我国《公路隧道通风照明设计规范》与国外标准对隧道内CO浓度限值的设定在计算方法和取值上都存在差异。针对射流风机式及竖井送排与射流风机组合式纵向通风隧道CO浓度分布特性,基于差分形式的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),拟合了两类典型纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算式。结果表明:尽管两类隧道具有不同的CO浓度分布特性,工程中可按相同的限值设计;对于长隧道,我国应设定更严格的限值标准。
### 纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算研究
#### 一、引言
在公路隧道的设计与运营过程中，确保空气质量对于保障驾驶员的安全至关重要。一氧化碳（CO）作为隧道内常见的污染物之一，其浓度控制尤为重要。《公路隧道通风照明设计规范》对隧道内的CO浓度限值进行了规定，但国内外标准在计算方法和具体取值方面存在差异。本文旨在通过研究两种典型纵向通风隧道——射流风机式和竖井送排与射流风机组合式隧道内的CO浓度分布特性，提出相应的计算方法。
#### 二、国内外标准对比
目前，我国与国际上的相关规范在CO浓度限值的规定上有所不同。主要体现在以下几个方面：
1. **计算方法**：不同国家和地区采用的计算模型有所区别。
2. **限值取值**：各国根据自身实际情况制定了不同的限值标准。
3. **适用条件**：考虑到隧道长度、通风方式等因素，适用范围也有差异。
#### 三、研究方法
本研究基于Coburn-Forster-Kane方程（CFK方程）的差分形式，对两种纵向通风隧道进行模拟分析。CFK方程是一种广泛应用于预测隧道内污染物扩散情况的数学模型。通过对模型参数的调整，可以更准确地反映实际隧道环境下的污染物分布特征。
#### 四、两种典型纵向通风隧道特点分析
##### 1. 射流风机式纵向通风隧道
- **通风原理**：通过安装在隧道顶部或侧壁的射流风机，将新鲜空气沿隧道轴线方向送入，实现污染物的排出。
- **CO浓度分布特性**：由于射流风机的作用，CO浓度通常在隧道入口附近较高，在隧道出口处逐渐降低。
##### 2. 竖井送排与射流风机组合式纵向通风隧道
- **通风原理**：结合竖井送风和射流风机排风的方式，利用竖井将新鲜空气引入隧道，再通过射流风机排出含有CO等污染物的空气。
- **CO浓度分布特性**：这种通风方式能够更好地控制隧道内部的CO浓度分布，使得整个隧道内的浓度相对均匀。
#### 五、CO浓度限值计算模型
针对上述两种隧道类型，研究团队基于CFK方程拟合出了适合各自特性的CO浓度限值计算公式。这些公式考虑了隧道长度、风速等多种因素的影响，能够更准确地指导工程实践中的限值设定。
#### 六、研究成果与建议
研究发现，尽管两种隧道类型的CO浓度分布特性不同，但在工程实践中可以采用相同的限值标准。特别是对于长隧道而言，考虑到安全性和环保需求，我国应当设定更为严格的CO浓度限值。
1. **统一限值标准**：建议在国内推广使用统一的CO浓度限值标准，便于管理和执行。
2. **提高限值要求**：对于长距离隧道，建议适当降低限值标准，以确保更高质量的空气质量。
3. **加强监测系统建设**：为确保隧道内空气质量符合标准，应加强监测系统的建设和维护。
#### 七、结论
通过对比国内外标准并结合具体案例分析，本文提出了两种典型纵向通风隧道的CO浓度限值计算方法。这不仅有助于我国在隧道通风设计时采用更为科学合理的限值标准，而且对于提高隧道运营安全性、保护人员健康具有重要意义。未来的研究还可以进一步探索更多类型的通风方式及其对CO浓度的影响，以不断完善相关的规范和标准。
