2022年隧道通风计算 .pdf

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1、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

2、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，40 km/h，20 km/h，10 km/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) 120 100 80 60 40 20 10 iv2%fi1.4 1.2 1.0 1.0 1.0 0.8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

3、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - （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mf1.0 1.0 2.5 5.0 7.0 （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

4、 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 / htvnCOCOadhivmm6m=11()3.6 10QqffffLNf62310.00685 1.00.75 1.30200 1.0 1337.213.6 104032181021.0252 1.03022.5403 5.01.042 10m /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120 100 80 60

5、 40 20 10 近期 CO 排放量1.042 1.117 1.241 1.861 3.722 5.955 （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：23CO5.955 10 m /sQ6.1.3 稀释 CO的需风量（1）根据规范，取CO 设计浓度为：250ppm 。df0.6 0.75 1 1.5 3 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - （2）隧道设计温

6、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：0ghRTPP e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 ) 663C O0r e q ( C O )00. 0 5 9 5 51 0 1 3 2 52 9 31 01 02 1 3. 4 3 3 m/ s2 5 09 0 7 6 3. 6 8 52 7 3QpTQpT其他工况车

7、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120 100 80 60 40 20 10 稀释 CO 需风量49.9458 53.5134 59.4593 89.1890 178.378 213.433 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

8、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) 120 100 80 60 40 20 10 iv(VI),2%fi3.7 2.2 1.45 0.85 0.85 df0.6 0.75 1 1.5 3 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - -

9、 - - - - - （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0.4 1.0 1.5 3 （7）计算各工况下隧道烟雾排放量：t80km /hv时，VI6311.713 1.00.75 1337.21 1.163063.73.6 10403 1.02181021.51.8133/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

10、 工况车速120 100 80 60 40 20 10 烟雾排放量1.8133 1.4376 1.4213 1.6663 2.4922 （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 /sQ6.1.5 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80 60 40 20 10 烟雾稀释需风量2

11、62.8035 208.3487 205.9811 241.4951 361.1925 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()77.04 1331.215142.43947m / s3600A LQnt名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 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( )rr77.04 3231.12m/sQA v6

12、.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）80 60 40 20 10 CO 53.5134 59.4593 89.1890 178.378 213.433 烟雾262.8035 208.3487 205.9811 241.4951 361.1925 稀释空气内异味142.4394 142.4394 142.4394 142.4394 142.4394 考虑火灾需风量231.12 231.12 231.12 231.12 231.12 最终确定近期需风量262.8035 231.12 231.12 2

13、41.4951 361.1925 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 6-10 2020 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reqQ361.19253m / s。故，本隧道近期的设计需风量为36

14、1.19253m / 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 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/

15、sv需风量：reqQ361.19253m / s。隧道设计风速：361.19254.688/77.04reqrrQvm sA隧址空气密度：31.2/kgm6.2.2 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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -