隧道通風(fēng)計算書

1、隧道通風(fēng)計算書、基本資料公路等級：二級公路 車道數(shù)及交通條件：雙車道，雙向交通 設(shè)計行車速度： V=60km/h=16.67m/s 隧道長度： 3900m隧道縱坡： 1.1%平均海拔高度： 1352.56m，（入口： 1331.13m，出口：1374.03m） 通風(fēng)斷面積： Ar=59.155m2隧道斷面當(dāng)量直徑： Dr=7.871m（計算方法為 Dr = 斷面凈4空A周r 長 ） 設(shè)計氣溫： T=297k（22） 設(shè)計氣壓： p=85.425kpa空氣參數(shù)：容重 = 11.m773K N ,密度 0 = 1.2m0k3g ，運動粘滯系數(shù) v = m 3m 31.52 10-5 m2/s 、交

2、通量預(yù)測及組成（交通量預(yù)測 10 年）大型車輛：280 輛柴油車小型車輛：1850 輛汽油車大型車比例：r=13.15%上下行比例：1:1設(shè)計交通量：N=28021850 2410 輛/h三、需風(fēng)量計算LN=39002410=9.399 106 2106 m輛/h（使用錯誤，查 規(guī) 范 P22 式 4.1.1-1 雙 向 交 通 應(yīng) 為 6 105m ?veh/ h，單向交通為 2 106m ? veh/h ), 故需采用機械式通風(fēng)方 式。設(shè)計 CO濃度：非阻滯狀態(tài) 250ppm，阻滯狀態(tài)： 300ppm(使 用錯誤 。查 規(guī)范 P34 交 通阻 滯時 ，CO 設(shè) 計濃 度CO = 150 c

3、m3?m3 ，正常交通時， CO = 100 cm3?m3) 設(shè)計煙霧濃度： K=0.0075m-1(使用錯誤，查 P31 表 5.2.1-1 使用鈉光源時， k = 0.0070m -1 )四、計算 CO 排放量1計 算 公 式 QCO= 3.6 160 qCO fa fh fd fiv L nm=1 (N fm)式中qCO = 0.01m3/輛 km(新規(guī)定， P42,6.3.1正常交通 CO基 準(zhǔn) 排放 量 0.007 m 3/(veh ?km) ,交 通 阻 滯 0.015m 3/(veh ? km),fa = 1.1, fh = 1.52,各種車型的 fm = 1.0， fiv和 f

4、d根據(jù) 相應(yīng)的工況車速查表確定 (P43)1. 工況車速 V = 60km/h 時， fiv = 1.0，fd = 1.01QCO=6 0.01 1.1 1.52 1.0 1.0 3900 3.6 160(280 1+ 1850 1) = 0.0386m/s 32. 工況車速 V = 40km/h 時， fiv = 1.0，fd = 1.51QCO=6 0.01 1.1 1.52 1.0 1.5 3900 3.6 160(280 1+ 1850 1) = 0.0579m/s 33. 工況車速 V = 20km/h 時，上坡 fiv = 1.0，下坡 fiv = 0.8fd = 3.01 QCO

5、=6 0.011.11.523.03900 1.0 3.6 160 112 (280 + 1850) + 0.82 (280 + 1850) = 0.1042m/s 34. 交通阻滯時 V = 10km/h 時，fiv = 0.8，fd = 6.0，L = 10001 QCO=6 0.01 1.1 1.52 0.8 6.0 1000 3.6 160 (280 1+ 1850 1) = 0.0475m/s 3五、按稀釋 CO 計算需風(fēng)量( P43)計算公式 Qreq (CO) = CO p0 T0 106 其中 p 0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，取 101.325kpaP為隧址設(shè)計氣壓， p = p0 exp

6、 (- 29.2h8T ) kpa T0 為標(biāo)準(zhǔn)氣溫 273kT 為隧道設(shè)計夏季氣溫 295k1. 非交通阻滯狀態(tài)時， CO設(shè)計濃度 = 250ppm(查規(guī)范 P34 交 通阻滯時， CO 設(shè)計濃度 CO = 150 cm3?m3 ，正常交通時，CO = 100 cm3?m3）， v = 20km/h 時， CO 排放量最大，QCO = 0.1042m 3/s此時需風(fēng)量為0.1042 101.325 295 6Qreq (CO) = 250 85.425 273 106534.218m 3/s2. 交 通阻 滯狀 態(tài)時 ，CO 設(shè) 計濃 度= 300ppm 時， QCO0.0475m 3/s此

7、時需風(fēng)量為Qreq (CO) = 0.3004075 18051.432255 227935 106202.937m 3/s比較之后，CO在v = 20km/h 時，稀釋的需風(fēng)量為 534.218m 3/s六、計算煙霧排放量計算公式1Qv1= 3.6 160 qv1 fav1 fhv1 fd fivv1 L nmD=1 （Nm fm（v1） ）式中隧道煙塵排放量QVI ，單位 m2/s, qv1 = 2.5m3/輛 km（P396.2.1 粉塵基準(zhǔn)排放量取 2.0m2/(veh ?km) ),煙塵車況系數(shù)（ P40）fav1 = 1.2,煙塵海拔高度系數(shù) fhv1 = 1.28 ， 柴油車車

8、型系數(shù)fm（v1） = 1.5, Nm = 280輛，煙塵縱坡 -車速系數(shù) fiv（v1） 和車密度系數(shù) f d根據(jù)相應(yīng)的工況車速查表（ P40表 6.2.2-2） 確定（ P39 6.1.4 確定需風(fēng)量，按照設(shè)計速度以下各工況車 速 10km/h 為一檔分別計算）1.工況車速 V = 60km/h 時， fd = 1.0，上坡 fiv （v1） = 1.6， 下坡fiv （v1 ） = 0.711QCO= 3.611602.51.21.281.0（1.6+ 0.71） 3900 1.5 280 = 2.018m 2/s2. 工況車速 V = 40km/h 時，fd = 1.5，上坡fiv （

9、v1 ） = 1.17，下坡fiv （v1 ） = 0.671QCO=3.6 160 2.5 1.2 1.28 1.5 （1.17 +0.67） 3900 1.5 280 = 2.411m 2/s3. 工況車速 V = 20km/h 時， fd = 3.0，上坡 fiv （v1） = 0.75， 下坡 f= 0.48iv （v1）1QCO=3.6 160 2.5 1.2 1.28 3.0 （0.75 +0.48) 3900 1.5 280 = 3.224m 2/s4. 交通阻滯(V = 10km/h )時，fd = 6.0，上坡fiv(v1) = 0.75， 下坡fiv (v1 ) = 0.4

10、81QCO=3.6 160 2.5 1.2 1.28 6.0 (0.75 +0.48) 3900 1.5 280 = 1.653m 2/s七、按稀釋煙霧計算需風(fēng)量計算公式 Qreq(v1) = K工況車速 V = 20km/h 時，煙霧排放量最大 Qv1 = 3.224m 3/s 按 照 稀 釋 煙 霧 計 算 的 煙 霧 量 Qreq(v1) = Qv1 = 3.224 = req(v1) K 0.0075429.867m 3/s八、稀釋空氣中異味需風(fēng)量（ P46）根據(jù)隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范 （隧道通風(fēng)設(shè)計細則） 中 規(guī)定：“隧道內(nèi)不間斷換氣頻率，不少于每小時 5 次” （新規(guī) 定。查 P36

11、 5.4.1隧道空間最小換氣頻率不應(yīng)低于每小時 3 次，采用縱向通風(fēng)隧道， 隧道換氣風(fēng)速不小于 1.5m/s）。得到 Qreg =nLA r3600 =5 3900 59.1553600= 320.423m3/sn 隧道最小換氣頻率取3 九、火災(zāi)排煙（ P104）1、 采用縱向排煙的公路隧道，火災(zāi)排煙需風(fēng)量Qreq （ f） = Ar VcVc 隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速 m/s,（P105）Qreq （f） = Ar Vc = 59.155 2.5 = 147.8875 m3?s綜合比較以上三種需風(fēng)量， 以V = 20km/h 的工況速度下 稀釋 CO 的需風(fēng)量最大，因此設(shè)計需風(fēng)量為 Qreg = 5

12、34.218 m3/s若采用射流風(fēng)機縱向式通風(fēng)方式，隧道內(nèi)風(fēng)速Vr =Qreg ?A = 534.218 ?59.155 = 9.03 m?s 。不符合隧道通風(fēng) 照明設(shè)計規(guī)范中“ 雙向交通隧道內(nèi)風(fēng)速不大于 8m/s ”（P27 4.2.1 單向交通隧道設(shè)計風(fēng)速不宜大于 10.0m/s, 雙向交通隧道 不大于 8m/s） 的規(guī)定，因此決定采用豎井集中排風(fēng)式縱向通風(fēng) 方式。設(shè)計風(fēng)壓計算一、設(shè)計參數(shù)假設(shè)風(fēng)的風(fēng)向為從左到右，自然風(fēng)風(fēng)速 Vn = 2.5m?s 豎井尺寸：直徑 5.0m通風(fēng)面積： 19.625m2高度： 217.5m常用阻力系數(shù) （ P48）二、豎井左側(cè)風(fēng)壓計算(左側(cè)區(qū)段隧道長度 L1

13、= 1950m ) P50左側(cè)區(qū)段需風(fēng)量 Qrl = 534.218 31990500 = 267.109m 3 /s 3900左 側(cè) 區(qū) 段 隧 道 內(nèi) 風(fēng) 速Vrl = Qrl ? Arl =267.109 ?59.155 = 4.52 m?s通 風(fēng) 阻 抗 力 Prl = (1 + + 1) vr2 = rl e r D r 2 r 19504.52 2(0.6 + 0.02 1950 ) 4.52 = 68.093Pa7.871 2自 然 風(fēng) 阻 力 Pml = (1 + e + r LD1r ) 2Vn 2 = 1950 1.2 2(1 + 0.5 + 0.02 ) 22 = 15.

14、73Pa7.871 2Pml 隧道內(nèi)自然風(fēng)阻力，單位是 N/m 2，e=0.5 隧道入口局e部阻力系數(shù)， r = 0.02隧道壁面摩擦力系數(shù)， Dr = 4Ar 隧道段rCr面當(dāng)量直徑( m)， Vn = 2m/s 自然風(fēng)引起的隧道內(nèi)風(fēng)速( P49) 自然風(fēng)的風(fēng)向決定了是否為動力風(fēng)， 因此自然風(fēng)阻力為矢量值有 +-，符號表示風(fēng)力的方向。上下行比例 1:1，交通風(fēng)壓力公式為A m Pt1 = - Am 2 4n + v vrl式 中 汽 車 等 效 阻 抗 力 面 積 Am = (1 - r1) Acs cs + r1 AC1 c1 ，r1 = 13.15% ，小 型車正 面投影 面積 Acs

15、= 2.13m 2，cs = 0.5 ，大型車正面投影面積 AC1 = 5.37m2 ，c1 =1.0Am = (1- 0.1315 ) 2.13 0.5+ 0.01315 5.37 1.0= 1.771m 2V = 20km/h = 5.56m/s時，n+ =L1NV121950 24102000m/h 2=118 輛，交 通 風(fēng) 壓 力 為 Pt1 = - 519.717515 121.24118 5.56 4.52 = -1601.383Pa因此，左側(cè)區(qū)段豎井底部壓力為P01 = Pr1 - Pm1 - Pt1 = 3.333Vr1 2 + 354.288V r1 - 24.581 =

16、68.093 - 24.581 - (-1601.383 ) = 1644.895Pa豎井右側(cè)風(fēng)壓計算(右側(cè)區(qū)段隧道長度 L2 = 1950m ) 因為L2 = L1 = 1950m 因此右側(cè)區(qū)段需風(fēng)量 Qr2 = Qrl = 267.109m 3/s 右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)風(fēng)速 Vr2 = Vrl = 4.52 m?s 右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)通風(fēng)抗阻力 Pr2 = Prl = 68.093Pa 右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)交通風(fēng)壓力 Pt2 = Pt1 = -1601.383Pa 右側(cè) 區(qū)段 隧道 內(nèi)自然風(fēng) 阻力 自 然風(fēng)阻 力 Pm2 = Pml =-24.581Pa 因此，右側(cè)區(qū)段豎井底部壓力為P02 = Pr2 -

17、 Pm2 -Pt2 = 3.333Vr2 2 + 354.288Vr2 + 24.581 = 68.093 - (-24.581 ) - (-1601.383 ) = 1694.057Pa三、豎井吸出風(fēng)量為保證所需通風(fēng)量， 豎井底壓力需取左右兩側(cè)區(qū)段中絕對值較大者。因此取 P0 = P02 = 1694.057Pa ，左側(cè)風(fēng)速按照P0 = 1694.057Pa ，計算3.333Vr1 2 + 354.288V r1 - 24.581 = 1694.05 , 得=4.648m/s豎井通風(fēng)量 QS542.333 m3?sAr(vr1 + vr2 ) = 59.155 (4.648 + 4.52)豎

18、井內(nèi)風(fēng)速 Vs =QS 542.333S = = 27.635m/sAS19.625四、 豎井集中排風(fēng)式通風(fēng)所需風(fēng)壓P= ( P0 + Ps) 1.1其中豎井底部壓力 P0 = 1694.057Pa豎井損失 壓 力 Ps = (1 + s + s DL) 2 vS(1 + 0.31 +217.5 1.20.022 2157.5 ) 12.2 27.635 = 1038.776Pa因此，通風(fēng)所需風(fēng)壓值為P= ( 0P+ Ps) 1.1 = ( 1694.057 + 1038.776 ) 1.1= 3006.116Pa選擇軸功率為 20000KW（取大了 ）的風(fēng)機作為風(fēng)道內(nèi)抽風(fēng)機 （抽風(fēng)機的選擇）射流風(fēng)機：同一斷