도로 터널의 매뉴얼
도로 터널의 매뉴얼
터널환기는 두 가지 기능이 있다.
역사적으로 환기시스템의 설치 이유는 오염도 감소를 위해서였다. 지난 수십년에 걸쳐 주행차량에 의한 오염물 배출량이 감소함에도, 환기는 매우 중요하고 설계단계에서 주의깊게 검토되어야 한다. 어떤경우에는 주행차량의 피스톤효과에 의한 자연환기로 필요한 공기질을 만족시킬 수 있고, 기계식 환기시스템은 터널 연장과 통행방식(일방향 또는 양방향), 교통조건(혼잡가능성)을 고려하여 설치를 고려한다. 기술보고서 2012R05EN “도로터널 : 차량 배출량과 환기를 위한 필요공기량”에는 일반적인 운영상태에서 터널내의 적절한 공기질과 가시도 기준을 확보하기 위한 최소 신선공기량을 정의하고 환기시스템 설계를 위한 필요 데이터를 제공하고 있다. 또한 독성 가스와 분진에 대한 허용가능한 기준을 제공하고 있다. 이 보고서는 자동차 배출 계수와 관련된 좀 더 강력한 국가 규정의 변화에 영향을 미치고, 몇몇 국가에서는 배출량에 관한 유럽 기준의 변화와 같이 자동차 기술의 변화에 영향을 미치기도 한다.
화재와 같은 비상상황에서의 환기는 예를들면 비상구와 같이 다른 장비 또는 시설의 설치에 영향을 미친다. 어떤 경우 자연환기로 충분하지만, 연장이 수백미터를 초과하는 터널에는 기계환기가 종종 필요하다.
터널에서는 다양한 환기방식의 적용이 가능한데, 환기방식의 선택은 주로 화재안전을 고려하여 이루어지고; 평상시 시스템의 사용에 적합하도록 이루어진다. 보고서 05.05.B 1999 5장 "화재 및 연기제어를 위한 환기 “를 참고하기 바란다.
종류식 환기는 터널내 연소하는 차량에서 배출되는 연기를 밀어내기 위해 종방향의 기류를 발생시킨다. 만일 터널내 운전자가 있다면 독성가스와 가시거리 감소로 인해 영향을 받을 수 있다. 일방향터널 또는 혼잡터널에서의 종류식의 사용시에는 특별한 주의를 요한다. 성공적인 연기제어를 위한 최소 공기속도는 화재규모 및 터널의 기하(경사, 단면적)에 달려 있다.
횡류식은 화재연기의 부력을 이용하며, 터널내에서 연기는 상부로 축적되는 경향이 있어 상부에서 기계적으로 배출될 수 있다. 횡류식 시스템은 터널 단면 하부에(정확한 가시도, 낮은 독성) 신선공기층을 보존하기 위해 고안되었다. 그러므로 화재지역에서 가능한 종방향 기류를 낮게 유지하여 성층화가 파괴되지 않도록 하는 것이 중요하다. 이 방식은 어느 터널에도 적용이 가능하지만, 설계, 시공, 시스템 운영이 다소 어렵고 많은 비용이 소요된다.
환기설계 절차는 추력과 유동속도의 관점에서 최소한의 시스템 용량 계산, 환기네트워크 설계, 그리고 적절한 환기장비의 선택을 포함한다. 보고서 2006 05.16.B 4장 :환기와 부록 12.3 "제트팬 계산 절차", 12.4. "배연댐터" , 12.6. "제트팬의 소음문제" 참고하기 바란다.
가능한 화재상황별 환기제어 시나리오는 매우 중요한 부분이다. 기술보고서 2011 R02 : 도로터널: 환기운영방식을 참고하기 바란다. 이러한 시나리오는 특히 종류식이 적용되었거나 많은 측정과 다수의 환기장치를 복합하여 수반하는 횡류식터널의 경우 간단해 질 수 있다.
설계 화재강도의 적용에는 일반적으로 규정적인 접근법이 사용된다. 그러나, 관측된 화재강도의 범위가 광범위하기때문에, 특정 터널의 화재강도를 규정하는 방법은 분명치 않다. 허용되는 차종의 종류, 환기시스템, 터널 형상, 화재 진압시스템와 같은 영향을 미치는 다양한 요소들에 대한 고려가 있어야하며, 성능위주 접근과 같은 적용가능한 접근법에 대한 제언이 PIARC보고서 2017R01EN "도로터널의 설계 화재 특성"에 설명되어 있다.
평상시 운전하는 동안 공기질을 고려한 최적의 환기제어는 에너지 절감을 위해 매우 중요하다. 왜냐하면 에너지비용이 터널 운영비용의 막대한 부분을 차지하기 때문이다.
환기시스템 설계와 터널의 다른 구성요소의 상호작용은 다양하다. 횡류식 환기의 경우 필요 유동속도는 건설비용과 관련이 깊고, 굴착단면에 영향을 준다. 환기는 터널 전력공급요건중 상당한 부분을 차지하고 화재감지기와 소화시스템 같은 다른 장비와 상호작용한다. 보고서2008 R07 5장 "터널 안전시스템에서의 고정식 소화설비” 참고하기 바란다.
환기와 관련된 쟁점은 에너지소비, 탄소발자국, 입출구 및 굴뚝으로부터 오염된 공기 배출 등이 있다. 터널 주변에서 이러한 영향을 감소시키는 것은 환경적인 설계의 한 부분이다. 보고서 2008 R04 4.3.절 "터널 공기확산 기술", 4.6.절 "운영적 측면" 과 부록 D. "환기시스템 설계에서의 확산모델링의 개요" 를 참고하기 바란다.
끝으로, 주요한 교통공간보다는 특히 비상구 같이 터널의 다른 부분에 환기가 필요할 수 있다. 보고서 05.16.B 5.3절 "피난경로 설계" 참고
인쇄용 페이지