Windtunnelmetingen bij tunnelmonden

Transcriptie

1 Windtunnelmetingen bij tunnelmonden Ernst Meijer en René Koch Inhoud Inleiding: windtunnelonderzoek, probleemstelling en doel van het onderzoek Onderzochte situaties en maatregelen Effectiviteit maatregelen Rekenregels Toekomst 2

2 Windtunnelonderzoek Schaalmodel Atmosferische grenslaag Atmosferische turbulentie 3 Modelontwikkeling voor luchtkwaliteit TNO Verkeersmodel (1988): gaussisch pluimmodel open veld, street canyons, kruisingen etc.. Basis voor: SRM2 (Pluim Snelweg) SRM1 (CAR II) 4

3 Rekenmethoden rondom bebouwing Rondom bebouwing SRM2: 1. Gaussische formulering is niet/beperkt geldig 2. Stedelijke grenslaag zit niet goed in SRM2, ruwheidsklasse 4: Geeft extra turbulentie (concentratieverlagend) Negeert afremming van windsnelheid (concentratieverhogend) 3. Tunnelmonden: SRM2/SRM1 kunnen geen rekening houden met geometrie tunnelmond Huidige rekenregels in RBL houden op zeer schematische wijze rekening met tunnelmondemissies 5 Probleemstelling en doel van het onderzoek Luchtkwaliteitberekeningen voor tunnelmonden conform regelgeving problematisch Maatregelen rondom tunnelmonden kunnen met SRM2 slecht tot geheel niet op hun effecitiviteit beoordeeld worden Als gevolg wordt gekozen voor afzuigen van tunnelmondemissies Doel van het onderzoek: Evaluatie van passieve maatregelen rondom tunnelmonden en vaststelling verbeterde rekenregels rondom tunnelmonden Schiphol-Amsterdam-Almere: KeizerKareltunnel en Gaasperdammertunnel A4 Delft-Schiedam: noordelijke tunnelmond bij Overschie 6

4 Onderzochte maatregelen 1. Afzuiging (KK, GD, A4DS) 2. Schermmaatregelen (KK, GD) 3. Alternatieve maatregelen: Emissiedak (A4DS): geleidelijke verspreiding emissies tunnelmond Doorlatende wand tunnelbuis (GD-O): geleidelijke verspreiding Schoependak (A4DS): omhoog leiden emissies Verlengde tunnelbuis (A4DS): geleidelijke verspreiding via behoud uitstroom Geknikte schermen (GD-W): grotere effectiviteit schermen door extra afscherming 7 Resultaten in langsprofielen NO2 Gaasperdammertunnel West 8

5 Resultaten in langsprofielen NO2 NO2 (μg/m3) cf 1: cf3:als cf2 maar zonder emissiedak cf5: als cf4 met schoepen cf7: als cf4 met gelijke tunnelbuislengten Afstand tot tunnelmond (m) cf2: als cf1 maar zonder afzuiging cf4: als cf3 maar met 100m verlengde tunnelbuis cf6: als cf2 maar met omgekeerd emissiedak Invloedsgebied tunnelmondemissies? Effectiviteit innovatieve maatregelen? Schermen versus afzuiging? scherm H=5m half open half open en scherm afstand tot tunnelmond (x) H=12m H=6m H=6m, geknikt 9 Invloedsgebied tunnelmondemissies Tunnel Invloedsgebied (m) Gaasperdammertunnel 100 west KeizerKarel west 300 KeizerKarel oost 300 A4 Delft-Schiedam (afhankelijk van de configuratie) RBL schrijft emissielijn van 100 meter voor Lijkt worst case benadering voor invloedsgebied 10

6 Emissiedak bij A4-DS NO2 (μg/m3) Afstand tot tunnelmond (m) cf2: als cf1 maar zonder afzuiging cf6: als cf2 maar met omgekeerd emissiedak cf3:als cf2 maar zonder emissiedak Verslechtering: maxima ongeveer gelijk, maar gemiddeld hogere concentraties. Geleidelijke verspreiding werkt, maar afremming werkt negatief op de concentraties door. 11 Doorlatende tunnelwand bij GD half open afstand tot tunnelmond (x) Verslechtering: verhoogde concentraties naast de tunnelwand en in de tunnelmond. Er treedt afremming van stroming op. 12

7 Schoependak bij A4-DS NO2 (μg/m3) Afstand tot tunnelmond (m) cf4: als cf3 maar met 100m verlengde tunnelbuis cf5: als cf4 met schoepen Verslechtering: Schoepen remmen uitstroom, zonder omhoog geleidende werking 13 Verlengde tunnelbuis bij A4-DS NO2 (μg/m3) Afstand tot tunnelmond (m) cf3:als cf2 maar zonder emissiedak cf7: als cf4 met gelijke tunnelbuislengten cf4: als cf3 maar met 100m verlengde tunnelbuis Weinig effect: gelijk opgelijnde tunnelbuizen geven gemiddeld iets lagere concentratie en iets hogere piekwaarde. 14

8 Geknikte schermen H=6m H=6m, geknikt Verslechtering: Geknikte schermen zijn minder scherp gerand 15 Schermen versus afzuiging H=12m H=6m H=12m H=6m GD-W noordzijde GD-W zuidzijde Efficientie H=6m vergelijkbaar met H=12 geeft nog hogere efficientie, maar weinig verbeterd tov H=6m 16

9 Schermen versus afzuiging (2) scherm H=5m scherm H=5m afstand tot tunnelmond (x) GD-O noordzijde GD-O zuidzijde Efficientie H=5m vergelijkbaar met 17 Schermen versus afzuiging (3) situatie en scherm H=4 meter situatie en scherm H=4 meter KK-O noordzijde KK-O zuidzijde situatie H=12m, aflopend 37 0-situatie H=12m, aflopend KK-W noordzijde 27 KK-W zuidzijde KK-O: H=6m vergelijkbaar met, KK-W: H=12m 18

10 Conclusies Verfijnde rekenregels liggen niet voor de hand concentratiepatronen varieren sterk bij verschillende tunnels Invloedsgebied van tunnelmond emissies > 100 meter Innovatieve maatregelen hebben negatief effect Deze maatregelen verlagen de verdunningssnelheid Schermen bieden goed alternatief voor afzuiging H=6 meter vergelijkbaar met 19 Aanbevelingen Rekenen aan tunnelmonden In stedelijk gebied met ruwheidsklasse 3 (~30% op bijdragen) Zonodig, hanteer schermmaatregelen in RBL Hmax=6 meter eventueel in combinatie met afzuiging Windtunnelonderzoek In geval overschrijdingen In geval afzuiginginstallatie 20