内蒙古科技大学教案 第8章隧道通风 8.1概述 1、隧道内污染的形成 (1)施工期间：爆破、施工设备、瓦斯 (2)运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾 (3)隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱 2、改善隧道内污染的途径 (1)消除污染源-改造汽车 (2)滤毒滤烟设备，还原被污染空气 (3)将污染空气稀释到容许浓度值以下 (4)突发事件应急措施研究、隧道结构研究、路面结构研究 3、隧道通风设计要考虑的主要问题 (1)空气中有害物质的容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距 (2)需风量计算问题：考虑交通量、排放量 (3)通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性 8.2空气中有害物质容许浓度 1、确定隧道内污染空气中有害物的设计浓度需要研究的问题 (1)对汽车排放C0量的研究 (2)对汽车排放烟雾量及透明度的研究 (3)人在污染空气中的适应能力 (4)分别研究C0设计浓度和烟雾设计浓度
内蒙古科技大学教案 第 8 章 隧道通风 8.1 概述 1、隧道内污染的形成 （1）施工期间：爆破、施工设备、瓦斯 （2）运营期间：汽车排放出的废气，CO 和烟雾 （3）隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱 2、改善隧道内污染的途径 （1）消除污染源-改造汽车 （2）滤毒滤烟设备，还原被污染空气 （3）将污染空气稀释到容许浓度值以下 （4）突发事件应急措施研究、隧道结构研究、路面结构研究 3、隧道通风设计要考虑的主要问题 （1）空气中有害物质的容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距 （2）需风量计算问题：考虑交通量、排放量 （3）通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性 8.2 空气中有害物质容许浓度 1、确定隧道内污染空气中有害物的设计浓度需要研究的问题 （1）对汽车排放 CO 量的研究 （2）对汽车排放烟雾量及透明度的研究 （3）人在污染空气中的适应能力 （4）分别研究 CO 设计浓度和烟雾设计浓度
内蒙古科技大学教案 2、C0设计浓度 (1)有害气体浓度的表示：单位体积被污染空气中含有害气体体积 106m3有害气体 1ppm 1m被污染空气 (2)人体对各种浓度有害气体的反映 致死限界 50 重 强症状 中等症状 轻度症状 8g10)坐姿 1 2 3 4 。行走 20401204022040320h.min)劳动 图8.21空气中的C0浓度、吸人时间以及活动状状态与C0Hb饱和率之间的关系 (3)C0设计浓度：与隧道长度和通风方式有关 表8.2.2C0设计浓度8(ppm) 隧道长度(m) ≤1000 ≥3000 纵向通风方式 300 250 全横向和半横向通风方式 250 200 人车混合通行隧道■ 150 100 3、烟雾设计浓度 (1)烟雾浓度定义：通过测定光线在烟雾中的透过率来表示 透过率是光线在污染空气中的透过量与在洁净空气中的透过量之比：
内蒙古科技大学教案 2、CO 设计浓度 （1）有害气体浓度的表示：单位体积被污染空气中含有害气体体积 被污染空气 有害气体 3 6 3 1 10 1 m m ppm − = （2）人体对各种浓度有害气体的反映 CO-Hb% 强症状 重症 中等症状 轻度症状 (h)坐姿 (h)行走 (h,min)劳动 250ppm 100ppm 致死限界 2000ppm 500ppm 1000ppm 3000ppm 10000ppm 图8.2.1 空气中的CO浓度、吸人时间以及活动状状态与CO-Hb饱和率之间的关系 （3）CO 设计浓度：与隧道长度和通风方式有关 表8.2.2 CO设计浓度 （ppm） 隧道长度（m） 1000 3000 纵向通风方式 300 250 全横向和半横向通风方式 250 200 人车混合通行隧道 150 100 3、烟雾设计浓度 （1）烟雾浓度定义：通过测定光线在烟雾中的透过率来表示 透过率是光线在污染空气中的透过量与在洁净空气中的透过量之比：
内蒙古科技大学教案 (8.2.1) 式中：E,E。分别为同一光源的光通过污染空气和洁净空气后的照度。 K-超 (82.3) 式中：是光源光穿过m厚的容许透光率，在隧道通风与照明中，取1=100m,故 其容许浓度K=-100g1. (2)司机对烟雾浓度舒适度的评价 当烟雾浓度，透过率（1=100m)和车速不同时，对舒适程度的感觉也不同， 表8.2.3是行车速度为40kmh时，司机对舒适水平的主观评价。 表8,23可机对烟雾浓度的舒适度评价 烟茅浓度k(m)1=100m处的透过率Tm6舒适水平主观评价 00 60 12×10J 30 不价快的环培 (3)烟雾设计浓度：与光源和车速有关 表8.24车速-路面亮度烟雾浓度的关系 计算行车速度(km/h)100 806040 路面平均亮度(cd1m)90452515 K(m) 0.00650.00700.00750.0090 ●当烟雾浓度达到0.0121m时，应考虑采取交通管制等措施： ●隧道内进行养护维修时，烟雾浓度不大于0.00351/m 4、其他有害物质 (1)氮氧化物：柴油机主要排放的有害物质，据调查，平均浓度为 20mgm3(接触45分钟)，只有少数人出现不适感，当平均浓度为 55mgm3,全部人员有不适感： (2)丙烯醛：是一种无色挥发性液体，对眼晴和呼吸道粘膜有剧烈刺 激作用，如流泪等
内蒙古科技大学教案 E0 E = (8.2.1) 式中： 0 E,E 分别为同一光源的光通过污染空气和洁净空气后的照度。 lg 1 l K = − （8.2.3） 式中： 是光源光穿过lm厚的容许透光率，在隧道通风与照明中，取 l＝100m，故 其容许浓度 lg 100 1 K = − 。 （2）司机对烟雾浓度舒适度的评价 当烟雾浓度，透过率（ l ＝ 100m）和车速不同时，对舒适程度的感觉也不同， 表8.2.3是行车速度为40km/h时，司机对舒适水平的主观评价。 表8.2.3 司机对烟雾浓度的舒适度评价 烟雾浓度 k （ −1 m ） l ＝100m处的透过率 (%) 100 舒适水平主观评价 3 5 10 − 60 空气清洁 3 7.0 10− 50 稍有烟雾 3 9 10 − 40 舒适度下降 3 12 10− 30 不愉快的环境 （3）烟雾设计浓度：与光源和车速有关 表8.2.4 车速-路面亮度-烟雾浓度的关系 计算行车速度（ km/ h ） 100 80 60 40 路面平均亮度（ 2 cd / m ） 9.0 4.5 2.5 1.5 ( ) −1 K m 0.0065 0.0070 0.0075 0.0090 ⚫ 当烟雾浓度达到 0.012 1/m 时，应考虑采取交通管制等措施； ⚫ 隧道内进行养护维修时，烟雾浓度不大于 0.0035 1/m 4、其他有害物质 （1）氮氧化物：柴油机主要排放的有害物质，据调查，平均浓度为 20mg/m3(接触 45 分钟)，只有少数人出现不适感，当平均浓度为 55mg/m3，全部人员有不适感； （2）丙烯醛：是一种无色挥发性液体，对眼睛和呼吸道粘膜有剧烈刺 激作用，如流泪等；
内蒙古科技大学教案 (3)二氧化硫：为具有强烈幸辣刺激性气味的气体，进入呼吸道后形 成硫酸和亚硫酸，被气管吸收引起各种炎症。 (4)这些有害物质的含量与C0和烟雾含量相比较小。 8.3需风量计算 1、按稀释C0浓度计算新风量 (1)计算方法 ·通风设计中，车辆有害气体排放量及与之对应的交通量都应有明确 的远景设计年限，两者应相匹配： ●确定新风量时，应对计算行车速度以下的各工况车速按20kmh为一 档分别进行计算，并考虑交通阻滞状态取其较大者作为设计需风量： ●在双向交通隧道中，上坡较长方向的交通量按设计交通量的60%进 行计算： ●首先计算汽车排放量，然后计算稀释到容许浓度所需新风量。 (2)C0的排放量计算 0m36x109m.l②w.1 (8.3.1) 其中：Qco是隧道全长C0排放量(m3/s): 9o是C0基准排放量(m3/辆km),可取0.01： ∫.为考虑C0的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.11.2： ∫，是车密度系数，与车速有关，按表8.6取值： ∫是考虑CO的海拔高度系数，按图83.1取值： Nm为相应车型的设计交通量（辆h): 为考虑C0的车型系数，按表8-7取值： 厂为考虑C0的纵坡.车速系数，按表8.8取值：
内蒙古科技大学教案 （3）二氧化硫：为具有强烈幸辣刺激性气味的气体，进入呼吸道后形 成硫酸和亚硫酸，被气管吸收引起各种炎症。 （4）这些有害物质的含量与 CO 和烟雾含量相比较小。 8.3 需风量计算 1、按稀释 CO 浓度计算新风量 （1）计算方法 ⚫ 通风设计中，车辆有害气体排放量及与之对应的交通量都应有明确 的远景设计年限，两者应相匹配； ⚫ 确定新风量时，应对计算行车速度以下的各工况车速按 20km/h 为一 档分别进行计算，并考虑交通阻滞状态取其较大者作为设计需风量； ⚫ 在双向交通隧道中，上坡较长方向的交通量按设计交通量的 60%进 行计算； ⚫ 首先计算汽车排放量，然后计算稀释到容许浓度所需新风量。 （2）CO 的排放量计算 = = n m CO CO a d h i v m m Q q f f f f L N f 1 6 ( ) 3.6 10 1 （8.3.1） 其中： QCO 是隧道全长CO排放量 ( / ) 3 m s ； CO q 是CO基准排放量 ( / 3 m 辆km)，可取0.01； a f 为考虑CO的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.1~1.2； d f 是车密度系数，与车速有关，按表8.6取值； h f 是考虑CO的海拔高度系数，按图8.3.1取值； Nm 为相应车型的设计交通量（辆/h）； m f 为考虑CO的车型系数，按表8-7取值； iv f 为考虑CO的纵坡-车速系数，按表8.8取值；
内蒙古科技大学教案 n为车型类别数。 L为隧道长度，m (3)稀释C0到容许浓度的新风量计算 0m号8o (8.3.2) 式中：Qco为隧道全长稀释C0的需风量(m3/s)): P,标准大气压(kW/m2),取101.325kN1m2: p是隧址设计气压(kW/m2): T是标淮气温(K),取273： T为隧道夏季的设计气温(K)。 6是CO设计浓度。 2、按稀释烟雾浓度计算新风量 烟雾排放量是以柴油车作为计算依锯，当交通流组成油车比例大到某一限度以后，烟雾 危害超过C0危害，因此，根据烟雾排放量计算所需通风量成为重要问恩。 (1)烟雾排放量计算 烟雾排放量按下式计算： 1 Q-3.x1onJauf,faonfrnN.) (8.3.3) 其中：Q是隧道全长烟雾排放量(m3/s): 9m为烟雾基准排放量(m2/辆km,可取2.5(m2/辆km: 厂m为考虑烟雾的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取12~15： ∫m是考虑烟雾的海拔高度系数，按图8.3.2取值： 厂㎡m为考虑烟雾的纵坡-车速系数，按表8.3.4取值： ∫mm是考虑烟雾的车型系数，按表8.3.5取值： n是柴油车车型类别系数： (2)稀释烟雾到容许浓度所需的新风量计算 所需新鲜风量按下式计算： Cin-D (8.3.4) Q,为隧道全长稀释烟雾的需风量(m/s):
内蒙古科技大学教案 n 为车型类别数。 L为隧道长度，m （3）稀释 CO 到容许浓度的新风量计算 6 0 0 ( ) = 10 T T p Q p Q CO req CO （8.3.2） 式中： Qreq(CO) 为隧道全长稀释CO的需风量（ ( / ) 3 m s ）； 0 p 标准大气压 ( / ) 2 kN m ，取101.325 2 kN / m ； p 是隧址设计气压 ( / ) 2 kN m ； T0 是标准气温 (K) ，取273； T 为隧道夏季的设计气温 (K) 。 是CO设计浓度。 2、按稀释烟雾浓度计算新风量 烟雾排放量是以柴油车作为计算依据，当交通流组成柴油车比例大到某一限度以后，烟雾 危害超过 CO 危害，因此，根据烟雾排放量计算所需通风量成为重要问题。 （1）烟雾排放量计算 烟雾排放量按下式计算： = = nD m VI VI a VI d h VI IV VI m m VI Q q f f f f N f 1 6 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3.6 10 1 （8.3.3） 其中： QVI 是隧道全长烟雾排放量（ m /s 3 ）； VI q 为烟雾基准排放量 ( / 3 m 辆 km)，可取 2.5 ( / 3 m 辆 km)； a(VI) f 为考虑烟雾的车况系数，对高速公路、一级公路取 1.0，对二、三、四级公路取 1.2~1.5； h(VI) f 是考虑烟雾的海拔高度系数，按图 8.3.2 取值； IV (VI) f 为考虑烟雾的纵坡-车速系数，按表 8.3.4 取值； m(VI) f 是考虑烟雾的车型系数，按表 8.3.5 取值； D n 是柴油车车型类别系数； （2）稀释烟雾到容许浓度所需的新风量计算 所需新鲜风量按下式计算： K Q Q VI req(VI) = （8.3.4） Qreq(VI) 为隧道全长稀释烟雾的需风量（ m /s 3 ）；