第四章 隧道通风计算一、隧道需风量计算1.隧道通风的基本参数：道路等级： 一级公路，单洞双车道； 计算行车速度： 60/t v km h =; 空气密度: 31.20/;kg m ρ= 隧道坡度： 1 2.20%i = 隧道的断面面积： 262.45r A m =； 隧道的轮廓周长： 30.74S m =； 隧道当量直径： 4/8.13;r r D A S m == 设计交通量：近期（2020年）：12000辆/日（标准车） 远期（2030年）：24000辆/日（标准车）高峰小时交通量按日交通量的14%计算交通组成(上行线)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： 020;m t C = 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30.01/CO q m km =•辆):30.0069/CO q m km =•近辆； 30.0059/CO q m km =•远辆（2）考虑CO 的车况系数：1.0。

（3）依据规范，分别考虑工况车速60 km/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1-1所示。

不同工况车速iv f 、d f 值 表1-1（4平均海拔高度：(1309.781271.72)/21290.75H m =+=， 1.520h f =； （5）考虑CO 的车型系数如表1-2所示。

考虑CO 的车型系数 表1-22020年：高峰小时交通量为12000×14%×0.5=840(辆•中型车/高峰小时) 其中汽油车：小型客车126，小型货车151，中型货车201。

柴油车：中型货车201，大型客车110，大型货车512030年：高峰小时交通量为24000×14%×0.5=1680(辆•中型车/高峰小时) 其中：汽油车：小型客车252，小型货车302，中型货车403。

柴油车：中型货车403，大型客车219，大型货车101（7）计算各工况车速下隧道CO 排放量:60/t v km h =时，611()3.610nCO a d h iv m m CO m Q q f f f f L N f ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∑近()()610.0069 1.0 1.0 1.520 1.017303.61020111051 1.0126 1.0151 2.52015=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯++⨯+⨯+⨯+⨯⎡⎤⎣⎦ 230.910/m s -=⨯611()3.610nCO CO a d h iv m m m Q q f f f f L N f ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∑远231.6110/m s -=⨯同样可以计算其他各工况下CO 排放量如表1-3所示：各工况车速下CO 排放量（单位：10-2m 3/s ） 表1-3（8）最大CO 排放量：由上述计算可以看出，在工况车速为20km/h 时，CO 排放量最大；232.8010/CO Q m s -=⨯近234.8410/CO Q m s -=⨯远3.稀释CO 的需风量（1）根据规范，取CO 设计浓度为：185ppm δ=。

（2）隧道设计温度020;m t 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：gh RTo P P e-=•式中：o P ——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1290.75m ； R ——空气气体常数，287/J kg K •。

计算可得：87160.84P Pa =（4）稀释CO 的需风量为：263() 2.81010132529310188.84/18587160.84273rep CO Q m s-⨯=⨯⨯⨯=近263() 4.841010132529310326.42/18587160.84273rep CO Q m s -⨯=⨯⨯⨯=远4.烟雾排放量（1）取烟雾基准排放量（按每年1.5%递减）为（1995年32.5/VI q m km =•辆）：31.71/VI q m km =•近辆31.47/VI q m km =•远辆；（2）考虑烟雾的车况系数为：1.0；（3）依据规范，分别考虑工况车速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1-5所示。

不同工况车速()iv VI f 、d f 值 表1-5（2030年：高峰小时交通量为12000×14%×0.5=840(辆•中型车/高峰小时) 其中柴油车：中型货车201，大型客车110，大型货车512030年：高峰小时交通量为24000×14%×0.5=1680(辆•中型车/高峰小时) 其中：柴油车：中型货车403，大型客车219，大型货车101（5）考虑烟雾的海拔高度修正系数：平均海拔高度：(1309.781271.72)/21290.75H m =+=，() 1.270h VI f = （6）考虑烟雾车型系数如表1-6所示。

考虑烟雾的车型系数()m VI f 附表1-6（7）计算各工况下隧道烟雾排放量： 如表1-7所示。

各工况车速下烟雾排放量（单位：m 3/s ） 表1-7（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；30.673/VI Q m s =近 31.154/VI Q m s =远5. 稀释烟雾的需风量（1）根据规范，取烟雾设计浓度为10.0075K m -=，则烟雾稀释系数0.0075C =。

（2）稀释烟雾的需风量为：3()0.67389.73/0.0075rep VI Q m s ==近3()1.154153.87/0.0075rep VI Q m s ==远 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：3()62.4517305150.05/3600r rep A L Q n m s t •⨯=•=⨯=异 7.考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟风速为3/r V m s =，则需风量为：3()62.453187.35/r r rep Q A V m s =•=⨯=火8. 结论综合以上计算可知：隧道需风量由排CO 的需风量决定，为：3188.84/rep Q m s =近； 3326.42/rep Q m s =远二、单向交通隧道射流风机纵向通风计算1. 计算条件隧道长度： 1730,r L m = 隧道断面积： 262.45;r A m = 断面当量直径： 8.13;r D m =高峰小时交通量： 840/N =近辆高峰小时1680/N =远辆高峰小时；大型车混入率： 119%;r =计算行车速度： 20/ 5.56/;t v km h m s == 需风量： 3188.84/rep Q m s =近；3326.42/rep Q m s =远隧道设计风速： 3.02/,req r r Q v m s A ==近近 5.23/,req r rQ v m s A ==远远隧址空气密度： 31.20/;kg m ρ= 2. 隧道内所需升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：221730 1.2(1)(10.60.025) 3.0228.13237.87r e r r r r L P v D Paρξλ∆=++•••=++⨯⨯⨯=近近221730 1.2(1)(10.60.025) 5.2328.132113.57r r e r r r L P v D Paρξλ∆=++•••=++⨯⨯⨯=远远（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：10n n P P Pa ∆=∆=远近（3）交通风产生的风压力： 汽车等效抗阻面积：11112(1)(10.19) 2.130.50.19 5.37 1.01.883m cs cs c c A r A r A m ξξ=-••+••=-⨯⨯+⨯⨯=隧道内车辆数：840173072.603600 5.56n ⨯==⨯+近辆；16801730145.203600 5.56n ⨯==⨯+远辆；22()21.883 1.272.60(5.56 3.02)62.4528.47m t t r r A P n v v A Paρ∆=•••-=⨯⨯⨯-=近+近近 0.29t P Pa ∆=远根据上述计算，采用可逆转射流风机，可充分利用交通风产生的风压，两洞口存在的等效压差由于较不稳定，应作为阻力计算，因此隧道内所需要的升压力为：37.87108.4739.40;r n t P P P P Pa ∆=+-=+-=近近近近 113.57100.29123.28;r n t P P P P Pa ∆=+-=+-=远远远远3.隧道所需1120型射流风机台数 1120型射流风机每台的升压力j P ∆计算：2(1)j j P v ρψ∆=••Φ•-20.980.98;0.016;30/;62.453.02 5.230.101;0.174;3030j j j rr r j j A A m v m s A v v v v ψψ=Φ==========近远远近代入得：21.2300.016(10.101)15.53;j P pa ∆=⨯⨯⨯-=近 21.2300.016(10.174)14.273;j P pa ∆=⨯⨯⨯-=远故：39.402.515.53j P i P ∆===∆近近近台(取4台）123.288.614.27j P i P ∆===∆远远远台(取10台）若按每组2台布置，近期可布置2组，远期可布置5组。

在施工时应根据情况安装5组中的2组风机并预留出3组风机的安装空间。

待达到远期交通量后在加设另外3组风机，可降低工程造价。