel. A mélyállomások helyiségeit szellőztető levegő nagyobb része a főszellőztetés légáramából származik és rendszerint odakerül vissza. A felszín közelében lévő helyiségek szellőztetése gyakran a felszínhez kapcsolódik.

A főszellőztetés által szállított friss levegő a felszíni légállapotok miatt - porral erősen szennyezett. A főszellőztető berendezésekbe porszűrők nincsenek beépítve, ezért a bejövő friss levegő portartalma nagy. Az alagúti levegő portartalmát a vonatok vontató motorjainak szénkefe-kopásaiból származó grafitpór tovább növeli. Ezekből eredően a szellőző levegőt a helyiségekbe juttatás előtt a helyiség rendeltetésétől függően egy vagy többfokozatú porszűrőn kell átvezetni. A segédüzemi szellőztetés túlnyomó többsége szívó-nyomó rendszerű. Ez azt jelenti, hogy szellőzőlevegő befúvását és elszívását ventillátorok végzik. A ventillátorok zajosak, ezért több helyen zajcsillapítókat is be kell építeni. A ventillátorok, porszűrők, zajcsillapítók stb. erre a célra készült, zárható gépházakban, vagy az állomások peron alatti szintjén, "szabadon" vannak elhelyezve. A gépházakat (ventillátorokat) légcsatornák kötik össze a szellőztetendő helyiségekkel. A két metróvonal segédüzemi szellőztetésének légcsatornái mind anyagaikban, mind megjelenési formáikban az indokoltnál változatosabbak. Készültek légcsatornák acéllemezből festett vagy horganyzott kivitelben, alumínium lemezből, műanyagból, sok helyütt épültek falazott légcsatornák is. Ez a változatosság, gyenge minőségű kivitelezéssel párosulva az üzemeltetésben és a fenntartásban egyaránt sok gondot okoz. - A következőkben a két metróvonal különböző rendeltetésű helyiségeinek szellőztetési követelményeiről, megoldásairól, esetleges problémáiról lesz szó.

Minden állomáson található legalább egy (esetenként több) olyan szolgálati hely, ahol folyamatos jelenléti szolgálatot kell teljesíteni. Ilyen elsősorban az állomási forgalmi ügyelet. A forgalmi ügyelet helyiségei az állomások bejárati csarnokában, vagy a bejárat közelében (pl. Kálvin tér) találhatók. A helyiségek legalább kiegyenlített szellőztetést, de inkább klimatizálás igényelnének. Ezek a helyiségek azonban ilyenekkel ellátva nincsenek. A forgalmi ügyeletesi helyiségek szűkek, kialakításuk minden szempontból hibás. A padlózatban rosszul fedett kábelcsatornák, a falakon tömítetlen cső és kábelátvezetések találhatók. A helyiségek szellőztetése esetleges megoldású. Ugyanez jellemzi az állomási pénztárak helyiségeit is, de itt a szolgálat nem folyamatos.

A szociális helyiségek (öltözők, mosdók, tartózkodók) szellőztetése depressziós, szívó-nyomó rendszerű. A depresszió értéke 5-10 Vomm. A befúvás és az elszívás olyan megoldású, hogy a szellőző levegő az öltözőből a mosdó-zuhanyzó felé áramlik. A levegő felmelegítésére villamos fűtőtestek szolgálnak. A wc-ket erre a célra készült berendezések szellőztetik. Vannak olyan wc-k, ahol a távozó levegő szagszűrő elemeken áthaladva jut a főszellőztetés légáramába, de található olyan megoldás is, ahol szagszűrők nincsenek.

A klimatizálás célja az, hogy a különböző szolgálati helyek és technológiai berendezések helyiségeiben olyan pormentes, a külső klímaviszonyoktól független páratartalom és hőmérséklet uralkodjon, amely az ott folyó munkához, illetve a berendezések működéséhez szükséges. Ilyen cél eléréséhez jól zárható helyiségek, megfelelően méretezett és tartós üzemre alkalmas klímaberendezések kellenek. A két működő metróvonalon annak ellenére, hogy a létesítéskor helyenként klímaberendezést is beépítettek, ezek hiányoznak. A helyiségek rosszul záródnak, a méretezés hibás, a klímaberendezések működése és fenntartása pedig korántsem kielégítő.

A klimatizálás, amely ma már a legtöbb helyen természetes igény, a 2- es vonal kiviteli terveinek készítésekor (1965-1970) még sokak szemében fényűzésnek számított. Klímaberendezés a 2-es vonal első szakaszán a létesítés idején két helyen, a Deák téri forgalomirányító és energiavezérlő-központ, valamint a Népstadion állomáson a telefonközpont helyiségébe épült be. A berendezések NDK gyártmányúak voltak. Ezeket a berendezéseket 1970 óta már kicserélték.

A 2-es vonal második szakaszának üzembe helyezése után, klímaberendezéseket létesítettek a vasúti biztosító-berendezések (a továbbiakban: biz. ber.) jelfogó-termeiben a Fehér úti járműtelepen, a Népstadion, a Deák tér és a Déli pu. állomásokon is.

A 3-as vonalon a legnagyobb központi klímaberendezés a Szabó Ervin téri forgalomirányító központban működik. A berendezés főegysége a VII. emeleten található központi folyadékhűtő berendezés, amelynek kondenzátorai a tetőteraszon helyezkednek el. Ez a folyadékhűtő berendezés látja el az emeletenként elhelyezett ún. légkezelő szekrényeket hűtött vízzel. A légkezelő szekrényből szűrt, friss levegővel kevert, hűtött levegő jut be a különböző helyiségekbe. A légkezelő szekrények párásító berendezései nem működnek. A diszpécser-épületben annak használatbavétele után, több belső átalakítás történt. A szellőztetés vezetékeit az átalakítások érintetlenül hagyták. Ebből eredően előfordulnak olyan esetek is, hogy az egyik, utólag kialakított helyiségben a befúvó, a másikban az elszívófej található. A 3-as vonali menetirányító (KFM), a központi energiavezérlő (EDI), valamint az akkumulátortér helyiségeit önálló klíma berendezések szolgálják ki.

A 3-as vonalon a biz.ber. négy körzetközpontjának jelfogó-termeit már a létesítésük idején klímaberendezések kel látták el. Ugyancsak klimatizált a Kőér utcai járműtelep biz.ber. jelfogóterme és a járműtelepi állítóközpont helyisége is.

Kőbánya-Kispest végállomás egy sajátos építmény együttesben helyezkedik el, melynek "tulajdonosa" a BKV, használói a BKV-n kívül a MÁV és számos kereskedő. Az építményben egy hőközpont is működik. Ebben a központban - amelynek üzemeltetője a metró épületgépészeti szakszolgálata - két nagyteljesítményű folyadékhűtő működik. Ezek az üzlethelyiségeket szolgálják ki. Az eredeti tervek szerint ebben az építmény együttesben egy biz.ber. jelfogó-terem is helyet kapott volna. Az építmény azonban olyan késedelemmel épült, hogy a biz.ber. jelfogó berendezések szerelésére már nem jutott volna elég idő. Az építés során, az építési lemaradást látva ezt a jelfogó berendezést a Határ úti állomásra helyezték át, de a jelfogó-teremhez tartozó klímaberendezést felszerelték. Ez a klíma berendezés ma az ott lévő műhelyek légterét hűti.

Az előzőekben ismertetett klímaberendezések elsősorban technológiai, másodsorban komfortérzetet javító feladatokat látnak el. A komfortérzetet javító klímaberendezések ötletszerű és széles típusválasztékú telepítésére az 1980-as évek második felében került sor. A "klimatizálási láz" keretén belül a 2-es vonalon 57 db (ebből 47 a Népstadion állomás feletti irodaépületekbe), a 3-as vonalon 17 komfortérzetet javító klímaberendezést szereltek fel.