公路隧道营运通风

1、第二十章 道路隧道的营运通风 1、概述、概述2、空气中有害物质的容许浓度、空气中有害物质的容许浓度3、新风量计算、新风量计算4、通风方式的选择、通风方式的选择5、通风机的选择、通风机的选择概述 1、隧道空气污染源：、隧道空气污染源：废气、尘土和尘埃废气、尘土和尘埃2、隧道的特性：、隧道的特性：闭塞空间，只有进出口与大气闭塞空间，只有进出口与大气相通相通3、隧道内空气污染的危害、隧道内空气污染的危害对人体的危害、影响行车安全对人体的危害、影响行车安全4、改善隧道内空气污染的途径：、改善隧道内空气污染的途径：生产无公害生产无公害汽车、使用滤毒装置还原被污染的空气，把污染汽车、使用滤毒装置还原被污染

2、的空气，把污染空气的有害物稀释到容许值以下空气的有害物稀释到容许值以下概述 5、通风设计调查、通风设计调查（1）一般性调查）一般性调查（2）交通状况的调查，交通量与交通流组成（计）交通状况的调查，交通量与交通流组成（计算通风量的基础资料），实质上是根据原有交通算通风量的基础资料），实质上是根据原有交通状况对未来可能发生的交通状况的一种推断状况对未来可能发生的交通状况的一种推断（3）环境调查）环境调查（4）地形地质调查）地形地质调查概述 5、要考虑的主要问题、要考虑的主要问题（1）空气中有害物质的容许浓度）空气中有害物质的容许浓度（2）新风量的确定方法）新风量的确定方法（3）判断自然通风的能力）

3、判断自然通风的能力（4）机械通风方式的讨论）机械通风方式的讨论（5）通风设备的选择）通风设备的选择（6）经济性）经济性空气中有害物质容许浓度 1、通风的原因、通风的原因稀释稀释CO浓度（卫生条件）、稀释烟雾浓度浓度（卫生条件）、稀释烟雾浓度（行车安全）、稀释异味（行车舒适）（行车安全）、稀释异味（行车舒适）2、计算的依据、计算的依据CO容许浓度、烟雾容许浓度容许浓度、烟雾容许浓度空气中有害物质容许浓度 3、CO容许浓度容许浓度（1）为什么以）为什么以CO作为污染空气代表？作为污染空气代表？CO浓度的测定远比其他有害物的测定容易得到正浓度的测定远比其他有害物的测定容易得到正确值，在稀释确值，在稀

4、释CO的同时，其他有害物质浓度也在的同时，其他有害物质浓度也在降低。降低。（2）容许浓度）容许浓度CO的规定的规定（安全值与舒适性）（安全值与舒适性）7空气中有害物质容许浓度 1）采用全横向通风方式与半横向通风方式）采用全横向通风方式与半横向通风方式时，时，CO的设计浓度为当隧道长度的设计浓度为当隧道长度1000m时，取时，取250ppm，当隧道长度，当隧道长度3000m时，取时，取200ppm；当；当隧道长度在两者之间时，可按插值法取值。隧道长度在两者之间时，可按插值法取值。2）交通阻滞时，阻滞段的平均）交通阻滞时，阻滞段的平均CO设计浓度可取设计浓度可取300ppm，经历时间不超过，经历时

5、间不超过20min，阻滞段的计算，阻滞段的计算长度不宜大于长度不宜大于1km。3）人车混合通行的隧道长度不宜超过）人车混合通行的隧道长度不宜超过2000m，其，其设计浓度为：设计浓度为： 1000m时，取时，取150ppm， 2000m时，取时，取100ppm，两者之间按插值法取值。，两者之间按插值法取值。空气中有害物质容许浓度 4、烟雾容许浓度、烟雾容许浓度（1）要求）要求保证停车视距，保证舒适性保证停车视距，保证舒适性（2）表示方法：光的透过率，它不仅因烟雾浓度）表示方法：光的透过率，它不仅因烟雾浓度不同而不同，而且还随光源与受光部之间的距离不同而不同，而且还随光源与受光部之间的距离而改变

6、。因此在做相应的评价时，应考虑光源与而改变。因此在做相应的评价时，应考虑光源与受光部之间的距离受光部之间的距离9空气中有害物质容许浓度 （3）取值）取值1）采用钠灯光源时，烟雾设计浓度如下取值；采）采用钠灯光源时，烟雾设计浓度如下取值；采用荧光光源时，烟雾设计浓度应提高一个等级。用荧光光源时，烟雾设计浓度应提高一个等级。计算行车速度（km/h）100806040K(m-1)0.00650.007 0.0075 0.00910空气中有害物质容许浓度 （3）取值）取值2）当烟雾浓度达到）当烟雾浓度达到0.012m-1,应按采取交通管制等应按采取交通管制等措施考虑。措施考虑。计算行车速度（km/h）

7、100806040K(m-1)0.00650.007 0.0075 0.0093）隧道内进行养护维修时，应按现场实际烟雾浓）隧道内进行养护维修时，应按现场实际烟雾浓度不大于度不大于0.0035m-1考虑。考虑。空气中有害物质容许浓度 5、其他有害物质、其他有害物质氮氧化合物、丙烯醛、二氧化硫氮氧化合物、丙烯醛、二氧化硫12空气中有害物质容许浓度 6、稀释异味、稀释异味（1）隧道空间不间断换气频率不宜低于每小时）隧道空间不间断换气频率不宜低于每小时5次；交通量较小或特长隧道，可采用每小时次；交通量较小或特长隧道，可采用每小时34次。次。（2）采用纵向通风的隧道，隧道内换气风速不应）采用纵向通风的

8、隧道，隧道内换气风速不应低于低于2.5m/s新风量的计算 1、交通量和交通流组成、交通量和交通流组成2、按稀释、按稀释CO计算新风量计算新风量3、按稀释烟雾浓度计算新风量、按稀释烟雾浓度计算新风量新风量的计算1、计算依据、计算依据（1）交通量（小时）交通量（小时）老路改建：老路改建：PIARC推荐的第推荐的第30h交通量交通量新路：采用年平均日交通量的新路：采用年平均日交通量的16作为通风量计作为通风量计算的小时交通量算的小时交通量（2）交通流组成）交通流组成柴油车与汽油车，小汽车和摩托车柴油车与汽油车，小汽车和摩托车空气中有害物质容许浓度 2、按稀释、按稀释CO计算新风量计算新风量（1）标准

9、状态下）标准状态下CO产生量产生量海拔高度在海拔高度在400m以下的水平路段，小汽车以下的水平路段，小汽车4060km/h、大型车、大型车4050 km/h速度形式的状态。速度形式的状态。)/(300hkmNmfffqGMQrfhCOCO空气中有害物质容许浓度 （2）标准状态下所需新风量）标准状态下所需新风量)/(103600hkmNmQQCOCOF空气中有害物质容许浓度 （3）实际所需新风量）实际所需新风量（4）隧道所需通风量）隧道所需通风量)/,/(273760330smmhkmmTBQQFFLQQF新风量的计算 3、按稀释烟雾浓度计算新风量、按稀释烟雾浓度计算新风量（1）标准状态下烟雾产

10、生量）标准状态下烟雾产生量（2）标准状态下所需新风量）标准状态下所需新风量rfhSSfffqGDQ00kQQSF00新风量的计算 （3）实际所需新风量）实际所需新风量)/(27376030hkmmTBQQFF（4）实际所需新风量）实际所需新风量LQQF通风方式的选择1、综述、综述2、自然通风、自然通风3、关于空气气流的假定条件、关于空气气流的假定条件4、纵向式通风、纵向式通风5、半横向式通风、半横向式通风6、全横向式通风、全横向式通风7、混合式通风混合式通风21综述1、通风方式的分类、通风方式的分类2、通风方式的选择、通风方式的选择3、公路隧道通风设计的一般要求、公路隧道通风设计的一般要求通风

11、方式的分类通风通风自然通风自然通风机械通风机械通风纵向式纵向式半横向式半横向式全横向式全横向式混合式混合式射流式射流式风道式和喷嘴式风道式和喷嘴式竖井排风式竖井排风式送风式送风式排风式排风式23通风方式的选择1、影响通风方式选择的因素、影响通风方式选择的因素（1）隧道长度：隧道越长，对隧道通风的安全性）隧道长度：隧道越长，对隧道通风的安全性和可靠性要求越高。和可靠性要求越高。对于不同长度隧道选择通风方式时可参照如下对于不同长度隧道选择通风方式时可参照如下单向行车隧道：纵向通风方式射流风机式：单向行车隧道：纵向通风方式射流风机式：5002000m；纵向通风方式集中送排风式：；纵向通风方式集中送排

12、风式：20004000m；半横向通风方式：；半横向通风方式：15003000m；横向通；横向通风方式：风方式：20004000m。双向行车隧道：纵向通风方式射流风机式：双向行车隧道：纵向通风方式射流风机式：5001000m；纵向通风方式集中送排风式；纵向通风方式集中送排风式5002000m24通风方式的选择（2）隧道交通条件）隧道交通条件 交通方向（单向、双向行车）、交通量、交通交通方向（单向、双向行车）、交通量、交通流组成、车速以及交通密度。流组成、车速以及交通密度。 交通风：活塞风，单向交通时，车速越大，活交通风：活塞风，单向交通时，车速越大，活塞作用越显著，可靠性；对向交通的隧道无活塞塞

13、作用越显著，可靠性；对向交通的隧道无活塞作用。作用。交通量大时，车速会降低，容易发生交通阻塞，交通量大时，车速会降低，容易发生交通阻塞，交通风将处于不稳定状态。交通风将处于不稳定状态。交通风与车辆大小有关。交通风与车辆大小有关。25通风方式的选择（3）隧道所处地层的地质条件）隧道所处地层的地质条件 良好的地质条件给开挖大断面隧道提供了可能，良好的地质条件给开挖大断面隧道提供了可能，此时可以把通风道修得足够大，使选择全横向通此时可以把通风道修得足够大，使选择全横向通风或半横向式通风变成现实可行的方案。风或半横向式通风变成现实可行的方案。 竖井和竖井和斜井作为通风通道对地形地质条件的要求斜井作为通

14、风通道对地形地质条件的要求（4）隧道所处地区的地形和气象条件）隧道所处地区的地形和气象条件 自然风的利用，但是自然风往往是不稳定的。自然风的利用，但是自然风往往是不稳定的。通风设计要从最不利的气象因素去考虑通风设计要从最不利的气象因素去考虑26公路隧道通风设计的一般要求1、单向交通的隧道的设计风速不宜大于、单向交通的隧道的设计风速不宜大于10m/s，特殊情况下可取特殊情况下可取12m/s；双向交通的隧道的设计风；双向交通的隧道的设计风速不应大于速不应大于8m/s；人车混合通行的隧道设计风速；人车混合通行的隧道设计风速不应大于不应大于7m/s。2、风机产生的噪声及隧道中废气的集中排放均应、风机产

15、生的噪声及隧道中废气的集中排放均应符合环保的有关规定。符合环保的有关规定。3、确定的通风方式在交通条件等发生变化时，应、确定的通风方式在交通条件等发生变化时，应具有较高的稳定性，并能适应火灾工况下的通风具有较高的稳定性，并能适应火灾工况下的通风要求。要求。4、运营通风的主流方向不应频繁变化、运营通风的主流方向不应频繁变化自然通风1、目前还没有可靠的计算自然通风的隧道最大容、目前还没有可靠的计算自然通风的隧道最大容许长度的一般算式：自然风的变化是复杂而不稳许长度的一般算式：自然风的变化是复杂而不稳定的，但是作为机械通风时的辅助作用，却不应定的，但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视。忽视。60

16、0 NL图图46虚线是根据世界上一些有名的隧道的统计虚线是根据世界上一些有名的隧道的统计数据绘制的自然通风限界数据绘制的自然通风限界交通阻滞情况下，可以考虑射流式通风交通阻滞情况下，可以考虑射流式通风2、对向交通下自然通风与机械通风的限界、对向交通下自然通风与机械通风的限界自然通风3、单向交通条件下交通风压头的计算、单向交通条件下交通风压头的计算交通风比自然风作用大，在单向交通情况下，即交通风比自然风作用大，在单向交通情况下，即使隧道相当长，也有可能进行足够的通风。使隧道相当长，也有可能进行足够的通风。4、自然风方向、隧道内的风向以及交通风向之间、自然风方向、隧道内的风向以及交通风向之间可以有

17、不同的组合方式可以有不同的组合方式关于空气气流的假定条件1、把空气看作是非压缩性流体、把空气看作是非压缩性流体2、把气流看作是稳定流、把气流看作是稳定流3、无论进气或排气均看作是普通空气，其比重为、无论进气或排气均看作是普通空气，其比重为12N/m3（在标准大气压（在标准大气压200C，相对湿度为，相对湿度为75的的条件下）条件下）纵向式通风1、定义：从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一、定义：从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一个洞口把污染空气排出的方式。个洞口把污染空气排出的方式。2、特点：经济；空气污染浓度呈直线分布；沿车、特点：经济；空气污染浓度呈直线分布；沿车道纵向风速匀速的，但较大；通

18、风所需动力与长道纵向风速匀速的，但较大；通风所需动力与长度的立方成正比。度的立方成正比。3、分类：射流式通风，风道式通风、集中排气式、分类：射流式通风，风道式通风、集中排气式通风通风4、射流式通风、射流式通风5、有竖井的纵向式通风、有竖井的纵向式通风半横向式通风1、特点、特点污染浓度大体上保持一致，纵向风速较大污染浓度大体上保持一致，纵向风速较大2、分类：送风式（常用）、排风式、分类：送风式（常用）、排风式半横向式通风适用于半横向式通风适用于3000m以下的隧道以下的隧道全横向式通风1、特点：污染浓度均匀，可靠，纵向风速小，造、特点：污染浓度均匀，可靠，纵向风速小，造价很高，隧道通风计算中的各种系数，确定时比价很高，隧道通风计算中的各种系数，确定时比较困难较困难2、适用范围：长大隧道、重要隧道、水底隧道、适用范围：长大隧道、重要隧道、水底隧道33第五节第五节 通风机的选择通风机的选择1、根据离心式和轴流式通风机的优缺点选择通风、根据离心式和轴流式通风机的优缺点选择通风机的种类机的种类轴流式通风机：