맞춤형 정전식 먼지 제거 팬을 채택하여 PM2.5 제거율이 85%를 상회하며, 단공 이중층 환기 문제를 해결하고, 저에너지 소비 및 고효율 정화를 실현했습니다.
춘펑 터널의 총 연장은 5,078m이며, 이 중 지하 구간은 4,600m이다. 이 터널은 15.8m 초대형 직경 쉴드 공법을 채택하여 상·하층으로 구성된 ‘단일 관로 이중층’ 차량 전용 터널을 형성하였으며, 상층과 하층 모두 교통용으로 사용된다. 이로 인해 내부 공간이 매우 밀폐되고 공기 흐름 경로가 복잡해졌다. 기존의 횡류 환기 방식은 제한적이어서 동단 및 서단에 집중식 환기소를 설치하고, 고출력 제트 팬을 종류 환기 시스템과 연동하여 운영해야 한다.
로후 구와 푸톈 구를 연결하는 도시 고속도로 터널로서, 이 터널은 하루 평균 6만 대 이상의 차량을 소화할 것으로 예상된다. 차량 배기가스에는 PM2.5, PM10, NOx 등 다양한 오염물질이 고농도로 포함되어 있어, 환기 시스템의 공기 희석 및 배출 능력에 극도로 높은 요구가 제기된다. 팬은 단순한 기본 공기 교환 기능을 제공하는 데 그치지 않고, 공기 정화 장치와 연동하여 오염물질을 효율적으로 제거해야 한다.
BIM 기술이 프로젝트 전반에 걸쳐 적용되었으며, 3D GIS, InSAR 위성 원격 탐사, AI 알고리즘을 통합한 ‘안전 위험 관리 플랫폼’이 구축되어 시공 파라미터 및 환경 데이터를 실시간으로 모니터링한다. 이 시스템은 환기 설비의 운영 및 관리 분야로도 확장되어, 팬의 운전 상태 예측 및 고장 경고 기능을 지원한다.
터널 부대공사(예: 슬러리 분리장치)가 한때 루단밍위안(Ludan Mingyuan) 주거단지에서 약 100m 떨어진 곳에 설치되어 있었다. 장비 운전으로 발생한 저주파 진동으로 인해 주민들이 어지러움, 이명을 겪었을 뿐만 아니라 집 벽면에 균열까지 발생하였다.
HVAC 팬 및 보조 장비의 시운전 및 시험 운전 중 진동 완화 조치가 부족할 경우(예: 스프링 진동 차단 받침대 미사용, 유연 연결부 미설치), 진동이 지반을 통해 쉽게 전달되어 ‘내 뒷마당에는 안 된다(Not In My Backyard, NIMBY)’는 반응을 유발할 수 있다.
결국 시공사가 주민들의 민원을 해소하기 위해 슬러리 처리장을 서쪽으로 300m 이전해야 했으며, 이는 초기 환경영향평가 및 장비 배치 계획 수립 단계에서 직면한 심각한 어려움을 반영한다.
차량 배기가스 내 높은 농도의 PM2.5, PM10 및 NOx를 대응하기 위해 동쪽 및 서쪽 끝 각각에 하나씩 공기 정화 시스템을 설치하며, 다단계 여과 + 정전기 집진 + 촉매 산화 기술을 적용함.
HVAC 팬은 정화 모듈을 통한 균일한 공기 분포를 보장하기 위해 안정적인 정압과 풍량을 제공해야 하며, 국부적 막힘 또는 효율 저하를 방지해야 함.
장기간 운전 중 필터 매체에 먼지가 축적되면 시스템 저항이 증가하므로, 팬은 변주파 구동(VFD) 기능을 갖추어 전력을 동적으로 조절함으로써 정화 효율을 유지하면서 에너지를 절약할 수 있어야 함.
이 터널은 11개의 단층 파쇄대를 관통하며, 암반 강도는 최대 173 MPa에 달한다. 시공 중 발생하는 지반 교란은 환기 기계실 등 보조 구조물의 기초 안정성을 위협한다.
지표면에서 최대 49m 깊이에 위치한 심부 기계실은 습기가 많고 접근이 어려우며, 대형 팬은 부품 단위로 운반 후 현장 조립해야 하므로 설치 오차가 증가하고 이후 진동 위험이 커진다.
환기 시스템은 화재 억제/연기 배출, 구조 모니터링, 교통 신호 등 다른 시스템과 연동되어야 한다. 예를 들어, 화재 상황에서는 팬이 신속히 연기 배출 모드로 전환하여 제트 팬을 작동시켜 정방향 공기 흐름을 생성함으로써 인원의 안전한 대피를 보장해야 한다.
밀집된 도시 환경에서는 팬의 가동/정지 순서 또한 인근 건물에 영향을 줄 수 있는 압력 변동이나 소음 중첩을 피해야 한다.
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