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      • KCI등재

        경유승용차 도입이 터널 소요환기량에 미치는 영향분석

        김효규,송석헌,김남영,이창우,Kim, Hyo-Gyu,Song, Seok-Hun,Kim, Nam-Young,Lee, Chang-Woo 한국터널지하공간학회 2007 한국터널지하공간학회논문집 Vol.9 No.3

        2005년 하반기부터 국내 승용차시장에 경유승용차의 시판이 허용되면서 시장점유율이 점증하고 있어, 향후 서유럽의 경우와 같은 수준으로 까지도 증가할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 경유승용차의 확대보급에 따른 터널 소요환기량 및 환기설비용량 변화를 검토하기 위하여 차령, 차종구성비, 매연 배출량 변화추이를 감안한 기준배출량을 달리하는 3가지 경우를 비교 분석하였다. 전형적인 2km 길이의 2차선 고속도로 터널을 대상으로 한 비교연구에서 현 환기설계기준상의 기준배출량과 경유승용차 구성비 40%를 가정한 Case 1의 경우, 현 설계기준보다 상대적으로 많은 소요환기량 및 환기설비용량을 요구하였다. 차령은 고려하나 경유승용차를 감안하지 않은 기준배출량을 설계에 반영하고 있는 실제 터널을 대상으로 한 Case2와, 차령 및 경유승용차 보급률을 동시에 고려한 배출계수에 의한 기준배출량을 적용한 Case3은 모두 EURO-3 규제기준과 비슷한 수준의 환기특성을 나타내는 것으로 분석되었다. 한편, 국내 기존 환기설계기준에 적용하고 있는 환경부 제작차 허용배출량 기준은 EURO-2 규제기준보다 높은 편으로 조사되었으며, 2006년부터 적용하고 있는 허용배출량 기준은 EURO-4 규제기준과 비슷하게 분석되었다. 본 연구는 향후 국내 경유승용차의 확대보급에 따른 경유차량 구성비의 증가, 매연 배출량 규제에 따른 매연배출량의 감소 등의 변화를 고려한 오염물질의 기준배출량 산정을 통하여 최적 소요환기량 및 환기설비용량 결정을 하기 위한 기초자료의 제공을 목적으로 하고 있다. Since the first diesel passenger car hit the local road in late 2005, the share of diesel cars is growing significantly; possibly up to the level as in the western Europe. In this study, the effects of introduction of diesel passenger cars on the ventilation rate and facility capacity are analyzed for the three individual cases with different basic exhaust rate based on the vehicle age, the vehicle class percentage and the smoke exhaust rate. The target tunnel for this comparative study is a typical 2 km-long 2-lane highway tunnel. Case 1 assuming the current local design standards and the diesel vehicles comprising 40% of the total passenger cars on the road required more ventilation rate and facility capacity than in the case only with the current standards. Case 2 which is the real tunnel currently in the designing stage taking into account the vehicle age but ignoring the diesel vehicle ratio, and Case 3 on the contrary considering the both factors show similar level of ventilation characteristics as EURO-3 emission regulation. Application of the emission standard set by the Ministry of Environment for newly manufactured vehicles in the current local tunnel design standard indicates higher requirements than for EURO-2 regulation, whereas the emission standard came into effect in 2006 results in the ventilation characteristics similar to EURO-4. This study aims at providing fundamental information for assessing the basic emission rate and determining the optimal ventilation rate and facility capacity considering the growing percentage of diesel cars and gradually decreasing level of smoke emission forced by the relevant laws.

      • KCI등재

        고속철도 터널내 압력파 측정과 공기압 해석모델에 대한 기초연구

        김효규,최판규,홍유정,유지오,Kim, Hyo-Gyu,Choi, Pan-Gyu,Hong, Yoo-Jung,Yoo, Ji-Oh 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.3

        열차가 고속으로 터널내를 진입할 때 열차의 피스톤 작용에 의해 형성되는 압력파는 터널내를 진행하고, 출구에 도달한 압축파는 터널 출구면의 개구단 조건에 따라 팽창파로 터널입구로 다시 전파된다. 이에 따른 터널내 주행열차와의 간섭현상으로 인해 차량내 승객은 심한 압력변동을 느끼게 되며, 이러한 압력파는 열차의 설계와 운행에 영향을 미치고, 에너지 손실과 소음, 진동, 승객의 이명현상의 원인이 된다. 본 연구에서는 열차가 고속으로 터널내부를 진입시 나타나는 터널내 압력파의 전파특성과 열차의 기밀도에 따른 객실내로 침투하는 압력 변화량을 현장 실험내용과 비교분석을 수행하였다. 또한, 압축성 1-D 모델(MOC)의 적용 가능성을 살펴보기 위해 ThermoTun 프로그램과의 비교연구를 수행하였고, Baron의 압축성 1-D 수치모델에 기초한 지배방정식 해석의 적정성을 검토하기 위해 비교연구도 병행하였다. The pressure wave formed by the piston effects of the train proceeds within the tunnel when a train enters the tunnel with a high speed. Depending on the condition of tunnel exit, the compression waves reflect at a open end, change to the expansion waves, transfer to tunnel entrance back. Due to interference in the pressure waves and running train, passengers experience severe pressure fluctuations. And these pressure waves result in energy loss, noise, vibration, as well as in the passengers' ears. In this study, we performed comparison between numerical analysis and field experiments about the characteristics of the pressure waves transport in tunnel that appears when the train enter a tunnel and the variation of pressure penetrating into the train staterooms according to blockage ratio of train. In addition, a comparative study was carried out with the ThermoTun program to examine the applicability of the compressible 1-D model(based on the Method of Characteristics). Furthermore examination for the adequacy of the governing equations analysis based on compressible 1-D numerical model by Baron was examined.

      • KCI등재후보

        대면통행 터널의 환기 특성연구 - 양방향 차등차속의 영향분석을 중심으로

        김효규,이창우,송석헌 사단법인 한국터널지하공간학회 2005 한국터널지하공간학회논문집 Vol.7 No.1

        In general, tunnel ventilation is analyzed with the assumption of equal vehicular speed for both directions in bidirectional traffic tunnels. This practice is likely to result in minimizing the piston effects and cannot take into consideration the effects of real situations, since in most cases, speeds of vehicles moving in opposite directions are not equal. Therefore, The ultimate goal of this study is to review the effects of unequal vehicular speeds on the planning of local bidirectional tunnel ventilation. To apply unequal vehicular speed for the bidirectional tunnel ventilation plan, the following requirements are necessary; ① Adoption of strict smoke concentration standards for free-flow & congested' traffic conditions, ② Selection of an appropriate ratio of heavy directional traffic volume, and ③ Selection of reasonable stepwised magnitude of speed difference. Based on the importance of research topic, this study aims at comparing the differences of the capacity of ventilation equipment for the cases with equal and unequal vehicular speeds in local bidirectional tunnels. 양방향 터널 (대면통행 터널)에 있어 방향별로 동일한 차속을 기준으로 터널환기를 분석하는 방법은 터널내 교통환기력을 거의 동일시하는 문제점을 내포하므로, 실제 양방향 터널에서 발생하는 다양한 조건들을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 국내 터널환기 계획시, 양방향 차속의 불균등성 영향 분석을 목표로 하였으며, 차등차속의 영향을 환기계획에 고려하기 위하여서는 ① ‘고속-지체’시의 경우, 높은 차속에서의 매연의 허용기준을 적용할 필요가 있으며, ② 교통량의 적절한 중방향비율의 선정 및 ③ 적절한 차등차속차이의 단계를 결정할 기준마련 등의 필요성이 제기된다. 그리고 본 연구에서는 국내 양방향 터널의 환기설계시, 동일차속과 차등차속을 적용한 경우의 환기설비 규모 차이를 비교 분석함을 목적으로 한다.

      • KCI등재

        중규모 터널의 국부 연기확산 차·지연 설비의 적용성 연구

        김효규,이호형,최판규,송석헌 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.2

        중규모 터널은 관련 법규상 제연설비와 피난연결통로의 설치가 필수적이지 않기 때문에 화재시 대피자들이 화재연기(CO 및 온도)에 의해 사망할 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 중규모 터널을 대상으로 화재시 자연환기, 에어커튼, 제연경계벽에 따른 화재연기의 확산을 수치해석을 통해 분석하였다. 먼저, 자연환기의 경우 화재 발생 시 화재연기가 기준한계치를 초과하여 원활한 대피환경의 조성이 어려운 것으로 분석되었다. 에어커튼의 경우 화재차량 직상부에 기류의 정체로 화재시 구조적인 측면에서 문제가 발생할 수 있을 것으로 분석되었다. 또한, 제연경계벽의 설치간격이 100 m인 경우, 화재연기가 기준한계치를 초과하지 않아 원활한 대피환경 조성이 가능한 것으로 분석되었다. 결론적으로, 제연경계벽의 설치간격이 적절하게 설정된다면 제연경계벽은 에어커튼에 비해 비용적, 성능적 측면에서 효과적인 연기확산 차·지연설비라고 판단된다. As middle scale tunnel does not essentially require the installation of the smoke control equipment and cross-passage way by regulation, thus the evacuators during fire can die from fire smoke(CO and Temperature). Therefore this study analyzed the expansion of fire smoke by natural ventilation, air curtain, smoke barrier in case of a fire on the middle scale tunnel. In case of natural ventilation, it was analyzed to be difficult for smooth evacuation environment as the fire smoke exceeded the standard limit value in case of a fire. In case of air curtain was forecasted that problem might occur in the structural aspect by the thermal de-isolation phenomenon of the straight upper part of the vehicle that occurred fire in case of a fire. In case of smoke barrier, it was analyzed to be possible to make smooth evacuation environment as the fire smoke does not exceed the standard limit value when the intervals is 100m. Therefore if the intervals of the smoke barrier is adequately set, it is judged that the smoke barrier is effective compared to the air curtain in the cost and performance aspect.

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