特长公路隧道互补式通风系统防灾救援 及节能控制技术研究
【成果名称】特长公路隧道互补式通风系统防灾救援 及节能控制技术研究
【成果属性】
【推荐单位】浙江省交通规划设计研究院有限公司
【成果体现形式】其它
【鉴定/评价单位】浙江省交通运输厅
【成果研究形式】与企业合作
【鉴定/评价日期】2019-06-12
【成果推广形式】
【成果内容简介】本课题依托临金高速公路金华山隧道采用了互补式通风结合竖井排烟的新型通风模式，为了实现通风系统的低碳、节能，并为消防安全提供设计与运营管理方面的指导，开展了如下研究： （1）互补式通风方式的节能设计及控制技术研究，包括基于通风网络及CFD分析的互补式通风道的合理位置及间距分析以及双洞需风量交替不平衡时双向互补式通风模式的工作机理研究； （2）建立了互补式通风隧道火灾分析数值模型和竖井排烟的分析模型，搭建了隧道火灾模型试验平台，对互补式通风条件下的火灾烟气浓度、温度场的发展规律研究； （3）通过调研隧道火灾发生后的探测时间、各设备系统的启动及联动控制时间，开展了隧道防灾救援设施的联动控制技术研究； （4）高速公路隧道人员荷载调查及概率统计模型研究； （5）在公路隧道火灾原因、特点及危害分析的基础上，对人员反应时间、人员疏散时间进行了分析，通过公式计算得到人员必需安全疏散时间。 主要技术性能指标： （1）在适用性研究方面：对互补式通风模式的适用范围进行了分析，对纵坡采用人字形双向坡的特长隧道，获得了通风负荷比的简化分析方法，用以评估互补式通风模式的适用性。 （2）在互补式通风模式设计方面：提出了两种互补式通风道的合理位置确定方法；并编制了竖井送排结合互补式通风模式的分析程序； （3）在互补式通风模式的节能控制方面：提供了竖井送排结合互补式通风系统三种可能的设备开关组合模式。 （4）在互补式通风模式的防灾技术方面：提出了采用湿式共振栅除尘装置进一步提高互补式通风的消防安全，另外申请了一项发明专利——一种互补风道防串烟装置； （5）在互补式通风模式的火灾联动控制方面：掌握了火灾发生后的探测时间，以及各设备系统的启动及联动控制时间，即从火灾开始到排烟风机开启的时间约为160s（接近3min）；而到开足射流风机，形成稳定的临界风速所需时间约为400s，接近7min。而根据RABT和HC曲线，隧道内火灾通常在5min之内即达到峰值功率。并获得了火灾情况下最佳的双洞隧道风机控制方案，即火灾隧道开启上游风机、相邻隧道相向开启两端风机。
【成果前景介绍】随着我国公路建设的蓬勃发展，隧道无论是数量和长度均快速增长。截至2017年底，我国大陆地区公路隧道16229处/1528.51万米，增加1048处/124.54万米，其中特长隧道902处/401.32万米，长隧道3841处/659.93万米。我国已建成秦岭终南山隧道（长18km）等超长山岭隧道、崇明长江隧道（长8955m）等大直径盾构隧道、港珠澳海底隧道（长6265m）等沉管隧道，长度10km以上的公路特长隧道已达10余座，成为世界隧道大国。我省目前已经建成通车的高速公路里程近5000km，在役超过6km的特长隧道有5座，尚有5座在建的长度超过5km的特长隧道。因此，应用前景良好。 本课题研究了特长隧道竖井送排风+互补通风的新型通风模式，研发了带多个通风竖井的互补式通风方式分析软件；开发了一种可有效隔绝烟气进入非着火隧道的火灾防窜烟装置。通过该科研成果的采用，降低了特长隧道通风系统的土建规模和投资，并为今后减少设备闲置和节约运营能耗打下良好基础；还可进一步提升互补式通风的火灾安全性，更好地指导隧道火灾性能化设计，制定高效的火灾救援疏散方案。本课题研究力求方案创新，并且该方案具备较好的技术经济比较优势，推广前景良好。
【成果登记日期】2019-06-12
【成果属性】
【推荐单位】浙江省交通规划设计研究院有限公司
【成果体现形式】其它
【鉴定/评价单位】浙江省交通运输厅
【成果研究形式】与企业合作
【鉴定/评价日期】2019-06-12
【成果推广形式】
【成果内容简介】本课题依托临金高速公路金华山隧道采用了互补式通风结合竖井排烟的新型通风模式，为了实现通风系统的低碳、节能，并为消防安全提供设计与运营管理方面的指导，开展了如下研究： （1）互补式通风方式的节能设计及控制技术研究，包括基于通风网络及CFD分析的互补式通风道的合理位置及间距分析以及双洞需风量交替不平衡时双向互补式通风模式的工作机理研究； （2）建立了互补式通风隧道火灾分析数值模型和竖井排烟的分析模型，搭建了隧道火灾模型试验平台，对互补式通风条件下的火灾烟气浓度、温度场的发展规律研究； （3）通过调研隧道火灾发生后的探测时间、各设备系统的启动及联动控制时间，开展了隧道防灾救援设施的联动控制技术研究； （4）高速公路隧道人员荷载调查及概率统计模型研究； （5）在公路隧道火灾原因、特点及危害分析的基础上，对人员反应时间、人员疏散时间进行了分析，通过公式计算得到人员必需安全疏散时间。 主要技术性能指标： （1）在适用性研究方面：对互补式通风模式的适用范围进行了分析，对纵坡采用人字形双向坡的特长隧道，获得了通风负荷比的简化分析方法，用以评估互补式通风模式的适用性。 （2）在互补式通风模式设计方面：提出了两种互补式通风道的合理位置确定方法；并编制了竖井送排结合互补式通风模式的分析程序； （3）在互补式通风模式的节能控制方面：提供了竖井送排结合互补式通风系统三种可能的设备开关组合模式。 （4）在互补式通风模式的防灾技术方面：提出了采用湿式共振栅除尘装置进一步提高互补式通风的消防安全，另外申请了一项发明专利——一种互补风道防串烟装置； （5）在互补式通风模式的火灾联动控制方面：掌握了火灾发生后的探测时间，以及各设备系统的启动及联动控制时间，即从火灾开始到排烟风机开启的时间约为160s（接近3min）；而到开足射流风机，形成稳定的临界风速所需时间约为400s，接近7min。而根据RABT和HC曲线，隧道内火灾通常在5min之内即达到峰值功率。并获得了火灾情况下最佳的双洞隧道风机控制方案，即火灾隧道开启上游风机、相邻隧道相向开启两端风机。
【成果前景介绍】随着我国公路建设的蓬勃发展，隧道无论是数量和长度均快速增长。截至2017年底，我国大陆地区公路隧道16229处/1528.51万米，增加1048处/124.54万米，其中特长隧道902处/401.32万米，长隧道3841处/659.93万米。我国已建成秦岭终南山隧道（长18km）等超长山岭隧道、崇明长江隧道（长8955m）等大直径盾构隧道、港珠澳海底隧道（长6265m）等沉管隧道，长度10km以上的公路特长隧道已达10余座，成为世界隧道大国。我省目前已经建成通车的高速公路里程近5000km，在役超过6km的特长隧道有5座，尚有5座在建的长度超过5km的特长隧道。因此，应用前景良好。 本课题研究了特长隧道竖井送排风+互补通风的新型通风模式，研发了带多个通风竖井的互补式通风方式分析软件；开发了一种可有效隔绝烟气进入非着火隧道的火灾防窜烟装置。通过该科研成果的采用，降低了特长隧道通风系统的土建规模和投资，并为今后减少设备闲置和节约运营能耗打下良好基础；还可进一步提升互补式通风的火灾安全性，更好地指导隧道火灾性能化设计，制定高效的火灾救援疏散方案。本课题研究力求方案创新，并且该方案具备较好的技术经济比较优势，推广前景良好。
【成果登记日期】2019-06-12