下沉式長(zhǎng)大隧道洞頂開(kāi)孔自然通風(fēng)節(jié)能研究

王建華， 任 會(huì)， 張 泉

(1.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司, 湖南 長(zhǎng)沙 410200； 2.湖南大學(xué)， 湖南 長(zhǎng)沙 410082)

1 概述

隧道是交通通道中重要的結(jié)點(diǎn)，對(duì)于縮短路程、降低能耗起著至關(guān)重要的作用，然而維持隧道安全運(yùn)營(yíng)的電氣照明及機(jī)械通風(fēng)卻又十分耗能，特別是長(zhǎng)大隧道，通風(fēng)設(shè)備耗能往往達(dá)到了60%以上。在能源問(wèn)題十分嚴(yán)峻的今天，有效減少長(zhǎng)大隧道通風(fēng)設(shè)備，降低隧道運(yùn)營(yíng)能耗顯得非常重要和緊迫。本文以湖南長(zhǎng)永高速星沙段下穿城市改造項(xiàng)目為依托，研究將本需要機(jī)械通風(fēng)的下沉式長(zhǎng)大隧道通過(guò)洞頂開(kāi)孔的方式用自然通風(fēng)解決隧道通風(fēng)換氣問(wèn)題，以達(dá)到節(jié)能減碳的目的。

長(zhǎng)永高速星沙段下穿城市改造項(xiàng)目采用框架結(jié)構(gòu)連接長(zhǎng)永高速公路南北兩側(cè)，頂部設(shè)計(jì)為休閑廣場(chǎng)，下部為高速公路，蓋頂部位總長(zhǎng)度為1 650 m，全線(xiàn)隧道按雙洞六車(chē)道高速公路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度100 km/h。該隧道采用洞頂開(kāi)孔與設(shè)置遮光板相結(jié)合的方式(見(jiàn)圖1)，在保證行車(chē)安全的前提下充分利用自然通風(fēng)和太陽(yáng)光，減少風(fēng)機(jī)和燈具的運(yùn)行能耗。本文主要對(duì)該隧道通風(fēng)節(jié)能進(jìn)行研究。

圖1 隧道結(jié)構(gòu)示意圖

2 研究模型

在單向交通情況下，隧道內(nèi)行駛車(chē)輛所產(chǎn)生的交通通風(fēng)力是洞內(nèi)通風(fēng)最重要的一種動(dòng)力。當(dāng)交通通風(fēng)力足夠時(shí)，全封閉的中短隧道不設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，采用自然通風(fēng)即可滿(mǎn)足換氣要求。而當(dāng)隧道更長(zhǎng)時(shí)，如本項(xiàng)目為1 650 m長(zhǎng)隧道，全封閉情況下利用交通通風(fēng)力已無(wú)法滿(mǎn)足隧道通風(fēng)換氣要求。……