隧道通風(fēng)計(jì)算書

1、隧道通風(fēng)計(jì)算書一、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(jì)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(jì)算方法為D =4xAr ）r 斷面凈空周長設(shè)計(jì)氣溫：T=297k （226設(shè)計(jì)氣壓：p=85.425kpa空氣參數(shù)：容重y=i1mKN，密度?。=警，運(yùn)動粘滯系數(shù)v=1.52 x 10-5m2/s二、交通量預(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：18

2、50輛汽油車大型車比例：r=13.15%上下行比例：1:1設(shè)計(jì)交通量：N=280X2 + 1850 = 2410 輛/h三、需風(fēng)量計(jì)算LXN=3900X2410=9.399X 1062X106m.輛/h （使用錯誤，查規(guī)范P22式4.1.1-1雙向交通應(yīng)為6x105m*veh/h,單向交通為2 x 106m * veh/h），故需采用機(jī)械式通風(fēng)方式。設(shè)計(jì)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(jì)濃度5rn =Cy150 cm3/m3，正常交通時，脂。=I。cm3/m3)設(shè)計(jì)煙霧濃度：K=0.0075m-i(使用錯誤，查P31表5.2.

3、1-1使用鈉光源時，k= 0.0070m-i)四、計(jì)算CO排放量計(jì)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/輛km (新規(guī)定，P42,6.3.1正常交通CO基 準(zhǔn)排放量 0.007 m3/(veh * km),交通阻滯 0.015m3/(veh * km),fa = 1.1 ,fh = 1.52,各種車型的fm = 1.0，flv和 fd根據(jù) 相應(yīng)的工況車速查表確定(P43)工況車速V = 60km/h 時，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工況車速V = 40km/h 時，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工況車速V = 20km/h時，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交通阻滯時V = 10km/h 時，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、按稀釋CO計(jì)算需風(fēng)量（P43）計(jì)算公式Q”計(jì)算公式Q”。）=Oco xPZc x_Lx 106其中p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，取101.325kpaP為隧址設(shè)計(jì)氣壓，p = p x exp（_）kpa029.28TT0為標(biāo)準(zhǔn)氣溫273kT為隧道設(shè)計(jì)夏季氣溫295k1.非交通阻滯狀態(tài)時，CO設(shè)計(jì)濃度8

6、= 250ppm（查規(guī)范P34交Q= 0.1042 x 101.325 x 295 x 1 06 =req(C。) 25085.425273通阻滯時，CO設(shè)計(jì)濃度8C。= 150cm3/m3，正常交通時， 8Q= 0.1042 x 101.325 x 295 x 1 06 =req(C。) 25085.425273此時需風(fēng)量為534.218m3/s2.交通阻滯狀態(tài)時，2.交通阻滯狀態(tài)時，CO設(shè)計(jì)濃度8= 300ppm時，QCO =0.0475m3/s此時需風(fēng)量為= 0.0475 x 101.325 x 295 x 1 06 =此時需風(fēng)量為req(C。) 30085.425273202.937m

7、3/s比較之后,CO在v = 20km/h時，稀釋的需風(fēng)量為534.218m3/s六、計(jì)算煙霧排放量計(jì)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式中隧道煙塵排放量QVI，單位m2/s,qv1 = 2.5m3/輛km（P39 6.2.1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 型系數(shù)fm（v1） = 15Nm = 280輛，煙塵縱坡-車速系數(shù)匕（協(xié)） 和車密度系數(shù)fd根據(jù)

8、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(jì)速度以下各工況車速10km/h為一檔分別計(jì)算）1.工況車速V= 60km/h 時，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.工況車速V= 40km/h時，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.工況車速V= 20km/h時，fd = 3.0，上坡匕（協(xié)）=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.交通阻滯(V=10km/h)時，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、按稀釋煙霧計(jì)算需風(fēng)量

10、計(jì)算公式Qreqg)=牛工況車速V = 20km/h時，煙霧排放量最大Qv1 = 3.224m3/s按照稀釋煙霧計(jì)算的煙霧量Q =壺=* = req(v1)k 0.0075429.867m3/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(jì)規(guī)范(隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)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 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Q”。= regnLAr = 5x3900 x59.155 = 320.423m3/sn 隧道最小換氣頻率36003600取3九、火災(zāi)排煙(P104

11、)1、采用縱向排煙的公路隧道，火災(zāi)排煙需風(fēng)量Qreq(f)=ArxVcVc隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速m/s,(P105)Qreq =Ar x Vc = 59.155 x 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(jì)需風(fēng)量為Qreg = 534.218 m3/s若采用射流風(fēng)機(jī)縱向式通風(fēng)方式，隧道內(nèi)風(fēng)速Vr =Qreg/A = 534.218/59.155 = 9.03m/s。不符合隧道通風(fēng) 照明設(shè)計(jì)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(jì)風(fēng)速不宜大于10.0m/s,雙向交通隧道 不大于

12、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(jì)風(fēng)壓計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)假設(shè)風(fēng)的風(fēng)向?yàn)閺淖蟮接?，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）表7,1, 4常用阻力系數(shù)表阻力系敦版值隧道沿程阻力系數(shù),D.02主風(fēng)理【含豎井）沿程阻力系數(shù)比A e0.022連舸湖曲覦J(10250,51.0二、豎井左側(cè)風(fēng)壓計(jì)算（左側(cè)區(qū)段隧道長度L1 = 1950m）P50 TOC o 1-5 h z 左側(cè)區(qū)段需風(fēng)量Q | = 534.218 X 1950 = 267.109m3/s rl3900左側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)風(fēng)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自然風(fēng)阻力APm = (1+ Z + (1 + 0.5 + 0.02 X 絲)X 以 22 = 15.73Pa7.8712Pml隧道內(nèi)自然風(fēng)阻力，單位是N/m2，z e=0.5隧道入口局 部阻力系數(shù)，入=0.02隧道壁面摩擦力系數(shù)，Dr = 告隧道段 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

14、下行比例1:1，交通風(fēng)壓力公式為APt1 = - Am X P X 4n+ X v X vrl式中汽車等效阻抗力面積Am = (1 - r1) X Acs X Ecs + r1 X AC1 X ec1，r1 = 13.15%，小型車正面投影面積A* = 2.13m2，cs = 0.5 ，大型車正面投影面積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 時，n = L1xN = 1950 x2410 =118 輛， +V1x22000m/h

15、x2交通風(fēng)壓力為 AK = - 1,771 x 1x1.2 x 4 x 118 x 5.56 x 口 59.15524.52 = -1601.383Pa因此，左側(cè)區(qū)段豎井底部壓力為AP01 = APr1 - APm1 - APt1 = 3.333Vr12 + 354.288* - 24.581 = 68.093 - 24.581 - (-1601.383) = 1644.895Pa豎井右側(cè)風(fēng)壓計(jì)算(右側(cè)區(qū)段隧道長度L2 = 1950m)因?yàn)長2 = L1 = 1950m因此右側(cè)區(qū)段需風(fēng)量。2 = Qrl = 267.109m3/s右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)風(fēng)速Vr2 = Vrl = 4.52m/s右側(cè)區(qū)段

16、隧道內(nèi)通風(fēng)抗阻力APr2 = APrl = 68.093Pa右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)交通風(fēng)壓力APt2 = APt1 = -1601.383Pa右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)自然風(fēng)阻力自然風(fēng)阻力APm2 =APml = -24.581Pa因此，右側(cè)區(qū)段豎井底部壓力為AP02 = APr2 - APm2 - APt2 = 3.333Vr22 + 354.2882 + 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AP0 = AP02 = 1694.057Pa，左側(cè)風(fēng)速按照Po =

17、1694.057Pa，計(jì)算3.333*2 + 354.288* - 24.581 = 1694.05, 得Vr1=4.648m/s豎井通風(fēng)量QS = Ar(vr1 + vr2)= 59.155 x (4.648 + 4.52)= 542.333m3/s豎井內(nèi)風(fēng)速 V = qs = 542.333 = 27.635m/ss AS 19.625四、豎井集中排風(fēng)式通風(fēng)所需風(fēng)壓P = (APo + APs) x 1.1其中豎井底部壓力AP。= 1694.057Pa豎井損失壓力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，通風(fēng)所需風(fēng)壓值為P = (AP0 + APs) x 1.1 = (1694.057 + 1038.776) x 1.1=3006.116Pa選擇軸功率為20000KW(取大了)的風(fēng)機(jī)作為風(fēng)道內(nèi)抽風(fēng)機(jī)。(抽