Abstract
In spite of the importance of the natural ventilation pressure(NVP) in tunnels for the optimal design of the ventilation system, there have been only few studies on the NVP because its measurement and quantitative analysis are not straightforward. This study aims at quantifying the amount of the NVP with the terrain and meteorological data for the local major tunnels. And ultimately this will lead to developing the guidelines for quantifying and applying NVP for the optimal design of tunnel ventilation system. 22 local tunnels in the major routes are studied for the NVP quantification. NVP derived from the meteorological data is in the range of 20~140 Pa, while NVP estimated from the terrain data ranges from 20 to 200 Pa. Since the jet fan pressure is about 10~15 Pa per unit, the minimum level of NVP expected in the local tunnels is larger than the pressure rise by one unit of the ordinary jet fan. This implies that NVP in local tunnels should be quantified and be taken into consideration for the economic and safe ventilation design. The barometric pressure difference between tunnel portals is found to be the most influential factor, accounting for 61% of the NVP, while the wind pressure acting on the portals and the chimney effects occupy 22% and 17%, respectively.
터널내의 NVP(자연환기력)은 환기 및 방재시스템 설계시 중요성에도 불구하고, 측정 및 정량화의 어려움으로 인해 관련 연구가 극히 제한적이었다. 본 연구에서는 터널 환기시스템의 최적 설계를 위하여 지형 및 기상학적 자료를 이용한 국내 터널내 작용하는 NVP을 정량화함으로써 궁극적으로는 정량화 및 적용 설계지침의 마련을 목적으로 하였다. 국내 주요 노선상의 22개 터널을 분석대상으로 하였다. 기상자료에 기초한 NVP의 범위는 20~140 Pa이며, 지형자료에 기초한 경우는 20~200 Pa로 추정되었다. 터널내 제트팬의 대당 승압력이 10~15 Pa인 점을 감안하면, NVP는 제트팬 1대 이상의 영향력을 가지고 있음을 의미하므로 터널의 경제적이고 안전한 설계를 위해서는 NVP의 정량화 및 적용이 반드시 필요함을 알 수 있다. NVP의 크기 결정에 영향을 미치는 변수중, 터널 입출구 갱구사이의 기압차가 가장 중요한 변수이며 기여도는 평균 61%, 그리고 외풍에 의한 갱구면 작용 압력이 22%, 공기 밀도차에 의한 굴뚝효과가 17%의 기여도를 보인다.
