某高速公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15097某高速公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算案例 1304581.1隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù) 1143171.2通風(fēng)方式選擇 2139821.3隧道需風(fēng)量計(jì)算（CO排放量） 273841.3.1稀釋CO需風(fēng)量 6266641.3.2煙霧排放量 7285241.3.3煙霧排放量 9134311.3.4隧道換氣需風(fēng)量計(jì)算 9208631.3.5需風(fēng)量確定 10327291.4隧道射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)計(jì)算 10180831.4.1隧道所需升壓力 1056791.4.2流射風(fēng)機(jī)布置 121.1隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)日交通量日總交通量： 32500輛大型混入率： 15%高峰小時(shí)交通量： 12%方向不均勻系數(shù)： 55%交通量分解表如表1.1所示。1.1交通量分解表車型小客車大客車小型貨車中型貨車大型貨車拖掛車占比55%3%9%7%20%6%隧道風(fēng)機(jī)參數(shù)射流風(fēng)機(jī)直徑1000mm，出口風(fēng)速30m/s。隧道參數(shù)道路等級(jí)： 高速公路設(shè)計(jì)車速： 100km/h隧道路面跨度： 三車道左幅隧道： ；整個(gè)隧道段縱坡為+1%。右幅隧道： ；整個(gè)隧道段縱坡為-1%。左右幅隧道進(jìn)出口海拔高度： 50m、51.2m隧址夏季氣溫： 隧道凈空斷面面積： A=151.2224m2隧道凈空斷面周長(zhǎng)： C=45.5985m1.2通風(fēng)方式選擇設(shè)計(jì)隧道為單向交通隧道，隧道過長(zhǎng)容易導(dǎo)致不通風(fēng)，需要借助通風(fēng)設(shè)備提供空氣循環(huán)的動(dòng)力，使空氣能進(jìn)入隧道深部。按照《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-02——2014）進(jìn)行通風(fēng)方式的選擇。1.2.1初步判定是否需要機(jī)械通風(fēng)隧道長(zhǎng)度，根據(jù)任務(wù)書，設(shè)計(jì)小時(shí)交通量按高峰小時(shí)交通量計(jì)算。（1.1）（1.2）式中：L——隧道長(zhǎng)度（m）；N——設(shè)計(jì)交通量（輛/h）。故需要機(jī)械式通風(fēng)形式。根據(jù)規(guī)范3.2.2條文說(shuō)明，本隧道采用全射流縱向通風(fēng)方案。1.3隧道需風(fēng)量計(jì)算（CO排放量）（1）左幅隧道CO基準(zhǔn)排放量根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》取CO車況系數(shù)查《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.4.2取工況車速80km/h，根據(jù)下表1.2可取車密度系數(shù)表1.2車密度系數(shù)及相應(yīng)CO縱坡車速系數(shù)工況車速10080604020100.60.7511.5361.21.01.01.00.80.8CO海拔高度系數(shù)查《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》圖3.4.2取值：平均海拔高度：查表得表1.3車型系數(shù)車型柴油車汽油車小客車小貨車中貨車大貨車1.01.02.55.07.0相應(yīng)車型的交通量，參照規(guī)范，取交通量：表1.4各車型占比表車型小客車大客車小貨車中貨車大貨車拖掛車占比（%）55397206表1.5交通車輛發(fā)動(dòng)機(jī)占比表車型小客車小貨車大客車中貨車大貨車拖掛車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（%）707070707070汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（%）303030303030表1.6交通量分解折算表汽車代表車型車輛折算系數(shù)說(shuō)明小汽車1.0座位19座得客車和載重質(zhì)量2t得貨車中型車1.5座位>19座得客車和2t<載重質(zhì)量7t得貨車大型貨車2.57t<載重質(zhì)量20t得貨車拖掛車4.0載重質(zhì)量>20t的貨車考慮方向不均勻系數(shù)55%，進(jìn)行交通量分解。高峰小時(shí)交通量：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)小客車數(shù)量：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)小客車數(shù)量：同理，其他計(jì)算結(jié)果見表1.7.表1.6高峰小時(shí)各發(fā)動(dòng)機(jī)類型的汽車數(shù)量（單位輛/h）車型小客車大客車小貨車中貨車大貨車拖掛車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)826191367112124汽油發(fā)動(dòng)機(jī)355959315210則各工況總CO排放量：（當(dāng)工況車速為100km/h時(shí)，計(jì)算過程如下）（1.3）根據(jù)上述公式可以計(jì)算出其他工況車速時(shí)的CO排放量。1.7CO排放量（10-3m3/s）工況車速（km/h）1008060402010CO排放量2.09872.18622.91494.37241.995813.919由上表數(shù)據(jù)可知CO的排放量在工況車速10km/h時(shí)最大：（2）右幅隧道右幅隧道參數(shù)與左幅基本一致，不同的是隧道的坡度不同，右幅隧道的坡度為所以根據(jù)規(guī)范可知右幅隧道不同工況車速的系數(shù)，數(shù)據(jù)列于下表1.8中。1.8右幅隧道工況車速系數(shù)表工況車速10080604020100.60.7511.5361.41.01.01.01.00.8CO海拔高度系數(shù)與左幅相同?？紤]方向不均勻系數(shù)45%，進(jìn)行交通量分解。高峰小時(shí)交通量：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)小客車數(shù)量：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)小客車數(shù)量：表1.9高峰小時(shí)各發(fā)動(dòng)機(jī)類型的汽車數(shù)量（單位輛/h）車型小客車大客車小貨車中貨車大貨車拖掛車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)67615111589919汽油發(fā)動(dòng)機(jī)29074825438則各工況總CO排放量：（當(dāng)工況車速為100km/h時(shí)，計(jì)算過程如下）（1.4）根據(jù)上述公式可以計(jì)算出其他工況車速時(shí)的CO排放量。1.10CO排放量（10-3m3/s）工況車速（km/h）1008060402010CO排放量2.33672.08642.78184.17278.345713.353由上表數(shù)據(jù)可知CO的排放量在工況車速10km/h時(shí)最大：1.3.1稀釋CO需風(fēng)量CO設(shè)計(jì)濃度按規(guī)范?。?。隧道內(nèi)絕對(duì)溫度：。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：。根據(jù)初期地勘報(bào)告無(wú)法獲取隧址的設(shè)計(jì)大氣壓，按規(guī)范公式計(jì)算如下稀釋CO需風(fēng)量：左幅隧道（1.5）右幅隧道（1.6）1.3.2煙霧排放量按照《設(shè)計(jì)規(guī)范》煙霧基準(zhǔn)排放量：煙霧的車況系數(shù)：左幅隧道不同工況車速修正系數(shù)、車密度修正系數(shù)如下表1.11所示。表1.11不同工況車速修正系數(shù)、車密度修正系數(shù)工況車速10080706050403020100.60.750.8511.21.52362.602.601.801.451.451.100.900.720.72煙塵的海拔高度系數(shù)，按照規(guī)范取值得煙塵的柴油車型系數(shù)如表1.12所示表1.12煙塵柴油車型系數(shù)小客車、輕型貨車中型貨車重型貨車、大型客車拖掛車0.41.01.53相應(yīng)車型的交通量與CO計(jì)算過程相同。1.13高峰小時(shí)各發(fā)動(dòng)機(jī)類型的汽車數(shù)量（單位輛/h）車型小客車大客車小貨車中貨車大貨車拖掛車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)826191367112124則各工況總煙霧排放量：（當(dāng)工況車速為100km/h時(shí)，計(jì)算過程如下）（1.7）根據(jù)上述公式可以計(jì)算出其他工況車速時(shí)的煙霧排放量。表1.14各工況車速煙霧排放量（單位m3/s）工況車速（km/h）1008060402010煙霧排放量0.12130.15160.18950.26530.37890.7579由上表數(shù)據(jù)可知煙霧的排放量在工況車速10km/h時(shí)最大：右幅隧道不同工況車速修正系數(shù)、車密度修正系數(shù)如下表1.15所示。表1.15不同工況車速修正系數(shù)、車密度修正系數(shù)工況車速10080706050403020100.60.750.8511.21.52360.80.80.80.750.750.70.60.50.5相應(yīng)車型的交通量與CO計(jì)算過程相同。高峰小時(shí)各發(fā)動(dòng)機(jī)類型的汽車數(shù)量如表1.16所示。1.16高峰小時(shí)各發(fā)動(dòng)機(jī)類型的汽車數(shù)量（單位輛/h）車型小客車大客車小貨車中貨車大貨車拖掛車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)67615111589919則各工況總煙霧排放量：（當(dāng)工況車速為100km/h時(shí)，計(jì)算過程如下）（1.8）根據(jù)上述公式可以計(jì)算出其他工況車速時(shí)的煙霧排放量，列于下表1.17中。表1.14各工況車速煙霧排放量（單位m3/s）工況車速（km/h）1008060402010煙霧排放量0.37730.47160.35070.39910.52241.0448由上表數(shù)據(jù)可知煙霧的排放量在工況車速10km/h時(shí)最大：1.3.3煙霧排放量該隧道擬采用顯色指數(shù)、相關(guān)色溫2000~3000K的鈉光源照明，煙霧設(shè)計(jì)濃度根據(jù)規(guī)范取值。（1）左幅隧道稀釋煙塵的需風(fēng)量為（1.9）（2）右幅隧道稀釋煙塵的需風(fēng)量為（1.10）1.3.4隧道換氣需風(fēng)量計(jì)算根據(jù)《通風(fēng)規(guī)范》規(guī)定隧道每小時(shí)的換氣次數(shù)為5次。使用CAD使用PEDIT命令轉(zhuǎn)化為多線，然后，使用REGION創(chuàng)建為面域，再使用MASSPROP可得到隧道凈空斷面面積。左幅隧道（1.11）擬采用縱向通風(fēng)風(fēng)速。（1.12）按規(guī)范，取兩者較大值，則取右幅隧道擬采用縱向通風(fēng)風(fēng)速。按規(guī)范，取兩者較大值，則取1.3.5需風(fēng)量確定綜上所述，根據(jù)以上提供的三種通風(fēng)需風(fēng)量的計(jì)算結(jié)果，規(guī)范規(guī)定取其中最大值，則左、右幅隧道的需風(fēng)量均為。1.4隧道射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)計(jì)算1.4.1隧道所需升壓力隧道內(nèi)通風(fēng)所需升壓力由以下三項(xiàng)考慮因素：計(jì)算空氣所受摩阻力及出入口損失計(jì)算參數(shù)：隧道局部阻力系數(shù)參照規(guī)范??；道沿程阻力系數(shù)取。左幅隧道：（1.13）右幅隧道：隧道兩洞口等效壓差隧道自然風(fēng)流的兩隧道等效壓差，計(jì)算隧道內(nèi)自然通風(fēng)風(fēng)力：左幅隧道：（1.14）右幅隧道：交通風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)壓左幅隧道通風(fēng)計(jì)算隧道內(nèi)車輛數(shù)：（1.15）根據(jù)上述小型車和大型車計(jì)算結(jié)果，隧道內(nèi)小型車的占積率取,大型車占積率取。隧道內(nèi)小型車的空氣阻力系數(shù)計(jì)算：隧道內(nèi)小型車的空氣阻力系數(shù)：汽車等效抗阻面積：式中：——小型車正面投影面積（m2），取2.13m2 ——小型車空氣阻力系數(shù)，計(jì)算取0.5。 ——大型車正面投影面積（m2），取5.37m2則交通風(fēng)產(chǎn)生的壓力如下：（1.16）根據(jù)上述計(jì)算，左側(cè)隧道擬采用逆轉(zhuǎn)射流風(fēng)機(jī)，充分利用活塞風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)壓，由于兩洞口的等效壓差具有隨機(jī)性，此處作為阻力計(jì)算，故隧洞內(nèi)需升壓力為：右幅隧道通風(fēng)計(jì)算隧道內(nèi)車輛數(shù)：根據(jù)上述小型車和大型車計(jì)算結(jié)果，隧道內(nèi)小型車的占積率取,大型車占積率取。隧道內(nèi)小型車的空氣阻力系數(shù)計(jì)算：隧道內(nèi)小型車的空氣阻力系數(shù)：汽車等效抗阻面積：式中：——小型車正面投影面積（m2），取2.13m2 ——小型車空氣阻力系數(shù)，計(jì)算取0.4。 ——大型車正面投影面積（m2），取5.37m2則交通風(fēng)產(chǎn)生的壓力如下：根據(jù)上述計(jì)算，左側(cè)隧道擬采用逆轉(zhuǎn)射流風(fēng)機(jī)，充分利用活塞風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)壓，由于兩洞口的等效壓差具有隨機(jī)性，此處作為阻力計(jì)算，故隧洞內(nèi)需升壓力為：1.4.2流射風(fēng)機(jī)布置擬采用射流風(fēng)機(jī)直徑1000mm，出口風(fēng)速計(jì)算風(fēng)機(jī)所需臺(tái)數(shù)如下：