, (6.4)

здесь   - скорость воздушного потока на выходе из струйного вентилятора, м/с;

 - коэффициент, учитывающий снижение номинального импульса силы струйного вентилятора вследствие эффекта трения воздушного потока, выходящего из вентилятора, о поверхности обделки в своде или боковых стенах тоннеля при различном расположении вентилятора в сечении тоннеля. Значения  при размещении струйного вентилятора у свода (кривая 1) и на сопряжении свода и боковой поверхности тоннеля (кривая 2) приведены на рисунке 6.8;

 - коэффициент, учитывающий изменение номинального импульса силы струйного вентилятора вследствие снижения потерь на трение при отклонении выходящей воздушной струи от поверхности обделки тоннеля (рисунок 6.9);

 - коэффициент, учитывающий снижение номинального импульса силы струйного вентилятора при уменьшении продольного расстояния между группами струйных вентиляторов, размещенных по длине тоннеля ниже величины 10   в случае установки вентиляторов параллельно оси тоннеля и ниже величины 6-8   при использовании дефлекторов, отклоняющих воздушную струю, выходящую из вентилятора на 5° - 10°.   принимают равным 1, когда   или  ;

 - коэффициент, учитывающий изменение номинального импульса силы струйного вентилятора в зависимости от расстояния   между порталом с исходящей вентиляционной струей и местом установки ближайшего к этому порталу струйного вентилятора (рисунок 6.10).

623 × 420 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6.8. – Значение k₂ в зависимости от параметра р=2z/(D_т-D_f)

632 × 389 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6.9. – Значение коэффициента k₃ в зависимости от угла отклонения воздушного потока относительно оси тоннеля для различных значений параметра р=2z/(D_т-D_f)

563 × 371 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6.10. – Значение коэффициента k₅ в функции относительного расстояния от места установки ближайших к порталу с исходящей воздушной струей струйных вентиляторов до этого портала l_порт/D_т

6.11.3 Количество струйных вентиляторов  , обеспечивающих подачу в тоннель необходимого количества воздуха G, вычисляют по формуле

. (6.5)

Выбор типоразмера струйного вентилятора следует осуществлять с учетом габарита приближения тоннеля, возможности размещения в одном сечении не менее двух струйных вентиляторов, выполнения условия, определяющего значение продольного расстояния между местами установки вентиляторов  , и резервирования необходимого количества вентиляторов для обеспечения работоспособности системы вентиляции в случае выхода из строя части из них.

6.11.4 Пример расчета продольной схемы вентиляции автодорожного тоннеля приведен в приложении И.

6.12 Определение расхода воздуха при возникновении пожара в тоннеле при продольной схеме вентиляции

При возникновении пожара в автодорожных тоннелях должна быть обеспечена скорость движения воздушного потока, превышающая некоторое критическое значение, при котором гарантируется отсутствие движения дыма и газов в направлении, противоположном направлению вентиляционного потока (рисунок 6.11).

537 × 581 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6.11 – Закономерности формирования обратного вентиляционному потоку движения дыма или горячих газов при возникновении пожара в автодорожном тоннеле в зависимости от скорости воздуха

Критическую скорость  , м/с, вычисляют по формуле

571 × 27 пикс.     Открыть в новом окне

, (6.6)

где   и   - параметры, вычисляемые по формулам:

, (6.7)

202 × 23 пикс.     Открыть в новом окне

; (6.8)

здесь   - высота тоннеля в месте возникновения пожара, м;

 - площадь сечения тоннеля,  ;

 - конвективная мощность пожара, кВт;

 - коэффициент, учитывающий профиль тоннеля (при положительном уклоне  , при отрицательном уклоне с градиентом от 0% до 6%   возрастает от 1 до 1,15);

;

 - теплоемкость воздуха, равная = 1,005  ;

 - плотность воздуха в тоннеле при температуре  .

 - абсолютная температура набегающего воздушного потока, К.

Результаты вычисления   представлены на рисунке 6.12.

578 × 375 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6.12 – Зависимость критической скорости воздушного потока от конвективной мощности пожара и уклона тоннеля i

Расход воздуха, рассчитанный по критической скорости движения воздуха, сравнивают с значениями расходов, вычисленными из условия обеспечения нормативных параметров воздушной среды в тоннеле по СО,  , сажи, а также сочетания сажи и взвешенных частиц невыхлопного происхождения  , определяющих нормативное значение коэффициентов ослабления  . Для дальнейших расчетов выбирают наибольшую из сравниваемых величин, т.е. G = max ( ,  ,  ,  ).

7.1 Целесообразность применения поперечной схемы вентиляции (рисунок 7.1) определяют принятыми при проектировании горнотехническими параметрами автодорожного тоннеля (протяженность, сечение, профиль трассы и т.п.), его аэродинамическими характеристиками (коэффициенты трения и местного сопротивления), метеорологической характеристикой района расположения тоннеля, а также характеристикой транспортного потока.

587 × 342 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 7.1 – Поперечная система вентиляции – принципиальная схема

7.2 Вентиляционные каналы, устанавливаемые для осуществления поперечной схемы вентиляции, должны обеспечивать равномерное распределение по длине тоннеля подаваемого свежего воздуха и удаление загрязненного воздуха. Это должно достигаться выбором соответствующих размеров выпускных и вытяжных отверстий, в качестве которых могут использоваться клапаны различной конструкции и местными сопротивлениями их входа и выхода.

7.3 Для подачи свежего воздуха в тоннель и удаления загрязненного следует использовать различные конструкции вентиляционных каналов и их расположение относительно друг друга, обеспечивающие равномерные выпуск и вытяжку воздуха. В зависимости от площади сечения тоннеля и интенсивности движения транспорта допускается применять металлические вентиляционные короба, смонтированные у свода тоннеля вблизи противоположных стен тоннеля (рисунок 7.2), а также вентиляционные каналы, находящиеся внутри строительных конструкций (рисунок 7.3). Вентиляционные каналы должны иметь пределы огнестойкости, соответствующие EI 60 - для городских и негородских тоннелей и EI 12 - для подводных тоннелей.

610 × 332 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 7.2. – Поперечная система вентиляции, использующая металлические вентиляционные короба

612 × 878 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 7.3 – Конструкции вентиляционных каналов для автодорожных тоннелей различного сечения и количества полос для движения автотранспорта

7.4 В вентиляционных каналах по длине тоннелей должны быть выполнены проемы для установки двух типов клапанов. Через первые осуществляется подача свежего воздуха и отбор загрязненного воздуха в эксплуатационных режимах, через вторые - удаление пожарных дымовых газов. Клапаны, используемые в эксплуатационных режимах вентиляции, должны иметь площадь сечения не более 1,5-2,5   и устанавливаться на расстояниях 10-40 м друг от друга.

Площадь сечения клапанов для дымоудаления может достигать 10-15   с увеличением расстояния между ними до 100-150 м. Уточненный выбор размеров клапанов дымоудаления и расстояния между ними следует осуществлять на основании математического моделирования процесса распространения дымовых газов, зависящего от расчетной мощности пожара, температуры окружающей среды и горнотехнических параметров тоннеля. Все клапаны должны быть снабжены механизмами для их автоматического закрытия (открытия) и иметь пределы огнестойкости, соответствующие EI 60 - для городских и негородских тоннелей и EI 90 - для подводных тоннелей.

7.5 В качестве вентиляционных каналов для организации поперечной схемы вентиляции могут быть использованы сервисные тоннели, пройденные параллельно основному тоннелю (рисунок 7.4). Нагнетание в тоннель свежего воздуха и вытяжка загрязненного воздуха при этом осуществляется через сбойки, связывающие основной и сервисные тоннели.