公路隧道通风ppt课件.ppt
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1、公公 路路 隧隧 道道 通通 风风罗崇来罗崇来 一一、 概述概述 二二、 隧道内污染物的形成隧道内污染物的形成 三三、 隧道通风标准隧道通风标准 四四、 通风量的计算通风量的计算 五五、 通风方式的选择通风方式的选择 一一、 概述概述 公路毫无疑问依然是公路毫无疑问依然是现在交通的主力军,承现在交通的主力军,承担着旅客出行、货物运担着旅客出行、货物运输等大量交通任务,因输等大量交通任务,因此其安全性贯穿始终,此其安全性贯穿始终,迫于地形、地质等因素,迫于地形、地质等因素,也为了交通的快捷、安也为了交通的快捷、安全、经济,公路往往在全、经济,公路往往在一些地方修建了隧道,一些地方修建了隧道,影响
2、隧道安全的重要一影响隧道安全的重要一环就是隧道的通风情况。环就是隧道的通风情况。 (一)(一)公路隧道通风介绍公路隧道通风介绍1.1. 19191919年,美国在研究纽约市荷兰隧道年,美国在研究纽约市荷兰隧道(2610m)(2610m)时,时,开始研究隧道内汽车排放的开始研究隧道内汽车排放的COCO卫生标准问题,研究卫生标准问题,研究结果将结果将400ppm400ppm作为作为COCO设计浓度设计浓度。2. 2. 随后日本、瑞士、奥地利、挪威等国家相继设计随后日本、瑞士、奥地利、挪威等国家相继设计出纵向、横向、半横向等方式来实现隧道通风,隧出纵向、横向、半横向等方式来实现隧道通风,隧道通风发展
3、进入快速时期。道通风发展进入快速时期。3. .近年来,随着各国对隧道近年来,随着各国对隧道烟尘烟尘浓度控制标准的提浓度控制标准的提高,高,烟尘烟尘逐渐取代逐渐取代COCO转而成为通风计算的依据,分转而成为通风计算的依据,分段纵向通风方式逐渐占主导地位。段纵向通风方式逐渐占主导地位。4.4.隧道通风方式多样化,并且不断改进,效率不断隧道通风方式多样化,并且不断改进,效率不断提高,控制精度越来越高。提高,控制精度越来越高。(二)(二) 国内外著名的隧道通风方式举例国内外著名的隧道通风方式举例 纵观全球,比较纵观全球,比较著名的公路隧道著名的公路隧道有位于挪威连接有位于挪威连接奥斯陆和卑尔根奥斯陆和
4、卑尔根的洛达尔隧道的洛达尔隧道, ,该该隧道长隧道长24.51km,24.51km,系世界最长的公系世界最长的公路隧道,采用的路隧道,采用的通风方式就是纵通风方式就是纵向通风方式。向通风方式。我国在我国在20072007年建成通年建成通车的终南山隧道车的终南山隧道(18.02km),(18.02km),其长度仅其长度仅次于洛达尔隧道,通次于洛达尔隧道,通风方式为竖井分段纵风方式为竖井分段纵向式通风。向式通风。隧道在运营期间机动车排出的各种有害气体及烟尘,隧道在运营期间机动车排出的各种有害气体及烟尘,超过限度,必须稀释或排出隧道。超过限度,必须稀释或排出隧道。二二、 隧道内污染物的形成隧道内污染
5、物的形成(一)机动车排放尾气的成分分析(一)机动车排放尾气的成分分析 1. 1. 一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫; 2. 2. 氮氧化物(氮氧化物(NONO、NONO2 2等)等); 3. 3. 含氧碳氢化合物(醛、醇、酚等)以及油烟含氧碳氢化合物(醛、醇、酚等)以及油烟等等。三、隧道通风标准三、隧道通风标准前面我们已经说到隧道内有害污染物的种类,根据前面我们已经说到隧道内有害污染物的种类,根据公路隧道通风设计细则公路隧道通风设计细则的要求,的要求,COCO和烟尘是作和烟尘是作为确定隧道通风量的主要依据(必要时考虑为确定隧道通风量的主要依据(必要时考虑NONO2 2)
6、 )。( (一一) CO) CO作为隧道通风的计算标准作为隧道通风的计算标准1.1.隧道内隧道内COCO设计浓度取值应符合下列规定:设计浓度取值应符合下列规定: 隧道长度(隧道长度(m m)1000100030003000150150100100)(ppmCOCOCO设计浓度设计浓度CO2.2.交通阻滞交通阻滞时,阻滞段的平均时,阻滞段的平均COCO设计浓度可取设计浓度可取150ppm150ppm,同时经历时间不超过同时经历时间不超过20min20min。3.3.人车混合通行的隧道,隧道内人车混合通行的隧道,隧道内COCO设计浓度不应超过设计浓度不应超过70ppm70ppm。 (二)烟尘作为隧
7、道通风的计算标准(二)烟尘作为隧道通风的计算标准1.1.烟尘设计浓度烟尘设计浓度应符合下列规定:应符合下列规定:采用采用显色指数显色指数33Ra6033Ra60、相关相关色温色温200020003000K3000K的的NaNa光源时,烟尘设计浓度应按下表取值。光源时,烟尘设计浓度应按下表取值。设计速度设计速度909060 90 50 6030 5030 烟尘设计烟尘设计浓度浓度K(mK(m-1-1)0.00650.00650.00700.00700.00750.00750.00900.00900.01200.0120烟尘设计浓度烟尘设计浓度K K(NaNa光源)光源)(km/httttt2.
8、2. 采用显色指数采用显色指数Ra65Ra65、相关色温相关色温33006000K的的荧光灯、荧光灯、LEDLED灯时,烟尘设计浓度应按下表取值。灯时,烟尘设计浓度应按下表取值。烟尘设计浓度烟尘设计浓度 K K(荧光灯、(荧光灯、LEDLED灯等光源)灯等光源)设计速度设计速度909060 90 50 6030 5030 烟尘设计烟尘设计浓度浓度K(mK(m-1-1)0.00500.00500.00650.00650.00700.00700.00750.00750.01200.0120)h/kmt(tttt3. 3. 双洞单向交通临时改为单洞双向交通时,隧双洞单向交通临时改为单洞双向交通时,隧
9、道内烟雾允许浓度不应大于道内烟雾允许浓度不应大于0.012m0.012m-1-1。4. 4. 隧道内进行养护维修时,隧道作业段的烟雾隧道内进行养护维修时,隧道作业段的烟雾允许浓度不应大于允许浓度不应大于0.0030 m0.0030 m-1-1。(三)换气要求(三)换气要求1. 1. 隧道空间最小换气频率隧道空间最小换气频率不应低于每小时不应低于每小时3 3次次。2. 2. 采用纵向通风的隧道,隧道换气风速采用纵向通风的隧道,隧道换气风速不应低于不应低于1.5m/s1.5m/s。 四四、需风量的计算需风量的计算 公路隧道通风设计中,车辆有害气体公路隧道通风设计中,车辆有害气体、烟尘的排放烟尘的排
10、放量及与之对应的交通量和基准排放量均应与各设计量及与之对应的交通量和基准排放量均应与各设计目标年份相匹配,计算近期的需风量时应采用相应目标年份相匹配,计算近期的需风量时应采用相应年份的交通量和基准排放量,在确定需风量时,应年份的交通量和基准排放量,在确定需风量时,应对稀释烟尘、对稀释烟尘、COCO按隧道设计速度以下各工况车速按隧道设计速度以下各工况车速10km/h10km/h为一档分别进行计算为一档分别进行计算( (当工况车速达到当工况车速达到交通交通阻滞阻滞车速时,基准排放量应按交通阻滞要求取值车速时,基准排放量应按交通阻滞要求取值) ),并计算并计算换气换气的需风量,的需风量,取其较大取其
11、较大者作为设计需风量。者作为设计需风量。 ( (一一) ) 稀释稀释COCO需风量需风量COCO排放量应按下式计算:排放量应按下式计算:DnmmmivhdaCOCOfNLffffqQ16)(106 . 31其中其中 是隧道全长是隧道全长COCO排放量排放量(m(m3/s)s); 是是COCO基准排放量,可取基准排放量,可取0.007m0.007m3/辆辆kmkm; 为考虑为考虑COCO的车况系数,对高速公路、一级的车况系数,对高速公路、一级公路取公路取1.01.0,对二、三、四级公路取,对二、三、四级公路取1.11.1 1.21.2;COQCOqaf是车密度系数,可按表是车密度系数,可按表4-
12、14-1取值;取值; 是考虑是考虑COCO的海拔高度系数,按图的海拔高度系数,按图4-14-1取值取值;是相应车型的设计交通量(辆是相应车型的设计交通量(辆/h h);是考虑是考虑COCO的车型系数,可按表的车型系数,可按表4-24-2取值;取值;dfhfmNmfCOQCOQCOQivf是考虑是考虑COCO的纵坡的纵坡- -车速系数,可按车速系数,可按4-34-3取值;取值;n为车型类别数;为车型类别数;L为隧道长度。为隧道长度。工况车速工况车速10080706050403020100.60.75 0.8511.2 1.5236df 表表4-1 4-1 车密度系数车密度系数df表表4-2 4-
13、2 考虑考虑COCO的车型系数的车型系数mf汽油车汽油车1.01.02.55.07.0车型车型 各种各种柴油车柴油车 小客车小客车 旅行车旅行车轻型货车轻型货车中型货车中型货车 大型客车大型客车mfivf表表4-3 4-3 考虑考虑COCO的纵坡的纵坡- -车速系数车速系数 设计速度设计速度 (km/hkm/h) 隧道行车方向纵坡隧道行车方向纵坡i i()()-4-3-2-1012341001.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.4 1.4 1.4 1.4801.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.2 1.2 1.2701.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1
14、.2 1.2601.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.2501.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0401.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0300.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0200.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0100.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8ivf2.02.01.91.91.81.81.71.71.61.61.51.51.41.41.31.31.21.21.11.11.01.00 1
15、000 20000 1000 2000COCO海拔高度系数海拔高度系数海拔高度海拔高度图图4-1 4-1 考虑考虑COCO的海拔高度系数的海拔高度系数稀释稀释COCO的需风量应按下式计算:的需风量应按下式计算:600coreq10TTPPQQCO)(式中式中 隧道全长隧道全长COCO的需风量(的需风量(m m3 3/s/s););)(req COQ隧址大气压(隧址大气压(kN/mkN/m2););P隧址夏季温度,(隧址夏季温度,(K)K);TCOCO设计浓度(设计浓度(ppmppm)。)。( (二)二) 稀释烟尘需风量稀释烟尘需风量DnmVImmVIVIhVIdVIaVIVIfNffffqQ1
16、)()(iv)()()(6)(106 . 31式中式中 是隧道全长烟尘排放量,是隧道全长烟尘排放量,(m m2/s s); 是烟尘基准排放量(是烟尘基准排放量(m m2 2/ /辆辆kmkm),可取),可取2 2m m2 2/ /辆辆kmkm; 是考虑车况的烟尘系数,对高速公路、一是考虑车况的烟尘系数,对高速公路、一级公路取级公路取1.01.0,对二、三、四级公路取,对二、三、四级公路取1.21.21.51.5; 是考虑烟尘的海拔高度系数,见图是考虑烟尘的海拔高度系数,见图4-24-2; 是考虑烟尘的纵坡是考虑烟尘的纵坡-车速系数,见表车速系数,见表4-44-4;)afVI()(hfVI)(i
17、vfVIVIQVIqVIQ是考虑烟尘的车型系数,见表是考虑烟尘的车型系数,见表4-64-6;相应车型的交通量;相应车型的交通量;柴油车型类别数。柴油车型类别数。)(mfVImN车密度系数,见表车密度系数,见表4-54-5;VI)df(Dn设计速度设计速度 (km/hkm/h) 隧道行车方向纵坡隧道行车方向纵坡i()()-4-3-2-101234800.30.30.40.40.550.550.80.81.31.32.62.63.73.74.44.4- -700.30.30.40.40.550.550.80.81.11.11.81.83.13.13.93.9- -600.30.30.40.40.5
18、50.550.750.751.01.01.451.452.22.22.952.953.73.7500.30.30.40.40.550.550.750.751.01.01.451.452.22.22.952.953.73.7400.30.30.40.40.550.550.70.71.851.851.11.11.451.452.22.22.952.95300.30.30.40.40.50.50.60.60.720.720.90.91.11.11.451.452 210200.30.30.360.360.40.40.50.50.60.60.720.720.850.851.031.031.251.25
19、表表4-4 4-4 考虑烟雾的纵坡考虑烟雾的纵坡- -车速系数车速系数)ivfVI(2.02.01.91.91.81.81.71.71.61.61.51.51.41.41.31.31.21.21.11.11.01.0海拔高度海拔高度0 1000 20000 1000 2000烟雾海拔高度系数烟雾海拔高度系数图图4-2 4-2 考虑烟雾的海拔高度系数考虑烟雾的海拔高度系数)hfVI(df表表4-5 4-5 车密度系数车密度系数工况车速工况车速(km/h)100100808070706060505040403030202010100.60.60.750.750.850.851 11.21.2 1.
20、51.52 23 36 6df表表4-6 4-6 考虑烟雾的车型系数考虑烟雾的车型系数VI)df(小客车、轻小客车、轻 型货车型货车 中型中型货车货车重型货车、重型货车、大型客车大型客车拖挂车、集拖挂车、集装箱车装箱车0.41.01.53)mfVI(稀释烟雾到容许浓度的需风量按下式计算:稀释烟雾到容许浓度的需风量按下式计算:KQQVIVI)()(req式中式中 K K是烟雾设计浓度是烟雾设计浓度(m(m-1-1) )。(三)隧道换气需风量(三)隧道换气需风量1.隧道换气需风量应按下式计算:隧道换气需风量应按下式计算:3600nsracreqLAQ)(式中式中 隧道换气需风量(隧道换气需风量(m
21、 m3 3/s/s);); 隧道净空断面积(隧道净空断面积(m m2 2);); 隧道最小换气频率。隧道最小换气频率。 )(acreqQrAsn2.2.采用纵向式通风,换气需风量应按上式和下式计算,采用纵向式通风,换气需风量应按上式和下式计算,然后作比较,取其较大者作为隧道换气需风量然后作比较,取其较大者作为隧道换气需风量: :racacAQ)(req式中式中 隧道换气风速,不应低于隧道换气风速,不应低于1.5m/s1.5m/s; 隧道净空断面积(隧道净空断面积(m m2 2)。)。acrA需风量的取值:需风量的取值: )(reqreqreqmaxacreqVICOQQQQ,)()(五、隧道通
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