研究自然通风在城市道路隧道中的应用

黄正明

长沙市规划设计院有限责任公司 湖南 长沙 410000

引言

在城市道路隧道当中，通过合理采用自然通风，可以确保隧道通风系统安全运行，明显减少隧道洞口污染物排放量，保护周边生态环境。近些年以来，我国城市隧道工程建设规模不断扩大，针对隧道通风设计也提出更多要求，对于设计人员而言，通过运用SES软件与CFD软件，更为深入的了解城市道路隧道结构特点，合理选择通风模式，减少能源损耗。鉴于此，本文重点城市道路隧道中自然通风设计要点，主要内容如下。

1 案例概况

某城市道路隧道属于快速路，表现为南北走向，隧道长度为1700m，采用双向六车道，设计时速为60km/h，右线隧道出口不存在环境敏感区，隧道左线出口分布居民区，和洞口相距大约40m。

2 城市道路隧道项目自然通风设计要点分析

2.1 准确计算需风量

城市道路隧道通风设计人员通过准确预测出道路交通量与尾气排放标准，针对左线隧道远期需风量，进行准确的计算，具体的计算数据结果见表1。

表1 城市道路隧道需求量计算数据结果

2.2 合理制定通风方案

我国针对长度小于2km的隧道，主要采取射流风机纵向通风模式，污染物能够顺着洞口排放，针对长度超过2km的隧道，通常采取竖井-合流纵向通风模式，因为该城市道路隧道长度比较短，故通风设计人员决定采取射流风机全纵向通风模式[1]。

结合该城市道路隧道运行特点可以得知，通风设计人员通过认真分析各类平面资料，决定在左侧隧道出口位置350m范围之内进行绿化种植，并在绿化带内部设置自然通风口，通过充分利用自然通风，可以明显减少隧道在日常运营过程中的通风能耗，而且采取自然通风模式，能够将周围污染物有效分散，能够显著降低洞口污染物排放含量，减小污染物给隧道外部环境带来的不利影响。

2.3 自然通风方案

在左侧隧道出口位置350m范围之内进行绿化种植，采取自然通风模式，可以提高城市道路隧道景观效果。通风设计人员决定将通风口设在隧道宽度中间部位，隧道通风口的宽度是4m，每个通风口长度是10m，在此城市道路隧道工程项目当中，总共设置10个自然通风口，总长度是100m，可以取得较好的通风效果。

2.4 环境评价

因为该城市道路左线隧道的出口右侧分布居民区，是环境敏感区，居民区和左线隧道出口间的距离不超过35m，针对左线隧道的污染物排放，通风设计人员决定采取洞口与自然通风模式，可以起到良好的分散排放效果，减小污染物给隧道洞口周围环境带来的不利影响，同时为了验证此设计方案的可行性，通风设计人员利用CFD软件，针对隧道洞口污染物的扩散范围进行有效分析，结果表明采用此种通风模式，能够显著减小隧道洞口污染物的排放范围，可以更好地保护隧道周围环境[2]。

隧道内部的通风风速为6.8m/s，室外的风速选取冬季的平均风速，为2.1m/s，风向则按照最不利状况进行计算，风向吹向居民区。结合城市道路汽车尾气排放标准，以及隧道内部的车流量能够得知，城市道路隧道内部的CO与NO2总排放量分别是12.18kg/h与2.79kg/h，因为自然通风口具有一定的分流作用，隧道洞口的CO与NO2排放量分别达到了10.36kg/h与2.68kg/h，隧道内部的通风量为496.35m3/s。结合二级通风标准可以得知，因为居民区域距离隧道洞口大约为3m左右，所以，采取自然通风与隧道洞口分散排污模式，能够有效满足隧道洞口周围空气质量标准要求。

2.5 效果分析

第一，减少城市道路隧道周围生态环境污染。在此城市隧道项目之中，通过采取自然通风模式，可以确保隧道通风系统稳定运行，避免隧道洞口污染物大量集中排放，更好的保护城市生态环境。

第二，通过运用SES软件与CFD软件进行有效模拟，针对城市道路隧道自然通风方案进行可行性分析，可以减少污染物出现大面积扩散[3]。

第三，结合城市道路隧道通风特点可以得知，通过采用自然通风设计方案，并合理布置自然通风口，科学确定各个通风口的间距，不仅能够提升排污效果，而且可以保护周围环境，减少环境污染。

3 结束语

综上所述，通过对城市道路隧道当中自然通风模式的具体运用进行合理分析，可以确保该城市道路隧道内部通风效果符合规定标准要求。对于隧道通风设计人员来讲，要全面考虑城市道路隧道工程建设规模，有针对性地选择通风方案，不断提高城市道路隧道内部通风效果。