通风照明设计.docx

第6章通风照明设计6.1隧道通风设计在隧道运营期间，隧道内保持良好的空气是行车安全的必要条件为了有效降低隧道内 有害气体与烟雾的浓度，保证司乘人员及洞内工作人员的身体健康，提高行车的安全性和舒 适性，公路隧道应做好通风设计以保证隧道良好通风公路隧道通风设计应综合考虑交通条件、地形、地物、地质条件、通风要求、环境保护 要求、火灾时的通风控制、维护与管理水平、分期实施的可能性、建设与营运费用等因素 参考《公路隧道工程设计规范》有如下要求：（1） 单向交通的隧道设计风速不宜大于10m/s，特殊情况下可取12m/s；双向交通的隧道设 计风速不应大于8m/s；人车混合通行的隧道设计风速不应大于7m/s2） 风机产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3） 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，并能适应火灾情况 下的通风要求4） 隧道内营运通风的主流方向不应频繁变化同时，隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：（1） 空气中氧气含量，按体积计不得小于20%2） 粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每 立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物粉尘不得大于4mg。

3） 瓦斯隧道施工通风应符合现行《公路瓦斯隧道技术规范》（TB10120）的有关规定4） 瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%；总回风道风 流中瓦斯浓度应小于0.75%5） 开挖面瓦斯浓度大于1.5%，所有人员必须撤至安全地点并加强通风6） 有害气体最高容许浓度：一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人 员必须进入开挖工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体 积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO 2 ） 5mg/m3以下7） 隧道内气温不得高于28°C8） 隧道内噪声不得大于90dB金元公路隧道通风设计要考虑隧道长度及线形，金元公路隧道总长度为420m，为短隧道，且交通量较小，为600辆/h隧道纵断面采用单向坡，隧道进出口高程较大，自然风量小，风阻力大，因此出口段的有害气体浓度相对较大，设计时给予注意6.1.1隧道需风量计算1.隧道通风的基本参数：道路等级：二级公路，双向两车道行车速度：70Km/h空气密度：p=1.20kg/m3隧道长度：450m隧道坡度：i = 2.40%, i =-2.40%断面面积： 68.05 m2平均气温：22 °C设计交通量：近期（2015年）一一20000辆/天远期（2025年）——35000辆/天上下行比例1:1，高峰小时系数0.14交通组成：汽油车：小型客车20%，小型货车18%，中型货车14%柴油车：中型货车20%，大型货车10%，农用机车18%6.1.2确定CO排放量① CO基准排放量：q=0.0068m3 /辆・kg （1995年q=0.01m3 /辆・kg）② 考虑CO的车况系数：1.0；③ 根据规范，分别考虑工况车速70km/h， 60km/h， 40km/h， 20km/h和10km/h （阻滞）不同工况下的速度修正系数fv和车密度修正系数fd如下表所示:不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数取值表工况车速（km/h）7060402010i = 2.20%1.21.01.00.80.8fd0.751.01.53.06.0④考虑CO的海拔高度修正系数：fh = 1.0⑤考虑CO的车型系数如下表:考虑CO的车型系数表车型柴油车汽油车小客车轻货车中型货车大型货车fd 1.0 1.0 2.5 5.0 7.0⑥ 交通量分解高峰小时交通量：20000X50%X0.14=1400辆/h；汽油车：小型客车280辆/h；小型货车252辆/h；中型货车196辆/h柴油车：中型货车280辆/h，大型货车140辆/h，农用机车252辆/h⑦ 计算各工况车速下隧道CO排放量：Q =父 •勺• f • f • f • f • L，£ （N • f ）CO 3.6 X106 co a d h iv m mm=1Z(N gf ) = (280X 2 +140 + 252) x1.0 + 252 x 2.5 +196 x5.0 = 2560 m=1当 V=70km/h 时，Q = 一1一 x 0.0068 x 1.0 x 0.75 x 1.0 x 1.0 x 450 x 2560 = 0.0016m3 / s co 3.6 X106其他工况车速下CO的排放量用同样方法计算得下表：各工况车速下CO的排放量工况车速（km/h）7060402010CO 量(m3/s)0.00160.00430.00670.00890.01036.1.3稀释CO的需风量（1）稀释CO的需风量应按式（5.3）计算① 本隧道采用纵向是通风，CO设计浓度可按《公路隧道通风照明设计规范》按中插入法计 算再加上50ppm。

设计隧道长度为450m，查表得^ "皿）=300ppm② 隧道夏季设计温度'm=22°C，换算成绝对温度T=273+22=295K③ 隧道大气压无实测值，按下式计算：gh 9.8x340P = P x eRT =101325xe 287x295 = 23593.44如a 0式中：P——标准大气压，101325pa；0g 重力加速度，9.8m/s2h——遂址平均海拔高度：417mR——空气气体常数，287J/kg - K④ 稀释CO的需风量:Orep (CO)=Qo • Po • T X 1065 p T0代入数值得:八 0.0103 101325 295 ,O = x x x106 = 139.42m3 / srep (co) 300 23593.44 2736.1.4烟雾排放量（1） 取烟雾基准排放量q =1.66m3 /辆• km （1995年q =2.5m3 /辆• km）（2） 考虑烟雾的车况系数：1.0；（3） 根据规范，分别考虑工况车速70km/h，60km/h，40km/h， 20km/h和10km/h （阻滞）不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数匕及不同车速下烟雾设计浓度K：不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数取值表工况车速（km/h）7060402010fiv0.520.520.520.3920.39278fd0.751.01.53.06.0K0.0070.00750.0090.0100.010（4）柴油车交通量：中型货车280辆/h，大型货车140辆/h，农用机车252辆/h（5） 考虑烟雾的海拔高度修正系数：匕= 1.0637（6） 考虑烟雾的车型系数：烟雾车型系数表轻型货车中型货车大型货车农用机车0.41.01.54（7）计算各工况下隧道烟雾排放量，当V=70km/h时:Q = • q • f • f • f • f • L.乎(N x f )VI 3.6 x106 VI a(VI) d(VI) h(VI) iv(VI) m m(VI)m=1代入数值得：Q = —1— X1.66 x 1.0 x 0.75 x 1.0637 x 0.52 x 450 x 868 = 0.0747m3 / sVI 3.6 X106其他工况车速下烟雾的排放量用同样方法计算得下表:各工况车速下烟雾的排放量工况车速(km/h)7060402010烟雾量(m3/s)0.07470.19240.44930.78190.99106.1.5稀释烟雾的需风量O =乌rep (VI) K式中：K——烟雾的设计浓度;代入相关数值，计算得下表:各工况车速下稀释烟雾的需风量工况车速(km/h)7060402010需风量(m3/s)17.4229.3650.1488.53119.796.1.6稀释空气内异味的需风量 取每小时换气次数为5次，则有:A • L 68.05 x 450Qrep「 x n = x 5 = 42.53m3 / st 36006.1.7考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟风速为V=3m/s，则需风量为:Q = A • V = 68.05 x 3 = 204.15m3 / s6.1.8结论综合以上计算可知，隧道需风量由火灾时排烟需风量决定。

为:Q = 204.15m3 / srep6.1.9通风方式的确定公路隧道，当符合下式的条件时，宜采用机械通风：L - N > 2 x 106金元公路隧道全长 450m，L - N = 450 x 833 = 0.37x106 < 2 x 106所以金元隧道不需要采用机械通风，自然通风足以保证行车安全6.2隧道照明设计公路隧道的照明，是为了把必要的视觉信息传递给驾驶员，防止因视觉信息足而出现交通事故，从而提高行车的安全性和舒适性由于隧道照明不分昼夜，电光照明费用较高， 因此，必须科学地设计隧道的照明系统，充分利用人的视觉能力，使隧道照明系统安全可靠， 经济合理金元隧道大致为东西走向，设置洞外和洞内照明，洞外照明为接近段，洞内照明为：入 口段、过渡段、中间段和出口段，照明计算以照明灯具的资料为基础数据，并考虑了隧道内 采用水泥混凝土路面为计算条件6.2.1洞外接近段照明本隧道设计车速为70km/h，洞外亮度参照规范取值5000cd/tf，接近段长度取洞外一个 照明停车视距D，对于纵坡为0.7%，取D=135m，接近段位于隧道洞外，其亮度来自洞外的 自然条件，无需人工照明6.2.2基本照明计算有规范可知，隧道的照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明按中间段照明考 虑，加强照明用功率较大的灯具加强照明。

根据规范，中间段亮度：L = 6.48cd / m2, E = 13 x L = 84.24lx因为，路面平均照度公式为：广 n -o-M -NE = 仲 W - S式中：N——灯具布置系数，对称布置取2；n ——利用系数，取0.35；W 隧道路面宽度（m）；S——灯具间距（m）；M——灯具的养护系数，取0.7；④ ——灯具的额定通光量，取①=16000 （150W高压钠灯）仁n •①-M - N 「cc 十S = = 11.08m，（取 11.0m）W - Eav基本照明计算表光源高压钠灯路面类型水泥砼路面功率150W路面宽度9m灯具TG187灯具安装方式对称排列布置灯具利用系数n =0.35灯具间距S=11.0m灯具光通量④=16000/m灯具养护系数M=0.7灯具布置系数对称布置N=26.2.3加强照明计算（1）入口段入口段长度计算：h -1.5 5.5 -1.5Dh=L154D— eT」54 x135 - = 133.°饥（取或）式中：Dth——入口段长度；D ——照明停车视距，本设计。