• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
• /
• pp.87-92
• /
• 2001

In automobile highway tunnels, in order to maintain a suitable environment for drivers and traffic, visibility in the tunnel must be maintained, and the concentrations of poisonous substances including carbon monoxide must be kept at or below allowable levels. For this reason, in long tunnels and tunnels with heavy traffic, ventilation facilities are installed. When the ventilation facilities are run at full capacity, the environment in the tunnel is obviously adequately maintained, but this consumes a great deal of electric power. Consequently, a central problem in highway tunnel ventilation control systems is to keep the pollution concentration at or below the allowable level, and thus provide a safe environment for traffic, while consuming as little electricity as possible. This paper introduces an operation method of longitudinal flow ventilation systems with jet-fan, dust collector and vertical ducts.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.295-304
• /
• 2005

지하철의 터널구간에서 화재가 발생하였을 때의 연기전파거리를 측정하였다. 대상은 길이 800m, 단면 $8{\times}5.5m$의 전형적인 지하철 터널로 3개의 급배기 겸용 샤프트가 설치되어 있으며 실험은 1/50의 축소모형을 이용하였다. 연기전파거리 측정을 위하여 열전대와 가시화 기법을 동시에 사용하여 정확도를 확보하였다. 급배기량과 화재크기가 연기전파거리에 미치는 영향을 파악하기 위하여 9개의 조건을 대상으로 실험하였다. 실험결과 분석을 통하여 지하철터널의 배연 설계에 있어서 연기전파거리가 주요 설계요소가 될 수 있음을 밝혔다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권6호
• /
• pp.432-440
• /
• 2005

배후령 터널은 강원도 춘천과 화천을 연결하는 길이 5,057 m의 2차선 양방향 단선 터널로 장래 4차선으로 확장 될 계획이다. 본 터널은 55개월의 공기로 현재 시공 중이며 완공 후 국내 최장대 양방향 도로터널이 될 것이다. 양방향 단선터널은 복선터널에 비해 환기 및 화재 대처에 대한 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 배후령 터널에는 국내 최초로 연장 5,173 m, 직경 5 m의 서비스터널을 계획하였으며, 횡류식 환기방식을 적용하였다. 이 환기 시스템은 화재 시 제연효과로 대피자의 안전을 확보할 수 있다. 배후령 터널 구간은 편마암과 화강암을 기반암으로 하며, 터널 방향을 따라 큰 규모의 배후령 단층이 발달 되어있다. 이 단층의 영향 범위는 각종 조사 및 시험결과 약 70 m로 분석되어, 안전을 고려 터널 노선은 단층에서 100 m이상 이격하여 선정되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제12권3호
• /
• pp.215-222
• /
• 2010

본 연구에서는 도로터널 화재 시 지하 및 지상 환기소의 방재 효율을 검토하기 위해 터널 축소모형실험을 실시하였다. 터널 모형은 Froude 상사를 기본으로 도로터널을 1/50로 축소하여 20 m의 모형 터널을 제작하였다. 방재 효율 분석에 적용된 연직갱은 설제 터널 설계시 고려된 두 가지 모형으로서 실터널 560, $280\;m^3/s$의 배연량을 1/50으로 상사하여 적용하였다. 결과로 모두 연직갱을 통한 CO 가스의 전량 배출이 가능한 것으로 분석되었다. 두 환기소의 CO 농도는 지상 환기소가 지하 환기소 보다 2.23~2.73 ppm 작게 배출되었다. 그리고 지상 환기소의 경우 터널 벽면의 냉각효과로 인해 화재 후 온도의 상승이 지하 환기소보다 $0.53{\sim}0.94^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 이상의 축소모형 환기소 내 CO농도 및 온도변화의 분석 결과, 방재적인 측면에서 볼 때 도로터널 내 환기소의 위치는 지하보다 지상에 위치하는 것이 유리할 것으로 판단되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.49-56
• /
• 2004

지하철은 다른 구조물과 비교하여 화재발생 시 화재진압 및 인명구조에 본질적으로 취약한 구조적 특성을 내포하고 있다. 국내의 경우, 지하철 승강장 제연설비는 전용설비로 구축되어 있지 않고 화재발생 시 승강장환기설비 및 본선터널부의 환기설비를 제연모드로 절환하여 운영되고 있다. 제연효과는 이러한 까닭으로 환기설비의 위치, 용량 및 급배기방식에 종속된다. 본 연구에서는 지하철 승강장에서 열차 화재 발생 시, 승객의 안전한 대피로 확보가 가능한 선로부 환기기의 제연운전 효과의 실효성에 대한 검증을 목표로 한다. 따라서 지하승강장을 대상으로 승강장 내 기류해석 및 3차원 화재시뮬레이션을 수행하여 열차화재에 따른 승강장내 열 및 물질이동특성해석으로부터 선로부 배연운전모드에 따른 특성을 규명함으로서 승객안전성 확보에 목표를 둔다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.153-166
• /
• 2015

일반적인 장대 철도터널에 비해 해저터널은 환기 및 방재를 위한 별도의 연직갱 또는 경사갱 설치에 공간상 많은 제약을 받게 되므로, 인공섬을 건설하여 환기를 수행할 필요가 있다. 그러나, 인공섬 설치에는 시공상의 문제 뿐만 아니라 건설비용이 증가하게 되므로, 인공섬 설치를 최소화하여 환기구간 거리를 늘려야 한다. 이에 따른 환기거리의 증가시, 누풍에 의한 신선공기 공급량이 커지게 된다. 공급풍량이 과대해지면, 구조물 한계에 의해 설치가능한 덕트직경이 제한적이므로, 팬 정압 및 동력도 상당히 증가하게 된다. 따라서, 초장대 해저터널을 건설하기 위해서는 이러한 현실적인 문제를 극복하고, 시공중 터널내 환경을 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 기술력이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 초장대 해저터널에 적합한 공사중 환기 방식을 개발하기 위한 기본연구로써, 국내외의 공사중 환기용량 산정방법 비교를 통해, 스위스의 SIA 196 코드가 초장대 해저터널계획에 적합함을 확인하였다. 또한, 덕트 접속부의 누출에 관한 실험을 통해, 국내의 덕트 접속방식은 100 m당 누풍율이 1.5~3.0% 사이임을 확인하였다. S등급 덕트의 경우 환기가능거리가 10.2 km 이므로, 덕트의 접속방법을 개선한다면, 환기가능거리는 더 길어질 수 있다. 따라서, 공사중 덕트의 누풍개선이 초장대 해저터널의 공사중 환기의 주요 이슈임을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.343-353
• /
• 2002

최근들어 장대터널이 증가하여 환기시스템의 환기기 용량이 증대하게 되면서 환기방식이 다양화 되어 환기기 운전동력등 터널준공 후 유지관리의 중요성이 부각되게 되었다. 따라서 환기기 운전단계나 환기기 운전모드에 대한 연구의 필요성이 증대하여 본 연구에서는 기 개발된 일교통량의 변화 및 환기기 가동상태에 따라 비정상상태로 터널 환기를 해석할 수 있는 동적 시뮬레이션 프로그램에 의해서 집진기 방식과 수직갱방식에 대한 운전동력을 평가하여 최적운전 모드를 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.141-149
• /
• 2004

도로터널내 화재가 발생한 경우 자연환기와 종류식 환기시스템에서의 연기유동에 대한 연구가 수행되었다. Froude Scaling에 기초한 1/18 축적의 축소모형실험장치가 제작되었으며, 화원으로는 연료심지를 이용한 14.55kW 규모의 연소기가 사용되었다. 화원으로부터 등비간격으로 터널천정부근과 수직방향의 온도분포가 측정되었으며, 연소가스의 농도가 피난대피구 입구에서 측정되었다. 연구결과로서 자연환기시스템에서 비상대피구가 225m 간격으로 설치되어 있을 경우 비상대피구 구간의 연기확산시간은 256초가 되며, 20MW의 화재강도에 대해 화염역류를 완전히 방지하기 위해서는 터널풍속을 2.8m/s로 형성해 주어야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.749-762
• /
• 2019

최근 들어 대도시의 교통난 해소 및 녹지공간 확보를 위해서 도로의 지하화가 추진되고 있으며, 대형차 혼입률이 낮기 때문에 소형차 전용 도로터널로 계획되거나 건설되고 있다. 또한, 도시에 건설되고 있는 터널은 간선도로의 기능을 수행하기 위해서 장대화되는 추세이다. 따라서 환기시스템의 용량이 증대하고 다양한 환기방식이 요구되고 있으며, 환기기 운전비용 등 터널준공 후, 유지관리의 중요성이 부각되게 되었다. 따라서 환기기 소비전력의 절감을 위한 운전단계의 최적화나 환기기 운전제어로직에 대한 연구의 필요성이 증대하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 소형차 전용도로 터널에 ① 제트팬방식과 조합환기방식, ② 제트팬 + 공기정화방식, ③ 제트팬 + 수직갱방식, ④ 제트팬 + 급기반횡류환기방식을 적용하여 에너지 절약적인 환기기 운전을 실현하기 위해서 운전단계 및 제어로직 최적화 방안의 필요성에 대한 연구를 수행하였다. 연구의 결과로 조합환기방식의 터널의 경우, 다양한 운전조합이 있을 수 있으며, 발생되는 환기량이 동일할 지라도 운전조합에 따라 소요동력이 크게 차이가 나며, 일반적으로 수행하고 있는 제트팬 우선 운전방식보다는 축류팬을 우선 운전하는 것이 동력절감에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.145-160
• /
• 2018

초장대 해저터널은 환기를 위한 연직갱 또는 경사갱 설치에 공간적으로 많은 제한을 받게 되므로 일부 인공섬을 건설하여 환기를 수행할 필요가 있다. 그러나 인공섬 설치는 건설의 어려움뿐만 아니라 건설비용이 증가하게 되므로 인공섬 설치를 최소화할 필요가 있다. 이에 따라 환기거리가 증가하여 누풍에 의한 공급 풍량이 커지게 되면, 공사 중 환기를 위한 덕트 설치가 불가능해지거나 팬 정압 및 동력이 상당히 증가하게 된다. 따라서 초장대 해저터널을 건설하기 위해서는 이러한 현실적인 문제를 극복하고 시공 중 터널 내 환경을 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 기술력이 필요하다. 선행 연구에서 우리는 누풍이 이 문제들을 해결하는 핵심 인자이며 실험 결과 새로운 접속방식의 누풍율은 대략 $1.46mm^2/m^2$임을 밝혔다(Jo et al., 2017). 본 연구에서는 새로운 접속방식이 적용된 시제품의 누풍율 측정 결과를 제시하고 기존 접속방식의 누풍 성능 개선을 위해 덕트 내부에 연질막 적용시의 누풍 성능 개선을 실험적으로 분석하였다.