簡(jiǎn)述隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李莉

摘要：為了緩解城市地面交通壓力，城市隧道、地鐵也在各個(gè)城市相繼建成。通過對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有鐵路，公路的觀察和分析，其中隧道的占有比已達(dá)到很高的地位，而隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)在其中的安全作用及能耗占有很高的比重。隧道通風(fēng)系統(tǒng)是隧道安全運(yùn)行的重要組成部分，通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與隧道內(nèi)運(yùn)行環(huán)境條件、運(yùn)行效率、運(yùn)行安全密切相關(guān)。本文重點(diǎn)介紹通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則、標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)述隧道通風(fēng)檔案的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：隧道;通風(fēng)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)交通建設(shè)的快速發(fā)展，公路隧道越建越多，越建越長(zhǎng);城市人口的日益增多，也給城市的交通帶來巨大的壓力，為了緩解城市地面交通壓力，城市隧道、地鐵也在各個(gè)城市相繼建成。通過對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有鐵路，公路的觀察和分析，其中隧道的占有比已達(dá)到很高的地位，而隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)在其中的安全作用及能耗占有很高的比重。本文對(duì)城市隧道的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)單論述。

一、設(shè)計(jì)原則

1）正常行車和發(fā)生交通阻塞時(shí)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)提供足夠的新風(fēng)量，稀釋隧道內(nèi)車輛行駛時(shí)排出的廢氣，使洞內(nèi)Co濃度、煙霧濃度滿足行車安全要求和人員衛(wèi)生要求，同時(shí)控制隧道內(nèi)溫度上升，防止洞內(nèi)過熱;

2）火災(zāi)事故情況下，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具有排煙功能，并能控制煙霧和熱量的擴(kuò)散，而且為逗留在隧道內(nèi)的乘用人員、消防人員提供一定的新風(fēng)量，為司乘人員安全疏散及消防人員救援創(chuàng)造條件。

3）在確保通風(fēng)設(shè)備可靠性及節(jié)能運(yùn)行、節(jié)約工程投資的條件下優(yōu)選適當(dāng)?shù)耐L(fēng)方式。

4）積極慎重的采用新理論、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，使所選隧道通風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到安全實(shí)用、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求。

5）控制工程對(duì)于環(huán)培質(zhì)量的影響，能滿足環(huán)保及節(jié)能方面的要求。

二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

正常：80～30車（km/h）， CO濃度100（ppm），煙霧濃度0.0065～0.0075（m-1）， NO2濃度1（ppm）;

局部阻滯（1km）：10車（km/h）， CO濃度150（20min），煙霧濃度0.009， NO2濃度1;

全程阻滯，20車（km/h）， CO濃度150（20min），煙霧濃度0.009， NO2濃度1;

尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)：基準(zhǔn)排放量：CO取0.007m3/（veh·km），VI取2.0m3/（veh·km）基準(zhǔn)排放量逐年遞減率取2%，最大折減年限不宜超過30年;

火災(zāi)排煙：同時(shí)只發(fā)生一處火災(zāi)，火災(zāi)釋放熱量：300MW，排煙風(fēng)速約為4m/s;

換氣次數(shù)：近期3次/h，遠(yuǎn)期4次/h，換氣風(fēng)速取2.5m/s。

三、隧道通風(fēng)方案

初步設(shè)計(jì)階段對(duì)本項(xiàng)目多種通風(fēng)方案進(jìn)行比選。綜合考慮隧道計(jì)算需風(fēng)量，隧道縱坡、洞內(nèi)通風(fēng)質(zhì)量、隧道進(jìn)出口環(huán)境條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、城市規(guī)劃、征地拆遷等多方面因素，通風(fēng)系統(tǒng)采用：左線兩豎井分三段送排式縱向通風(fēng)方式;右線單豎井分兩段送排式縱向通風(fēng)方式;服務(wù)隧道主要滿足火災(zāi)和換氣要求，采用全射流縱向式通風(fēng)方式。

1）計(jì)算需風(fēng)量

建立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型，分別計(jì)算了正常運(yùn)營(yíng)、交通阻滯、火災(zāi)排煙三種工況下的隧道設(shè)計(jì)需風(fēng)量。

2）洞內(nèi)附屬用房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

洞外變電所、地面水泵房、地面風(fēng)機(jī)房等洞外設(shè)備用房的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。泵房設(shè)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)量按4次/h換氣次數(shù)計(jì)算。隧道內(nèi)弱電設(shè)備室、10/0.4kV 變電所設(shè)過渡季節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)量按排除過渡季節(jié)室內(nèi)余熱量計(jì)算。

弱電設(shè)備室、10/0.4kV變電所、泵房均為設(shè)備用房，不屬于可燃物較多且經(jīng)常有人停留的房間，不設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)。對(duì)于長(zhǎng)度超過20m的走道設(shè)置機(jī)械排煙、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，排煙、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)與平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)合用。

3）機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廢水泵房、雨水泵房設(shè)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)量按4次/h換氣次數(shù)計(jì)算。變電所設(shè)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)量按排除室內(nèi)余熱量計(jì)算。變電所內(nèi)設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度達(dá)到36℃時(shí)開啟通風(fēng)系統(tǒng)排除設(shè)備用房?jī)?nèi)發(fā)熱量，低于32℃時(shí)關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)。

4）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隧道洞內(nèi)變電所設(shè)置柜式空調(diào)供人員檢修時(shí)使用，室外機(jī)置于行車隧道層。

5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）運(yùn)營(yíng)通風(fēng)控制：

隧道內(nèi)通風(fēng)設(shè)備設(shè)有--套前饋節(jié)能控制系統(tǒng)，控制模式如下：從數(shù)據(jù)庫調(diào)取n時(shí)段的交通流數(shù)據(jù)輸入交通量預(yù)測(cè)模型，自動(dòng)預(yù)測(cè)出n+1時(shí)段的交通量;同時(shí)，VICO/NO2檢測(cè)儀記錄在n時(shí)段交通流作用下的實(shí)測(cè)濃度，結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)模型和污染物模型計(jì)算得到的n時(shí)段和n+1時(shí)段的理論值，得到污染物的預(yù)測(cè)增量，將其輸入控制器，經(jīng)控制器運(yùn)算后確定射流風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)及軸流風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)和功率。該系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)留有接口，可獨(dú)立運(yùn)行，也可作為一個(gè)子系統(tǒng)與納入中控室，方便值班人員的操作和控制。

通風(fēng)系統(tǒng)的控制由中央控制和就地控制兩級(jí)組成，就地控制具有優(yōu)先權(quán)。隧道用大型軸流風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī)均預(yù)留相應(yīng)接口，并能夠在中控室內(nèi)顯示其運(yùn)行狀態(tài)。射流風(fēng)機(jī)采用分組控制，同一里程處并聯(lián)的3臺(tái)射流風(fēng)機(jī)為同步控制。定義行車方向?yàn)樯淞黠L(fēng)機(jī)安裝正向，與行車方向的反向?yàn)樯淞黠L(fēng)機(jī)安裝反向。射流風(fēng)機(jī)為耐高溫250"C/1h，風(fēng)機(jī)帶2D消聲器。風(fēng)機(jī)從靜止達(dá)到全速啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)間不大于30s，而由正轉(zhuǎn)至逆轉(zhuǎn)（或逆轉(zhuǎn)至正轉(zhuǎn)）之全速啟動(dòng)時(shí)間不大于60s。

當(dāng)隧道內(nèi)空氣品質(zhì)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，首先應(yīng)增加軸流風(fēng)機(jī)開啟數(shù)量，其次增加射流風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量，風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí)應(yīng)首先減少射流風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，其次減少軸流風(fēng)機(jī)數(shù)量。軸流排風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率≥76%，風(fēng)機(jī)帶防喘振裝置，耐溫250"C/lh。風(fēng)機(jī)采用降壓?jiǎn)?dòng)方式，火災(zāi)時(shí)風(fēng)機(jī)從靜止到全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不大于60s。

（2）火災(zāi)通風(fēng)控制

事故工況需于180秒內(nèi)完成相應(yīng)隧道通風(fēng)設(shè)備的控制運(yùn)行，當(dāng)中包括風(fēng)機(jī)由靜止至啟動(dòng)及相關(guān)風(fēng)閥開關(guān)活動(dòng)時(shí)間。運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)與火災(zāi)通風(fēng)系統(tǒng)采用同一套通風(fēng)設(shè)備。根據(jù)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)的分段，采用分段排煙方式。一旦隧道發(fā)生火災(zāi)，隧道暫時(shí)關(guān)閉，左右線隧道都只能允許車輛和人員撤出隧道，嚴(yán)禁車輛進(jìn)入隧道。通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入排煙運(yùn)行程序，及時(shí)有效地控制煙霧的流動(dòng)并迅速排出隧道。

四、結(jié)束語

隧道通風(fēng)系統(tǒng)是隧道安全運(yùn)行的重要組成部分，通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與隧道內(nèi)運(yùn)行環(huán)境條件、運(yùn)行效率、運(yùn)行安全密切相關(guān)。隨著我國(guó)政府對(duì)各行各業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加強(qiáng)，尤其對(duì)公路、鐵路安全運(yùn)行的要求越來越高，對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、節(jié)能降耗等勢(shì)在必行。

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