《城市隧道通风设计标准》(征求意见稿)_第1页
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文档简介

江苏省地方标准DB32JXXXXX-2022DB32/TXXX-2022城市隧道通风设计标准StandardforVentilationDesignofUrbanTunnel(征求意见稿)202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施江苏省住房和城乡建设厅联合发布江苏省市场监督管理局前  言本标准是根据省住房和城乡建设厅关于印发《2018年度江苏省工程建设标准、标准设计编制、修订计划》的通知(苏建科(2018)609号)要求,由苏交科集团股份有限公司会同有关单位共同编制而成的。本规程于202×年×月×日经主管部门批准发布,自202×年×月×日起实施。本标准在编制过程中进行了深入调查研究,总结国内外科研成果和大量实践经验,参考有关标准和规范,广泛征求意见,使得城市隧道通风设计有据可循。本规程共分12章,主要内容包括:1总则;2术语和符号;3基本规定;4设计标准;5通风方式;6通风计算;7污染空气净化;8附属建筑;9防烟与排烟;10风机配置;11通风控制;12节能与环保。本规程由江苏省住房和城乡建设厅负责管理,苏交科集团股份有限公司负责具体技术内容解释。在执行过程中如有建议或意见,请反馈至江苏省工程建设标准站(地址:南京市江东北路287号银城广场B座4楼;邮政编码:210036),以供今后修编时参考。本规程主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:参编单位:主要起草人:主要审查人:目  次1总则 总则为统一全省城市隧道通风设计标准,指导全省城市隧道通风设计符合科学合理、经济安全、利用高效的原则,为隧道运营提供通风技术依据,制定本标准。本标准适用于江苏省新建、改建和扩建的城市隧道通风设计。城市隧道通风设计除应符合本标准规定外,尚应符合国家、江苏省和行业现行相关标准的规定。术语和符号术语城市隧道urbantunnel地表以下供机动车或兼有非机动车、行人通行的城市道路。设计小时交通量designhourlytrafficvolume混合车型设计高峰小时交通量,用每小时每车道的混合车辆数表示。需风量requestedairvolume按保证隧道安全运营要求的环境指标,根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。设计风量designedairvolume以计算得到的隧道需风量为基础,满足运营要求,进行风机配置后达到的通风量。设计风速designedwindspeed根据设计风量Qr纵向通风longitudinalventilation通风气流在行车空间沿隧道轴线方向(纵向)的流动。半横向通风semi-transverseventilation通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向(横向)进入(或排出)、沿隧道轴线方向(纵向)排出(或进入)的流动。全横向通风transverseventilation通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向(横向)的流动。临界风速criticalvelocity当采用纵向排烟时,控制烟雾沿隧道坡度逆向流动的最小风速。重点排烟concentratedsmokeextraction在隧道内沿隧道长度方向设置排烟道,并间隔一定距离设排烟口。火灾时,远程控制火灾附近的排烟口开启,将烟气快速有效的排出车行空间的排烟方式。静电除尘装置electrostatic

dust

removaldevice通过正电压施加的电极将含尘气体中的粉尘荷电,然后通过施加负电压的集尘板捕集粉尘,实现低功率、无拉弧现象的粉尘颗粒物高效捕集,实现对PM10等颗粒物的过滤作用。氮氧化物去除airpurificationfornitrogenoxides通过化学分解方法将隧道内的氮氧化物NOx分解,实现对隧道内和隧道排风口中NOx浓度控制的功能。二氧化硫净化airpurificationforsulfurdioxide通过化学分解方法将隧道内的硫化物SO2分解,实现对隧道内和隧道排风口中SO2浓度控制的功能。标准状态standardcondition温度为273.15K,压力为101.325kPa时的状态。本文件规定的各项标准值,均以标准状态下的干气体为基准。符号计算几何参数Ar——Dr——fa——fh——fiv——fm——H——隧道内净空高度;L——隧道长度;N——设计小时交通量;nC——nD——n+——隧道内与设计风速vn-——隧道内与设计风速vrl——rd——计算风量、风速vc——V——需风量(m³/h);nveh——Q——车辆CO单车排放量[g/(h·veh);Cadm——隧道内污染物允许浓度标准(g/m³)Camb——隧道新风污染物浓度(g/m³)vn——vr——vt——设计行车vac计算压力、热量、时间p——隧址大气压;p0——p1——∆p——∆pb∆pd∆pe∆pm∆pj∆pr∆pt∆pλ∑∆pζi计算系数Kg——fh——海拔修正因子,取1.0ft——年度修正因子,见附录Gfe——区域修正因子,见附录G计算其它符号Skw——Sth——ηm——k1——基本规定城市隧道通风应综合考虑道路等级、工程规模、隧道平面与纵断面线形、交通量与交通工况、车辆种类与有害气体排放量、相邻隧道污染物空气窜流、环境保护、烟气控制和运营维护等因素。【条文说明】本条提出了城市隧道通风方案需要考虑的主要因素,其中交通工况指单向或双向交通、正常工况、交通阻滞工况等相关交通因素。对环境敏感区的隧道,其洞口或风塔集中排出的污染物空气对周边环境造成影响,需通风计算论证采用相应措施避免或减少对周边环境的不利影响。城市隧道通风设计应按照安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的原则,积极稳妥的采用新理论、新技术、新材料、新设备。隧道通风系统应具有以下功能:正常工况及交通阻滞工况时,应能稀释或去除隧道内的CO、烟雾、NOx等污染物和余热,控制有害物浓度、能见度等符合本标准第4.2节的要求。火灾事故时,应能有效控制和迅速排除烟气。隧道养护维修时,应能提供一定通风量,控制有害物浓度、能见度等符合本标准第4.2节的要求。隧道通风系统应按预测控制年度的交通量、车辆组成和相应车辆有害气体排放量设计,并根据需要考虑通风设备的分期实施。【条文说明】本条主要规定了隧道通风系统分期实施按预测控制年度的确定。隧道交通量逐年递增,预测的初期、近期及远期高峰小时交通量通常为远期最大。然而,汽车尾气的有害气体排放量得益于对汽车尾气排放的控制呈逐年降低趋势。因而,交通量最高的远期未必是隧道需风量最大的年度,通风计算时应分布针对特征年预测交通量和对应的车辆有害气体基准排放量计算需风量,取其最大者进行通风系统设计。城市隧道通风设计小时交通量应为混合车型设计高峰小时交通量。隧道通风系统的设计应满足以下要求在特殊工况或短时间内交通条件发生变化时,通风系统应具一定的适应性。隧道内营运通风的主流方向不应频繁变化。在通风系统某一局部失效时,应保证系统的整体功能维持在适宜的水平。应根据环境影响报告书对污染空气排放和噪声要求,结合工程实施条件确定污染空气排放方案,通风设备应采取措施使传至室外的噪声符合环境保护要求。应能有效利用汽车交通力,并考虑隧道需风量变化、制定运行策略。改建或实施二期通风系统的城市隧道,应按当前实际交通量和交通组成评估通风系统的合理性。【条文说明】新建隧道通风设计所采用的交通量和交通组成主要来自项目可行性研究报告提供的预测数据。隧道建成后在项目可行性研究报告对应的预测年份,实际交通量及交通组成与预测值相差较大,按预测交通量及交通组成设计的通风系统可能出现通风能力富余或不足的情况。因此,对于改建隧道和通风系统分期实施的隧道,应按当前交通量和交通组成,对通风系统进行评估。城市隧道通风设计应分别明确日常运营工况与火灾工况的风机运行数量和位置。【条文说明】对于设置机械通风的隧道,通常通风机是隧道最大的用电设施。各种工况下的风机运行数量、供电负荷等级等要求不同,提出火灾工况下的风机组合及配置,可合理确定风机的负荷等级并配置相应的供配电设施、控制设施等,确保运营安全、降低供配电设施投资。专用避难疏散通道及其前室、疏散楼梯及其前室和火灾时暂时不能撤离的附属用房应设置机械加压送风设施。【条文说明】为确保隧道内人员的安全疏散,根据不同的使用性质和要求,按照国家现行有关工程建设消防技术标准在防烟排烟设计中确定的一般性原则,确定了隧道中设计机械加压防烟系统的场所。火灾工况下交通量计算应遵循下列原则:工况车速宜按0km/h考虑。单向通行隧道宜按独立排烟区末端位置发生火灾考虑;双向通行隧道宜按洞内中点发生火灾考虑。【条文说明】一般情况下,当单向通行的隧道发生火灾时,从火点至隧道出口的下游段车辆会按照正常状态驶离隧道,而从隧道进口至火点的上游段往往会滞留一定数量的车辆。这些滞留的车辆会对火突排烟通风系统形成较大的阻力,洞内滞留车辆越多,通风阻力也就越大。通风设备应选用技术先进、工艺成熟、运行可靠、高效节能的设备;通风系统的管材、消声材料应采用A级不燃材料,管材及消声材料还应具防潮、防腐、防蛀、耐老化和无毒的性能。设计标准一般规定城市隧道通风设计的安全标准应以稀释机动车排放的烟尘为主,必要时可考虑隧道内机动车带来的粉尘污染。城市隧道通风设计的卫生标准应以稀释机动车排放的一氧化碳(CO)为主,必要时可考虑稀释氮氧化合物(NOx)。城市隧道通风设计的舒适性标准应以换气稀释机动车带来的异味为主,必要时可考虑稀释富余热量。【条文说明】4.1.1~4.1.3隧道通风的主要稀释对象限于CO、NO2、烟尘和空气中的异味。汽车排放的废气中有害物质很多,包括CO、NO2、Pb、CO2、SO2、HCHO和烟尘等。其中,CO和NO2对人体健康的影响比较突出,故通风设计时以将其浓度控制在一定的安全限度内作为主要的设计指标之一,即CO设计浓度和NO2设计浓度。随着柴油车的日渐发展,为了保证充分的能见度,解决烟尘问题,世界道路协会(PIARC)隧道技术委员会在日本、法国等国研究的基础上,提出了一套稀释柴油车烟尘的计算方法。PIARC十八届大会隧道技术委员会报告提出隧道使用时的舒适性标准,即稀释空气中的异味。隧道环境标准隧道内部环境标准应符合下列规定:CO和烟雾设计浓度,应满足表4.2.1中的规定。表4.2.1CO和烟雾设计浓度车速v(km/h)或工况CO(cm3/m3)烟雾设计浓度K(m-1)一般阻滞日常阻滞一般阻滞日常阻滞v>4070705540≥v>20707077v≤201007097养护维修202033注:日常阻滞指经常发生阻滞的交通工况,一般阻滞指交通阻滞不常发生的交通工况。正常、阻滞工况时隧道内的平均NO2浓度不高于1ppm,养护维修时隧道内NO2浓度不高于0.12ppm。隧道内的最高空气温度不宜高于45°C。【条文说明】污染物浓度标准修订综合了RoadTunnelsVehicleEmissionsandAirDemandforVentilationPIARC2012、现行行业标准《公路隧道通风设计细则》JTGTD702-02-2014、江苏省汽车尾气排放实际情况、江苏省运行隧道的污染物水平和设计要求等各项因素确定。通风系统设计时的交通工况设定宜符合下列要求:交通阻滞工况时,平均车速为10km/h的计算长度可按不小于2km,其余路段车速适当加大计算。隧道宜考虑日常阻滞交通工况。【条文说明】提出了不同交通阻滞类别的考虑。市区部分路段高峰期堵车常态化,根据江苏省隧道运营调研情况,有相当部分隧道早晚高峰时存在明显的交通阻滞,通行车速不到设计速度的50%,但调研时期也有部分隧道交通顺畅。若交通分析表明确实车流量比较低、区域交通情况良好,可按一般阻滞交通工况设计。通风系统的最小换气量应满足以下要求:隧道换气次数不应小于3次/h。纵向通风的隧道内风速不应低于2.5m/s。【条文说明】隧道内换气次数标准按现行行业标准《公路隧道通风设计细则》JTGTD702-02-2014的相关要求确定。隧道设计纵向风速不宜大于10m/s。附属用房环境标准隧道运营管理中心、设备管理用房、电缆通道等附属用房通风设计应符合表4.3.1要求:表4.3.1附属用房通风设计标准房间名称计算温度(℃)换气次数(次/h)冬季夏季进风排风值班室、休息室162766控制室、机房192464配电房、电缆通道—36按排除余热计算风量检修通道——11雨水泵房、废水泵房、消防泵房5——4通风机房——66卫生间>5—10~15电源室103610~1210~12电梯机房1010当采用空调系统时,新风量每人不应少于30m³/h。【条文说明】隧道运营管理中心的控制室和主机房室内环境标准按现行国家标准《电子信息系统机房设计规范》GB50174的相关要求确定。隧道洞口环境标准隧道洞口环境空气功能区分为二类:一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域;二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区。一类区适用一级浓度限值,二类区适用二级浓度限值。一、二类环境空气功能区质量要求见表4.4.2。表4.4.2环境空气污染物基本项目浓度限值序号污染物项目平均时间浓度限值单位一级二级1二氧化硫(SO2)年平均2060μg/m324小时平均501501小时平均1505002二氧化氮(NO2)年平均4040μg/m324小时平均80801小时平均2002003一氧化碳(CO)24小时平均44mg/m31小时平均10104颗粒物(粒径小于等于10μm)年平均4070μg/m324小时平均501505颗粒物(粒径小于等于2.5μm)年平均153524小时平均3575【条文说明】隧道洞口环境空气功能区分类和质量要求按现行国家标准《环境空气质量标准》GB3095的相关要求确定。通风方式一般规定城市隧道宜根据其封闭段长度和预测单洞年平均日交通量进行分级,共分为五级,分级如图5.1.1所示。图5.1.1城市隧道工程分级图城市隧道设施机械通风方式,规定如下:四级及以上城市隧道应宜设置机械通风设施。人行隧道或人车混行隧道长度小于等于60m时,可采用自然通风方式。当隧道长度超过60m时应设置机械通风设施。隧道应有效利用交通通风力,当不能满足通风要求时应采用机械通风。通风方式城市隧道机械通风方式可按表5.2.1分类。表5.2.1城市隧道机械通风方式的分类纵向通风方式半横向通风方式组合通风方式全射流纵向通风方式通风井送排式通风井排出式吸尘式送风式排风式吸尘式+纵向通风组合式纵向+集中排烟组合式【条文说明】根据隧道条件,可以采用一种或多种通风方式组合构成更合理的通风方式。目前我国隧道运营通风以各种纵向通风方式及其各种组合为主。城市隧道通风方式的选择应综合考虑隧道平纵指标、交通量、气象条件、经济性、环保性等因素。五级城市隧道宜采用自然通风方式,三级和四级城市隧道宜采用全射流纵向通风方式。一级和二级城市隧道宜采用组合通风方式,并应进行专题论证确定通风方式。城市隧道洞口污染物排放不满足环境大气指标要求,宜采用除尘式纵向通风方式。明挖暗埋城市隧道可选择竖向分散式自然通风方式,应进行环境气体、隧道结构等条件,进行专项论证合理确定竖向分散开孔的数量、尺寸、间距等。隧道通风要求长度大于3km的隧道宜对隧道温度进行计算,当不满足本标准第4.2.1条第3款的要求时,宜采取降温措施。多处设有进、出口匝道的隧道,通风设计应考虑主线、匝道隧道气流的相互影响。隧道长度大于1km时,通风设计应考虑污染空气排放对周围环境的影响,且应满足下列要求:隧道洞口的允许排放量和排放方案应满足环境影响报告书的要求。污染空气排放宜采用高风井集中排放,当实施困难时可采用机械式分散排放或污染空气净化方式。隧道进、出洞口建筑布置应考虑防止污染空气回流措施,且宜符合下列要求:钻爆法隧道进、出洞口宜错位布置。明挖暗埋隧道进、出洞口间宜设置分隔墙或种植高大绿植。分隔墙体宜结合遮光棚和景观绿化设计。通风计算一般规定车辆有害气体的排放量,应按设计初期、近期和远期预测交通量、交通组成、车辆状况,并结合汽车尾气限排标准实施情况计算,取其较大者作为设计取值。隧道通风设计应根据工程可行性研究、初步设计和施工图设计等阶段的要求进行相应的计算。【条文说明】在初步设计阶段,对通风方案进行比选并进行通风系统初步设计,即根据隧道通风设计的调查资料,计算所需风压和风量、风机的大致规格、设置台数等,同时根据交通量等提出通风系统分期实施的设计方案,确定通风系统规模。在施工图设计阶段,通风计算和设计需深化初步设计或技术设计的设计成果,确定通风系统的细部构造,精确计算所需风压和风量,计算隧道投入运营后的各种通风状态,制订通风设施总体运行方案。通风系统中,风机及交通通风力提供的风量和风压应满足需风量和克服通风阻力的要求。【条文说明】本条所说的风机包括射流风机、轴流风机。隧道通风计算可把空气视为不可压缩流体;隧道内的空气流可视为不随时间变化的恒定流,且汽车行驶也可视为恒定流。在标准大气压状态下,空气物理量可按表表6.1.4取值。其他状态下的空气密度ρ可按式(6.1.4)计算。表6.1.4空气物理量重度γ(N/m³)11.77密度ρ0(kg/m³1.20运动黏滞系数ν(m²/s)1.57×10-5ρ=ρ0×exp-式中:ρ——通风计算点的空气密度(kg/m³);ρ0——标准大气压状态下的空气密度(kg/m³T——通风计算点夏季气温(K);h——通风计算点的海拔高程(m)。沿程阻力系数及局部阻力系数应根据隧道或风道的断面当量直径和壁面粗糙度以及风道结构形状等取值,当为混凝土壁面时常用阻力系数可按表6.1.5取值。表6.1.5常用阻力系数表阻力系数取值隧道沿程阻力系数λ0.02主风道(含竖井)沿程阻力系数λb、0.022连接风道沿程阻力系数λ0.025隧道入口局部阻力系数ζ0.5隧道出口局部阻力系数ζ1.0【条文说明】本条的阻力系数考虑的是混凝土壁面,如果采用光洁材料装饰壁面,国内外通常采用试验或实测手段等确定阻力系数。需风量计算隧道计算交通量宜按各特征年预测交通量和隧道服务最大交通量分别计算交通量,取其最大需风量所对应的交通量作为计算交通量。【条文说明】本条主要规定了隧道通风系统预测控制年度(计算期)的确定。隧道交通量逐年递增,预测的初期、近期及远期高峰小时交流量通常以远期为最大。然而,汽车尾气的有害气体排放量得益于对汽车尾气排放的控制呈逐年降低趋势。因而,交通量最高的远期未必是隧道需风量最大的年度,通风计算时应分别针对特征年预测交通量和对应的车辆有害气体基准排放量计算需风量,取其最大者进行通风系统设计。预测控制年度系指按各预测特征年中计算所得最大需风量所对应的年度。设计需风量应取稀释CO、烟雾,NO2和隧道最小换气量中所需风量中的最大值,计算时应按行车速度10km/h一挡分别进行计算。【条文说明】按现行行业标准《公路隧道通风设计细则》JTG/TD70/2-02要求,通风计算时行车速度调整为按10km/h一档进行。稀释隧道CO所需风量稀释CO所需风量按公式(6.2.3)计算,隧道入口新风污染物浓度应考虑隧道洞外环境浓度和邻洞污染空气的影响。V=(nveh式中:V——需风量(m³/h);nveh——Q——车辆CO单车排放量[g/(h·veh);Cadm——隧道内污染物允许浓度标准(g/m³Cadm——隧道新风污染物浓度(g/m³【条文说明】本条明确了以污染物浓度标准计算的需风量计算方法,并指出隧道入口新风污染物浓度应考虑环境本底浓度和相邻出洞口污染物回流的影响。当邻洞出洞口距离进洞口较近,防回流措施不够有效时,会有较多的污染空气回流至隧道内,影响隧道需风量。本标准CO标准是以体积浓度cm3/m3的形式表示,计算时需将其转换为质量浓度。稀释隧道NO2所需风量稀释NO2所需风量按公式(6.2.4)计算,隧道入口新风污染物浓度应考虑隧道洞外环境浓度和邻洞污染空气的影响。V=(nveh式中:V——需风量(m³/h);nveh——Q——车辆NO2单车排放量[g/(h·veh);Cadm——隧道内污染物允许浓度标准(g/m³);Camb——隧道新风污染物浓度(g/m³【条文说明】本条明确了以污染物浓度标准计算的需风量计算方法,并指出隧道入口新风污染物浓度应考虑环境本底浓度和相邻出洞口污染物回流的影响。当邻洞出洞口距离进洞口较近,防回流措施不够有效时,会有较多的污染空气回流至隧道内,影响隧道需风量。本标准NO2标准是以体积浓度cm3/m3的形式表示,计算时需将其转换为质量浓度。稀释隧道烟雾所需风量稀释烟雾所需风量按公式(6.2.5)计算,隧道入口新风污染物浓度应考虑隧道洞外环境浓度和邻洞污染空气的影响。V=(nveh式中:V——需风量(m³/h);nveh——Q——车辆颗粒物单车排放量[m²/(h•veh)];Kadm——隧道内烟雾允许浓度(m-1隧道换气所需风量隧道换气需风量按公式(6.2.6-1)计算。V=Ar∙式中:V——需风量(m³/h);Ar——隧道净空断面积(m²ns——采用纵向式通风的隧道,换气需风量按公式(6.2.6-1)和式(6.2.6-2)计算,并取其大者作为隧道空间不间断换气的需风量。V=Vac∙QUOTEQreq(ac)=vac∙ArVac——隧道换气风速,不应低于2.5m/sAr——隧道净空断面积(m²隧道内车辆有害气体排放以2010年为基准年进行计算,小汽车和轻型车有害气体排放按公式(6.2.7-1)计算,重型柴油车有害气体排放按公式(6.2.7-2)计算:Q=qex(式中:Q——小汽车和轻型车CO[g/(h·veh)]、NO2[g/(h·veh)]和颗粒物[m³/(h·veh)单车排放量,其中仅柴油车计算颗粒物;qex(v,i)——2010年小汽车、轻型车CO[g/(h·veh)、NO2[g/(h·veh)]和颗粒物[m²/fh——海拔修正因子,取1.0ft——年度修正因子,见附录fe——区域修正因子,见附录v——车速(km/h);qex(v)——非排放颗粒物,该项仅计算颗粒物时采用,[mg/(km·veh)Q=qex(式中:Q——重型柴油车CO[g/(h·veh)]、NO2[g/(h·veh)]和颗粒物[m²/(h·veh)]单车排放量;qex(v,i)——2010年重型柴油车CO[g/(h·veh)]、NO2[g/(h·veh)]和颗粒物[m²/fm——质量修正因子,见附录【条文说明】:本条明确了隧道内汽车污染物CO、NO2及颗粒物排放量的计算方法。规范要求基于RoadTunnels:Ve-hicleEmissionsandAirDemandForVentilationPIARC2012进行污染物排放量计算。隧道自然通风力隧道自然通风力应按下列原则确定:通风计算中,应将自然通风力作为隧道通风阻力考虑;当确定自然风作用引起的隧道内风速常年与隧道通风方向一致时,宜作为隧道通风动力考虑。自然风作用引起的洞内风速宜根据气象调查资料、隧道长度、纵坡等确定;当未取得相关调查结果时,可取2.0~3.0m/s。采用通风井分段纵向式通风的隧道,各通风区段自然通风力应根据实际条件分析确定。自然通风力按公式(6.3.2)计算。当自然通风力作隧道通风阻力时,式(6.3.2)应取“+”;当自然通风力作隧道通风动力时,式(6.3.2)应取“-”。∆pm=±(式中:∆pm——隧道内自然通风力(vn——自然风作用引起的洞内风速(m/sζe——隧道入口局部阻力系数,按表4λr——隧道沿程阻力系数,按表4Dr——隧道断面当量直径(m),DAr——隧道净空断面积(m²Cr——隧道断面周长(m隧道交通通风力隧道交通通风力应按下列原则确定:隧道通风计算应针对具体工程的通风系统分析交通通风力。单向交通时,交通通风力宜作为动力考虑;当工况车速小于设计风速时,交通通风力应作为阻力考虑。双向交通时,交通通风力宜作为阻力考虑。交通通风力应按设计速度以下各工况车速分别计算。【条文说明】1交通情况下,交通通风力作为通风的一种动力。工况车速是指设计速度以下按10km/h为一档划分的车速。当工况车速小于设计风速时,车辆成为洞内气流的局部阻力,如交通堵塞或慢速行驶,交通通风力作为阻力考虑,否则会产生通风能力不足的问题。2交通情况下,无法完全利用汽车产生的活塞风,为了避免发生通风能力不足的问题,交通通风力一般作为阻力考虑。3风力与工况车速相关,不同工况车速形成的交通通风力不同。为了避免发生通风能力不足或过剩的问题,应按设计速度以下各工况车速分别计算交通通风力。单洞双向交通隧道交通通风力可按式(6.4.2)计算:∆pt=AmA式中:∆pt——交通通风力(n+——隧道内与vrn-——隧道内与vr反向的车辆数(辆),n-=N-N+——隧道内与vr同向的设计高峰小时交通量(N-——隧道内与vr反向的设计高峰小时交通量(vr——隧道设计风速(m/svt(+)QUOTEvt(+)——与vt(-)QUOTEvt(-)——Qr——隧道设计风量(m³/sAm——汽车等效阻抗面积(m²单向交通隧道交通通风力可按式(6.4.3)计算。当vt>vr时,∆pt取“+”;当vt<v∆pt=±AmAr式中:nC——隧道内车辆数(辆),QUOTEnC=N·L3600·vvt——各工况车速(m/s汽车等效阻抗面积可按式(6.4.4-1)计算:Am=1-rl·Acs式中:Acs——小型车正面投影面积(m²),可取2.13m²Acl——大型车正面投影面积(m²),可取5.37m²rl——ξci——隧道内小型车或大型车的空气阻力系数,按式(6.4.4-2QUOTEξci=0.0768xi+0.35ξci=0.0768xi+0.35xi——第i隧道通风阻力隧道内通风阻力按公式(6.5.1-1)~式(6.5.1-3)计算:∆pr=∆pλ+∆∆pλ=(λr∑∆pζi=ζi·式中:∆pr——隧道内通风阻力(∆pλQUOTE∆pλ——隧道内沿程摩擦阻力(N/m²∑∆pζiQUOTE∑∆pζi——隧道内局部阻力(ζi——污染空气净化一般规定隧道内污染空气向大气排放时,其污染物排放浓度应符合国家现行有关排放标准的要求。隧道口污染空气排放不满足环境影响报告要求时,应进行空气污染物的净化处理措施。通风设计宜结合隧道内设备安装、运输、维护、净化要求等条件,合理选择污染空气净化设备。除尘式纵向通风方式城市隧道污染空气净化宜采用除尘式纵向通风方式。除尘式纵向通风设计应符合下列规定:吸尘装置应设置在隧道内污染空气浓度达到设计浓度前的位置。吸尘装置的烟尘净化率可取70%〜80%。当隧道以烟尘浓度为主要通风控制指标时,可再利用经吸尘装置过滤后的空气;当隧道以一氧化碳浓度为主要通风控制指标时,应考虑空气再利用的限度。应充分考虑除尘装置的各种压力损失和始端动压等。靠近吸尘装置前部的风道断面风速宜呈均匀分布,通过吸尘装置的风速不宜大于9m/s。【条文说明】1长隧道,如果在隧道内适当位置(一处或数处)设置吸尘装置滤除汽车尾排有害气体中的烟尘,就可取消或减少通风井,增加纵向通风方式的适用长度。2在隧道内达到设计浓度前的位置安装吸尘装置,吸尘装置处理的风量是下一区段(指两台吸尘装置之间的隧道长度)的需风量,由此吸尘装置处理风量的取值大小影响吸尘装置的设置间距和设置台数。3装置的除尘效率一般用烟尘净化率表示。根据国外设备技术条件及应用情况,设备烟尘净化率为70%~80%。5我国尚未有吸尘装置的应用实例及研究测试数据,参照国外关于吸尘装置的相关规定,吸尘装置自身的压力损失通常为150~200N/m2。6吸尘装置前部的风道断面风速宜呈均匀分布,以使吸尘装置每个吸尘单元的除尘效率一样。日本关于吸尘装置的通过风速的研究表明,当处理风速为9.0m/s时,其效率较高,主流标准机型处理风速为9.0m/s。鉴于此,作出本规定。7道发生火灾时,吸尘装置不具有吸收火灾烟雾的功能,所以需采取其他排烟设施。8吸尘机滤除的粉尘,一般将该粉尘作固化处理,以便储藏或弃放,并可作为与其他物质的混合剂加以积极利用。除尘式纵向通风模式可见图7.2.3。除尘装置前后的隧道空间平均烟尘浓度关系可按式(7.2.3-1)计算,短道区间吸尘装置气流流出侧的平均烟尘浓度可按式(7.2.3-2)计算:图7.2.3尘式纵向通风模式图Cn=1-QcQCD=Cn’+式中:Cn——Qc——吸尘装置过滤处理风量(m³/sCn’CD——ηⅥ——烟尘净化率(%Qreq(s)QS——短道设计风量(m³/s),Q【条文说明】吸尘装置已在日本、挪威成功应用于公路隧道。由于行驶车流的活塞作用或其他通风设施的机械力作用产生隧道内通风风速,因此,在此状态下可以不依赖由吸尘装置吹出风量Qc吸尘装置的安装方式一般有两种:一种是在隧道拱部轴向分散布置小容量吸尘装置的分散安装方式;另一种是在隧道主洞断面的旁侧隧道安装大容量吸尘装置的方式。当采用大容量吸尘装置时,其送风口尺寸受到结构上的制约,一般与通风井送排式纵向通风方式的送风口基本一样,风流以较高风速吹出,因此其升压力可按通风井送排式纵向通风的压力模式进行计算,并可考虑Qc设备布置隧道内空气净化设备安装可选择旁通式、竖井式和吊顶式。旁通式、竖井式和吊顶式空气净化设备布置可见图7.3.2-1、7.3.2-2和7.3.2-3。1.过滤器2.清洗系统3.静电除尘4.NO2处理模组5.辅助室6.消音装置7.风机旁通式空气净化设备示意图1.辅助室2.消音装置3.风机4.NO2处理模组5.清洗系统6.静电除尘7.过滤器竖井式净化示意图1.过滤器2.静电除尘3.NO2处理模组4.风机5.消音装置吊顶式净化示意图附属建筑一般规定隧道管理用房及设备用房等隧道各类附属工程应根据其使用要求设置通风系统,必要时可设置空调系统;进风应直接采自大气,排风宜直接排出地面。变电所等电气用房应设置机械通风系统,通风量按排除余热量计算。当余热量较大、采用机械通风不合理时,可设置冷风降温系统,但应避免采用空气-水系统消防泵房和厕所应设置机械排风、自然进风系统。隧道管理用房机房通风空调的设计应符合现行国家标准《电子信息系统机房设计规范》GB50174的相关要求。风机房与通风井设计应综合考虑功能要求、位置选择、建设条件、环境保护、养护维修、运营管理、景观协调及消防安全等因素。风机房应具有布置风机、电气设备、控制设备、其他辅助设备的空间及预留设备检修空间,并应设置大型设备搬运通道和工作通道等。风机房与通风井地下风机房的布局应满足风机及其配套设施的综合布置、运输、安装、检修、消防安全等各项要求,通风机宜集中布置。地下风机房与隧道之间应设置大型设备运输通道和人员逃生通道,通道应设置防火门;地下风机房与连接风道之间应设置检修通道。地下风机房应考虑通风、防潮、防尘、降噪和温度调节等设计。通风机房应为大型通风设备的运输、安装设置通道或孔洞,并应能装设起吊设施。通风井设置应符合以下规定:隧道进风井应设在空气洁净地方,进风应直接采自大气。排风井的高度应满足废气排放的环境保护要求,排风应直接排出地面。当采用高风井集中排放废气时,应采用向上高空直排方式,风井内风速宜取用10m/s。排风口与送风口的水平距离不应小于20m。当进、排风井合建时,应确保排风不回流至进风口,排风口宜高出进风口,并不宜小于6m。【条文说明】通风井的设计风速取值直接影响通风井的断面大小,从而较大程度影响工程初期投资。通风井风速取值与其断面大小成反比。通风井断面偏小有利于节约工程投资,但较大的通风井风速势必增加通风系统风机的配置电机功率,导致通风系统长期运营费用增加。因此,根据国内外技术资料、工程应用情况及研究成果总结,通风井设计风速在10.0m/s范围内较为经济合理。风道及风口风道设置应满足下列要求:送、排风设计风速不宜大于10m/s。风道吸入口处应设置防止异物吸入的网罩。风道内应采取可靠防排水措施,防止渗漏水。风道内应设置检修用进出口楼梯和照明灯具。风道内壁面应光滑平整,断面变化处应平顺过渡。风道耐火极限不应小于1.0h。送风口的设计应符合下列规定:送风口宜设置于隧道顶部,送风口设计风速宜取25.0~30.0m/s,送风方向应与隧道轴向一致。送风口断面积应根据隧道送风量和送风口设计风速确定。【条文说明】送风口是指采用纵向通风方式时,与隧道主洞相连并将新风送入隧道主洞的风口。为获得大的升压力,送风口喷流风速一般取25.0~30.0m/s。风速过大,对行车安全不利。为此宜将风口构造设置于隧道拱部,并要求喷流方向与隧道轴向一致。送风口喷流风速越快,其通风升压效果越好,但风速过大可能会给行驶车辆造成不良影响,因此一般要求不超过30.0m/s。当双向交通时,无法利用交通升压力,通常取上限30.0m/s;当单向交通时,交通升压力显著,通常取下限25.0m/s。排风口设计应符合下列规定:排风口宜设置于隧道顶部,排风口设计风速不宜大于8.0m/s。排风口断面积宜结合隧道主洞断面积拟定。排风口应设置防护网,并应进行防锈处理。【条文说明】排风口是指采用纵向通风方式时,与隧道主洞相连并将污染气体排出隧道主洞的风口。从行车安全角度考虑,排风口设计风速不宜大于隧道内设计风速,故作出排风口设计风速不宜大于8.0m/s的规定。排风口需设置防护网,以防止异物吸入损坏风机叶片,同时也保护检修人员过往时的安全。隧道内有机动车尾气污染且洞内环境潮湿,排风口设置的防护网可能出现锈蚀,故防护网需进行防锈处理或采用不锈钢材料制作。考虑到便于土建结构的实施和节省工程造价,本条提出排风口底面与隧道检修道高程基本齐平,排风方向与隧道轴向垂直。实际工程中也有排风口与隧道轴向呈夹角相交的情况。防烟与排烟一般规定通行机动车的一、二、三类隧道应设置排烟设施,隧道分类应符合表9.1.1的规定。表9.1.1隧道分类用途一类二类三类四类隧道封闭段长度L(m)可通行危险化学品等机动车L>1500500<L≤1500L≤500-仅限通行非危险化学品等机动车L>30001500<L≤3000500<L≤1500L≤500仅限人行或通行非机动车--L>1500L≤1500【条文说明】按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016,长度大于500m通行非危险化学品机动车的隧道需设防排烟设施。一座城市隧道内宜按同一时间发生一次火灾考虑。【条文说明】城市隧道内宜按同一时间发生一次火灾考虑,是根据我国隧道建设与运营经验,并参照我国建筑、地铁及国外相关标准的要求确定的。隧道火灾时,防烟排烟系统应能及时有效控制和排除烟气、减少烟气在隧道内影响范围。防烟系统的设计应根据建筑构造、使用性质、设备布置等因素,采用自然通风系统或机械加压送风系统。隧道排烟系统设计应结合交通状况、通风方式和疏散设施等统筹考虑,当与正常通风系统合用时,应具备在火灾工况下的快速转换功能,并符合排烟系统要求。隧道内机械排烟系统的设置应符合下列规定:长度大于3km的隧道,宜采用纵向分段排烟方式或重点排烟方式;长度不大于3km的单洞单向交通隧道,宜采用纵向排烟方式;单洞双向交通隧道和单洞单向隧道发生日常阻滞交通工况时,宜采用重点排烟方式。【条文说明】道路隧道采用单孔内单向交通模式,一般情况下隧道内交通顺畅,采用与行车方向一致的纵向通风控制烟气流动,可保证火灾上游受阻汽车内人员撤离环境不受烟气影响,且纵向控烟与政策及阻滞通风形式保持一致,有利于工程实施。同时,参考《建筑设计防火规范》GB50016的要求,长度大于3000m的隧道采用纵向分段排烟。对于经常发生交通阻滞的隧道,当高峰期阻滞车流队列中发生火灾时,由于着火点前方车辆不能快速撤离隧道,采用纵向排烟不能保证火灾源下游司乘人员的疏散环境,因此,需采用重点排烟方式,以尽可能同时保障火源两侧人员撤离环境。排烟系统宜根据隧道交通功能、预测交通量、交通组织状况,参照表9.2.1确定隧道安全适用的最大火灾热释放率。表9.2.1车辆的火灾热释放率表车型类型小轿车货车集装箱车、长途汽车、公共汽车重型车火灾热释放率(MW)3~510~1520~3030~100当隧道采用纵向排烟时,纵向气流速度应高于临界风速,但不应小于2m/s,临界风速按公式(9.2.2-1)~(9.2.2-3)计算:Vc=0.606∙Tf=Kg=1+0.0374式中:Vc——临界风速(m/sQ——火灾规模(kW);H——隧道最大净空高度(m);A——隧道横断面积(m²);Kg——i——隧道坡度(%);Cp——空气比热[kJ/(kg·Kg——重力加速度(m/s²);T——火场远区空气温度(K);Tf——烟气平均温度(Kρ——火场远区空气密度(kg/m³)。当隧道采用重点排烟时,排烟量应按设计火灾规模计算确定,排烟量的计算可按公式(9.2.3-1)~(9.2.3-6)计算:轴对称型烟羽流当Z>Z1时,Mρ=当Z≤Z1时,Mρ=Z1=0.166式中:Qc——热释放速率的对流部分,一般取值为Qc=0.7Q(kW);Z——燃料面到烟层底部的高度(m)(取值应大于或等于最小清晰高度与燃料面高度之差);Z1——火焰极限高度(m);Mρ——烟羽流质量流量(kg/s烟层平均温度与环境温度的差应按下式计算∆T=KQc式中:∆T——烟层平均温度与环境温度的差(KCρ——空气的定压比热,一般取Cρ=1.01[kJ/(kg•K——烟气中对流放热量因子。当采用机械排烟时,取K=1.0。每个防烟分区排烟量应按下列公式计算V=MρT=T0式中:V——排烟量(m³/s);ρ0——环境温度下的气体密度(kg/m³),通常T0=293.15K,ρ0=1.2T0——环境的绝对温度(KT——烟层的平均绝对温度(K)。当隧道采用重点排烟时,应符合以下规定:排烟量计算应考虑土建排烟风道和排烟口的漏风量等因素。排烟口应设置在隧道上部或侧壁上部,并采用常闭型,排烟口纵向间距不宜大于60m。火灾时应联动开启着火区域的排烟口,连续打开的排烟口数量不宜少于3组。排烟道内的设计风速不宜大于15m/s,排烟口的设计风速不宜大于10.0m/s。【条文说明】隧道重点排烟的排烟量较大、排烟风道的断面大,工程上多采用土建风道。设计排烟量应在理论烟雾发生量的基础上,综合考虑新风混入和排烟道、排烟口的漏风量等因素计算,否则可能造成设计排烟能力不足。隧道内应结合匝道、风井等布局进行必要的排烟分区,并分别对各区域进行烟气控制设计。配电房宜设置独立的机械排烟系统,排烟量应按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定执行。隧道内附属用房设置的机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分别设置;当合用时,通风与空调系统应采取可靠的防火安全措施,并应具备事故工况下的快速转换功能。【条文说明】隧道附属用房包括隧道运营管理中心(站)、中心控制室(站)、风机房、洞内外变电所(站)、水泵房等,可参照现行《建筑设计防火规范》(GB50016)执行。防烟系统隧道专用安全通道应设置独立的机械加压送风防烟设施,隧道专用安全通道与隧道行车道之间的压差应为30Pa~50Pa。专用避难疏散通道的防烟设计应根据其长度和净空,选择合理适用的机械正压送风方式;其前室加压送风量和送风口尺寸,应按其入口门洞风速不小于1.2m/s计算确定。独立避难所防烟设计的加压送风量应按地面面积每平米不小于30m3/h计算,新鲜空气供气时间不应小于火灾延续时间。机械加压送风防烟系统送风口应靠近或正对避难疏散通道和避难所入口设置,其风速不宜大于7.0m/s。【条文说明】独立避难所机械加压送风系统保持避难空间内一定的正压值,以防止高温烟气侵入,并为避难人员提供呼吸所需的新鲜空气。参照《建筑设计防火规范》(GB50016)、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019)、《建筑防烟排烟系统技术标准》(GB51251)等提出了独立避难所需机械加压送风量、新鲜空气供气时间和排风设施、加压送风口风速的设计规定。封闭楼梯间应采用自然通风系统,不满足自然通风条件的封闭楼梯间,应设置机械加压送风系统。排烟设施火灾时运行的射流风机、排烟风机及烟气流经的风阀、消声器、软接等辅助设备,应按隧道火灾烟气预测温度进行配置,连续有效运行时间应高于隧道疏散和救援时间,且应满足250℃时连续有效工作时间不小于1h的要求。排烟管道的耐火极限不应低于1h。【条文说明】本条对与高温烟气有直接接触的风机电机的耐高温要求,引用《消防排烟风机耐高温试验方法》(XF211-2009)提出的“隧道区间隧道内用消防排烟风机应在不低于250℃气流通过时连续运转60min无异常现象”的要求。为确保风机消声器在火灾高温作用下能正常使用,提出了耐高温的要求。用于火灾排烟的射流风机应至少备用一组。【条文说明】火灾时,采用射流风机的隧道,由于射流风机悬挂在隧道车行道、直接暴露于火场内,设计应考虑到距火场近的射流风机由于烟气或火区温度过高失效的危险,需考虑一定的冗余配置。火灾时运转的风机从静止到达全速运转的时间不应大于60s,可逆式风机应能在90s内完成反向运转。【条文说明】考虑到可逆风机由正向运转状态转为反向运转时时间较长,规定可逆风机应能在90s内完成逆转。排烟管道的设置和耐火极限应符合下列规定:竖向设置的排烟管道应设置在独立的管道井内,排烟管道的耐火极限不应低于0.50h。水平设置的排烟管道应设置在吊顶内,其耐火极限不应低于0.50h;当确有困难时,可直接设置在室内,但管道的耐火极限不应小于1.00h。设置在走道部位吊顶内的排烟管道,以及穿越防火分区的排烟管道,其管道的耐火极限不应小于1.00h,但设备用房和汽车库的排烟管道耐火极限可不低于0.50h。排烟管道下列部位应设置排烟防火阀:垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;一个排烟系统负担多个防烟分区的排烟支管上;排烟风机入口处;穿越防火分区处。风机配置一般规定隧道通风可采用射流风机、轴流风机、离心风机、吸尘装置等机械设备。【条文说明】射流风机为固定参数的轴流风机,根据工作方式,可分为单向射流风机和双向可逆射流风机。长度超过5000m的特长隧道通风一般采用大风量低风压的轴流风机,但当送、排风机全风压达到5000N/m2时,通常在轴流风机和离心风机之间进行比选。从总体看,轴流风机具有体积小、与土建易配合、效率高、火灾排烟逆转方便的优点,但存在价格高、噪声大的缺点。吸尘装置有物理性、化学性、生物性的,物理性的吸尘装置有粉尘过滤装置、静电吸尘装置等,国内开始有土壤净化装置等化学性和生物性的吸尘装置。静电吸尘装置是采用静电原理除去隧道内空气中烟尘粒子,达到改善隧道内环境、保障行车安全的目的。该设备对节约能源、保护环境非常有利。风机应满足隧道通风系统使用要求,并具有良好的节能、环保特性。通风系统设备、管道及配件布置安装应能为安装、操作、测量、调试和维修预留空间位置。射流风机的选型与布置射流风机选型应满足下列要求:射流风机应选用具有消声装置的隧道专用风机。射流风机应结合不同类型射流风机的直径、单台射流风机的电机配置功率、隧道总装机功率、长期运营费用等进行选型。单向交通隧道宜选择单向风机,双向交通隧道应选择双向风机,同一隧道的风机型号宜相同。双向可逆射流风机反转时的风量和推力不宜低于正转的98%;反向运行的单向射流风机,其反向风量宜为正向风量的50%~70%。火灾时运行的射流风机、排烟风机及烟气流经的风阀、消声器、软接等辅助设备,应按隧道火灾烟气预测温度进行配置,连续有效运行时间应高于隧道疏散和救援时间,且应满足250℃时连续有效工作时间不小于lh的要求。在野外距风机出口10m且成45°夹角处测量射流风机的A声级应小于75dB。射流风机电机防护等级不应低于IP55,绝缘等级不应低于F级。在额定工作条件下,风机整体设计使用寿命不应低于20年,第一次大修前的安全运转时间不应少于18000h。【条文说明】3在相同条件下,单向风机比双向风机具有更高的通风效率;对于单向交通隧道,无论是日常运营还是火灾工况的防灾排烟,一般均要求风机运行方向与交通方向一致。因此,单向交通隧道宜选择单向风机。由于单向风机也可反转,所以在极少数情况下需要通风系统反转运行时,射流风机也可提供一定的风量和升压力。对于双向交通隧道,洞内通风方向可能会随交通状态的变化而调整,因此,双向交通隧道选择双向风机。为便于工程建设和长期运营管理,一般情况下,同一隧道宜选择同一型号的射流风机。8工作条件下,风机整体设计使用寿命不低于20年,但易损件除外,如风机外表面的防腐、电机和电气接线等。射流风机在隧道横断面上的布置应满足下列要求:射流风机不应侵入隧道建筑限界,射流风机的边沿与隧道建筑限界的净距不宜小于15cm。宜采用固定式或悬吊式安装;当采用壁龛式安装时,应注意隧道结构的过渡设计,可在风机进出口设置导流叶片。应根据隧道断面形状、断面大小、全隧道射流风机总体布置情况,以及供配电系统实施的合理性,确定同一断面上风机的设置数量。当同一断面布置2台及2台以上射流风机时,相邻两台风机的净距不宜小于1倍风机叶轮直径,该断面的各风机型号应完全相同。【条文说明】1在隧道内,任何设备的安装均不应侵入隧道建筑限界,特别是射流风机,更应留有足够的富余空间。根据调查,国内公路交通因各种原因导致的车辆超高现象较为普遍,鉴于射流风机质量一般超过500kg,并多安装在隧道拱部,一旦被超高车辆撞击,将带来严重的安全隐患。鉴于此,当采用隧道拱顶吊装时,射流风机的下边沿与隧道建筑限界的顶部净距不宜小于15cm;当采用隧道侧壁固定式或壁龛式安装时,射流风机的左、右边沿与隧道建筑限界的净距不宜小于15cm。3一般情况下,双车道隧道同一断面布置2台射流风机;三车道、四车道隧道同一断面布置射流风机的数量根据其断面大小、照明灯具设置情况等综合确定。射流风机安装应注意下列事项:射流风机的设置位置应结合隧道运营通风需求、火灾防烟与排烟、风机供配电系统的合理性等综合考虑。口径不大于1000mm的射流风机间距宜小于120m,口径大于1000mm的射流风机间距宜大于150m。长度不大于3000m的直线隧道,射流风机可布置在两端洞口段;特长隧道的射流风机宜在两端洞口段、洞内中部等位置不少于3段分布;长度大于2000m的曲线隧道,曲线段宜布置射流风机。单向交通隧道采用洞外变电所对洞内射流风机集中供电时,行车进口段第一组风机与洞口的距离宜取100m。射流风机与其他机电设备不宜相互干扰,风机预埋件宜避开车行横通道、人行横通道、紧急停车带等段落。隧道曲线段内射流风机的纵向布置距离不宜大于100m。【条文说明】1在隧道通风效果方面,射流风机均匀布置在全隧道较为理想,但在射流风机及其供配电设施中,主要投资为供配电设施;风机距变电所越远,电压降越大,所需电缆直径越大,材料费用越高。在满足隧道运营通风效果、有效防灾排烟的前提下,射流风机适度的集中布置有利于降低工程投资和长期运营费用。2不同口径射流风机对空气加压形成的射流长度不同,根据试验测试,本款规定的射流风机布置间距能产生较好的升压效果。3射流风机是通过其出口喷出的高速气流诱导隧道内空气形成一定速度来实现通风的。根据多项工程现场测试,从射流风机群的开启到隧道内形成一定的平均风速,往往需要一定的时间,譬如3~5min。因此,对于特长隧道,特别是为了防灾而设置的全射流通风系统,为提高通风系统的可靠性和效率,宜在洞内分多段布置射流风机。4根据实测与经验,在距洞口约200m范围内,汽车能带进足够的新鲜空气量,因此在该段落可不布置射流风机。但当单向交通隧道采用洞外变电所对洞内射流风机集中供电时,一旦行车进口段第一组风机与洞口的距离取值过大,势必造成该段落每台风机的配电电缆长度增加,从而造成较大的浪费。根据工程经验,取值100m较为合理。5对于设置了机械通风的隧道,往往洞内相关机电设备较多。射流风机的安装位置宜与消火栓箱、PLC控制柜等洞室相互避让;射流风机进出风口的高速气流会使摄像机的画面抖动;由于体积较大,射流风机会遮挡车道指示器、可变信息板等交通监控设施。因此,注意协调射流风机与其他机电设备的位置关系,以不相互干扰为宜。另外,车行横通道和人行横通道处设置射流风机会带来一定的结构处理难度;通常紧急停车带有堵头墙,该堵头墙对射流风机出风口的高速气流形成较大的局部阻力,从而大大降低射流风机的通风效果,故作出本规定。射流风机安装应注意下列事项:风机运转的正向应与隧道通风设计的主要气流方向一致。支承风机的结构承载力不应小于风机实际静荷载的15倍,风机安装前应做支承结构的荷载试验。风机应安装安全吊链,并保持适当的松弛度;当安全吊链受力时,应能够承担射流风机及其安装支架的静荷载。风机的安装连接件应选用钢构件,其表面应做防腐处理;滨海附近的隧道或洞内污染腐蚀严重的隧道,宜做好防盐雾腐蚀等处理。风机的安装连接件与风机支承结构预埋件之间可采用焊接,也可采用螺栓连接,风机连接件与风机之间或与风机支承结构预埋件之间应考虑减振措施。风机轴线应与隧道轴线平行,误差不宜大于5mm。射流风机射程范围内气流应尽量不受其他构筑物(如情报板、指示牌、照明灯具)的阻挡。【条文说明】2风机实际静荷载包括风机的安装支架。3设置安全吊链的目的,是便于隧道运营管理人员能够简单地根据安全吊链是否受力来判断射流风机吊挂预埋件和连接件是否出现安全隐患;另外,安全吊链也是射流风机吊挂的安全储备。4隧道内环境恶劣,油污、粉尘、结构渗漏水等污染极其严重,因此要求风机的安装连接件选用钢构件,并达到一定的防腐条件。对于滨海以及洞内存在高腐蚀物的隧道,洞内金属件往往锈蚀更加严重,射流风机安装支架可选不锈钢构件,若采用普通钢构件,则需要严格做好防腐蚀处理,如热浸镀锌加环氧树脂等。轴流风机的选型、布置与风量调节轴流风机的选型应满足下列要求:应根据设计要求确定风机特性,并应根据不同设置场所和环境条件选择轴流风机。宜选用大风量、低风压、静叶可调的轴流风机;应结合隧道设计风量、风压、功率及效率选择风机型号。在通风系统土建工程施工完毕、轴流风机安装之前,应结合土建施工情况、轴流风机性能,根据通风系统摩擦阻力和风机全压效率等对轴流风机配备参数进行验算。火灾排烟轴流风机的绝缘等级不应低于F级,其他轴流风机的绝缘等级不应低于H级;轴流风机的防护等级不应低于IP54。【条文说明】轴流风机的技术参数包括风量、全压、全压效率、电机功率、转速、电压等级、噪声、直径、质量限制等规格。隧道轴流风机一般由叶轮、机壳、集流器、流线罩、叶片、扩散器、软连接、风阀等组成,有的也可增加导流器。轴流风机的构造形式有卧式和立式,国外两种形式均有采用,目前我国多采用卧式风机。国内早期采用大型轴流风机通风的隧道,如深圳梧桐山隧道、上海延安路隧道等,轴流风机均为动叶可调,但实际运营中,几乎没有使用过。大型轴流风机的选型要重点考虑满足不同运营期的要求。在通风系统土建工程完工以后、轴流风机安装之前,对轴流风机的配置参数进行校验,是通风设计必不可少的环节。轴流风机的功率计算应满足下列要求:轴流风机的全压输出功率按公式(10.3.2-1)计算:Sth=Qa式中:Sth——轴流风机的全压输出功率,即理论功率(kWQa——轴流风机的风量(m³/sPtot——轴流风机的设计全压(N/t1——风机环境温度(℃t0——标准温度(℃),取20℃p1——风机环境大气压(N/p0——标准大气压(N/轴流风机的全压输入功率按公式(10.3.2-2)计算:Skw=Sthη式中:Skw——轴流风机的全压输入功率,即轴功率(kWηf——风机的全压效率,可取80%轴流风机所需配用的电机输入功率应按式(10.3.2-3)计算:M1=Skw式中:M1——电机输入功率(kWηm——电机效率(%),可取90%~95%k1——电机容量安全系数,可取1.05~1.10【条文说明】轴流风机的轴功率不可能全部转变为有效功率,用效率来反映通风机能量损失的大小。轴流风机的风量调节宜选用转速控制法和台数控制法相结合的方法,并应充分考虑风机的动力消耗。隧道通风的风量分档应根据交通量随时间的变化确定,宜按有级分档划分。【条文说明】轴流风机的风量调节方法有转速控制法、台数控制法及其组合等方法。隧道每一通风系统送(排)风机台数宜为2台~3台。单向运转风机效率不宜小于85%,双向运转风机效率不宜低于75%。轴流风机运行时的振速不宜大于6mm/s。通风控制一般规定隧道通风系统控制方案应根据采用的通风方式,分别针对正常运营工况、火灾及交通阻滞等异常工况、养护维修工况等通风需求制订。【条文说明】本条提出通风系统设计应根据不同工况所需的风机数量、运行方式等提出通风系统的控制方案及策略,包括各工况下的风机数量、风机组合方式、风机的正转或反转,以及火灾工况下的排烟、救援方案等,以便于监控系统设计人员按通风系统的运营要求设置相应的设施及编制控制软件等,从而满足隧道内污染空气的通风标准,并实现经济运行。通风控制系统应与照明控制系统、火灾报警与消防系统、交通监控系统、中央控制系统等实现联动控制。【条文说明】本条提出了通风控制系统应与照明控制系统、火灾报警与消防系统、交通监控系统、中央控制系统等联合使用,形成有效、可靠、及时的控制系统,满足隧道在各种情况,尤其是紧急情况、火灾工况下的风机启停要求等。隧道通风设备应设置就地和远程两级控制。运营通风控制隧道内应设置空气环境检测系统,对隧道内CO、能见度、温度和风速、风向等进行实时监测,控制系统应根据监测情况调整通风设施运行模式。当隧道送、排风机的风量可调节时,风机风量挡级划分和风量变更应符合以下规定:风量挡级取用系统总容量的15%~20%为一挡,并应考虑营运电力消耗。风量变更周期不宜低于15min。风机控制应满足下列要求:当每日交通量分布较为固定时,宜采用程序控制方式。电机的启停不宜过于频繁。每台(组)风机应间隔启动,时间间隔应大于30s。防烟控制机械加压送风系统应与火灾自动报警系统联动,其联动控制应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定。加压送风机的启动应符合下列规定:现场手动启动;通过火灾自动报警系统自动启动;消防控制室手动启动;系统中任一常闭加压送风口开启时,加压风机应能自动启动。当防火分区内火灾确认后,应能在15s内联动开启常闭加压送风口和加压送风机。并应符合下列规定:应开启该防火分区楼梯间的全部加压送风机;应开启该防火分区内着火层及其相邻上下层前室及合用前室的常闭送风口,同时开启加压送风机。机械加压送风系统宜设有测压装置及风压调节措施。消防控制设备应显示防烟系统的送风机、阀门等设施启闭状态。排烟控制机械排烟系统应与火灾自动报警系统联动,其联动控制应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定。排烟风机、补风机的控制方式应符合下列规定:现场手动启动;火灾自动报警系统自动启动;消防控制室手动启动;系统中任一排烟阀或排烟口开启时,排烟风机、补风机自动启动;排烟防火阀在280℃时应自行关闭,并应连锁关闭排烟风机和补风机。械排烟系统中的常闭排烟阀或排烟口应具有火灾自动报警系统自动开启、消防控制室手动开启和现场手动开启功能,其开启信号应与排烟风机联动。当火灾确认后,火灾自动报警系统应在15s内联动开启相应防烟分区的全部排烟阀、排烟口、排烟风机和补风设施,并应在30s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。当火灾确认后,担负两个及以上防烟分区的排烟系统,应仅打开着火防烟分区的排烟阀或排烟口,其他防烟分区的排烟阀或排烟口应呈关闭状态。活动挡烟垂壁应具有火灾自动报警系统自动启动和现场手动启动功能,当火灾确认后,火灾自动报警系统应在15s内联动相应防烟分区的全部活动挡烟垂壁,60s以内挡烟垂壁应开启到位。自动排烟窗可采用与火灾自动报警系统联动和温度释放装置联动的控制方式。当采用与火灾自动报警系统自动启动时,自动排烟窗应在60s内或小于烟气充满储烟仓时间内开启完毕。带有温控功能自动排烟窗,其温控释放温度应大于环境温度30℃且小于100℃。消防控制设备应显示排烟系统的排烟风机、补风机、阀门等设施启闭状态。节能与环保隧道通风设备运行控制,应结合隧道内CO、能见度、温度和风速、风向等空气环境检测浓度指标,进行灵活控制,实现通风节能控制。当隧道送、排风机的风量可调节时,风机风量挡级划分和风量变更应符合以下规定:风量挡级取用系统总容量的15%~20%为一挡,并应考虑营运电力消耗。风量变更周期不宜低于15min。隧道通风设计应充分利用自然风和交通通风力,减少通风设备运行时间。隧道通风设备宜选用节能风机。【条文说明】隧道通风射流风机可选用香蕉型风机,减少风机进出口空气射流与隧道壁面的摩擦损失;轴流风机选用动叶可调风机,通过调节叶片的角度,减少风机功率,并有效结合隧道不同时间段交通量和污染物排放量合理条件。隧道洞口或通风塔周围的敏感地物,减少对环境二次污染,应对隧道内污染物气体进行净化处理在进行排放。【条文说明】隧道洞口或通风塔周围的敏感地物的调查是为了解隧址区域环保要求,对背景浓度的调查是为了解其对洞内空气二次污染的程度,其洞口和通风塔集中排出的污染空气可能对周边居民和动植物造成影响,通过技术论证采取相应措施避免或减小对周边环境的不利影响,如高空排放、增设净化装置等。通风计算全射流纵向通风方式隧道内压力平衡应满足式(A.1.1):∆pr+∆pm式中:∑∆pj——射流风机群总升压力(N/m射流风机升压力与所需台数应按下列要求计算:每台射流风机升压力应按式(A.1.2-1)计算:∆pj=ρ·v式中:∆pj——单台射流风机的升压力(N/mvj——射流风机的出口风速(m/s);Aj——射流风机的出口面积(m2);η——射流风机位置摩阻损失折减系数,当隧道同一断面布置1台射流风机时,可按表A.1.2取值;当隧道同一断面布置2台及2台以上射流风机时,射流风机位置摩阻损失折减系数η可取0.7表A.1.2单台射流风机位置摩阻损失折减系数ηZ/Dj1.51.00.7图示η0.910.870.85注:表中Dj表示射流风机的内径。在满足隧道设计风速~的条件下,射流风机台数可按式(A.1.2-2)计算:i=(∆pr+∆式中:i——所需射流风机的台数(台)。备用射流风机宜采用同型号风机成组备用。计算所需射流风机台数为1〜6组时,可备用1组;计算所需射流风机台数大于6组时,可考虑所需台数15%的备用量。【条文说明】我国大多数隧道是将射流风机悬吊于顶板处,但也有将风机设置在侧壁处的情况,这时,必须充分讨论风机升压力的摩阻损失问题以及喷流速度对行车安全的影响问题。从设备检修、防火灾等方面考虑,隧道内设置的射流风机需要考虑一定的备用量。通风井排出式纵向通风方式当通风井排出式纵向通风方式应用于单向交通隧道时,可采用合流型或分流型通风井排出式通风,通风井宜设置在隧道出口侧位置。当通风井排出式纵向通风方式应用于双向交通隧道时,宜采用合流型通风井排出式通风,通风井宜设置在隧道纵向长度中部位置。【条文说明】通风井排出式纵向通风方式是利用竖井底部产生的负压来实现换风的通风方式。该通风方式一般适用于双向交通隧道;当单向交通、在出口附近有较严格的环境要求即不允许洞内污染风吹出(出口)洞外的情况时,也可以采用该通风方式,但在隧道短区段(出口侧)气流与行车方向及隧道总体设计风向呈相反流动,压力损失较大,流态可能出现紊乱,设计计算中需充分注意这一问题。从环保角度考虑,洞内污染空气洞口排出量为零理论上是可行的,但这需要较大的通风井排风动力,消耗较大电力;另一方面汽车交通流本身会带出一部分风量,因此将洞口处的污染风量定为零很难实现,设计中需注意这一点。双向交通隧道合流型通风井排出式纵向通风设计应符合下列规定:双向交通隧道合流型通风井排出式纵向通风方式的压力模式可见图A.2.3。图A.2.3合流型通风井排出式纵向通风压力模式通风井底部合流后的全压可按式(A.2.3-1)计算:p=∆pg2+∆pt2∆pt1=AmA∆pt2=AmA式中:ptot3——通风井底部全压(N/m2∆pg1——第Ⅰ区段隧道口与通风井出口之间的气象压差(L1——第Ⅰ区段长度(mζ1-3——以通风井内风速为基准第I∆pg2——第Ⅱ区段隧道口与通风井出口之间的气象压差(L2——第Ⅱ区段长度(mζ2-3——以通风井内风速为基准第nv1——第Ⅰ区段①-①断面平均风速(m/sv2——第Ⅱ区段②-②断面平均风速(m/sv3——通风井内③-③断面平均风速(m/s∆pt1——第Ⅰ区段的交通通风力(n+1——第Ⅰ区段内由Ⅰ区段往Ⅱn-1——第Ⅰ区段内由Ⅱ区段往Ⅰ∆pt2——第Ⅱ区段的交通通风力(n+2——第Ⅱ区段内由Ⅰ区段往Ⅱn-2——第Ⅱ区段内由Ⅱ区段往Ⅰ【条文说明】本条文图A.2.3中∆pg为洞口与通风井出口之间存在的气象压差,以通风井出口为基准。∆p单向交通隧道合流型通风井排出式纵向通风方式的压力可按下列要求计算:单向交通隧道合流型通风井排出式纵向通风方式的压力模式可见图A.2.3,隧道出口段的行车方向与隧道通风方向相反。通风井底部合流后的全压可按式(A.2.3-1)计算,第Ⅰ区段、第Ⅱ区段交通通风力可按式(A.2.3-2)计算。【条文说明】单向交通隧道中,合流型压力模式条件下隧道短区段(出口侧)内气流与隧道总体设计风向相逆流动,并与行车方向相逆。对此,设计计算中需充分注意,以避免由于通风井底左右两侧的风量主要受交通条件影响而不均衡,出现通风量不足现象。单向交通隧道分流型通风井排出式纵向通风方式的压力可按下列要求计算:分流型通风井排出式纵向通风压力模式可见图A.2.5。图A.2.5分流型通风井排出式纵向通风压力模式隧道第Ⅰ区段末端的全压(分岔前的全压)可按式(A.2.5-1)计算ptot1=∆pg1+∆式中:ptot1——第Ⅰ区段末端的全压(N/m2隧道第Ⅱ区段始端的全压(分岔后的全压)可按式(A.2.5-2)计算ptot2=ptot1式中:ptot2——第Ⅱ区段始端的全压(N/m2ζ1-2——隧道第Ⅱ区段末端(出口)的全压可按式(A.2.5-3)计算:∆pg2+ρ2∙通风井底部的全压可按式(A.2.5-4)计算:ptot3=ptot1式中:ptot3——通风井底部的全压(N/m2ζ1-3——通风井排出式宜与射流风机组合,形成通风井与射流风机组合通风方式。组合通风方式压力平衡应满足式(A.2.6)的要求:∆pe+∆p【条文说明】在通风井排出式纵向通风方式的压力模式中,通风井底部左右两侧的风量受交通条件或自然风影响会出现不均衡及通风量不足的现象,从建设费和运营电力费的经济性考虑,排风量不应过大。对于上述问题的解决方法之一是建议采用射流风机与之组合的通风方式,可调节通风井两侧区段的风量、风压平衡,避免Ⅰ、Ⅱ区段出现通风量不足的现象。同时,通风井排出式纵向通风中的排风系统升压效果非常小,往往难以与隧道所需压力(∆p另一种解决方法是采取在隧道拱顶局部设置挡风板,增大某一区段通风阻力的方法进行风压调节,以满足两区段的风量及风压平衡。挡风板有多种类型,见图A.2.6-1。通常采用其中的A类型。若挡风板的设置个数为3个以上时,每一个挡风板的损失系数ζj值是稳定的。当为A类型挡风板时,ζj与设置间距和尺寸的关系见图A.2.6-2。图A.2.6-1挡风板类型图A.2.6-2挡风板间距与大小对损失系数的影响通风计算应针对通风井位置以及通风井与射流风机位置等各方案相应的需风量、设计风量、风速等进行反复试算,确定合理的沿程压力分布。排风机的设计风压可按式(A.2.8)计算:ptot=1.1∙ptot3+∆p式中:ptot——排风机设计全压(N/m2∆pd——通风井及连接风道总压力损失(N/m【条文说明】按照第A.2.3条或第A.2.5条所示的压力模式和平衡方法以及有关损失系数就可确定出各区段的风量、风速及风压,然后考虑自隧道内排风口到通风井出口止的总压力损失(含连接风道和通风井的壁面摩阻损失、弯道损失、钢网风门损失等),并考虑一定的风压富佘,就可以求得风机所需的全风压力。通风井送排式纵向通风方式通风井送排式纵向通风设计应符合下列规定:通风井送排式纵向通风方式宜用于单向交通隧道;近期为双向交通、远期为单向交通的隧道可采用通风井送排式纵向通风方式。隧道内最大设计风速不宜大于8.0m/s。设计时应防止短道段出现回流,短道段长度不应小于50m。设计时应提供一定的短道段窜流风速;送风量计算应充分考虑短道段窜流风量及其污染浓度。【条文说明】通风井送排式纵向通风是通过排风井排

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