The effects of introduction of diesel passenger cars on the ventilation requirements for road tunnels

경유승용차 도입이 터널 소요환기량에 미치는 영향분석

Since the first diesel passenger car hit the local road in late 2005, the share of diesel cars is growing significantly; possibly up to the level as in the western Europe. In this study, the effects of introduction of diesel passenger cars on the ventilation rate and facility capacity are analyzed for the three individual cases with different basic exhaust rate based on the vehicle age, the vehicle class percentage and the smoke exhaust rate. The target tunnel for this comparative study is a typical 2 km-long 2-lane highway tunnel. Case 1 assuming the current local design standards and the diesel vehicles comprising 40% of the total passenger cars on the road required more ventilation rate and facility capacity than in the case only with the current standards. Case 2 which is the real tunnel currently in the designing stage taking into account the vehicle age but ignoring the diesel vehicle ratio, and Case 3 on the contrary considering the both factors show similar level of ventilation characteristics as EURO-3 emission regulation. Application of the emission standard set by the Ministry of Environment for newly manufactured vehicles in the current local tunnel design standard indicates higher requirements than for EURO-2 regulation, whereas the emission standard came into effect in 2006 results in the ventilation characteristics similar to EURO-4. This study aims at providing fundamental information for assessing the basic emission rate and determining the optimal ventilation rate and facility capacity considering the growing percentage of diesel cars and gradually decreasing level of smoke emission forced by the relevant laws.

2005년 하반기부터 국내 승용차시장에 경유승용차의 시판이 허용되면서 시장점유율이 점증하고 있어, 향후 서유럽의 경우와 같은 수준으로 까지도 증가할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 경유승용차의 확대보급에 따른 터널 소요환기량 및 환기설비용량 변화를 검토하기 위하여 차령, 차종구성비, 매연 배출량 변화추이를 감안한 기준배출량을 달리하는 3가지 경우를 비교 분석하였다. 전형적인 2km 길이의 2차선 고속도로 터널을 대상으로 한 비교연구에서 현 환기설계기준상의 기준배출량과 경유승용차 구성비 40%를 가정한 Case 1의 경우, 현 설계기준보다 상대적으로 많은 소요환기량 및 환기설비용량을 요구하였다. 차령은 고려하나 경유승용차를 감안하지 않은 기준배출량을 설계에 반영하고 있는 실제 터널을 대상으로 한 Case2와, 차령 및 경유승용차 보급률을 동시에 고려한 배출계수에 의한 기준배출량을 적용한 Case3은 모두 EURO-3 규제기준과 비슷한 수준의 환기특성을 나타내는 것으로 분석되었다. 한편, 국내 기존 환기설계기준에 적용하고 있는 환경부 제작차 허용배출량 기준은 EURO-2 규제기준보다 높은 편으로 조사되었으며, 2006년부터 적용하고 있는 허용배출량 기준은 EURO-4 규제기준과 비슷하게 분석되었다. 본 연구는 향후 국내 경유승용차의 확대보급에 따른 경유차량 구성비의 증가, 매연 배출량 규제에 따른 매연배출량의 감소 등의 변화를 고려한 오염물질의 기준배출량 산정을 통하여 최적 소요환기량 및 환기설비용량 결정을 하기 위한 기초자료의 제공을 목적으로 하고 있다.