隧道通风计算书

1、隧道通风计算书一、基本资料公路等级：二级公路车道数及交通条件：双车道，双向交通设计行车速度：V=60km/h=16.67m/s隧道长度：3900m隧道纵坡：1.1%平均海拔高度：1352.56m，（入口： 1331.13m，出口： 1374.03m）通风断面积：Ar=59.155m2隧道断面当量直径：Dr=7.871m （计算方法为D =4xAr ）r 断面净空周长设计气温：T=297k （226设计气压：p=85.425kpa空气参数：容重y=i1mKN，密度?。=警，运动粘滞系数v=1.52 x 10-5m2/s二、交通量预测及组成（交通量预测10年）大型车辆：280辆柴油车小型车辆：18

2、50辆汽油车大型车比例：r=13.15%上下行比例：1:1设计交通量：N=280X2 + 1850 = 2410 辆/h三、需风量计算LXN=3900X2410=9.399X 1062X106m.辆/h （使用错误，查规范P22式4.1.1-1双向交通应为6x105m*veh/h,单向交通为2 x 106m * veh/h），故需采用机械式通风方式。设计CO浓度：非阻滞状态250ppm，阻滞状态：300ppm (使用错误。查规范P34交通阻滞时，CO设计浓度5rn =Cy150 cm3/m3，正常交通时，脂。=I。cm3/m3)设计烟雾浓度：K=0.0075m-i(使用错误，查P31表5.2.

3、1-1使用钠光源时，k= 0.0070m-i)四、计算CO排放量计算公式 Q = 一1一 x a x f x f x f x f x L x CO 3.6x106 Cn a h d lvm=1(Nxfm)式中qCn = .01m3/辆km (新规定，P42,6.3.1正常交通CO基 准排放量 0.007 m3/(veh * km),交通阻滞 0.015m3/(veh * km),fa = 1.1 ,fh = 1.52,各种车型的fm = 1.0，flv和 fd根据 相应的工况车速查表确定(P43)工况车速V = 60km/h 时，flv = 1.0，fd = 1.0Qco=1 x 0.01 x

4、 1.1 x 1.52 x 1.0 x 1.0 x 3900 x(280 x 1 + 1850 x 1) = 0.0386m/s3工况车速V = 40km/h 时，flv = 1.0，fd = 1.5Qco=1 x 0.01 x 1.1 x 1.52 x 1.0 x 1.5 x 3900 x(280 x 1 + 1850 x 1) = 0.0579m/s3工况车速V = 20km/h时，上坡flv = 1.0，下坡flv = 0.8fd = 3-0Qco= 1 x 0.01 x 1.1 x 1.52 x 3.0 x 3900 x 1.0 xx (280 + 1850) + 0.8 x 1 x

5、(280 + 1850) = 0.1042m/s32交通阻滞时V = 10km/h 时，fiv = 0.8, fd = 6.0, L = 1000Qco=1 x 0.01 x 1.1 x 1.52 x 0.8 x 6.0 x 1000 x(280 x 1 + 1850 x 1) = 0.0475m/s3五、按稀释CO计算需风量（P43）计算公式Q”计算公式Q”。）=Oco xPZc x_Lx 106其中p0为标准大气压，取101.325kpaP为隧址设计气压，p = p x exp（_）kpa029.28TT0为标准气温273kT为隧道设计夏季气温295k1.非交通阻滞状态时，CO设计浓度8

6、= 250ppm（查规范P34交Q= 0.1042 x 101.325 x 295 x 1 06 =req(C。) 25085.425273通阻滞时，CO设计浓度8C。= 150cm3/m3，正常交通时， 8Q= 0.1042 x 101.325 x 295 x 1 06 =req(C。) 25085.425273此时需风量为534.218m3/s2.交通阻滞状态时，2.交通阻滞状态时，CO设计浓度8= 300ppm时，QCO =0.0475m3/s此时需风量为= 0.0475 x 101.325 x 295 x 1 06 =此时需风量为req(C。) 30085.425273202.937m

7、3/s比较之后,CO在v = 20km/h时，稀释的需风量为534.218m3/s六、计算烟雾排放量计算公式 Q=- x q x f x f x f x v1 3 6x106 v1 av1 hv1 df x L x nD （N x f ,、）ivv1m=1 m m（v1）y式中隧道烟尘排放量QVI，单位m2/s,qv1 = 2.5m3/辆km（P39 6.2.1粉尘基准排放量取2.0m2/（veh*km），烟尘车况系数（P40）fav1 = 1.2,烟尘海拔高度系数fhv1 = 1.28，柴油车车 型系数fm（v1） = 15Nm = 280辆，烟尘纵坡-车速系数匕（协） 和车密度系数fd根据

8、相应的工况车速查表（P40表6.2.2-2 确定（P39 6.1.4确定需风量，按照设计速度以下各工况车速10km/h为一档分别计算）1.工况车速V= 60km/h 时，fd = 1.0，上坡fiv（v1） = 1.6， 下坡flv（v1）=.71Qco=1 x 2.5 x 1.2 x 1.28 x 1.0 x （1.6 + 0.71） x3900 x 1.5 x 280 = 2.018m2/s2.工况车速V= 40km/h时，fd = 1.5,上坡匕（v1）=1.17，下坡匕（1）= 0.67Qco=1 x 2.5 x 1.2 x 1.28 x 1.5 x （1.17 +0.67） x 39

9、00 x 1.5 x 280 = 2.411m2/s3.工况车速V= 20km/h时，fd = 3.0，上坡匕（协）=0.75， 下坡fiv（v1）=48Qco=1 x 2.5 x 1.2 x 1.28 x 3.0 x （0.75 +0.48) x 3900 x 1.5 x 280 = 3.224m2/s4.交通阻滞(V=10km/h)时，fd = 6.0,上坡fiv(v1)=0.75, 下坡fiv (vi) = 048Qco=1 x 2.5 x 1.2 x 1.28 x 6.0 x (0.75 +0.48) x 3900 x 1.5 x 280 = 1.653m2/s七、按稀释烟雾计算需风量

10、计算公式Qreqg)=牛工况车速V = 20km/h时，烟雾排放量最大Qv1 = 3.224m3/s按照稀释烟雾计算的烟雾量Q =壶=* = req(v1)k 0.0075429.867m3/s八、稀释空气中异味需风量(P46)根据隧道通风照明设计规范(隧道通风设计细则)中规定：“隧道内不间断换气频率，不少于每小时5次”(新规 定。查P36 5.4.1隧道空间最小换气频率不应低于每小时3次， 采用纵向通风隧道，隧道换气风速不小于1.5m/s)。得到Q”。= regnLAr = 5x3900 x59.155 = 320.423m3/sn 隧道最小换气频率36003600取3九、火灾排烟(P104

11、)1、采用纵向排烟的公路隧道，火灾排烟需风量Qreq(f)=ArxVcVc隧道火灾临界风速m/s,(P105)Qreq =Ar x Vc = 59.155 x 2.5 = 147.8875 m3/s综合比较以上三种需风量，以V = 20km/h的工况速度下 稀释CO的需风量最大，因此设计需风量为Qreg = 534.218 m3/s若采用射流风机纵向式通风方式，隧道内风速Vr =Qreg/A = 534.218/59.155 = 9.03m/s。不符合隧道通风 照明设计规范中“双向交通隧道内风速不大于8m/s”（P27 4.2.1单向交通隧道设计风速不宜大于10.0m/s,双向交通隧道 不大于

12、8m/s）的规定，因此决定采用竖井集中排风式纵向通风 方式。设计风压计算一、设计参数假设风的风向为从左到右，自然风风速Vn = 2.5m/s竖井尺寸：直径5.0m通风面积：19.625m2高度：217.5m常用阻力系数（P48）表7,1, 4常用阻力系数表阻力系敦版值隧道沿程阻力系数,D.02主风理【含竖井）沿程阻力系数比A e0.022连舸湖曲觎J(10250,51.0二、竖井左侧风压计算（左侧区段隧道长度L1 = 1950m）P50 TOC o 1-5 h z 左侧区段需风量Q | = 534.218 X 1950 = 267.109m3/s rl3900左侧区段隧道内风速Vrl = Qr

13、l/Arl =267.109/59.155 = 4.52 m/sX 11) X P X v2Dr 2 rx D1) x p VX 11) X P X v2Dr 2 rx D1) x p Vn2自然风阻力APm = (1+ Z + (1 + 0.5 + 0.02 X 丝)X 以 22 = 15.73Pa7.8712Pml隧道内自然风阻力，单位是N/m2，z e=0.5隧道入口局 部阻力系数，入=0.02隧道壁面摩擦力系数，Dr = 告隧道段 面当量直径（m），Vn = 2m/s自然风引起的隧道内风速（P49） 自然风的风向决定了是否为动力风，因此自然风阻力为矢量值有 +-，符号表示风力的方向。上

14、下行比例1:1，交通风压力公式为APt1 = - Am X P X 4n+ X v X vrl式中汽车等效阻抗力面积Am = (1 - r1) X Acs X Ecs + r1 X AC1 X ec1，r1 = 13.15%，小型车正面投影面积A* = 2.13m2，cs = 0.5 ，大型车正面投影面积AC1 = 5.37m2，幻= 1.0。A m =(1 一 0.1315) x 2.13 x 0.5 + 0.01315 x 5.37 x 1.0 =1.771m2V = 20km/h = 5.56m/s 时，n = L1xN = 1950 x2410 =118 辆， +V1x22000m/h

15、x2交通风压力为 AK = - 1,771 x 1x1.2 x 4 x 118 x 5.56 x 口 59.15524.52 = -1601.383Pa因此，左侧区段竖井底部压力为AP01 = APr1 - APm1 - APt1 = 3.333Vr12 + 354.288* - 24.581 = 68.093 - 24.581 - (-1601.383) = 1644.895Pa竖井右侧风压计算(右侧区段隧道长度L2 = 1950m)因为L2 = L1 = 1950m因此右侧区段需风量。2 = Qrl = 267.109m3/s右侧区段隧道内风速Vr2 = Vrl = 4.52m/s右侧区段

16、隧道内通风抗阻力APr2 = APrl = 68.093Pa右侧区段隧道内交通风压力APt2 = APt1 = -1601.383Pa右侧区段隧道内自然风阻力自然风阻力APm2 =APml = -24.581Pa因此，右侧区段竖井底部压力为AP02 = APr2 - APm2 - APt2 = 3.333Vr22 + 354.2882 + 24.581 = 68.093 -(-24.581) - (-1601.383) = 1694.057Pa三、竖井吸出风量为保证所需通风量，竖井底压力需取左右两侧区段中绝对值较大者。因此取AP0 = AP02 = 1694.057Pa，左侧风速按照Po =

17、1694.057Pa，计算3.333*2 + 354.288* - 24.581 = 1694.05, 得Vr1=4.648m/s竖井通风量QS = Ar(vr1 + vr2)= 59.155 x (4.648 + 4.52)= 542.333m3/s竖井内风速 V = qs = 542.333 = 27.635m/ss AS 19.625四、竖井集中排风式通风所需风压P = (APo + APs) x 1.1其中竖井底部压力AP。= 1694.057Pa竖井损失压力APs = (1 +匕+ A s x L) x P x vs =(1 + 0.31 + 0.022 x 四)x1x 27.635 = 1038.776Pa因此，通风所需风压值为P = (AP0 + APs) x 1.1 = (1694.057 + 1038.776) x 1.1=3006.116Pa选择轴功率为20000KW(取大了)的风机作为风道内抽风机。(抽