DB32 T 4627-2023 城市隧道通风设计标准.pdf
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1、!7,中国标准出版社 出 版江 苏 省 市 场 监 督 管 理 局江苏省住房和城乡建设厅 发 布城市隧道通风设计标准Standard for ventilation design of urban tunnel2023-12-18 发布2024-06-18 实施CCS P 42DB32/T 46272023ICS 91.140.60DB32/T 46272023前言 1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 基本规定 25 设计标准 35.1 一般规定 35.2 隧道 35.3 附属用房 35.4 隧道洞口 46 通风方式 46.1 一般规定 46.2 通风方式 56.3 隧道通
2、风要求 67 通风计算 67.1 一般规定 67.2 需风量计算 77.3 隧道自然通风力 87.4 隧道交通通风力 97.5 隧道通风阻力 107.6 隧道通风方式 108 污染空气净化108.1 一般规定 108.2 空气净化方式 108.3 设备布置 119 附属建筑119.1 一般规定 119.2 风机房与通风井 129.3 风道及风口 1210 防烟与排烟 1310.1 一般规定 1310.2 排烟系统 13目 次DB32/T 4627202310.3 防烟系统 1510.4 排烟设施 1511 风机选型与安装 1611.1 一般规定 1611.2 射流风机的选型与安装 1611.3
3、 轴流风机的选型与安装 1712 通风控制 1812.1 一般规定 1812.2 运营通风控制 1912.3 防烟与排烟控制 1913 节能与环保 19附录 A(规范性)车辆有害气体排放量计算因子 20附录 B(规范性)通风计算 27DB32/T 46272023前言本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省住房和城乡建设厅提出并归口。本文件起草单位:苏交科集团股份有限公司、无锡市市政设施管理中心、南京市公共工程建设中心、南京交通运营管理集团有限
4、公司、中南大学、星诺大气环境科技(南京)有限公司。本文件主要起草人:黄俊、朱晓宁、郭志明、李志远、汪文联、潘红兵、徐志胜、季红玲、丁鸿志、张迎贺、张鈜杰、杨斌、王晔、周爱军。DB32/T 46272023城市隧道通风设计标准1范围本文件规定了城市隧道通风的设计标准、通风方式、通风计算、附属建筑、污染空气净化、防烟与排烟、风机选型和安装、通风控制、节能与环保等。本文件适用于江苏省新建、改(扩)建的城市隧道通风设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单
5、)适用于本文件。GB 50116 火灾自动报警系统设计规范GB 50243 通风与空调工程施工质量验收规范GB 50736 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 51251 建筑防烟排烟系统技术标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1城市隧道urban tunnel地表以下供机动车或兼有非机动车、行人通行的城市道路。3.2隧道群tunnel group多座隧道通过地下互通匝道连接实现交通转换或两座隧道间距小于 250 m,且两座隧道之间无消防救援通道。3.3需风量requested air volume按保证隧道安全运营要求的环境指标,根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。3.4设
6、计风量designed air volume以计算得到的隧道需风量为基础,满足运营要求,进行风机选型的通风量。3.5设计风速designed wind speed根据设计风量计算得到的空气在隧道内沿隧道轴向流动的速度。3.6纵向通风longitudinal ventilation通风气流在行车空间沿隧道轴线方向(纵向)的流动。1DB32/T 462720233.7半横向通风semitransverse ventilation通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向(横向)进入(或排出)、沿隧道轴线方向(纵向)排出(或进入)的流动。3.8临界风速critical velocity当采用纵向排烟时,
7、控制烟气沿隧道坡度逆向流动的最小风速。3.9重点排烟concentrated smoke extraction在隧道纵向设置专用排烟道,并间隔一定距离设排烟口。火灾时,远程控制火灾附近的排烟口开启,将烟气快速有效地排出车行空间。4基本规定4.1城市隧道通风应综合考虑道路等级、工程规模、隧道平面与纵断面线形、近远期预测交通量与交通工况、车辆种类与有害气体排放量、相邻隧道污染物空气窜流、环境保护、烟气控制和运营维护等因素。4.2城市隧道通风设计应符合科学合理、安全经济、技术先进、节能环保、利用高效的原则。4.3隧道通风系统应具有以下功能:a)正常工况及交通阻滞工况时,应能稀释或去除隧道内的 CO、
8、烟尘、NOx等污染物和余热,控制有害物浓度、能见度等指标符合 5.2 的要求;b)火灾事故时,应能有效控制和迅速排除烟气;c)隧道养护维修时,应能提供一定新风量,控制有害物浓度、能见度等符合 5.2 的要求。4.4隧道通风系统应按预测特征年的交通量、车辆组成和相应车辆有害气体排放量设计,并根据需要考虑通风设备的分期实施。4.5城市隧道通风设计小时交通量应为混合车设计高峰小时交通量。4.6隧道通风系统的设计应满足以下要求:a)在特殊工况或短时间内交通条件发生变化时,通风系统应具有一定的适应性;b)在通风系统某一局部失效时,应保证系统的整体功能维持在适宜的水平;c)应根据环境影响报告书对污染空气排
9、放和噪声要求,结合工程实施条件确定污染空气排放方案,应采取措施使通风设备传至室外的噪声符合环境保护要求;d)应能有效利用汽车交通力,并考虑隧道需风量变化,制定运行策略。4.7改建或实施二期通风系统的城市隧道,应按当前实际交通量和交通组成评估通风系统的合理性。4.8城市隧道通风设计应分别明确运营工况与火灾工况的风机运行数量和位置。4.9专用避难疏散通道及其前室、疏散楼梯及其前室应设置机械加压送风设施。4.10火灾工况下交通量计算应遵循下列原则:a)工况车速宜按 0 km/h 考虑。b)单向通行隧道宜按独立排烟区末端位置发生火灾考虑,双向通行隧道宜按洞内中点发生火灾考虑。4.11通风系统的管材、消
10、声材料应采用 A 级不燃材料,管材及消声材料还应具有防潮、防腐、防蛀、耐老化和无毒的性能。2DB32/T 462720235设计标准5.1一般规定5.1.1城市隧道通风设计的安全标准应以稀释机动车排放的烟尘为主,必要时可考虑隧道内机动车带来的粉尘污染。5.1.2城市隧道通风设计的卫生标准应以稀释机动车排放的 CO、NO2 为主。5.1.3城市隧道通风设计的舒适性标准应以换气稀释机动车带来的异味为主,必要时可考虑去除余热和降低湿度。5.2隧道5.2.1隧道通风设计标准应符合下列规定:a)CO、NO2 和烟尘设计浓度,应满足表 1 中的规定;表 1 CO、NO2 和烟尘设计浓度车速v/(km/h)
11、或工况v4020vr 时,pt 取“+”;当 vt1 500L3 000二类500L1 5001 500L3 000三类L5005001 500四类L500L1 50010.1.3城市隧道防火灾应按一座隧道或隧道群同一时间发生一次火灾设防。10.1.4城市隧道火灾时,防烟与排烟系统应能及时有效控制和排除烟气、减少烟气在隧道内影响范围。10.1.5防烟系统的设计应根据隧道构造、使用性质、设备布置等因素,采用机械加压送风系统。10.1.6城市隧道排烟系统设计应结合交通状况、通风方式和疏散设施等统筹考虑,当与正常通风系统合用时,应具备在火灾工况下的快速转换功能,并符合排烟系统要求。10.1.7城市隧
12、道内机械排烟系统的设置应符合下列规定:a)长度大于 3 km 的城市隧道,宜采用纵向分段排烟方式或重点排烟方式;b)长度不大于 3 km 的单洞单向城市隧道,宜采用纵向排烟方式。10.2排烟系统10.2.1宜根据隧道交通功能、预测交通量、交通组织状况,参照表 8 确定隧道安全适用的最大火灾热释放率。表 8 车辆的火灾热释放率表车型类型火灾热释放率/MW小轿车35货车1015集装箱车、长途汽车、公共汽车2030重型车3010010.2.2当隧道采用纵向排烟时,纵向气流速度应不大于临界风速,临界风速按式(17)式(19)计算:V c=0.606K g(gHQ fC pA rT f)13(17)T
13、f=(Q fC pA rV c)+T(18)K g=1+0.037 4i0.8(19)式中:V c临界风速,单位为米每秒(m/s);K g坡度修正系数;g 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s);13DB32/T 46272023H 隧道最大净空高度,单位为米(m);Q f 火灾规模,单位为千瓦(kW);火场远区空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3);C p 空气比热容,单位为千焦每千克开尔文kJ/(kgK);A r隧道横断面积,单位为平方米(m);T f 烟气平均温度,单位为开尔文(K);T 火场远区空气温度,单位为开尔文(K);i隧道坡度,%。10.2.3隧道纵向火灾排烟需风量可按式
14、(20)计算:Q req()f=A rV c(20)式中:Q req(f)隧道火灾排烟需风量,单位为立方米每秒(m/s);A r隧道横断面积,单位为平方米(m);V c临界风速,单位为米每秒(m/s)。10.2.4当城市隧道采用重点排烟时,排烟量应按设计火灾规模计算确定,排烟量的计算可按式(21)式(23)计算:a)轴对称型烟羽流按式(21)和式(22)计算:当 ZZ1 时:M =0.071Q13c Z53+0.0018Q c(21)当 ZZ1 时:M =0.032Q35c Z(22)Z 1=0.166Q25c(23)式中:M 烟羽流质量流量,单位为千克每秒(kg/s);Qc热释放速率的对流部
15、分,单位为千瓦(kW),一般取值为 Qc=0.7Qf;Z燃料面到烟层底部的高度,单位为米(m)(取值应大于或等于最小清晰高度与燃料面高度之差);Z1火焰极限高度,单位为米(m)。b)烟层平均温度与环境温度的差应按式(24)计算:T=KQ c/M C(24)式中:T 烟层平均温度与环境温度的差,单位为开尔文(K);K烟气中对流放热量因子,当采用机械排烟时,取 K=1.0;C 空气的比定压热容,一般取 C=1.01 kJ/(kgK)。c)排烟量应按式(25)和式(26)计算:V=M T/0T 0(25)T=T 0+T(26)式中:V排烟量,单位为立方米每秒(m/s);T烟层的平均热力学温度,单位为
16、开尔文(K);0环境温度下的气体密度单位为千克每立方米(kg/m),通常 0=1.2 kg/m;14DB32/T 46272023T 0环境的热力学温度,单位为开尔文(K),通常 T 0=293.15 K。10.2.5当隧道采用重点排烟时,应符合以下规定:a)排烟量计算应考虑土建排烟风道和排烟口的漏风量等因素,不宜小于 20%漏风量。b)排烟口应设置在隧道上部或侧壁上部,并采用常闭型,排烟口纵向间距不宜大于 60 m。地下互通匝道隧道段内排烟口纵向间距不宜大于 30 m。c)火灾时应联动开启着火区域的排烟口,连续打开的排烟口数量不宜少于 5 组。d)排烟道内的设计风速不宜大于 15 m/s,排
17、烟口的设计风速不宜大于 10 m/s。e)隧道排烟道内应光滑并应满足密封性要求。10.2.6城市隧道应结合匝道、风井等布局进行必要的分段排烟,并分别对各区域进行烟气控制设计。10.2.7配电房宜设置独立的机械排烟系统,排烟量应按 GB 51251 的有关规定执行。10.2.8城市隧道内附属用房设置的机械排烟系统与通风系统宜分别设置;当合用时,通风系统应采取可靠的防火安全措施,并应具备事故工况下的快速转换功能。10.3防烟系统10.3.1城市隧道专用安全通道应设置独立的机械加压送风防烟设施,隧道专用安全通道与隧道行车道之间的压差应为 30 Pa50 Pa。10.3.2专用疏散通道的防烟设计应根据
18、其长度和净空,选择合理适用的机械正压送风方式;其前室加压送风量应按其入口门洞风速不小于 1.2 m/s 计算确定,送风口的风速不宜大于 7 m/s。10.3.3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 30 m3/h 计算,新鲜空气供气时间不应小于火灾延续时间。10.3.4机械加压送风防烟系统送风口应靠近避难疏散通道和避难所入口,其风速不宜大于 7.0 m/s。10.3.5封闭楼梯间应采用自然通风系统,不满足自然通风条件的封闭楼梯间,应设置机械加压送风系统。机械加压送风系统应采用管道送风,且不宜采用土建风道。送风管道应采用不燃材料制作且内壁应光滑。当送风管道内壁为金属时,设计风
19、速不应大于 20 m/s;当送风管道内壁为非金属时,设计风速不应大于 15 m/s;送风管道的厚度应符合 GB 50243 的规定。10.4排烟设施10.4.1火灾时运行的射流风机、排烟风机及烟气流经的风阀、消声器、软接等辅助设备,应按隧道火灾烟气进行配置,连续有效运行时间应高于隧道疏散时间,且应满足 250 时连续有效工作时间不小于 1h 的要求。10.4.2用于火灾排烟的射流风机宜按计算台数 15%的备用量,应至少备用一组。10.4.3火灾时运转的风机从静止到达全速运转的时间不应大于 60 s,可逆式风机应能在 90 s 内完成反向运转。10.4.4设备用房排烟管道的设置和耐火极限应符合下
20、列规定:a)竖向设置的排烟管道应设置在独立的管道井内,排烟管道的耐火极限不应低于 0.50 h;b)水平设置的排烟管道应设置在吊顶内,其耐火极限不应低于 0.50 h;当确有困难时,可直接设置在室内,但管道的耐火极限不应小于 1.00 h;c)设置在走道部位吊顶内的排烟管道,以及穿越防火分区的排烟管道,其管道的耐火极限不应小于 1.00 h。10.4.5设备用房排烟管道下列部位应设置排烟防火阀:a)垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;b)一个排烟系统负担多个防烟分区的排烟支管上;15DB32/T 46272023c)排烟风机入口处;d)穿越防火分区处。11风机选型与安装11.1一般规定1
21、1.1.1风机选型应满足隧道运营通风及排烟系统的使用要求,并具有良好的节能、环保特性。11.1.2通风系统设备、管道及配件布置安装应能为安装、操作、测量、调试和维修预留空间位置。11.1.3附属用房内风机的选型与安装应符合 GB 50736 和 GB 51251 的相关要求。11.2射流风机的选型与安装11.2.1射流风机选型应满足下列要求:a)射流风机应选用具有消声装置的隧道专用风机;b)射流风机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;c)单向城市隧道宜选择单向风机,双向城市隧道应选择双向风机,同一隧道的风机型号应相同;d)双向可逆射
22、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)火灾工况下运行的射流风机、排烟风机应能在环境温度 280 下连续有效运行不小于 1 h;f)在野外距风机出口 10 m 且成 45夹角处测量射流风机的 A 声级应小于 75 dB;g)射流风机电机防护等级不应低于 IP55,绝缘等级不应低于 F 级;h)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 18 000 h。11.2.2射流风机在隧道横断面上的安装应满足下列要求:a)射流风机不应侵入隧道建筑限界,射流风机的边沿与隧道建筑限界
23、的净距不宜小于 15 cm;b)宜采用固定式或悬吊式安装;当采用壁龛式安装时,应注意隧道结构的过渡设计,可在风机进出口设置导流叶片;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;d)当同一断面布置 2 台及 2 台以上射流风机时,相邻两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。11.2.3射流风机在城市隧道纵断面上的布置应注意下列事项:a)射流风机的设置位置应结合隧道运营通风需求、火灾防烟与排烟、风机供配电系统的合理性等综合考虑;b)口径不大于 1 000 mm 的射流风机间距宜小于 120
24、 m,口径大于 1 000 mm 的射流风机间距宜大于 150 m;c)长度不大于 3 000 m 的直线城市隧道,射流风机可布置在两端洞口段;特长城市隧道的射流风机宜在两端洞口段、洞内中部等位置不少于 3 段分布;长度大于 2 000 m 的曲线城市隧道,曲线段宜布置射流风机;d)单隧道进出口段的第一组风机与洞口的距离宜取 100 m150 m;e)射流风机与其他机电设备不宜相互干扰,风机预埋件宜避开车行横通道、人行横通道、紧急停车带等段落;16DB32/T 46272023f)城市隧道曲线段内射流风机的纵向布置距离不宜大于 100 m。11.2.4射流风机安装应注意下列事项:a)风机运转的
25、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,风机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,应能够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;沿海附近的隧道或洞内污染腐蚀严重的隧道,宜做好防盐雾腐蚀等处理;e)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螺栓连接,风机安装底座应考虑减振措施;f)风机轴线应与隧道轴线平行,误差不宜大于 5 mm;g)射流风机射程范围内气流不宜受其他构筑物(如情报板、指示牌、照明灯具)的阻挡。11.2.5当射流
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