公路隧道机械通风方式和短道风向的选择

公路隧道机械通风方式和短道风向的选择

摘要：公路隧道通风的目的是为了把隧道内的有害气体或污染物质的浓度降至一个允许浓度以下，以保证汽车行驶的安全性和舒适性。而对于通风问题，首先要考虑的是通风方式的选择，如若采用了竖井送排式通风系统，还要注意短道内的风向问题。该文对这两个方面的通风设计进行了研究和分析，并提出了一些建议，希望能对以后的通风设计有一定的参考作用。

关键词：公路隧道通风方式短道回流

在车流密度大的隧道里排出的废气较多，严重的影响了隧道里的空气质量。公路隧道的通风就是利用机械或自然通风方式向隧道内压入新鲜空气、向隧道外排出浑浊空气，稀释洞内由车辆排出的废气和烟雾，确保隧道内良好的空气状态。而要达到通风的目的，通风方式的选择尤为重要。另外若采用了竖井送排式通风系统，还要特别注意短道内部通风的有关问题。

1 机械通风方式的选择

根据风流的流动方向划分，机械通风可以分为纵向通风、横向通风、半横向通风和混合式通风，其中纵向通风又可分为射流风机纵向通风、竖（斜）井集中排风纵向通风和竖（斜）井排送组合纵向通风，半横向通风分为送风式半横向通风和排风式半横向通风。本文只讨论其中几种的特点及适用条件。

纵向通风是对隧道内气体施加风压，迫使其沿隧道轴线方向流动，从而达到通风的目的。

一般在短隧道中，多采用射流风机纵向通风，在较长的隧道中，可采用竖（斜）井纵向通风。

相比有井式通风，射流式通风工程量小，通风设备安装简便，技术难度小，但也有运营管理费用高，没有单独的防火灾分区，防火救灾困难的缺点。但在管理和维护方面，有井式通风比射流式方便。

1.2 横向式通风

这种通风方式设有送排风道，使通风风流在隧道内做横向流动，从送风道进入行车道，最后进入排风道排出。与纵向通风相比，横向通风供风均匀，污染气体在隧道内滞留时间短，并且有利于管理。但是这种通风方式所需的建设费用和运营管理费用很大，限制了横向通风的使用。

1.3 半横向式通风

半横向式通风只需设置一个送风道或者排风道，隧道断面被分成送风道或排风道和行车道两部分。半横向式通风是介于纵向和横向通风之间的一种通风方式，综合了纵向和横向通风的优点和缺点，通风效果和安全性等也介于二者之间。

混合式通风是指正常运营阶段的纵向通风和火灾时横向排烟相结合的组合方式。由于这种通风方式造价相对较高，目前主要还是在特长隧道上采用。

通风方式种类有很多，但都有其优缺点，这就要求设计人员所选择的通风方式要与隧道具体情况相匹配。总体来说，相比较其他通风方式，纵向通风能较为充分的利用隧道内通行车辆所产生的气流，并且设备较简单，工程造价和营运费用都较低，经济性好，建议在长度不太长的隧道中使用。而混合式通风方式的可靠度、日常营运费用，以及发生火灾时的烟气控制方面都比较好，但由于其造价和对工程影响较大，所以建议在长大隧道中推广使用。

2 短道风向的选择

采用竖井送排式通风系统时，在排风口与送风口之间的短道内一般会存在风流，称之为短道风流。短道风流有两种可能流动的方向，即与隧道内整体风流流动方向一致或相反，一致时称短道风流为顺流，相反时称短道风流为回流。一般在工程设计中防止短道内出现回流，但笔者认为回流也有很大的可取之处。

在顺流时，隧道内有两处的气体污染程度达到最高，一处是隧道出口处，而另一处就是短道的末端。大多数情况下，由于风流在排风口分流后继续前行，在此过程中穿越短道的车辆对其内的空气还要进

一步污染，就会导致短道内空气的污染程度比排风口空气的污染程度还要高。相反，如果短道内风流为回流，则短道内流动的空气是刚刚送来的新鲜空气，空气质量提高，自然也不会存在短道污染程度很高的问题。

在送排式通风系统中，排风口的压力小于送风口前方的气压，由于空气总是由压力高的地方向压力低的地方流动，所以若想达到顺流目的，只有通过合理的设计使交通风在短道局部产生的压差与排风口的负压叠加后大于送风口后方的负压，才能在短道内形成顺流。有时不能满足设计时，还需在短道顶部设置射流风机，使射流风机产生的压差加交通风在短道局部产生的压差再加排风口负压的压力总和大于送风口后方的负压，在短道内形成顺流。反过来考虑，如果弃顺流而选回流，则相对容易一些，只要在送风口的下方或后下方适当留送风窗口，便会在送风口的后方出现正压，该正压与排风负压之间的压差会引导风流回流。

但是，若采用回流方式，由于短道距离较短，新鲜空气进入后便由排风口排出，没有能够充分的利用，导致极大的浪费，并且由于短道内风流方向和行车方向相反，导致短道内部真实的风向不能达到真正的回流，况且送入短道的空气占送风量的比例较难确定和控制，这也正是现在大多隧道都采用顺流而不用回流的原因。现在关于短道回流的设计还在研究阶段，希望能给以后的短道回流设计提供参考。

3 结语

车辆在隧道运行时排出废气并且掀起大量粉尘，影响了隧道中空气质量，降低了隧道内能见度，不利于行车安全，尤其是在发生火灾等特殊情况下，隧道通风就显得十分重要。本文针对通风方式和短道风向的选择进行了分析和研究。对于通风方式的选择，重点阐述和分析了几种通风方式的特点和适用条件，建议在较短的隧道中采用纵向通风和在长大隧道中采用混合式通风；对于在实际工程中短道风向的选择，提出了：(1)选用回流之后的短道基本不存在污染空气，而顺流情况下的短道污染程度却很高；(2)相比顺流，选用回流较易实现且方便，只需在送风口的下方或后下方适当留送风窗口即可。

参考文献

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