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 ρ=；

隧道坡度：

2%i =

隧道的断面面积： 2

77.04m r A = 隧道的轮廓周长： 34.54m S =

隧道当量直径： 4/8.92m r r D A S ==

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： m 20t C =； ●

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3CO 0.01m /km q =⋅辆）

()25

3co =0.011-1.50.00685m /km o o q ⨯=⋅近辆

（2）考虑CO 的车况系数：

a 1.0f =；

（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iv f 和车密度修正系数d f 如表6-1所示。

不同工况车速iv d f f 、值 表6-1

（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, 1.30200H f =+== （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

（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 /h

t v =

n

CO

CO a d h iv m m 6m=1

1()3.610Q q f f f f L N f =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∑

()6

231

0.00685 1.00.75 1.30200 1.01337.213.610403218102 1.0252 1.0302 2.5403 5.01.04210m /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：10-2m 3/s ） 表6-3

（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：

23CO 5.95510m /s Q -=⨯

6.1.3 稀释CO 的需风量

（1）根据规范，取CO 设计浓度为：250ppm δ=。

（2）隧道设计温度m 20t C =；，换算为绝对温度27320293T K =+=。

（3）隧址大气压无实测值，按下式计算：

0gh

RT

P P e

-

=⋅

式中： 0P ——标准大气压，101325Pa ；

g ——重力加速度，9.81m/s 2；

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/kg K ⋅。 计算可得：

90763.685Pa P =

（4）稀释CO 的需风量：(以工矿车速为10km/h 为例)

663CO 0req(CO)00.05955101325293

1010213.433m /s 25090763.685273

Q p T Q p T δ=

⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=

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：m 3/s ） 表6-4

6.1.4 烟雾排放量

（1）取烟雾基准排放量为：()25

3

VI 2.51-1.5 1.713m /km o o q =⨯=⋅辆;

（2）考虑烟雾的车况系数为：

a 1.0f =；

（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d f 如表6-5所示：

不同工况车速iv(VI)d f f 、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 ；

（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, 1.16306H f =+== （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

（7）计算各工况下隧道烟雾排放量：

t 80km /h v =时，

()VI 6

31

1.713 1.00.751337.21 1.16306 3.73.610

[403 1.0218102 1.5] 1.8133/Q m s =

⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯++⨯=

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：m ³/s ） 表6-7 （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；

3

VI 2.4922m /s Q =

● 6.1.5 稀释烟雾的需风量

（1）根据规范，取烟雾设计浓度为10.0069m K -=，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) 2.4922

361.1925m /s 0.0069

Q =

=

各工况车速下烟雾稀释需风量（单位m 3/s ） 表6-8

● 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：

3r req(

)

·77.041331.21

·5142.43947m /s 3600

A L Q n t ⨯=

=⨯=