下沉式长大隧道洞顶开孔自然通风节能研究

王建华， 任 会， 张 泉

(1.湖南省交通规划勘察设计院有限公司, 湖南 长沙 410200； 2.湖南大学， 湖南 长沙 410082)

1 概述

隧道是交通通道中重要的结点，对于缩短路程、降低能耗起着至关重要的作用，然而维持隧道安全运营的电气照明及机械通风却又十分耗能，特别是长大隧道，通风设备耗能往往达到了60%以上。在能源问题十分严峻的今天，有效减少长大隧道通风设备，降低隧道运营能耗显得非常重要和紧迫。本文以湖南长永高速星沙段下穿城市改造项目为依托，研究将本需要机械通风的下沉式长大隧道通过洞顶开孔的方式用自然通风解决隧道通风换气问题，以达到节能减碳的目的。

长永高速星沙段下穿城市改造项目采用框架结构连接长永高速公路南北两侧，顶部设计为休闲广场，下部为高速公路，盖顶部位总长度为1 650 m，全线隧道按双洞六车道高速公路设计，设计行车速度100 km/h。该隧道采用洞顶开孔与设置遮光板相结合的方式(见图1)，在保证行车安全的前提下充分利用自然通风和太阳光，减少风机和灯具的运行能耗。本文主要对该隧道通风节能进行研究。

图1 隧道结构示意图

2 研究模型

在单向交通情况下，隧道内行驶车辆所产生的交通通风力是洞内通风最重要的一种动力。当交通通风力足够时，全封闭的中短隧道不设置机械通风，采用自然通风即可满足换气要求。而当隧道更长时，如本项目为1 650 m长隧道，全封闭情况下利用交通通风力已无法满足隧道通风换气要求。……