隧道通风设计

隧道通风设计为了防止行驶中的汽车排出废气造成隧道内空气污染，公路隧道必须通风。因此，隧道通风主要对 CO、烟雾和异味等进行稀释。7.1通风方式公路隧道对运营通风的要求较高，可供选择的通风方式也较多，选择时主要考虑因素是隧道的长度和交通流量，还应适当考虑当地气象、环境、地形等条件。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。6根据公式: LN≥2×10（单向交通）N-设计交通量（辆/h）。由L=1155m，N=2500辆/h可得：LN=1155×2500=2887500＞2000000故，本隧道采用机械通风。7.2通风设计根据《公路隧道通风照明设计规范》：CO设计含量：260×10-6m3/s；烟雾设计含量：0.0065k/m-1；异味稀释：隧道内不间断换气频率为每小时 5次。7.2.1需风量计算确定需风量时应对行车速度以下各工况车速按 20km/h为一档分别进行计算，取其较大值作为设计需风量。（1）按稀释CO含量计算需风量16qcofafdfhfivL(Nmfm)Qco3.610m1式中：Qco-隧道全长CO排放量（m3/s）；qco-CO基准排放量（m3/辆·km，取0.01s）；fa-考虑CO的车况系数，取1.0；fd-车密度系数，按表 7-1取值。表7-1车密度系数fd工况车速1008070605040302010fd0.60.750.8511.21.5236fh-考虑CO的海拔高度系数，取1.5；fiv-考虑CO的纵坡车速系数，按表7-2取值。表7-2考虑CO的纵坡-车速系数fiv（坡度-1%）工况车速1008070605040302010fiv1.21.01.01.01.01.00.80.80.8L---隧道长度，L=1155m；fm-考虑CO车型系数，按表 7-3取值。表7-3设计交通量及对应车型系数fm汽油车车型柴油车小客车旅行车、轻型货车中型货车大型客车fm1.01.02.55.07.0Nm800800500200200Nm-相应车型的设计交通量（辆 /h）代入计算，当工况车速为 20km/h时取得最大值：Qco10.01131.50.811551063.6(800180015002.52005.02007.0)0.06m3/s稀释CO的需风量计算：QcopT106Qreq(co)pT式中：Qreq(co)-隧道全长稀释CO的需风量（m3）；/sP0-1-标准大气压（KN/m2），取101.325KN/m2；-隧道设计气压（KN/m2），取P=P0；-标准气温（K），取273K；-隧道夏季设计温度（K），取300K；-CO设计浓度，取210ppm。代入计算：Qreq(co)QcopT6pT10=0.061300106=246m3/s260273（2）按稀释烟雾含量计算：1nDQVIqVIfdfa(VI)fh(VI)fiv(VI)L(Nmfm(VI))1063.6m1式中：QVI-隧道全长烟雾排放量（ m3/s）；qVI-烟雾基准排放量（ m2/辆km），取2.5m2/辆km；fd-车密度系数，按表 7-1取值；fa(VI)-考虑烟雾的车况系数，取1.0；ff

(VI)iv(VI)

考虑烟雾的海拔高度系数，取1.2；考虑烟雾的纵坡车速系数，按表7-4取值。表7-4考虑CO的纵坡-车速系数fiv(VI)（坡度-1%）工况车速80706050403010~20fiv(VI)0.80.80.750.750.70.60.5L-隧道长度，L=1155m；fm(VI)-考虑烟雾的车型系数，按表7-5取值。表7-5考虑烟雾的车型系数fm(VI)柴油机车型轻型货车中型货车重型客车、大型客车、拖挂车集装箱车fm(VI)0.41.01.53~4Nm300300100100Nm-相应车型的设计交通量（辆/h）。代入计算，当工况车速为20km/h时取得最大值：QVI12.51.031.30.51155(0.430013001.51003100)3.6106=1.36m3/s稀释烟雾的需风量：QVIQreq(VI)K式中：Qreq(VI)-隧道全长稀释烟雾的需风量（m3/s）；K-烟雾设计浓度（m1），取；0.0065代入计算：Qreq(VI)1.36209.2m3/s0.0065（3）确定隧道通风量：QQreq(co)246m3/s7.2.2隧道通风计算（1）自然风阻力计算Pm(1erL)2vnDr2式中： Pm-自然风阻力（N/m2）；e-隧道入口损失系数，取 0.6；r-隧道壁面摩阻损失系数，取 0.02；L-1155m；Dr-隧道断面当量直径（m）。隧道当量直径按下式计算：Dr4ArCr2式中：Ar-隧道净空断面积（m），为69.5；Cr-隧道净空周长（m），为，则：D；32.2r=8.6空气密度（kg/m3），取1.20；n-自然风作用引起的洞内风速（m/s），取2.5。代入计算：P(10.600.021155)1.202.5216.1N/m2m8.62（2）交通风力计算PtAmn(vt()vr)2Amn(vt()vr)2Ar2Ar2式中：Pt-交通风阻力（N/m2）；-隧道内与vr同向的车辆数；-隧道内与vr反向的车辆数；vr-隧道设计风速（m/s），取5.0；vt()-与vr同向的各工况车速（ m/s）；vt()-与vr反向的各工况车速（m/s）；Am-汽车等效阻抗面积（ m2）。上式可化简为：PtAmn(vtvr)2Ar2式中：nNL250011553600Vt360028.827.8vt27.8(m/s)Q246vr3.5m/sAr69.5其中汽车等效阻抗面积可按下式计算：Am (1 r1)Acs cs r1Acl cl式中：Acs-小型车正面投影面积（ m2），取2.13；cs-小型车空气阻力系数，取 0.5；Acl-大型车正面投影面积（ m2），取5.37；cl-大型车空气阻力系数，取 1.0；r1-大型车比例，取 30%。则：Am 2.4代入计算：Pt2.41.2028.8(27.83.5)269.52352.4N/m2（3）通风阻抗力计算Pr(1erL)vr2Dr2(10.60.021155)1.203.5231.4N/m28.632则：PPrPmPt31.416.1352.4304.9N/m27.2.3隧道风机选择布置选