某高速公路隧道工程的通風(fēng)照明設(shè)計(jì)計(jì)算案例 61.1通風(fēng)設(shè)計(jì)1.1.1基本設(shè)計(jì)資料公路等級(jí)：高速公路車道數(shù)：單向雙車道行車速度：設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h隧道全長m隧道縱坡：1.5%平均海拔m隧道斷面面積：60.50m2交通量：年平均日交通量：18000輛/日隧道內(nèi)平均溫度：20°C交通組成：汽油車：小型客車：26%;小型貨車：24%;大型客車：22%柴油車：大型貨車：16%;重型貨車：12%各類車型每日交通量見下表：車輛類型小型客車小型貨車一一一本隧道為單向交通隧道，當(dāng)滿足式8-1要求時(shí)，需設(shè)置機(jī)械通風(fēng)：其中L、N基本設(shè)計(jì)資料均以給定，則有：L×N=650×750=4.875×1滿足式8-1,需設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)選擇縱向式通風(fēng)中的射流式通風(fēng)。1.1.3需風(fēng)量的計(jì)算1.CO排放量計(jì)算根據(jù)規(guī)范，行車速度分別按60km/h、40km/h、20km/h時(shí)的工況計(jì)算CO排放量應(yīng)按式8-2計(jì)算：根據(jù)表8-1的結(jié)果計(jì)算出：各工況速度下式中計(jì)算參數(shù)見下表：3根據(jù)上表，計(jì)算出設(shè)計(jì)時(shí)速下CO排放量為：各工況速度下同上計(jì)算出的CO排放量見下表：工況速度由上述計(jì)算可知：在工況速度為20km/h時(shí)，CO排放量最大，其值為：2.稀釋CO濃度的需風(fēng)量應(yīng)按式8-3計(jì)其中P為隧址設(shè)計(jì)氣壓，因?yàn)闊o實(shí)測值，故按下式計(jì)算為：根據(jù)上述計(jì)算及規(guī)范可得稀釋CO濃度的需風(fēng)量計(jì)算參數(shù)見下表：根據(jù)上表，計(jì)算出工況速度20km/h時(shí)稀釋CO濃度的需風(fēng)量為：1.煙霧排放量計(jì)算根據(jù)規(guī)范，行車速度分別按60km/h、40km/h、20km/h時(shí)的工況計(jì)算煙霧排放量應(yīng)按式8-4計(jì)算：根據(jù)表8-1的結(jié)果計(jì)算出：各工況速度下式中計(jì)算參數(shù)見下表：3根據(jù)上表，計(jì)算出設(shè)計(jì)時(shí)速下煙霧排放量為：各工況速度下同上計(jì)算出的煙霧排放量見下表：工況速度由上述計(jì)算可知：在工況速度為20km/h時(shí)，煙霧排放量最大，其值為：2.稀釋煙霧濃度的需風(fēng)量應(yīng)按式8-5計(jì)算：根據(jù)上述計(jì)算及規(guī)范可得稀釋煙霧濃度的需風(fēng)量計(jì)算參數(shù)見下表：根據(jù)上表，計(jì)算出工況速度20km/h時(shí)稀釋煙霧濃度的需風(fēng)量為：1.1.3.3稀釋空氣異味的需風(fēng)量的計(jì)算隧道空間不間斷換氣頻率，不宜低于每小時(shí)5次：采用縱向式通風(fēng)的隧道，隧道內(nèi)換氣風(fēng)速不應(yīng)低于2.5m/s。取v=2.5m/s綜上所述，需風(fēng)量由稀釋空氣異味需風(fēng)量決定Qreq=151.25m3/s。1.1.4.1通風(fēng)計(jì)算基本參數(shù)隧道長度：L=650隧道斷面面積：Ar=60.50m2隧道斷面周長：Gr=32.96m隧道當(dāng)量直徑：Dr=4Ar/Gr=4×60.50/32.96=7.34m設(shè)計(jì)交通量：750輛/h隧道空氣密度：p=1.2kg/m31.1.4.2隧道所需升壓力計(jì)算在通風(fēng)計(jì)算中，將自然通風(fēng)力視為阻力計(jì)算，自然風(fēng)阻式中各計(jì)算參數(shù)見下表：根據(jù)上表中的參數(shù)可計(jì)算出自然風(fēng)阻力為：2.通風(fēng)阻抗力計(jì)算一般情況下，通風(fēng)阻抗力的計(jì)算按式8-7計(jì)算：式中各計(jì)算參數(shù)見下表：根據(jù)上表中的參數(shù)可計(jì)算出通風(fēng)阻抗力為：3.交通風(fēng)阻力計(jì)算一般情況下，交通風(fēng)阻力需根據(jù)計(jì)算行車速度下各工況速度分別計(jì)算汽車交通風(fēng)阻力，交通風(fēng)阻力按式8-8計(jì)算：其中Am為汽車等效阻抗面積，按下式計(jì)算為：Am=(1-r?)·Acs·Acs+r?·Aci·Acl=(1-0.5)×2.13×0.5+0.5×5.37×1.根據(jù)上述計(jì)算及規(guī)范可得各工況速度下交通風(fēng)阻力的計(jì)算參數(shù)見下表：工況速度n+(輛)9根據(jù)上表，計(jì)算出設(shè)計(jì)行車速度下交通風(fēng)阻力為：各工況速度下同上計(jì)算出的交通風(fēng)阻力見下表：工況速度則隧道內(nèi)壓力平衡滿足：根據(jù)上式計(jì)算出各工況速度下射流風(fēng)機(jī)群總升壓力見下表：工況速度由上表可知：取工況速度為20km/h時(shí)的射流風(fēng)機(jī)群總升壓力，其值為：1.1.4.3通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)確定1.選擇900型射流風(fēng)機(jī)所需臺(tái)數(shù)900型射流風(fēng)機(jī)的截面參數(shù)：根據(jù)參數(shù)計(jì)算出900型射流風(fēng)機(jī)每臺(tái)的升壓力：故采用900型射流風(fēng)機(jī)所需的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)為：則本隧道通風(fēng)采用900型射流風(fēng)機(jī)所需的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)為4臺(tái)2.選擇1120型射流風(fēng)機(jī)所需臺(tái)數(shù)1120型射流風(fēng)機(jī)的截面參數(shù)：根據(jù)參數(shù)計(jì)算出900型射流風(fēng)機(jī)每臺(tái)的升壓力：故采用900型射流風(fēng)機(jī)所需的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)為：則本隧道通風(fēng)采用900型射流風(fēng)機(jī)所需的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)為2臺(tái)1.1.5通風(fēng)布置經(jīng)過綜合考慮，本隧道選用1120型射流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)在距洞□200m開始布置，選擇兩側(cè)對(duì)稱布置，間距225米。射流機(jī)設(shè)置于建筑限界以外15cm處，風(fēng)機(jī)軸線與隧道軸線平行采用固定式設(shè)置。1.2照明設(shè)計(jì)1.2.1洞外亮度及洞外接近段本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)行車速度為60km/h,天空面積百分比為25%,洞外亮度無實(shí)測值，因此洞外亮度按規(guī)范查表得到洞外亮度取值為3500cd/m2。洞外接近段長度取洞外一個(gè)照明停車視距Ds,對(duì)于設(shè)計(jì)縱坡為1%,設(shè)計(jì)行車速度為60km/h的隧道，其中k為入口段亮度折減系數(shù)，本設(shè)計(jì)計(jì)算行車速度為60km/h,設(shè)計(jì)交通量th=k·L?0(s)=0.0152×3500=53.21.過渡段照明亮度照明亮度Ltrz=0.1Lt=0.1×53.2=5Ltr?=0.035Lt=0.035×53.22.過渡段長度隧道計(jì)算行車速度為60km/h,根據(jù)規(guī)范可知三個(gè)過渡段的長度分別為：Dtr1=44m;Dtr21.2.2.3中間段照明本隧道為單向雙車道隧道，隧道的計(jì)算行車速度為60km/h,設(shè)計(jì)交通量為750輛/h,因?yàn)?00輛/h<N=750輛/h<2400輛/h,則中間段的照明亮度按照規(guī)范中所給的值的80%取值，故最終中間段的照明亮度取為2.0cd/m2。根據(jù)隧道總長以及其他各段長度可得出中間段長度為m1.2.2.4出口段照明本隧道為單向交通隧道，所以需要設(shè)置出口段照明，出口段長度取為60m,出口段照明亮度取為中間段的五倍，即取為10cd/m2。1.2.3洞外引道照明本隧道在洞外布設(shè)引道照明，照明形式為路燈，計(jì)算行車速度為60km/h,則布燈長度及路面亮度根據(jù)規(guī)范分別取0.6cd/m2及100m。1.2.4洞內(nèi)照明布置本隧道為單項(xiàng)雙車道的高速公路隧道，設(shè)計(jì)行車速度為60km/h,交通量為750輛/h,隧道洞內(nèi)照明布置采用對(duì)稱布置，利用系數(shù)法式8-11計(jì)算路面平均水平照式中主要計(jì)算參數(shù)見下表：ηMN2本隧道路面設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)為瀝青混凝土路面，平均亮度與平均照度的關(guān)系按則燈具間距為：1.2.4.1入口段照明布置入口段照明一般由基本照明和加強(qiáng)照明組成，基本照明的亮度及照度都與中間段相同，故照明布置也與中間段相同，加強(qiáng)照明采用功率較大的燈具從洞□內(nèi)10m處開始布置。照明布置為間距為13.5m的100W高壓鈉燈，其平均照度和平均亮度分別為：高壓鈉燈路面類型功率路面寬度2表8-17TR?段照明布置表高壓鈉燈路面類型功率路面寬度2高壓鈉燈路面類型功率路面寬度2則可計(jì)算出：故TR?段的照明布置為間距為15.0m的250W高壓鈉燈。2.TR?段照明布置TR?段的照明布置計(jì)算參數(shù)見下表：表8-19TR?段照明布置表高壓鈉燈路面類型功率路面寬度2則可計(jì)算出：故TR?段的照明布置為間距為14.5m的100W高壓鈉燈。1.2.4.3中間段照明布置中間段的照明布置計(jì)算參數(shù)見下表：高壓鈉燈路面類型功率路面寬度2則可計(jì)算出：故中間段的照明布置為間距為13.5m的100W高壓鈉燈。1.2.4.4出口段照明布置出口段的照明布置計(jì)算參數(shù)見下表：高壓