城市建筑Ｉ隧道・铁路Ｉ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｉ ＴＵＮＮＥＬ・ＲＡＩＬＷＡＧ 城市交通隧道的通风设计及应用 ●邹锋 ［摘要Ｊ随着城市经济的快速增长，为了缓解城市地面道 路交通的压力，各大、中型城市交通在向地下转移，城市 交通隧道的修建日益广泛。其规模往往大小不一，但均会 出现高峰期车流量大，隧道内的空气和噪声污染严重。一 旦发生火灾，对生命安全的危害是极大的。因此，城市交 通隧道的通风以及防火排烟的设计也必须引起设计人员的 重视。 通风方式能保持隧道全程废气的均匀度和最佳的能 见度，是各种通风方式中最可靠、最舒适的方式， 也是投资成本最高和运行费最贵的一种方式。 ３．半横向通风 是由通风机经送风管道送入隧道，并沿隧道长 度方向上的各个截面的通风孔送入隧道通行区域， （２）机械排烟系统可与隧道的通风系统合用， 且通风系统应符合机械排烟系统的有关要求，并应 符合下列规定： ①采用全横向和半横向通风方式时，可通过排 风管道排烟；采用纵向通风方式时，应能迅速组织 气流、有效排烟；采用纵向通风方式的隧道，其排 烟风速应根据隧道内的最不利火灾规模确定； 废气自两端隧道口逸出。这种通风方式一般可应用 于中型（５～６ｋｍ）隧道。一般半横向通风在两端隧 道口的排气速度＜８ｍ／ｓ。半横向通风系统的通风机 房通常设置在隧道的两个端口。 ４．纵向通风 ②风机必须能在２５０￣Ｃ环境条件下连续正常 运行不小于１．０ ｈ。排烟管道的耐火极限不应低于 １．Ｏ０ ｈ。 【关键词Ｊ城市交通隧道通风设计应用 一、城市交通隧道的通风方式 （３）隧道火灾避难设施内应设置独立的机械加 压送风系统，其送风的余压值应为３０￣５０ Ｐａ。 城市交通隧道通风系统主要应对ｃ０、烟雾和异 味进行稀释，同时采用通风、防排烟措施控制烟气 产物及烟气的运动，可以改善火灾环境，并降低火 场温度以及热烟气和热分解产物的浓度，改善视线。 但是机械通风会通过不同途径对不同类型和规模的 火灾产生影响，因此合理的选择设计至关重要。 城市交通隧道通风主要有自然、横向、半横向 和纵向通风四种方式。 ｉ．自然通风 作为一种纵向通风方式，自然通风只适应于极 短的隧道，当大气条件为气压差形成自然流动时， 是指空气沿隧道长度方向流动，将隧道本身作 为空气流动通道而不利用风管的系统。目前多数采 用的是使用“射流风机”的纵向通风，通常是以一 定数量的射流风机以一定的间距吊装于隧道顶部来 完成。新风由射流风机一侧吸入，以２５￣３０ｍ／ｓ的 速度从另一侧喷出，完成从一端到另一端排出废气 的过程。纵向通风方式其废气浓度是从隧道一端向 另一端逐渐增加的。这种方式不论初投资还是在能 量消耗上面都较为经济。 二、城市交通隧道的防排烟设计 根据《建筑设计防火规范》的规定：城市交通 隧道的防火设计应综合考虑隧道内的交通组成、隧 道的用途、自然条件、长度等因素进行。单孔和双 孔隧道应按其封闭段长度及交通情况分为一、二、 三、四类。 三、京广路城市交通隧道的通风设计 （１）工程概况。现状京广路道路宽３０￣３５ ｍ， 路面宽１８ ｍ，规划道路红线为４５ ｍ。 计算行车速度按６０ ｋｍ／ｈ考虑，匝道按４５ ｋｍ／ｈ 考虑：快车道最大纵坡ｉ＜４．０％。 隧道净空断面积为７２．６６５ｍ２，隧道断面周长为 ３６．１ ｍ，隧道断面当量直径为８．０５ ｍ。 （２）气象、地质条件（略）。 （３）规划交通量。根据《郑州市火车站西出口 则必须是全年几乎能恒定的保持这种气象条件。一 般自然通风所适应的隧道长度为：２００￣３００ ｍ。 ２．横向通风 综合换乘枢纽及相关工程专题规划研究京广北路改 造方案规划设计》文件，１Ｏ年京广北路隧道出入口 的高峰小时交通量预测结果及调查推测分析该隧道 单洞交通组成由２０％的大型车辆、８０％的小型车辆组 成。 是指全部用风管送风和排风的系统，送、排风 风管沿整个隧道长度方向布置，送、排气横向流过 隧道的横截面。横向通风适合于中、长隧道。这种 ———————（１）通行机动车的一、二、三类隧道应设置机 （４）通风方式的比选，见表１： 械排烟系统。 表ｌ通风方式的比较 隧道适用长度 单洞双向行车 无塞车危险时，０ ４～Ｏ．６ ｋ加，车流量小时，可适当增长 最长２ ｋ珈 最长４ ｋｍ左右 介于纵横向组合式通风 长度＞／０．５ ｋｍ，均可 长度≥１ ｋｍ，均可 介于半横向式和全横向式 长度＞２ ｋｍ，均可 ————条件 ——类型～ 自然通风，装有ｃＯ报警装置 纵向通风 全射流风机 竖井＋轴流风机＋射流风机 纵横向组台式通风 半横向式 具有一个风道（风机可以逆转） 具有二个风道 部分半横向式 全横向式 双洞单向行车 无塞车危险时，０．８～１ ｋｍ，反之为０．４～０．６ ｋｍ 最长４ ｋｍ左右 最长６ ｋｍ左右 长度／＞２ ｋｍ，均可 长度≥４ ｋｍ，均可 长度＞６ ｋ加，均可 （５）根据《公路隧道通风照明设计规范》，结 １３９．２７ Ｎ／ｍ 、２１．７２ Ｎ／ｍ２和８８．４ Ｎ／ｍ ，从而得到隧 数，从而进行运行调节：充分利用单向交通时隧道 合本隧道的长度、交通条件、各通风方式的特点比 选，故本工程选取全射流风机纵向通风方式。 （６）隧道计算需风量。隧道通风主要以稀释、 道内所需升压力为７２．６Ｎ／ｍ。。本工程射流风机的选 型，综合考虑隧道内的安装空间，风机运行效率及 噪声等多项因素。选１５台Ｔ型双向射流风机分组布 置，每组３台。每组风机之间的纵向间距按２３０ ｍ 考虑，第一组风机距隧道入口为２３０ｍ。同一组风机 内的活塞风，开启部分射流风机或者全部关闭。使 通风系统的能耗降到最小值。 （９）排烟措施。因本工程隧道长度小于１ ５００ｍ， 按规范规定可以不考虑排烟问题。 四、结语 排除车辆行使中排放的ｃ０、烟雾和异昧为目的，通 过计算各项需风量，将其中最大者作为隧道通风的 控制风量。根据该规范的规定，可得到２０２０年隧道 稀释烟雾的最大需风量为４７０ ｍ３／ｓ。根据最大需风 量计算得出隧道设计风速为６．３３ ｍ／ｓ。 之间的横向距离按２ ｍ考虑。中间的风机布置在隧 道中心线上。 城市隧道的通风设计不是一个单一的模式，应 （８）运行调节及节能措施。通过在隧道出口设 置监控措施，比如ＶＩＣＯ分析仪，监测隧道内ｃ０气 综合考虑城市交通条件、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、 分期实施的可能性以及建设与营运等因素。 （作者单位：郑州市建筑设计院） （７）射流风机选型计算。根据规范，计算得出 通风阻抗力和自然风阻抗力以及交通通风力分别为 体和烟雾浓度等的变化，来控制射流风机开启的台 ３３９