特长隧道自然通风节能设计研究

《特长隧道自然通风节能设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、公路隧道2014年第3期(总第87期)特长隧道自然通风节能设计研究郭春王明年。(1．西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031；2．西南交通大学土木工程学院成都610031)摘要特长隧道运营通风为隧道运营能源消耗的主要部分，而造成这一问题的重要原因为未能充分考虑自然通风能力，并且没有利用自然风进行节能通风的设计方法。本文提出了利用自然风进行通风的设计思想：根据隧道所处位置的气象条件，或完全利用自然风，或利用少量通风机械设备进行辅助和补充，对自然风诱导、控制、调节，从而达到隧道通风的目的。通风系统最大限度的利用自然能和减少人工干预。关键词特长隧道自然通风节能保证率控制策略1前言

2、3特长隧道自然风保证率分析及节能通风原则确定特长隧道运营通风一直是隧道运营能源消耗的重要部分，因此，特长隧道的自然风利用具有很大的通过测试可以看到，仅仅假设一个固定的隧道经济价值和社会意义。另外，由于隧道洞口、竖井斜内自然反风Vn-~2～3m／s，这样的假设对于普通的井间压差不同，由此可以利用自然风节省通风动力，隧道可能是合理的，但是对于跨越不同气候带的隧地下工程的自然风利用也具有技术上的可行性。道，可能差别很大。为了使自然风的取值更加符合在传统的隧道通风设计中，对于自然风的计算实际，引入保证率概率。存在两个问题：一是将自然风作为阻力，而现实中保证率是指某气象要素值小于或大于某一数自然风有

3、时是作为动力有时是阻力；二是自然风的值的可靠程度，通常以某气象要素在长时期内小于计算在规范中一般取值为2～3m／s。根据现场实或大于某一数值的累积频率来表示。保证率越高，测，在隧道内，特别是位于气象分隔带处的隧道，自付出的代价越大，承受的风险越小；保证率越低，付然风风速常常会达到4～7m／s。如按照规范将自然出的代价越小，但所需承受的风险势必越大。风作为阻力来克服的话，需要启用大量的风机，既为了尽可能的利用自然风对隧道进行通风，将不经济也不科学D-s]。自然风作为动力而非阻力，确定利用自然风通风控2特长隧道洞内自然风规律分析制原则为(见表1，图2)：1．机械通风的风向应综合考虑自然风主风向

4、本研究依托西部交通项目，对已贯通的二郎山与交通风方向；隧道、铁峰山隧道、方斗山隧道进行常年连续监测，2．当自然风风向与通风方向一致时，若风速大测试数据包括风速、风向，温度等基本数据。于设计风速，完全利用自然风通风；选取典型隧道典型区段自然风实测风速(见图3．当自然风风向与通风方向一致时，若风速小1)，通过测试可以不难发现，在这几座位于气象分于设计风速，开启部分风机(由自然风阻为零计算分隔带处由实测自然风速曲线可以看出，隧道内的出开启风机数目)，部分利用自然风通风；自然风速经常处于3～5m／s之间，局部时间可超过4．当自然风风向与通风方向反向时，开启全部6m／s。对全年数据进行分析，可以得出

5、自然风具有风机，自然风作为阻力考虑，自然反风计算按保证风速大、风向恒定、随季节变化的特点。率取值。^表1利用自然风通风控制原则(全射流方式)，＼．．／．＼．一，’．A▲．J隧道自然自然风的射流风机，-!．／一、—蜀风风速v(m／s)利用情况开启情况，Y＼／八、＼一厂＼一×’策略A>Vo动力不开启风机策略BO<

6、圈2利用自然风节能通风流程图4特长隧道设计风速举例4特长隧道利用自然风风机控制策略表2泥巴山隧道左线一月控制策略对于自然风的利用，可以分时段控制，也可以工况实时控制。分时段控制即根据计算得到的自然风时段第一区段第二区段第三区段的规律，将全年划分成不同的控制时段，每个控制i月日间BCC时段按该时段内的最不利的工况进行控制。时段1月夜间ACC划分的越细，控制越精确，也越节能，但与此同时需要设备频繁开启关闭对设备的影响也越大。实时由此可见，采取自然风节能优化设计后，通风更有效，且更节能。控制是根据隧道内实际自然风风速情况，对通风设(1)有效表现在：传统通风计算自然风取2—3m／备实时控制。按照该

7、时刻实际的自然风风速，进行s，这在有的隧道中没有考虑所能达到的保证率，或者节能通风控制。实时控制与分时段控制相比，更加保守、或者不足，而自然风节能优化设计中自然风风节能，更能符合实际，但对设备的要求也更高。实速取值依据实测和计算，取95的保证率风速。时控制需要安置风速传感器，并通过风速传感器测(2)节能表现在：传统通风均按照最不利工况得的风速值对通风设备进行控制。通风设备需要进行控制，将自然风作为阻力；而自然风节能优化具