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문제 정의
- 본 연구는 모사터널에서 에어커튼을 적용하여 주덕트 유속별, 에어커튼 유속별, 각도별 및 위치별 환기구 배기효율 및 먼지농도의 변화 특성을 파악하여, 환경 제어 방법을 통해 지하철 터널 공간의 환기량을 향상시키고 오염물질을 저감하는 방안을 설립하고자 하는 것이었다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 지하철이 운행될 때 발생되는 열차풍을 이용하여 지하 터널 공간의 환기량을 증진시키는 방안으로 그림 1(c)와 같이 에어커튼을 환기구 주위에 분사하는 방법을 제안하고자 한다. 열차풍의 방향에 따라 환기구의 급기와 배기 방향을 제어하여 항상 열차풍의 진입 방향으로 환기 공기를 유도하도록 하고 환기구 근처에 고속 고압의 에어커튼을 분사하여 터널 내부를 공간적으로 분리함으로써, 열차풍으로 유인된 환기 공기가 정거장 쪽으로 유입되지 않고 배기구로 원활하게 배출될 수 있도록 하는 방안이다.
- 열차풍의 방향에 따라 환기구의 급기와 배기 방향을 제어하여 항상 열차풍의 진입 방향으로 환기 공기를 유도하도록 하고 환기구 근처에 고속 고압의 에어커튼을 분사하여 터널 내부를 공간적으로 분리함으로써, 열차풍으로 유인된 환기 공기가 정거장 쪽으로 유입되지 않고 배기구로 원활하게 배출될 수 있도록 하는 방안이다. 이와 같은 에어커튼에 의한 열차풍 및 환기 제어 방안을 모형 터널 공간에서 적용해 봄으로써 실제지하철 터널 공간에서의 환기 제어 시스템으로서의 적용 가능성을 살펴보고자 하였다. 에어커튼의 공기분사량, 분사각도, 분사 위치에 따른 자연환기구의 환기량 변화를 비교하였고, 에어커튼 적용에 따른 터널과 환기구의 미세먼지 농도 및 크기분포 변화를 관찰하였다.
가설 설정
- 따라서, Pa는 3시간 동안 1/2 수준으로 저감시킬 경우 약 305 m3/min을 나타내므로, 청정화능력이 약 300m3/min의 집진장치를 터널 내의 환기실 공간에 설치한 것으로 가정하였다.
- 환기와 함께 터널 내 집진장치의 설치를 동시에 고려하기 위해 터널 내 집진장치가 설치되는 것으로 가정하였고, 집진장치의 집진효율은 70%, 청정화능력은 환기 및 내부오염발생원을 무시할 때 3시간 동안 내부먼지를 약 1/2 수준으로 저감시키는 능력으로 가정하였다. 또한, 터널 오염발생량을 시간당 10 g이 발생하는 것으로 가정하였다. 여기에서 집진장치의 청정화능력과 내부오염발생원은 환기의 영향을 살펴보기 위해 임의의 기준값으로 설정한 것이다.
- 터널의 폭, 높이 및 길이를 11 m, 6 m 및 1,200 m로 가정하였고, 터널 초기 내부 오염농도는 300 μg/m3, 외기 오염농도는 50 μg/m3로 가정하였다.
- 터널의 폭, 높이 및 길이를 11 m, 6 m 및 1,200 m로 가정하였고, 터널 초기 내부 오염농도는 300 μg/m3, 외기 오염농도는 50 μg/m3로 가정하였다. 환기와 함께 터널 내 집진장치의 설치를 동시에 고려하기 위해 터널 내 집진장치가 설치되는 것으로 가정하였고, 집진장치의 집진효율은 70%, 청정화능력은 환기 및 내부오염발생원을 무시할 때 3시간 동안 내부먼지를 약 1/2 수준으로 저감시키는 능력으로 가정하였다. 또한, 터널 오염발생량을 시간당 10 g이 발생하는 것으로 가정하였다.
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