Bahn- und U-Bahn-Tunnel müssen belüftet werden, damit sich keine gefährliche Luftverschmutzung bildet. Die durch Züge und elektrische Ausrüstung entstehende Wärme ist abzuleiten, und im Brandfall muss eine Rauchansammlung vermieden werden.
Praktisch jeder Stromverbrauch wird in Wärme umgewandelt, die durch eine Kombination aus natürlicher und maschineller Lüftung abgeführt wird. Bei ungehindertem Bahnbetrieb kann der Kolbeneffekt der fahrenden Züge beziehungsweise bei stehenden Zügen die natürliche Lüftung für einen ausreichenden Luftaustausch sorgen. Fahren jedoch zum Beispiel bei einem Wärmestau viele Züge schnell hintereinander ein oder kommen sie aufgrund eines Unfalls in kurzen Abständen zum Stehen, ist eine Zwangslüftung erforderlich.
Der wichtigste Faktor zur Ermittlung des Volumenstroms, der zur Aufrechterhaltung einer stabilen Lufttemperatur gewährleistet sein muss, ist die in Schnellbahnsystemen mit hoher Nutzungsfrequenz erzeugte Wärme. Natürlich ist auch die Brandgefahr zu berücksichtigen.
Die Längslüftung in Tunneln erfolgt meist mit Ventilatoren, die einen vollständigen Umkehrbetrieb ermöglichen. Bei geschlossenen Systemen werden Groß-Ventilatoren in Push-Pull-Konfiguration installiert, die die Abluft ins Freie ausleiten. In nicht geschlossenen Systemen können Schubventilatoren den nötigen Luftstrom im Tunnel und damit den erforderlichen Austausch mit der Außenluft gewährleisten.
Bei einem Brand wird der Rauch je nach Position des Auftretens im Zug oder Tunnel in die günstigste Richtung abgeleitet. Die Ventilatoren widerstehen zwei Stunden lang Temperaturen bis 400 °C. Die Luftbewegung in den Haltestellen wird nach Möglichkeit mit den gängigen Lüftungsverfahren realisiert. Die Rauchfreihaltung erfolgt mit Zu- und Abluftventilatoren, die bei Verwendung einer Längslüftung einen Umkehrbetrieb ermöglichen.
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