터널 환기방식

차를 타고가다보면 터널을 지날때가 많습니다. 국내는 산악지형이 많기 때문에 터널 개발이 발전해있습니다. 그 이유는 터널을 이용해야지 산을 뚫고 길을 만들수 있습니다. 터널은 물론 산악터널만 있는것은 아닙니다. 바다 아래를 지나갈수 있게 하는 침매터널, 연약지반을 통과하는 터널, 사람이 아닌 배수로를 위한 터널 등 그 종류에 따라서 다릅니다.

사람이 지나가고 차량이 지나가는 터널의 경우는 환기가 필요합니다. 왜냐하면 매연이나 배출가스등으로 인해서 공기가 오염될수 있고 화재가 났을때 큰 사고로 확장이 될수도 있기 때문입니다. 그렇기에 공기를 환기해주는것입니다. 이번에는 터널의 환기방식에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 터널 환기방식

도로터널에 있어서 차량의 배출가스에 의한 터널내 환경이 기준치를 넘지 않게 하기 위해서 환기기 필요합니다. 길이가 짧은 터널에서 소요환기량에 비해서 교통환기력등이 커서 자연환기로 충분하지만 길이가 긴경우나 교통량이 많은 터널의 경우에는 교통환기력등이 소요환기량 보다 적어서 기계환기시설이 필수적입니다. 장대 터널에서 환기는 터널계획에 중요한 부분이 있어서 터널 단면 형상 등의요소뿐만 아니라 노선 선정등 기본계획과도 밀접하게 관련이 있으므로 충분히 검토가 되어야 합니다.

 

 

2. 소요환기량

국내에 적용되는 소요환기량 산출방법은 일본방식과 국제상설도로회의 방식이 있습니다. 현재 국내의 경우 국제상설도로회의(PIARC)에 의해서 계산되고 있습니다. 소요환기량을 설계하기위해서는 환기설계기준에 따라서 환기검토시 대상물질인 매연, 일산화탁소, 질소산화물 등 허용농도를 구합니다. 그리고 그 농도에 따라서 각 환기량을 계산합니다.

 

3. 환기방식의 종류

1) 종류식 방식 : 터널내 차량진행(종)방향으로 기류가 발생하며 교통환기력을 유효하게 이용할수 있습니다.

2) 반횡류식 방식 : 터널에 평행하게 설치된 덕트에 의해서 송기 또는 배기되고 차도내 종방향의 흐름이 발생할수 있습니다.

3) 횡류식 방식 : 터널 덕트에 의해 송기와 배기가 동시에 이루어지기 때문에 횡방향의 흐름이 발생하고 차도를 흐르는 풍량은 비교적 작습니다.

 

4. 종류식 방식

1) Jet Fan 방식(제트팬 방식) : 제트팬 방식은 터널내 종방향으로 Jet Fan을 설치해 차량의 피스톤 효과를 유효하게 하는 방식입니다. 장점으로는 교통환기력을 유효하게 이용하고 개통후 환기설비 추가 설비가 가능합니다. 덕트가 없기 때문에 경제적입니다. 단점으로는 오염물질 전량이 매출될수 있으며 터널내 제트팬을 장착함으로서 미관상 좋지 않습니다. 국내 경부고속도로 마성터널과 중부고속도로 상주터널이 적용 됐습니다.

 

2) 삭칼드 방식 : 터널 입구부의 환기소에서 대형송풍기로 깨끗한 공기를 급기시켜 유인풍속과 차량의 피스톤 효과를 이용하는 방식입니다. 장점으로는 교통환기력을 유효하게 이용할수 있고 일반적인 특성은 제트팬과 같습니다. 단점으로는 오염물질 전량을 배출하기에 환경오염이 일수 있고 입구부 대형분류장치를 설치함으로 굴착단면 확대됩니다.

 

3) 전기집진기 방식(바이패스형) : 터널 중간부에 전기집진기를 설치해 정전길원리를 이용하는 방식입니다. 터널내 발생매연을 집진시켜 깨끗한 공기로 재 이용하는 환기방식입니다. 장점으로는 천장형에 비해 대용량 처리가 가능하며 출구부 오염물질 환경을 개선할수 있습니다. 단점으로는 화재시 운정 정지가 필요하며 별도의 바이패스 갱을 설치해야하기에 공사비가 상승합니다.

 

 

4) 전기집진기 방식(천정형) : 터널 중간부에 전기집진기를 설치해 정전기 원리를 이용해 터널내 발생매연을 집진시키고 깨끗한 공기로 재이용하는 환기방식입니다. 바이패스방식에 비해 공기의 순환효율이 좋으며 환기저항이 적어 동력비가 절감됩니다. 또한 출구부의 오염물질 환경 개선이 됩니다. 단점으로는 화재시 운전 정지가 필요하며 본선 확폭구간이 필요합니다. 바이패스 방식에 비해 설치용량이 작으며 전문적인 시공기술이 요구됩니다.

 

5) 수직갱 방식 : 터널중간에 수직갱을 설치해 배기와 급기를 시키는 방식으로 장대터널에 유리한 방식입니다. 장점으로는 신선한 외기를 공급함으로 오염물질 농도 조절이 가능하며 화재시 대처가 용이합니다. 단점으로는 다른 종류식에 비해 공사비가 크고 자연훼손이 많습니다.

 

 

5. (반)횡류식 환기방식

터널입구에 설치된 환기소에서 터널단면에 설치된 별도의 환기덕트에 깨끗한 공기를 송기하여 환기를 시키는 방법입니다. 장점으로는 터널내 신선한 공기가 급기되어 오염물질이 희석되고 배기식에 비해 급기식이 터널내 환경이 양호합니다. 단저으로는 오염물질이 출구부측에 전량배출되어 차량의 피스톤 작용을 고려치 않기 때문에 에너지 효율이 ㄸ러어집니다.

 

6. 횡류식 환기 방식

터널 입출구에 설치된 환기소에서 터널단면에 설치한 별도의 급배기 덕트를 이용해 깨끗한 공기는 급기시키고 오염된 공기는 배기시키는 방식입니다. 장점으로는 화재시 대체가 용이하며 가장 신뢰성있는 환기가 가능합니다. 단점으로는 덕트공간이 커서 내공단면적이 가장 큽니다. 또한 성비동력이 반횡류식에 비해 고가입니다.

 

 

오늘은 터널 환기에 대해서 알아봤습니다. 유익한 정보가 되셨길 바랍니다.