통계적 분석을 이용한 터널 환기시스템 적정설계변수의 산정 및 적용에 관한 연구

The Estimation and Application of Optimum Design Variables for Road Tunnel Ventilation System Based on Statistical Analysis

  • 이보영 ((주)범창종합기술 설계2팀) ;
  • 유용호 (인하대학교 환경토목공학부) ;
  • 김진 (인하대학교 공과대학 환경토목공학부)
  • 발행 : 2004.10.01

초록

본 연구에서는 도로터널 환기시설 설계기준에 의한 소요환기량 산정 시 오염물질의 기준배출량을 환경부 고시기준에 대해 산정하여 차종별, 속도별로 산정된 기준배출량을 모델터널에 적용하여 시뮬레이션 한 결과 기존의 배출량 기준 적용에 대해 소요환기량은 약 49%로 감소되었다. 또한 터널 내 유동손실로서 작용하는 변수 중 터널마찰계수와 입구저항계수 및 등가저항면적을 통계적 분석기법을 이용하여 이들 계수 중 터널의 환기량 산정에 가장 민감하게 영향을 미치는 인자가 마찰계수이며 시뮬레이션을 통해 실제 적용 가능한 계수 범위가 0.018에서 0.021의 값으로 보정될 수 있을 것으로 예상된다. 검증사례로서 4개소의 터널에 적용하였을 때, 최대 약 19.2%의 소요환기량 감소가 예상되며 이에 대해 기존의 설계운용 중인 Jet Fan 설치 대수의 산정에 있어 감소될 수 있으며, 약 연간 운용비용의 저감에 적용 가능할 것으로 사료된다.

In this study, the emission rate of pollutant was modified according to the published standards, and the distribution of pollutant concentration was analyzed for each vehicle velocity. This modified emission rate was applied to a model tunnel and it was proved that the required air quantity was reduced to 49%, compared to the PIARC method. From the simulation result, it was proved by using statistics that the most sensitive factor among them is the friction coefficient and it was modified to the value in the range of 0.018 to 0.021. It is also expected that the required air quantity can be decreased form 14.4% to 19.2% according as the coefficient is applied to the domestic model tunnels. In conclusion, it is proposed that the number of jet fans can be reduced and the annual operating cost can be curtailed as well.

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참고문헌

  1. 김효규, 2000, 국내 도로터널 내 자연환기력 분석연구, 동아대학교 자원공학과 석사학위논문
  2. 신현준, 2001, 터널환기기 용량 산정을 위한 방안, 대한설비공학회 2001 환기부문학술강연회, 19-34
  3. 유지오 외, 2002, 조합환기 방식 터널의 환기기 운전 단계에 관한 연구, 터널기술, 4.4
  4. 이덕준, 2003, 종류식 도로터널 내의 오염도 예측을 위한 인공신경망 회로의 적용, 인하대학교 자원공학과 석사학위논문
  5. 한국도로공사, 1997, 고속도로 터널 환기시설 설계기준
  6. 환경부, 2002, 대기환경보전법시행규칙 개정령