장대도로터널의 자연환기력 예측 사례연구
A case study for prediction of the natural ventilation force in a local long vehicle tunnel
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초록
장대터널의 환기 및 방재시스템 설계시 주요한 요소설계인자 중 하나인 자연환기력은 그 중요성에도 불구하고 관련 영향변수들의 상호관계는 정량화가 매우 복잡하여, 자연환기력에 의한 유입 자연풍에 관한 설계기준을 정량적 근거하에서 제시하고 있지 못하다. 최근 발생한 터널화재에 의한 문제 및 터널 이용자에 의한 보다 나은 공기질에 대한 요구 등으로 터널 환기시스템의 최적화가 시급히 필요하며, 따라서 최적화의 주요 설계인자인 자연환기력에 대한 연구가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 국내 최장대 도로터널로 계획된 인제터널(연장 10.9 km)을 대상으로 자연환기력의 예측을 목적으로 하였다. 지형적 요인에 의한 외부풍의 풍압에 기인하는 자연환기력의 최대 가능수준을 예측할 수 있는 기압장벽고의 개념을 적용하여 외부풍에 의한 자연환기력을 추정하고 터널내외부 공기 밀도차로 인한 굴뚝효과에 따른 자연환기력을 동시에 분석하였다.
Abstract
One of the key design factors for the ventilation and safety system at extra long tunnel is the airflow velocity induced by the natural ventilation force. Despite of the importance, it has not been widely studied due to the complicated influencing variables and the relationship among them is difficult to quantify. At this moment none of the countries in the world defines its specific value on verified ground. It is also the case in Korea. The recent worldwide disasters by tunnel fires and demands for better air quality inside tunnel by users require the optimization of the tunnel ventilation system. This indicates why the natural ventilation force is necessary to be thoroughly studied. This paper aims at predicting the natural ventilation force at a 11 km-long tunnel which is in the stage of detailed design and will be the longest vehicle tunnel in Korea. The concept of barometric barrier which can provide the maximum possible natural ventilation force generated by the topographic effect on the external wind is applied to estimate the effect of wind pressure and the chimney effect caused by the in and outside temperature difference is also analyzed.
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