黃正明

長沙市規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司 湖南 長沙 410000

引言

在城市道路隧道當中，通過合理采用自然通風，可以確保隧道通風系統(tǒng)安全運行，明顯減少隧道洞口污染物排放量，保護周邊生態(tài)環(huán)境。近些年以來，我國城市隧道工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大，針對隧道通風設(shè)計也提出更多要求，對于設(shè)計人員而言，通過運用SES軟件與CFD軟件，更為深入的了解城市道路隧道結(jié)構(gòu)特點，合理選擇通風模式，減少能源損耗。鑒于此，本文重點城市道路隧道中自然通風設(shè)計要點，主要內(nèi)容如下。

1 案例概況

某城市道路隧道屬于快速路，表現(xiàn)為南北走向，隧道長度為1700m，采用雙向六車道，設(shè)計時速為60km/h，右線隧道出口不存在環(huán)境敏感區(qū)，隧道左線出口分布居民區(qū)，和洞口相距大約40m。

2 城市道路隧道項目自然通風設(shè)計要點分析

2.1 準確計算需風量

城市道路隧道通風設(shè)計人員通過準確預(yù)測出道路交通量與尾氣排放標準，針對左線隧道遠期需風量，進行準確的計算，具體的計算數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 城市道路隧道需求量計算數(shù)據(jù)結(jié)果

2.2 合理制定通風方案

我國針對長度小于2km的隧道，主要采取射流風機縱向通風模式，污染物能夠順著洞口排放，針對長度超過2km的隧道，通常采取豎井-合流縱向通風模式，因為該城市道路隧道長度比較短，故通風設(shè)計人員決定采取射流風機全縱向通風模式[1]。

結(jié)合該城市道路隧道運行特點可以得知，通風設(shè)計人員通過認真分析各類平面資料，決定在左側(cè)隧道出口位置350m范圍之內(nèi)進行綠化種植，并在綠化帶內(nèi)部設(shè)置自然通風口，通過充分利用自然通風，可以明顯減少隧道在日常運營過程中的通風能耗，而且采取自然通風模式，能夠?qū)⒅車廴疚镉行Х稚?，能夠顯著降低洞口污染物排放含量，減小污染物給隧道外部環(huán)境帶來的不利影響。

2.3 自然通風方案

在左側(cè)隧道出口位置350m范圍之內(nèi)進行綠化種植，采取自然通風模式，可以提高城市道路隧道景觀效果。通風設(shè)計人員決定將通風口設(shè)在隧道寬度中間部位，隧道通風口的寬度是4m，每個通風口長度是10m，在此城市道路隧道工程項目當中，總共設(shè)置10個自然通風口，總長度是100m，可以取得較好的通風效果。

2.4 環(huán)境評價

因為該城市道路左線隧道的出口右側(cè)分布居民區(qū)，是環(huán)境敏感區(qū)，居民區(qū)和左線隧道出口間的距離不超過35m，針對左線隧道的污染物排放，通風設(shè)計人員決定采取洞口與自然通風模式，可以起到良好的分散排放效果，減小污染物給隧道洞口周圍環(huán)境帶來的不利影響，同時為了驗證此設(shè)計方案的可行性，通風設(shè)計人員利用CFD軟件，針對隧道洞口污染物的擴散范圍進行有效分析，結(jié)果表明采用此種通風模式，能夠顯著減小隧道洞口污染物的排放范圍，可以更好地保護隧道周圍環(huán)境[2]。

隧道內(nèi)部的通風風速為6.8m/s，室外的風速選取冬季的平均風速，為2.1m/s，風向則按照最不利狀況進行計算，風向吹向居民區(qū)。結(jié)合城市道路汽車尾氣排放標準，以及隧道內(nèi)部的車流量能夠得知，城市道路隧道內(nèi)部的CO與NO2總排放量分別是12.18kg/h與2.79kg/h，因為自然通風口具有一定的分流作用，隧道洞口的CO與NO2排放量分別達到了10.36kg/h與2.68kg/h，隧道內(nèi)部的通風量為496.35m3/s。結(jié)合二級通風標準可以得知，因為居民區(qū)域距離隧道洞口大約為3m左右，所以，采取自然通風與隧道洞口分散排污模式，能夠有效滿足隧道洞口周圍空氣質(zhì)量標準要求。

2.5 效果分析

第一，減少城市道路隧道周圍生態(tài)環(huán)境污染。在此城市隧道項目之中，通過采取自然通風模式，可以確保隧道通風系統(tǒng)穩(wěn)定運行，避免隧道洞口污染物大量集中排放，更好的保護城市生態(tài)環(huán)境。

第二，通過運用SES軟件與CFD軟件進行有效模擬，針對城市道路隧道自然通風方案進行可行性分析，可以減少污染物出現(xiàn)大面積擴散[3]。

第三，結(jié)合城市道路隧道通風特點可以得知，通過采用自然通風設(shè)計方案，并合理布置自然通風口，科學確定各個通風口的間距，不僅能夠提升排污效果，而且可以保護周圍環(huán)境，減少環(huán)境污染。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對城市道路隧道當中自然通風模式的具體運用進行合理分析，可以確保該城市道路隧道內(nèi)部通風效果符合規(guī)定標準要求。對于隧道通風設(shè)計人員來講，要全面考慮城市道路隧道工程建設(shè)規(guī)模，有針對性地選擇通風方案，不斷提高城市道路隧道內(nèi)部通風效果。