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최근 건설되는 도로터널은 장대화 되어가는 경향이며, 터널환기 및 방재 시스템 또한 점점 대형화・복잡화 되어가고 있는 추세이다. 이에 따른 터널의 환기․방재 시스템의 건설 및 운전비용도 급격히 증가하고 있어, 이들 시스템의 설계 및 운영의 최적화가 요구되고 있다. 그러나 환기설비의 방식 및 용량의 중요한 결정요소인 자연환기력은 정량적 측정의 어려움으로 인하여, 이에 대한 연구가 다른 설계인자의 비하여 상대적으로 미미한 수준이다. 본 연구는 도로터널내 자연환기력을 현장 측정하고 자연환기력의 추정방법으로서의 기압장벽고의 적용 가능성을 분석하였다. 또한 자연환기력이 ...

최근 건설되는 도로터널은 장대화 되어가는 경향이며, 터널환기 및 방재 시스템 또한 점점 대형화・복잡화 되어가고 있는 추세이다. 이에 따른 터널의 환기․방재 시스템의 건설 및 운전비용도 급격히 증가하고 있어, 이들 시스템의 설계 및 운영의 최적화가 요구되고 있다. 그러나 환기설비의 방식 및 용량의 중요한 결정요소인 자연환기력은 정량적 측정의 어려움으로 인하여, 이에 대한 연구가 다른 설계인자의 비하여 상대적으로 미미한 수준이다. 본 연구는 도로터널내 자연환기력을 현장 측정하고 자연환기력의 추정방법으로서의 기압장벽고의 적용 가능성을 분석하였다. 또한 자연환기력이 제트팬 운전효율에 미치는 영향을 검토함으로써 자연환기력이 환기 및 방재시스템에 미치는 영향의 정량화를 목적으로 하였다. 본 연구에서는 국내 3개 터널의 대상으로 자연환기력을 현장 측정하였으며, 그 결과 총자연환기력은 -109∼85Pa, 굴뚝효과는 -7∼11Pa정도로 자연환기력의 주요 생성요인은 외부풍의 주변지형에 대한 영향인 풍압효과로 분석되었다. 기압장벽고의 개념에서 분석한 풍압효과에 영향을 주는 주변지형의 범위는 터널 진행방향으로 672∼786m정도였고, 주변지형고가 자연환기력에 미치는 정량적인 관계를 정의하는 기압장벽고 1m당 최대 자연환기력은 0.35∼0.48Pa 증가하며, 현장측정 결과와의 비교를 통하여 최대가능 자연환기력의 예측기준으로서 기압장벽고의 적용 가능성을 보여주었다. 현장에서 측정한 제트팬의 승압력은 1대당 6∼10Pa, 이에 따른 팬효율은 46∼82%로 다양한 값을 보였으며, 이러한 효율의 분산은 자연환기력의 차이가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 일반적으로 자연환기력이 증가할수록 팬승압력 및 팬효율은 감소하는 관계를 보였다. 따라서 자연환기력의 크기를 일정하게 가정하고, 제트팬 운전효율과의 관계를 고려하지 않고 있는 현재의 국내 환기설비 설계기준에 대한 재검토가 요구된다.