隧道通风计算

第六章隧道通风计算6.1隧道需风量计算6.1.1隧道通风的基本参数道路等级：公路，分离式双向四车道；计算行车速度：120km/h辆空气密度：31.20kg/m；隧道坡度：2%i隧道的断面面积：277.04mrA隧道的轮廓周长：34.54mS隧道当量直径：4/8.92mrrDAS设计交通量：近期（2020年）：28000辆/天(标准车)；高峰小时交通量为日交通量的12。交通组成：汽油车：小型客车15%，小型货车18%，中型货车24%；柴油车：中型货车24%，大型客车13%，大型货车6%；隧道内平均气温：m20tC；6.1.2确定CO排放量（1）取CO基准排放量为（按每年1.5递减）（1995年3CO0.01m/kmq辆）253co=0.011-1.50.00685m/kmooq近辆（2）考虑CO的车况系数：a1.0f；（3）依据规范，分别考虑工况车速120km/h，100km/h，80km/h，60km/h，40km/h，20km/h，10km/h（阻滞）。不同工况下的速度修正系数ivf和车密度修正系数df如表6-1所示。不同工况车速ivdff、值表6-1工况车速（km/h)1201008060402010iv2%fi1.41.21.01.01.00.8（4）考虑CO的海拔高度修正系数：平均海拔高度：h(963.2923.9)/2943.55m,1.30200Hf（5）考虑CO的车型系数如表6-2所示。考虑CO的车型系数表6-2车型各种柴油车汽油车小客车旅行、轻型货车中型货车拖挂、大型货车mf1.01.02.55.07.0（6）交通量分解：2025年：高峰小时交通量：28000×50%×0.12=1680辆/h；汽油车：小型客车252辆/h，小型货车302辆/h，中型货车403辆/h；柴油车：中型货车403辆/h，大型客车218辆/h，大型货车102辆/h；（7）计算各工况车速下隧道CO排放量:100km/htvnCOCOadhivmm6m=11()3.610QqffffLNf62310.006851.00.751.302001.01337.213.6104032181021.02521.03022.54035.01.04210m/s同样可以计算其他各工况下CO排放量如表6-3所示：各工况车速下CO排放量（单位：10-2m3/s）表6-3工况车速1201008060402010近期CO排放量1.0421.1171.2411.8613.7225.955（8）最大CO排放量：由上述计算可以看出，在工矿车速为10km/h时，CO排放量最大为：23CO5.95510m/sQ6.1.3稀释CO的需风量（1）根据规范，取CO设计浓度为：250ppm。df0.60.7511.536（2）隧道设计温度m20tC；，换算为绝对温度27320293TK。（3）隧址大气压无实测值，按下式计算：0ghRTPPe式中：0P——标准大气压，101325Pa；g——重力加速度，9.81m/s2；h——隧址平均海拔高度：隧道平均海拔高度为943.55m；R——空气气体常数，287J/kgK。计算可得：90763.685PaP（4）稀释CO的需风量：(以工矿车速为10km/h为例)663CO0req(CO)00.059551013252931010213.433m/s25090763.685273QpTQpT其他工况车速下的稀释CO的需风量也可以根据此公式求得，见下表：各工况车速下CO排放量（单位：m3/s）表6-4工况车速1201008060402010稀释CO需风量49.945853.513459.459389.1890178.378213.4336.1.4烟雾排放量（1）取烟雾基准排放量为：253VI2.51-1.51.713m/kmooq辆;（2）考虑烟雾的车况系数为：a1.0f；（3）依据规范，分别考虑工况车速120km/h，100km/h，80km/h，60km/h，40km/h，20km/h，10km/h(阻滞)；不同工况下的速度修正系数iv(VI)f、车密度修正系数df如表6-5所示：不同工况车速iv(VI)dff、值表6-5（4）柴油车交通量（计算过程同CO）如下：柴油车：中型货车403辆/h，大型客车218辆/h，大型货车102辆/h；工况车速（km/h)1201008060402010iv(VI),2%fi3.72.21.450.850.85df0.60.7511.536（5）考虑烟雾的海拔高度修正系数：平均海拔高度：h(963.2923.9)/2943.55m,1.16306Hf（6）考虑烟雾车型系数如表6-6所示。考虑烟雾的车型系数m(VI)f表6-6柴油车轻型货车中型货车重型货车、大型客车、托挂车集装箱车0.41.01.53（7）计算各工况下隧道烟雾排放量：t80km/hv时，VI6311.7131.00.751337.211.163063.73.610[4031.02181021.5]1.8133/Qms同样可以计算其他工况车速下烟雾排放量如表6-7所示。各工况车速下烟雾排放量（单位：m³/s）表6-7工况车速1201008060402010烟雾排放量1.81331.43761.42131.66632.4922（8）最大烟雾排放量：由上述计算可以看出，隧道在工况车速为10km/h时，烟雾排放量最大；3VI2.4922m/sQ6.1.5稀释烟雾的需风量（1）根据规范，取烟雾设计浓度为10.0069mK，则烟雾稀释系数0.0069C。（2）稀释烟雾的需风量为：（以工矿车速为10km/h为例）3req(VI)2.4922361.1925m/s0.0069Q各工况车速下烟雾稀释需风量（单位m3/s）表6-8工况车速8060402010烟雾稀释需风量262.8035208.3487205.9811241.4951361.19256.1.6稀释空气内异味的需风量取每小时换气次数为5次，则有：3rreq()·77.041331.21·5142.43947m/s3600ALQnt6.1.7考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟风速为r3m/sv，则需风量为：3req()rr·77.043231.12m/sQAv6.1.8结论综合以上计算可确定在不同工况车速下各自的最大需风量：各工况车速下需风量（单位：m3/s）表6-9工况车速（km/h）8060402010CO53.513459.459389.1890178.378213.433烟雾262.8035208.3487205.9811241.4951361.1925稀释空气内异味142.4394142.4394142.4394142.4394142.4394考虑火灾需风量231.12231.12231.12231.12231.12最终确定近期需风量262.8035231.12231.12241.4951361.1925结论：由上表可知，本隧道的需风量由稀释烟雾的需风量决定，为3req391.1925m/sQ通风方式选择，见表6-10隧道通风方式的选择表6-102020年需风量（m3/s）361.1925经计算知若采用射流风机纵向通风时隧道内的风速在远期时会达到9.27m/s，符合规范要求，但由于该隧道属于长大隧道，不仅要考虑一般情况下的通风需求，还应考虑发生火灾等特殊情况时的通风问题，故为了安全起见建议该隧道采用纵向集中送排组合式通风。综合以上计算可得，本隧道需风量由稀释烟雾的需风量决定，为reqQ361.19253m/s。故，本隧道近期的设计需风量为361.19253m/s。6.2隧道集中送排组合式通风计算6.2.1隧道条件交通方向：单向交通隧道长度：r1337.21Lm隧道断面积：2r77.04mA断面当量直径：r8.92mD设计交通量：1680/hN辆大型车混入率：119%r汽车等效阻抗面积2m1cscs1clclA11.8830mrArA（）柴油车混入率dr=43%计算行车速度：t120km/h33.33m/sv需风量：reqQ361.19253m/s。隧道设计风速：361.19254.688/77.04reqrrQvmsA隧址空气密度：31.2/kgm6.2.2隧道所需压力：隧道内所需的升压力由以下三项决定：（1）空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出入口损失为：221337.211.2110.60.0254.68870.51828.922rrerrrLPvPaD（2）隧道两洞口等效压差：由于无实测资料，引起隧道自然风流的两洞口等效压差取10nPPa。（3）交通风产生的风压为：221.8831.218.7233.334.688225.262277.042mttrrAPnvvA根据上诉计算，则：70.51810225.262144.744rntPPPP△P为负压，因此隧道自然通风满足需风量，因此，隧道内不用配置风机。