DB41／T 2156-2021 公路隧道通风设计指南.pdf
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DB41／T 2156-2021 公路隧道通风设计指南
隧道通风方式选择时应考虑下列因素： a）隧道长度； 交通条件； 地形、地物、地质条件； 通风要求； 环境保护要求； f) 火灾时的通风控制； 维护与管理水平； h) 分期实施的可能性； i）工程造价、运营电费、维护管理费
5.1.2通风方式分类
5.1.3设置机械通风方式初步判定条件
双向交通隧道高速公路标准规范范本，当符合公式（1）的条件时，可设置机械通风
式中： 一隧道长度，单位为米（m）； 一设计小时交通量，单位为辆每小时（veh/h）。 单向交通隧道，当符合公式（2）的条件时，可设置机械通风
式中： L一隧道长度，单位为米（m）； W一设计小时交通量，单位为辆每小时（veh/h）。 单向交通隧道，当符合公式（2）的条件时，可设置机械通风，
若不满足公式（1）、（2）可采用自然通风方式。
5. 2. 1设计风速
DB41/T2156—2021单向交通隧道的设计风速不宜大于10.0m/s，特殊情况不应大于12.0m/s；双向交通隧道的设计风速不应大于8.0m/s；设有专用人行道的隧道设计风速不应大于7.0m/s。5.2.2风流流向双向交通隧道设计风向宜与行车上坡较长方向一致，洞内通风气流方向不宜频繁变化。5.2.3交互污染隧道洞口之间、送排风口之间的污染物空气流动，应符合下列要求：a)连拱或小净距特长隧道的左右洞相邻洞口间宜采取措施避免污染空气窜流，当不可避免污染空气窜流时，通风设计应考虑窜流带来的影响；b)上行隧道行车出口排出洞外的污染空气对下行隧道产生二次污染时，应根据污染程度综合考虑上、下行隧道的通风方式c）通风井的进风口宜设置于上风方向，排风口宜设置于下风方向；设置于山坳中的通风井，风口宜朝开阔方向：d)通风井的排风口高程应大于进风口高程，其高差不应小于5Ⅲ；进风口与排风口之间的平面间距不应小于5Ⅲ；进风口与排风口不应同方向布置，防止窜流。6通风标准及设计风量6.1通风标准6.1.1CO与NO2设计浓度取值应符合下列规定：a）通风设计的卫生标准应以稀释CO为主，正常交通时，CO设计浓度可按表1取值：表1CO设计浓度隧道长度（m）L≤10001000
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应按以下原则确定： a）单向交通时，交通通风力宜作为动力考虑；当工况车速小于设计风速时，交通通风力应作为阻 力考虑； b）双向交通时，交通通风力宜作为阻力考虑； c）交通通风力应按设计速度以下各工况车速分别计算。
7. 3. 2 通风力计算
7.5全射流纵向通风方式
7. 5. 2 隧道压力
隧道内压力平衡应满足公式（3）
式中： Apm 隧道内自然通风力，单位为帕（Pa)； AP 一隧道内交通通风力，单位为帕（Pa）； APt 隧道内通风阻力，单位为帕（Pa)； ZAD 射流风机群总升压力，单位为帕（Pa）。
7.5.3射流风机升压力与所需台数
7.6送排式纵向通风方式
7. 6.2 设计规定
送排式纵向通风设计应符合下列规定： a 送排式纵向通风方式宜用于单向交通隧道； b 隧道内最大设计风速不宜大于8.0m/s； 应防止短道段出现回流，短道段长度不应小于50m； d）应为短道段提供一定的窜流风速，送风量计算应充分考虑短道段窜流风量及其污染浓度
送排式纵向通风宜与射流风机组合，形成通风并与射流风机组合纵向通风方式。组合纵向通风
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压力平衡应满足公式（4）的要求，同时通风计算应对通风并位置以及通风并与射流风机位置等各方案相 应的需风量、设计风量、风速等进行反复试算，确定合理的沿程压力分布。
AP, 送风口升压力，单位为帕（Pa)； AP 一排风口升压力，单位为帕（Pa)； ZAP; 射流风机群总升压力，单位为帕（Pa） APm 隧道内自然通风力，单位为帕（Pa)； APt 隧道内交通通风力，单位为帕（Pa）； Ap. 隧道内通风阻力，单位为帕（Pa）。
巨补式通风方式的模式可
7.7.2污染物浓度分布
图1双洞互补式通风方式示意图
补式通风方式隧道内污染物浓度分布可见图2，其中虚线为常规隧道污染物浓度变化，实线为添 系统后，隧道污染物浓度变化。
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图2隧道污染物浓度变化示意图
互补式通风设计应符合下列规定： a）宜用于上下行隧道需风量的较大值大于单隧道最大允许通风量且上下行隧道需风量之和小于 2倍的单隧道最大允许通风量； b）上下行隧道需风量的比值宜大于1.5且隧道长度应在5000m以内； 隧道内最大设计风速不宜大于8.0m/s
7. 7. 4 设计风量
左、右线隧道的设计风量可按公式（5）计算
2,= J+4r QR
式中： L 一一左线隧道内污染物排放量，co单位为立方米每秒（m"/s），烟尘单位为平方米每秒（m/s）； 一一右线隧道内污染物排放量，co单位为立方米每秒（m/s），烟尘单位为平方米每秒（m/s）； QR 右线隧道的设计风量，单位为立方米每秒（m/s）； S 隧道内污染物浓度限制值，co单位为立方厘米每立方米（cm"/m），烟尘单位为每米（m"）。
互补式通风方式的压力可按下列要求计算。 a）隧道第I区段末端的全压（分流前的全压）可按公式（6）计算
式的压力可按下列要求计算。 区段末端的全压（分流前的全压）可按公式（
式中： Ptotl 第I区段末端的全压，单位为帕（Pa)； 入口与风流出口的气象压力差，单位为帕（Pa)；
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Pror2一一第II区段始端的全压，单位为帕（Pa); c）隧道第II区段末端的全压（合流前的全压）可按公式（8）计算
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Prot =1.1×() (11) D. 2
Prot=1.1x(Z, (11)
横通道间距以污染物浓度是否超标为标准，宜大于50m且宜小于100m。
7.8全横向和半横向通风方式
8.1.1 设计考虑因素
风机房设计应综合考虑功能要求、位置选择、建设条件、环境保护、养护维修、运营管理及景 等因素。若竖（斜)井井口气象条件恶劣、风机房工作人员生活与交通条件艰苦、山顶建房征地占 过高，宜考虑设置地下风机房
应符合下列要求： a）风机房应具有布置轴流风机、电气设备、控制设备、其他辅助设备的空间及预留设备检修空间 并应设置大型设备搬运通道和工作通道等： b 风机房与风道的连接应严密封闭； C 风机房与通风井内应采取防排水措施； d）风机房的设计应满足房屋建筑设计相关规范要求，
应符合下列要求： a）设置位置应综合考虑地质条件、经济性和安全因素，宜选择在围岩条件较好地段
DB41/T2156—2021b）地下风机房与隧道的位置关系，可根据地质条件以及隧道与通风井、连接风道的位置确定；c)地下风机房的布局应满足风机及其配套设施的综合布置、运输、安装、检修等各项功能要求，大型通风机宜集中布置；d)地下风机房与隧道正洞之间应设置大型设备运输通道和合理的逃生通道，地下风机房与连接风道之间应设置检修通道；e)地下风机房应设置防潮、防尘、降噪、给排水、温度调节、环境检测、闭路监视、火灾报警等设施，并设置质量可靠、功能充足的排烟和自动灭火系统；f)）地下风机房与隧道正洞之间的各连接通道应设置防火门；g）上下行隧道送（排）风道宜合并设置、独立控制。8.2.2功能分区应符合下列要求：a）地下风机房分为有人值守和无人值守两种类型，应根据隧道具体情况选择地下风机房类型；b）风机房空间应能布置轴流风机、电气设备、控制设备和其他辅助机电设备，并有大型设备搬运通道和工作通道等；c）地下风机房的组成应按隧道具体情况来确定，一般宜由风机区、运营操作区、设备区及维修区组成。8.2.3新风量和风速地下风机房设备及管理用房内每人每小时需供应的新鲜空气量不应少于30㎡，且新风量不少于总风量的10%；有人值守的地下风机房活动区风速冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜为0.2m/s～0.5m/s。8.2.4温度和湿度有人值守地的下风机房温度宜控制在12℃～30℃，无人值守的地下风机房温度不宜超过35℃；夏李相对湿度宜控制在40%～80%，冬季宜控制在30%60%。8.2.5安全要求有人值守和无人值守的地下风机房内CO以及其他污染物允许浓度应满足人员安全、健康、舒适的要求，允许浓度数值可参考通风标准。8.2.6噪声要求有人值守的地下风机房通风、空调设备传至各房间内的噪声不应超过60dB（A）。8.2.7防灾和疏散应符合下列要求：a)/应根据隧道交通条件、自然条件和火灾危险性等因素进行火灾排烟设计，对风机房发生火灾和主隧道发生火灾综合考虑；b)地下风机房火灾防烟与排烟措施应综合考虑各通风方式的工程造价、技术难度、运营维护及其排烟特点等因素进行选择；应设有人员逃生通道；d）地下风机房的疏散通道、安全出口以及房间疏散门的各自宽度应经计算确定。安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于0.9m，疏散走道的净宽不应小于1.1m。8.2.8照明要求12
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应符合下列要求： a）有人值守的地下风机房应设置照明，无人值守的地下风机房应根据现场情况设置照明； b）照明控制设施应根据照明设计提出的照明方式、工艺要求，结合隧道交通工程等级和现场条1 合理确定照明控制方案； c）地下风机房出入口及救援通道应设置应急照明设施。
应符合下列要求： a） 设置位置和形式应根据隧道洞口地形条件确定； b） 当风机房设置在两隧道洞口间时，应注意风机房与隧道洞口环境的协调； c）应考虑地表风机房的设置对自然环境景观和附近居民生活的影响； d）地表风机房的设计可参考地下风机房等相似工程的设计。
通风可采用射流风机、轴流风机、离心风机、明
9. 1. 2风机要求
风机应满足隧道通风系统使用要求，并具有良好的节能环保特性。
9.2射流风机选型与布置
9. 2. 1风机选型
a）应选用具有消声装置的公路隧道专用风机； b） 应结合不同类型射流风机的直径、单台射流风机的电机配置功率、隧道总装机功率、长期运营 费用等进行选型； 单向交通隧道宜选择单向风机，双向交通隧道应选择双向风机，同一隧道的风机型号宜相同： d 双向可逆射流风机反转时的风量和推力不宜低于正转的98%；反向运行的单向射流风机，其反 向风量宜为正向风量的50%70%； e 当隧道内发生火灾时，在环境温度为250℃情况下，射流风机应能正常可靠运转60min； f）在野外距风机出口10m且成45°夹角处测量射流风机的A声级应小于77dB； g）风机电机防护等级不应低于IP55，绝缘等级不应低于F级； 在额定工作条件下，风机整体设计使用寿命不应低于20年，第一次大修前的安全运转时间不 应少于18000h。
9. 2. 2风机设置
a）不应侵入隧道建筑限界，边沿与隧道建筑限界的净距不宜小于20cm； b）宜采用固定式或悬吊式安装；当采用壁式安装时应注意隧道结构的过渡设计，可在风机 口设置导流叶片：
C 应根据隧道断面形状、断面大小、全隧道射流风机总体布置情况以及供配电系统实施的合理性 确定同一断面上风机的设置数量； 当同一断面布置2台及2台以上射流风机时，相邻2台风机的净距不宜小于1倍风机叶轮直径 该断面的各风机型号应完全相同； e）口径小于等于1000mm的射流风机间距宜小于120m，口径大于1000mm的射流风机间距宜大 于150m
应符合下列要求： a）风机运转的正向应与隧道通风设计的主要气流方向一致； b）支承风机的结构承载力不应小于风机实际静荷载的15倍，安装前应做支承结构的荷载试验； C 风机应安装安全吊链并保持适当的松弛度；当安全吊链受力时，应能承担射流风机及其安装支 架的静荷载； d 风机的安装连接件应选用钢构件，其表面应做防腐处理；洞内污染腐蚀严重的隧道，宜做防盐 雾腐蚀等处理： 风机的安装连接件与风机支承结构预埋件之间可采用焊接，或采用螺栓连接，风机连接件与风 机或风机支承结构预埋件之间应考虑减振措施； 风机轴线应与隧道轴线平行，误差不宜大于5mm
9.3轴流风机选型与布置
9. 3. 1风机选型
应符合下列要求： a）应根据设计要求确定风机特性，并应根据不同设置场所和环境条件选择轴流风机； b）宜选用大风量、低风压、静叶可调的轴流风机；应结合隧道设计风量、风压、功率及效率选择 风机型号； 风机安装前，应结合土建施工情况、轴流风机性能，根据通风系统摩擦阻力和风机全压效率等 对风机配备参数进行验算； d）火灾排烟轴流风机的绝缘等级不应低于F级，其他轴流风机的绝缘等级不应低于H级；轴流风 机的防护等级不应低于IP54。
9. 3. 2风机设置
应满足下列要求： a）宜选择卧式轴流风机；设置条件有限或安装场地不足时，可选用立式安装的轴流风机： b）轴流风机宜2至3台并联设置；采用4台并联运行时，各风机型号和性能参数应完全一致： c）并联的轴流风机宜设置防喘振装置； d）同一送风系统或排风系统宜设置1台备用同型号轴流风机
9. 3. 3风机控制
轴流风机的风量调节宜选用转速控制法和台数控制法相结合；风量分档应根据交通量确定，宜按有 极分档划分。
10.2合流、分流岔洞的合理形状与角度
0.2.1斜向合流三通段
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0. 2. 2 斜向分流三通段
图3斜向合流三通示意图
在进行斜向分流三通设计时，宜取75°～90°，断面形状宜为圆形，A3/A宜为1，Q/Q宜为0.4～ 0.6，结构示意图可见图4。
图4斜向分流三通示意
风道截面宜为圆形，风道夹角θ*宜取6°～10°；当θ*大于60°时压力损失较大，应做成θ 突扩形式，结构示意图可见图5。
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风道截面宜为圆形，风道夹角θ“宜小于60°；当θ*大于60°时宜做成喇叭口状，应避免Φ*=180 的突缩形式，结构示意图可见图6。
11通风控制及火灾防排烟
11. 1. 1 控制方式
风机具备手动控制功能，高速公路和一级公路隧道宜采用自动控制方式
11. 1. 2风量级档
风机控制应分别针对正常运营工况、火灾及交通阻滞等异常工况、养护维修工况等通风需求制订不 同风量级档。考虑控制效率、技术复杂程度、设备损耗等因素，风量级档划分不宜过细。当隧道通风系 统包括有轴流送风机、轴流排风机与射流风机时 过不用类型风机组合来确定合理的组合风量级档。
11. 1. 3 风机控制
风机控制应符合下列要求： a）交通量分布较为固定或柴油车混入率变化不大时，采用程序控制方式； b）风机的启停不宜过于频繁； c）每台（组）风机应间隔启动，时间间隔应大于30 s。
11. 2. 1 设置条件
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长度L>1000m的高速公路和一级公路隧道、长度L>2000m的二、三、四级公路隧道应设火灾 烟与排烟系统。
11. 2. 2 设计因素
应考虑隧道长度、交通量、交通组成、断面大小、平曲线半径、纵坡、交通条件、人员逃生多 然条件和火灾危险性等因素。
11.2.3火灾防烟与排烟设计
公路隧道火灾防烟与排烟设计原则如下： a）公路隧道火灾防烟与排烟系统宜与日常运营通风系统合用； b）应利于人员安全疏散，避免火灾隧道的烟气侵入人行与车行横通道、相邻隧道或平行导洞以及 附属用房等； C 应能有效控制火场烟气的扩散； d） 应利于救援、灭火； e） 从正常通风模式到应急通风模式的转换应在90s内完成，
11. 2. 4 纵向排烟需风量
火灾排烟时的需风量可按公式（12）计算。
11.2.5单洞双向交通隧道火灾排烟设计
采用纵向排烟的单洞双向交通隧道，火灾排烟设计应遵循以下原则： a 隧道内排烟方向和排烟风速应根据洞内火灾位置、交通情况、自然排烟条件、通风并设置情况 等因素确定，应缩短烟雾在隧道内的行程； b 火灾烟雾在隧道内的最大行程不宜大于3000m； c）安全疏散阶段，纵向排烟风速不应大于0.5m/s； d）灭火救援阶段，纵向排烟风速不应小于火灾临界风速。
1.2.6纵向火灾排烟设
排烟的双洞单向交通隧道，火灾排烟设计应遵循
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a）隧道内排烟方向应与隧道行车方向相同，烟雾应由隧道出口或就近排烟口排出； b）火灾烟雾在隧道内的最大行程不宜大于5000m； c）纵向排烟风速不应小于火灾临界风速； d）起火点下风方向的横通道防火卷帘和防火门应关闭
11.2.7集中火灾排烟设计
采用排烟风道集中排烟的公路隧道，火灾排烟设计应遵循以下原则： a）隧道内纵向风速不宜大于2.0m/s；排烟分区内不应出现烟气回流； b）排烟分区可按隧道通风区段划分，且每个排烟分区的长度不应大于1000m； C 采用横向和半横向通风方式的隧道应通过主风道排烟；烟气在隧道内蔓延长度不宜大于300m； d 每个排烟区段内应设置排烟口，排烟口纵向间距不宜小于60m； e 隧道内烟雾应通过沿隧道纵向布置的排烟口排出。排烟口应设置在隧道顶部或侧壁上部，排烟 口可独立设置或与排风口合并设置； 全横向通风系统转换为排烟系统时，起火点附近应停止送入新鲜空气；隧道送风型半横向系统 应转换为排风型半横向系统进行排烟
电气安全标准1.2.8隧道排烟风机
隧道内的排烟风机应满足下列要求： a）隧道排烟风机在250℃环境条件下连续正常运行时间不应小于60min；排烟风机消声器应在 250℃的环境条件中保持性能稳定； b） 隧道排烟风机应设置备用风机； c）可逆式风机应能在90s内完成反向运转
11.2.9逃生通道、避难室
逃生通道、避难室的设置应符合下列要求： 隧道逃生通道防火门、避难室防火门应具有防火、防烟和耐风压功能； b）专用避难疏散通道、独立避难所的前室余压值不应小于30Pa；专用避难疏散通道、独立避难 所的余压值不应小于50Pa； C 专用避难疏散通道的防烟设计应根据其长度和净空，选择合理适用的机械正压送风方式；其前 室加压送风量和送风口尺寸，应按其入口门洞风速不小于1.2m/s计算确定； d 隧道车行横洞洞口顶部离底部距离应小于3.6m，在大于3.6m的上端应该设置相应的遮挡物， 人行横洞洞口顶部离底部应小于3m，在大于3m的上端应设置相应的遮挡物，遮挡物应具有 防火、防烟、耐风压功能； e 在双洞单向隧道中横通道间距应设置在250m～500m范围，在高曲率等特殊情况下横通道间距 应适当加密； 士 用于疏散的通道洞口应该设置醒目的应急标志； 名 独立避难所防烟设计的加压送风量应按地面面积每平方米不小于30m/h计算，新鲜空气供气 时间不应小于火灾的延续时间。
11.2.10防烟与排烟监控系统
防烟与排烟监控系统应符合下列要求： ）火灾工况下的防烟与排烟控制应与隧道火灾报警、闭路电视监视、交通监控等隧道其它监控 统联合使用：
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b）应具有风速、风向和火灾监控功能； c）应具有不同火灾救援阶段、不同排烟方式的防烟与排烟、逃生诱导、救援指挥等控制和运行模 式； d）应能根据起火点位置，合理确定防烟排烟系统的风量、风速控制模式； e）应具备根据火灾现场的实际情况和要求，适时调整防烟排烟系统的控制功能； f）防烟排烟系统应设置自动控制和手动控制装置，应具有现场控制、远程控制和联动控制功能 火灾工况下，现场控制指令应优于其他控制； 排烟风机的电机启动器、驱动装置、断开装置及其控制装置应与风机气流隔离： h）当双洞单向行车隧道内发生火灾时，双洞均应进行交通管制市政管理，同时启动相应的通风排烟系统。
b）应具有风速、风向和火灾监控功能； c）应具有不同火灾救援阶段、不同排烟方式的防烟与排烟、逃生诱导、救援指挥等控制和运行模 式； d）应能根据起火点位置，合理确定防烟排烟系统的风量、风速控制模式； e）应具备根据火灾现场的实际情况和要求，适时调整防烟排烟系统的控制功能； f）防烟排烟系统应设置自动控制和手动控制装置，应具有现场控制、远程控制和联动控制功能 火灾工况下，现场控制指令应优于其他控制； 排烟风机的电机启动器、驱动装置、断开装置及其控制装置应与风机气流隔离： h）当双洞单向行车隧道内发生火灾时，双洞均应进行交通管制，同时启动相应的通风排烟系统，
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