Marmaray’da Havalandırma ve Duman Kontrol Sistemi

Son yıllarda büyük bir ivme kazanan inşaat sektörü, modern iş yerleri ve konutlar, yeni ve genişletilmiş yolların yanı sıra hızlı trenler ve metro hatlarının gelişimini de hızlandırıyor. Ulaştırma alanında özellikle raylı sistem yatırımlarının arttığı günümüzde Marmaray, bu projelerin en büyüğü olarak öne çıkıyor.

Proje, Avrupa yakasında bulunan Halkalı ile Asya yakasında bulunan Gebze ilçelerini kesintisiz, modern ve yüksek kapasiteli bir banliyö demir yolu sistemiyle bağlayacak olan İstanbul’daki banliyö demir yolu sisteminin iyileştirilmesine dayanıyor. İstanbul Boğazı’nın her iki yakasındaki demir yolu hatları, İstanbul Boğazı’nın altından geçecek olan bir demir yolu tünel bağlantısıyla birbirine bağlanıyor.

Dünyadaki en büyük ulaşım alt yapı projelerinden birisi olan Marmaray projesinde, iyileştirilmiş ve yeni demir yolu sisteminin tamamı, yaklaşık 76 km uzunluğundadır. Ana yapılar ve sistemler, batırma tüp tünel, delme tüneller, aç-kapa tüneller, hemzemin yapılar, üç yeni yer altı istasyonu, 37 yer üstü istasyonu (yenileme ve iyileştirme), işletim kontrol merkezi, sahalar, atölyeler, bakım tesisleri, yer üstüne inşa edilecek olan yeni bir üçüncü hat dahil olmak üzere, mevcut hatların iyileştirilmesi, tamamen yeni elektrikli ve mekanik sistemler ve temin edilecek olan modern demir yolu araçlarını kapsıyor.

Marmaray Projesi’nin en kritik öğelerinden biri de; Bosch Rexroth ana bayisi Rota Teknik A.Ş. ve Japon TAISEI ile ANEL firmalarının ortak olarak geliştirdiği “Havalandırma ve Duman Kontrol Sistemi”dir.

SİSTEMİN KURULUM AMACI:

 Yolcu ve personel için konfor sağlaması,

 Ekipmanlarda yoğuşmanın engellenmesi,

 Trenlerin oluşturduğu sıcaklığın ortamdan uzaklaştırılması,

 Trenlerin oluşturduğu basıncın (piston etkisinin) yönetilmesi ve

 Yangın esnasında oluşan dumanın kontrol edilmesi ve uzaklaştırılmasıdır.

Tünel içinde hızla giderken tren, basit olarak bir şırınga ve içindeki pistona benzetilebilir. Tren tünelde ilerlerken ön taraftaki havayı sıkıştırır, arka tarafta ise vakum oluşturur. Geliştirilen elektropnömatik kontrol sistemi, normal koşullarda trenlerin sefer sırasında yarattıkları piston etkisi ile oluşan sıcak havanın ortamdan uzaklaştırılmasını, taze ve temiz havanın tünel içine çekilmesi için havalandırma şaftları damper kapaklarının açıklığının kontrol edilmesini ve trenin arkasında oluşan vakum etkisinin giderilmesini sağlar. Trenlerin program dışı durdurulması durumunda ise tünel havalandırma fanları, trenin piston etkisiyle oluşturduğu havalandırmayı sağlayacak şekilde çalıştırılır. Bunu sağlamak için istasyon çevresindeki fanların bir kısmı taze hava üfleme modunda, bir kısmı da egzoz atışı modunda çalışacak şekilde programlanmıştır. Tünel ve istasyonlarda yangın, raydan çıkma, yanıcı maddelerin saçılması gibi tehlikeli durumlar oluştuğunda ise tüm havalandırma sistemi acil durumun oluştuğu bölgeye temiz hava vererek, zararlı gazları ve dumanı uzaklaştırır. Bu şekilde insanların güvenli tahliyesi ve itfaiyenin müdahalesi için sıcaklık kontrol altına alınmış olur.

Projede, sıcak havanın tünelden uzaklaştırılması, yerine taze ve temiz havanın verilmesi tünelle bağlantılı istasyon ve havalandırma binalarıyla sağlanmaktadır.

SİSTEM ELEMANLARI

Marmaray pnömatik damper kontrol sistemi; kompresör odaları, hava hazırlama üniteleri, elektro-pnömatik kontrol panoları ve damper aktuatörleri olmak üzere dört ana gruptan oluşmaktadır.

Bu projede tünelle bağlantılı üç adet istasyon ve üç adet havalandırma binası bulunmakta ve her istasyon/havalandırma dairesinde, en az iki adet kompresör, iki adet filtreleme ve hava kurutma hattı, iki adet hava tankı bulunmaktadır.

Üretimi Rota Teknik tarafından yapılan elektropnömatik kontrol panosu sayısı pnömatik ve elektrik olmak üzere 44 adettir. Bu panoların içerisinde kullanılan ve 150’ye yakın damper aktuatörünü kontrol eden elektropnömatik valfler, binlerce fittings ve yüzlerce metre hortum ile her pano öncesinde yerleştirilen şartlandırıcı ünitelerinde kullanılan ağır seri filtre, regülator ve yağlayıcılar da yine malzeme seçiminde tercih edilen Rexroth kalitesiyle çalışmasını güvenle sürdürür.

Basınçlandırılmış hava, bakır boru hatları vasıtasıyla kullanılacağı bölgedeki şartlandırıcı gruplarına iletilir ve PLC vasıtasıyla (acil durumlarda manuel olarak) elektropnömatik pano üzerinden istenen kontrol sağlanmış olur.

Sistemdeki tüm Rexroth marka pnömatik valfler Rota Teknik tarafından ISO 5599-1 standardındadır. Kullanılan tüm malzemeler işlevselliğinin yanı sıra bakım/arıza zamanlarını düşürecek özellikte seçilmiş veya bunu sağlayacak şekilde sisteme montajları gerçekleştirilmiştir.

SİSTEMİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

İstasyon ve havalandırma binalarında bulunan damper grupları tamamen bir jaluzi prensibiyle dilimlerin hareketini sağlayan pnömatik aktuatörler vasıtasıyla tam açık veya tam kapalı pozisyonda çalışabilir. Sistemin çalışması, başta belirtilen çalışma şartlarının tüm kombinasyonlarını merkezi otomatik kumanda sistemi vasıtasıyla elektropnömatik kumanda panoları üzerinden sağlar.

Sistemde kullanılan tüm Rexroth valflerin boyutları ve bakır boru çapı hesapları, konsept dizayndan farklı olarak damperlerin açılma sürelerini ve basınç düşümlerini minimum seviyeye çekecek şekilde (saha şartları da gözetilerek) yeniden hesaplanmıştır. Kompresör dairesi ve damper gruplar arasındaki mesafelerin uzak olması ve aynı grup damperlerin farklı lokasyonlarda olması gibi yerleşim sorunları, saha şartlarının yeniden ele alınmasıyla son haline getirilmiştir. Rota Teknik mühendislik ekibinin yaklaşık üç ay süren mühendislik ve tasarım, devreye alma çalışmaları ve testler sonucunda tüm sistem, istenen hızlarda ve en düşük basınç düşümleriyle çalışarak başarıyla devreye alınmıştır.