2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제4권 터널

 

터 널

제 9 편 터널

제 9-1 편 터널 본체

제 9-2 편 터널 환기

제 9-3 편 터널 조명

제 9-4 편 터널 방재

제4권

 

제 9-4 편 터널 방재

 

제4권 터널

670

6.1 제연설비

6.1.1 일반사항

(1) 도로터널의 화재 시 제연설비는 화재지역으로부터 연기를 배기하거나 대피 반대방향으로 연

기류의 이동을 제어하여 화재 초기 자기구조(self rescue) 단계에서 이용자 스스로가 안전을

확보할 수 있도록 하는 가장 중요한 설비이다.

(2) 터널 내 화재 시 연기의 제연은 평상 시 환기설비에 의해서 수행되며, 제연방식은 연기를

화재공간에서 완전히 제거하는 배연(smoke exhaust)을 목적으로 하는 횡류식 또는 반횡류

식과 대피 반대 방향으로 기류를 제어하여 대피 안전을 확보하도록 하는 제연(smoke

control) 개념의 종류식으로 구분된다.

(3) 이 요령에서는 배연(smoke exhaust)과 제연(smoke control)을 구분하지 않고 제연설비라

칭한다. 환기방식별 일반적인 제연 특성은 표 6.1과 같다.

<표 6.1> 횡류식 및 종류식의 일반사항

구분 횡류식(또는 반횡류식) 종류식

연기의

제어 개념

화재지역으로부터 연기를 배연(exhaust smoke)

하는 방식으로 연기 및 열기류의 방향성 제어가

곤란하여 화재 규모가 큰 경우에는 적용성이 떨

어진다.

화재지역으로부터 일방향으로 연기 및 열기류를

제어(제연, smoke control)하는 방식으로 열기

류의 유동방향 제어가 용이하다.

환기팬의

운전 제어

급기 반횡류식의 경우, 화재 시 배연모드로 전

환하기 위한 대기시간과 역전 운전 후에 정상

가동에 필요한 시간 지연이 길다.

일반적으로 30초에서 1분 이내에 제트팬 정상운

전속도에 도달하지만, 터널 내 풍속이 정상상태

에 도달하기 위해서 시간지연이 필요하다.

배연을 위한

환기기기

용량 산정

화재강도에 따른 연기발생량 및 연기의 확산을

억제할 수 있도록 최소한의 풍속을 얻기 위한

풍량에 의해서 배연량을 결정한다.

연기의 역류를 억제하기 위한 임계풍속을 유지

할 수 있도록 제트팬 설치 대수를 결정한다.

6. 소화활동설비

제9-4편 터널 방재

671

6.1.2 화재 발생 시 환기계획

(1) 화재단계

① 차량 화재 발생 시의 제연에 대한 요구사항은 화재단계에 따라 다음의 두 단계로 구분

된다.

∙ 제1단계 : 화재 발생 초기(약 10 ~ 15분)로 대피환경의 확보를 목표로 하여 제연설비를

운영해야 하는 단계이다. 이 단계에서는 제연설비를 수동조작하여 대피자가 존재하지

않는 방향으로 연기류를 형성함을 원칙으로 한다. 이때 제연풍속은 임계풍속으로 하며,

자동으로 임계풍속을 유지할 수 있도록 제연팬에 대한 제어로직을 구성한다.

∙ 제2단계 : 화재진압을 지원하기 위한 제연이 수행되어야 하는 시기로 제연설비는 소화

활동을 지원하기 위한 운전을 수행하며, 제연설비를 가동하거나 정지시킬 때에는 현장

소방대와 긴밀하게 연락하도록 한다.

(2) 화재강도 선정

① 제연설비용량은 설계화재강도와 임계풍속, 연기발생량에 따라 차이가 발생한다. 차종별

화재강도 및 이에 따른 연기발생량은 표 6.2에 나타낸 바와 같다.

구분 횡류식(또는 반횡류식) 종류식

통행방식에

따른 적용

일방통행 터널의 경우에는 차량의 운행에 의해

서 발생하는 피스톤효과에 의한 풍속이 상시 존

재하므로 열기류의 방향성 제어가 곤란하며, 일

방통행터널보다는 대면통행터널에 대한 적용성

이 우수하다.

대면통행보다는 일방통행터널에 대한 적용성이

우수하다.

교통정체 시에는 연기가 화재하류 지역의 차량

이나 대피자를 덮칠 수 있다.

이와 같은 이유로 외국에서는 단순히 제트팬에

의한 종류식은 정체빈도가 높은 도시지역의 터널

과 대면통행터널에 대한 적용을 금지하는 경우도

있다.

배연 또는

제연능력

향상을

위한 방안

대배기구방식에 의해서 화재지점에서 집중적으로

연기를 배기할 수 있는 시스템 구축이 필요하다.

제어의 정확성이 요구되며, 배기구의 개폐조절

을 위한 전동댐퍼의 설치로 인하여 설치비용 및

유지관리 비용이 증대한다.

연기가 전 구간으로 확산되는 것을 억제하기 위

해서 일정간격으로 수직갱 또는 배연용 덕트를

설치하여 구간배연을 통하여 연기의 배기능력을

증대할 필요가 있다.

비상전원

배기 또는 급기목적의 대형 축류팬은 비상전원

시설에 의한 가동이 가능하나 발전실 규모와 용

량이 증대한다.

종류식의 주 제연설비인 제트팬은 비상발전기에

의해서 가동되도록 시설하고 있어, 정전등의 비

상 시 제연이 가능하다.

제4권 터널

672

② 이 요령에서는 설계화재강도를 20 MW 이상으로 하며, 이때의 연기발생량은 80 m3/sec

로 할 것을 권장한다.

③ 위험물수송차량의 통과대수가 많은 경우에는 설계화재강도를 증가할 수 있다.

<표 6.2> 설계화재강도 및 연기발생량

적용 차종 승용차 버스 트럭 탱크롤리

화재강도(MW) 5 이하 20 30 100

연기발생량(m3/sec) 20 60 ~ 80 80 200

(3) 터널 내 임계풍속

① 임계풍속은 다음 식으로 계산하며, 보정계수(β)는 설계자가 수치시뮬레이션 등을 수행하여

신뢰성을 검증한 후에 적용함을 원칙으로 한다.

Vrc  KgFrc

 



oCpArTf

gHQ 



Tf oCpArVrc

Q

 To

여기서, Vrc : 임계풍속(m/sec), Kg : 터널경사 보정계수, FrC : 임계 Froude 수(= 4.5),

g : 중력가속도(= 9.8m/sec2), H : 화점에서 터널 천장까지의 높이(혹은 대표직경),

Q : 화재강도(MW),  : 보정계수,  : 초기 공기밀도 (kg/m3), Ar : 터널단면적(m2),

Tf : 화점온도(K)

② 종단경사 보정계수는 다음 식으로 계산한다.

Kg    tan  grade 

여기서, grade : 터널 종단경사(%)이다.

(4) 제연설비 계획

① 연장등급 2등급 또는 방재등급이 2등급 이상인 터널에 설치한다.

② 제연방식은 화재 시 터널 내 대피자의 분포특성을 고려하여 터널의 연장 및 터널의 교통

특성에 따라 결정하며, 표 6.3에 제시한 제연방식의 적용을 권장한다.

③ 대면통행터널 및 정체 빈도가 높을 것으로 예상되는 일방통행터널은 횡류(또는 반횡류)식

을 적용하는 것을 권장하며, 종류식의 적용은 정량적 위험도 평가를 수행하여 안전성을

제9-4편 터널 방재

673

검증한 후에 적용함을 원칙으로 한다.

(5) 피난 대피시설이 미흡한 터널의 제연설비 설치계획

① 연장등급이 3등급 이상이고, 피난 대피시설이 미흡한 터널은 피난대피환경 보완 계획을

수립하고, 제연설비 또는 제연보조설비를 추가한다.

② 제연설비 보강 계획 수립 시 우선순위는 다음과 같이 정한다.

가. 방재등급이 2등급 이상인 터널

나. 피난 대피시설이 미흡한 터널

다. 정량적 위험도 평가에 따른 사회적 위험도가 허용한 계를 초과한 터널

③ 제연설비를 추가하는 경우에는 다음과 같이 한다.

가. 제트팬 또는 슬림형 제트팬을 적용할 수 있으며, 예비용 제트팬은 설치하지 않을 수

있다. 다만, 방재등급이 2등급이상 터널은 제외한다.

나. 제연보조설비의 설치 개소 및 간격은 제작사 사양 기준에 따른다. 다만, 시뮬레이션이

나 모형실험 및 정량적 위험도평가에 의해서 피난 안정성 확보 결과를 제시해야 한다.

다. 제연보조설비의 터널 내 설치 부품은 250 ℃의 온도에서 40분 이상 내열 성능을 확보

해야 한다.

라. 제연보조설비의 작동은 화재감지기와 연동 또는 관리자에 의한 수동 운전도 가능해야

한다.

마. 제연보조설비 설치로 인해 평상 시 환기류의 저항이 증가할 우려가 있으므로 환기시스

템에 의한 검토를 수행한다.

<표 6.3> 터널특성별 권장 제연방식

지역 및 통행방식 터널 길이 화재 시 적용 제연방식 및 방법

대면통행

및

도시지역

500 m 이하 ⦁자연환기에 의한 제연

500 ~ 1,000 m 미만 ⦁방재등급 2등급 이상의 터널은 기계환기에 의한 제연

1,000 m 이상 ⦁방재등급 1등급 이상의 터널은 대배기구방식의 횡류 또는

반횡류식

지방지역의

일방통행

500 m 미만 ⦁자연환기에 의한 제연

500 ~ 3,000 m 미만 ⦁방재등급이 2등급 이상인 터널 : 기계환기방식

3,000 m 이상 ⦁수직구, 집중배기방식이나 대배기구방식 등 구간배연시스템 권장

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6.1.3 제연용 환기기기 용량 설계

(1) 횡류식

① 횡류식은 천장에 설치된 턱트를 통하여 배연을 수행하는 방식으로 배기구에 대한 개폐조

정이 불가능하여 균일배기방식과 배기구에 전동댐퍼를 설치하여 화재 시 배연구간을 선

택적으로 선정하여 국소배연을 수행할 수 있는 대배기구방식으로 대별된다.

② 횡류식의 배연풍량(QE)은 연기발생량과 배기구 주변 공기의 유입 및 종향 기류 제어를

위한 부가풍량을 고려하여 다음 식으로 산정한다.

QE  Ar × Vr  Qs

여기서, Qs는 연기발생량으로 80 m3/sec(설계화재강도 20 MW 기준)으로 하며,

Ar × Vr은 주변 공기의 유입 및 종방향 기류 제어를 위한 부가풍량으로 Vr은 종방향 기

류를 제어하기 위한 풍속 개념에서 도입된 것이다.

③ 부가풍량을 고려한 배연풍량

가. 배연풍량은 설계 화재강도 하에서는 연기발생량이 동일하기 때문에 배연방식 및 화재

시 종방향 풍속과 배기구 형상, 터널제원 등에 영향을 받아 변하는 부가풍량에 의해서

결정한다.

나. 부가풍량을 결정하기 위한 Vr은 일반적으로 화재 지점에서 예상되는 종방향 풍속 이

상이 되도록 정하며, 모형실험이나 시뮬레이션을 통해서 신뢰성을 검토하여 산정한다.

다. 배연풍량은 연기의 확산거리를 화재 발생지점으로 부터 상·하류방향으로 각각 250 m

이하로 제한할 수 있도록 정한다.

라. 연기의 확산거리는 예상되는 대피시간의 2배의 시간이 경과한 시점에서 CO가스(농도

100ppm)가 천정부를 타고 이동한 거리를 분석하여 산정한다.

④ (반)횡류식 및 대배기구방식은 다음과 같은 원칙을 적용하여 설계한다.

가. 터널 갱구 부근에서의 배연은 일반적으로 효과적이지 못하다. 그러므로 터널 진출입부

와 배기구 사이의 거리는 50 ~ 100 m 정도 이격해야 한다.

나. 배기구의 형상은 배연 효율을 향상하기 위해서 종횡비를 정한다.

다. 배기 덕트 내 풍속은 20 m/sec 이하로 한다.

라. 대배기구 방식에서 댐퍼는 개별적으로 개폐가 가능해야 한다.

마. 대배기구 방식에서 배기구 설치 간격은 50 ~ 100 m 정도로 하며, 터널 특성에 따라서

제9-4편 터널 방재

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조정한다.

바. 대배기구 방식에서 댐퍼는 충분한 밀폐성이 확보되어야 하며, 배연팬 용량 산정 시

댐퍼 및 덕트의 누기를 고려해야 한다.

(2) 종류식

① 화원 부근의 연기가 역류하는 것을 방지하기 위한 최소 풍속인 임계풍속을 유지할 수 있

도록 시스템을 계획한다. 임계풍속은 전술한 계산식을 적용하여 계산하며, 수치 시뮬레이

션 등의 수단으로 신뢰성을 검토하여 적용한다.

② 화재 시 제연용 제트팬 대수 산정

가. 화재 시 제트팬 대수는 터널 제원, 터널 내 정체차량에 의한 환기저항, 자연풍에 의한

환기저항, 열부력에 의한 환기저항 등을 고려하여 임계풍속을 만족할 수 있도록 선정

한다.

나. 제트팬의 승압효율 확보를 위한 제트팬 설치 기준은 변경하여 적용할 수 있으며, 승압

효율의 저하가 예상되는 경우에는 이를 고려하여 제트팬 대수를 산정한다.

다. 화재 시 터널 내 정체 차량 수는 화재 위치를 출구로 하고, 터널 차단에 소요되는 시간

을 3분으로 고려하여 다음 식으로 계산한다.

n  Vt

N × Lr

 N × 



여기서, N : 시간교통량(대/h), Vt : 화재 전 차량의 주행속도(km/h),

Lr : 터널연장(km)이다.

라. 위의 다.에서 화재 전의 차량주행속도(Vt )는 도로의 특성을 고려하여 선정한다.

마. 정체 차량 수에 따른 정체 길이가 터널의 연장을 초과하는 경우에는 초과하는 지역의

차량 수는 제외한다.

③ 화재 시 터널 내 정체길이 산정

가. 화재 시 터널 내 정체길이는 차량 평균길이와 차간 간격의 합으로 나타낼 수 있으며,

터널 내 총 정체차량 대수를 고려한 정체길이( LS )는 다음 식으로 산정한다.

LS  CLavg  GLT H  × Lane

n

여기서, CLavg : 차량의 평균길이(m), GLT H : 차간간격(선행차량 후미부에서 후행

제4권 터널

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차량 전두부)(m), n : 정체 시 터널 내 총 차량대수, Lane : 차로수이다.

나. 차량의 길이는 도로설계편람(617. 환기시설)의 차종별 차량 제원을 참고할 수 있으며,

차량의 평균길이는 다음 식으로 계산한다.

CLavg  

i  

차종

CLi × i 

여기서, CLi : 차종(i)별 차량길이(m), : 차종(i)별 혼입률(%) 이다.

다. 차간 간격은 다음 식으로 계산한다.

GLT H  D o

 

 CLPC

여기서, Do : 정체 시 밀도(pc/kmㆍlane), CLPC : 승용차의 길이(m)(= 4.34 m) 이다.

④ 화재 시 제트팬으로 유입하는 공기 온도 상승에 의한 제트팬의 승압력 감소현상과 열부력

에 의한 저항이 발생하므로 모형실험 또는 수치 시뮬레이션을 통해 제트팬 대수의 적정성

을 검증한다.

⑤ 화재 시 제트팬의 소손을 고려하여 예비용 제트팬을 고려한다.

⑥ 방재용 제트팬의 설치

가. 방재용 제트팬은 화재 시 가압 및 화재 안전성을 위해서 터널의 입출구부에 분산하여

설치함을 원칙으로 한다.

나. 분산 설치가 곤란한 경우에는 성층화 교란 방지 및 제트팬의 소손을 최소화할 수 있도

록 설치 위치를 정하며, 이를 검증한 후에 설치할 것을 권장한다.

⑦ 화재시 열부력 산정

가. 열부력 개요

터널 화재 시 발생한 열부력은 터널 내 · 외부 온도차에 따른 공기밀도 변화에 의해

발생하며, 제연 시 상향경사 터널은 승압력으로 작용하나 하향경사 터널은 저항력으

로 작용한다.

화재발생 위치별로 볼 때 하향경사 터널에서 입구부 화재 시 열부력은 최대이고 교통

저항력은 최소이며, 출구부 화재 시 열부력은 최소이고 교통저항력은 최대가 된다.

제9-4편 터널 방재

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<그림 6.1> 화재발생 위치별 열부력, 교통저항력 경향

나. 터널별 적용 방법

열부력에 의한 환기저항을 고려함으로서 추가되는 제연용 제트팬 수량 산정 시 효율적인

설계를 위해 일반적 경향을 나타내는 제원(경사도, 연장)에 대하여 표 6.4에 나타난 제트

팬 수를 적용할 수 있다. 이때 복합경사 터널일 경우는 거리가중평균 경사도를 기준으로

한다.

한편, 수직갱 등 제트팬 종류식 외 터널 및 편도 2차로 초과 대단면, 구형단면 등 특이한

터널에서는 “(3)열부력 산정식”, “(4)열부력을 고려한 제연팬 산정식” 및 “(5)열부력 수치

해석”을 이용하여 열부력을 산출하고 제연팬 수량을 산출한다.

구 분 열 부 력(Pa)

연장

경사도

1 km 미만 1 km

1 km 초과

~ 2 km 이하

2 km 초과

~ 3 km 이하

3 km 초과

- 0.50% 이하

별도 해석

0 Pa

별도 해석

- 0.50 초과 ~ - 0.75% 이하 0.36 0.90 1.82

- 0.75 초과 ~ - 1.00% 이하 4.35 7.12 10.10

- 1.00 초과 ~ - 1.25% 이하 10.57 13.35 18.38

- 1.25 초과 ~ - 1.50% 이하 16.80 20.72 26.66

- 1.50 초과 ~ - 1.75% 이하 23.03 30.57 34.94

- 1.75 초과 ~ - 2.00% 이하 29.26 40.41 43.22

- 2.00 초과 ~ - 2.25% 이하 35.48 50.26 53.99

- 2.25 초과 ~ - 2.50% 이하 41.71 60.10 65.96

- 2.50% 초과 별도 해석

<표 6.4> 하향경사 터널의 열부력(2차로, 화재강도 20 MW)

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다. 열부력 산정식

열부력에 의한 환기저항을 고려한 제연용 제트팬 산정 시에는 입구부, 중간부, 출구부중

열부력과 교통저항력의 합이 최대가 되는 값을 적용하여 제트팬 수량를 산출하되 산정방

법은 아래 기술하는 바와 같이 정한다.

Pbuo  out  fire gH

여기서, Pbuo : 열부력에 의한 유효압력차

out : 외기온도에 해당하는 공기밀도(kg/m3)

fire : 화재연기가 전파된 터널 내부 평균 공기밀도(kg/m3)

g : 중력가속도(9.81 m/sec2)

H : 화재연기가 전파된 방향의 수직높이(m)

라. 열부력을 고려한 제연팬 대수 산정식

제트팬 대수  제트팬 대당 승압력ΔPj 

통기저항 저항자연풍 교통저항력  열부력ΔPbuo 

여기서, 입구부 화재 : 교통저항력 무시, 열부력 고려

출구부 화재 : 교통저항력 고려, 열부력 무시

중앙부 화재 : 교통저항력 + 열부력 모두 고려

마. 열부력 수치해석

열부력에 의한 환기저항 산출을 위한 수치해석은 다음 사항을 고려하여 수행한다.

∙ 외부 유입공기 온도조건은 대상터널 최근 기상자료 30년치를 조사하여 겨울철 최저기

온(극값)을 적용한다.

∙ 화재차량 및 화원에 대한 모델링은 “도로터널 제연용 제트팬 산정기준 개선연구( 2012,

한국도로공사)”에서 제시된 것을 준용하며, 터널 벽면 경계조건은 대류 열전달을 모사하

기 위해 터널 라이닝을 모사해야 하며, 라이닝 외측 경계조건(지중온도)는 15℃를 표준

으로 한다.

∙ 화재연기는 화재차량 위치에서 전방방향으로 전파된다고 가정하며, 입구부 및 중앙부

화재 시 열부력 해석을 위한 화재차량 위치에 있어 입구부 화재는 갱구에서 열유출이

없는 조건으로 한다.

∙ 열부력 값은 특별한 경우를 제외하고 소수 둘째자리까지 구한다.

제9-4편 터널 방재

679

6.1.4 화재 시 환기기기의 운영

(1) 일반사항

① 제연설비가 설치되는 터널은 관리소 또는 관리사무소의 설치를 원칙으로 한다.

② 제연설비의 운전을 위해서 자동화재탐지설비와 CCTV 등 교통량감지설비, 터널 내 풍

속계의 설치를 권장한다.

③ 화재 시 실행되는 제연설비의 운영메뉴얼을 화재 발생 시나리오(화재의 위치, 화재 차

량의 종류)에 따라서 작성하고 제연설비 조작반에 비치한다.

④ 제연설비는 화재경보와 연동하여 자동으로 가동될 수 있도록 제어로직을 구성함을 원칙으

로 한다.

⑤ 제연설비의 운영은 관리인이 상주하는 경우에는 수동조작을 원칙으로 하고, 관리인이

상주하지 않는 터널에서는 우선 자동으로 가동한 후, 관리자에 의해서 운전될 수 있도

록 제어로직을 구성한다.

⑥ 관리사무소가 없는 경우에는 터널입구에 제어반을 설치할 수 있다.

⑦ 제연설비의 조작은 수동조작에 우선권을 부여한다.

⑧ 비상사태 시 제연설비는 운전 명령에 최대한 신속하게 작동될 수 있도록 해야 하며,

급기 반횡류식의 경우에는 화재 시 배연을 위해 역전운전이 요구되므로 신속한 배연운

전이 되도록 조치를 강구한다.

⑨ 제연설비는 비상 시 1시간 이상 기능을 유지할 수 있도록 비상발전설비에 의한 비상전

원을 설비를 갖춘다.

(2) 종류식의 제연팬 운영

① 일방통행터널(비정체 시)

가. 화재초기에는 차량주행방향으로 임계풍속을 유지할 수 있도록 제연설비를 운전한다.

나. 터널 내 풍속제어를 위해서 풍속제어로직 및 제연팬 운전모드의 설정이 필요하다.

다. 화재 위치, 화재 발생차종에 따른 제연팬 운전모드를 작성하여 비치 · 운영한다.

라. 상대 터널의 제트팬 또는 환기시설은 피난연결통로로 연기유입을 방지하기 위해서 가

압운전모드로 운전한다.

마. 화재터널의 제트팬이 터널 입구 및 터널 출구부에 분산 설치된 경우에는 터널 출구의

제트팬을 가동하여 화재터널의 압력이 부압이 되도록 운전하는 것이 바람직하다.

제4권 터널

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바. 또 화재에 근접한 제트팬의 가동은 연기의 성층화를 교란하게 되므로 가동하지 않는다.

② 대면통행터널 및 일방통행터널(정체 시)

가. 교통이 정체된 경우, 초기단계에는 화재 전후방에 대피자가 존재하게 되므로 최대한

낮은 풍속을 유지할 수 있도록 제트팬의 가동을 정지하여, 성층화를 교란하지 않도록

한다.

나. 대피자가 안전한 장소에 대피한 것이 확인된 후에는 형성된 기류의 방향으로 임계풍

속을 유지할 수 있도록 운전을 수행한다.

(3) 수직구의 운영

① 제연운전

가. 운전 시기 : 화재발생 초기 ~ 이용객 대피환경 확보 및 화재진압 완료

나. 운전 대상 : 제트팬(제연용) + 최인접 축류팬

∙ 화재연기가 흩어지지 않도록 피난로 확보하는 단계 (임계풍속 이상 유지)

∙ 화재지점 상류측 제트팬부터 순차 운전하여 연기의 성층화 유지

* 일반터널은 화재지점에서 먼 출구측 제트팬부터 순차 운전

∙ 화재지점 하류측 최인접 축류팬(급배기)을 가동하여 연기배출

∙ 대향터널은 피난연락갱문을 통한 연기 유입의 방지를 위해 가압운전

※ 대향터널 가압운전 Process

㉠ 교통방향 풍속 확인

㉡ 풍속 1 m/sec 이상 : 출구측 제트팬 역방향 순차 가동

㉢ 풍속 0.5 ~ 1 m/sec : 출구측 제트팬 가동대수 억제 및 유지

㉣ 풍속 0.5 m/sec 미만 : 입구측 제트팬 정방향 가동

㉤ 풍속 추이를 확인하면서 제트팬 운전

② 배연운전

가. 운전 시기 : 이용객 대피 환경 확보 및 화재진압 완료 ~ 화재연기 배출

나. 운전 대상 : 제트팬(배연용) + 축류팬

∙ 제트팬 배연운전 : 제트팬 전체(ALL) 가동으로 화재연기 신속배출

∙ 연기의 구간별 도달 위치 파악 후 단계별 운전

제9-4편 터널 방재

681

③ 중점 관리사항

가. 제트팬 ․ 축류팬 ․ 댐퍼 정상가동 상태 수시 확인

나. 제트팬과 축류팬 운전 시 구간별/방향별 풍속변화 파악

다. 구간별 화재발생시 CCTV 등을 통한 연기 이동거리 신속 파악

라. 구간별 화재발생시 CCTV 등을 통한 연기 이동거리 신속 파악

(4) 횡류식의 운영

① 균일배기방식의 (반)횡류식을 적용하는 경우, 배기구는 시운전 및 조정을 통해서 환기효율

이 저하할지라도 배기 시 균일한 풍량이 발생할 수 있도록 급기구의 개도를 조정하여 운영

한다.

② 일방통행터널에서 비정체 시에 화재가 발생하는 경우에는 구역제어 또는 대배기구에 의한

선택배기를 하는 경우, 차량의 주행방향으로 기류가 형성될 수 있도록 배연계획을 수립하

고 운전한다.

③ 대면통행터널 및 일방통행터널(정체 시)은 차량의 정체에 의해서 화재 상하류에 대피자가

존재할 가능성이 있으므로 화재 지점의 풍속을 최대한 낮게 유지할 수 있도록 환기기기

운전계획을 수립하여 운전한다.

6.1.5 환기시설의 온도저항

(1) 연기를 주행공간으로부터 직접 배출시키는 제연용 제트팬은 250℃의 온도에서 60분 이상

정상가동 상태를 유지할 수 있어야 한다.

(2) 화재에 간접 노출되는 횡류식(또는 반횡류식) 및 대배기구방식의 배연용 팬은 덕트의 길이

등에 따라서 노출온도가 차이가 있으므로 수치해석 등을 통해서 내열온도 등을 검토한 후에

필요 시 냉각설비를 적용한다.

(3) 또한 대배기구의 개폐용 전동모터는 250℃ 이상의 온도에서 60분 이상 정상 가동되어야 하

며, 정전 등 전원이 차단되는 경우에도 조작된 상태를 유지할 수 있어야 한다.

(4) 주행 공간 내의 전원 공급라인과 제트팬과 전원연결장치들은 250℃의 온도에서 60분 이상

운전상태를 유지할 수 있도록 한다.

제4권 터널

682

6.1.6 제연설비의 성능 검증

(1) 제연설비의 성능 검증이란 유지관리 시 작동 기능 등을 점검하는 일상점검(정밀점검 포함)을

의미하는 것이 아니라, 화재 시 설계된 임계풍속 혹은 배연풍량 이상으로 제연설비의 성능이

발휘되는지 여부를 검증하는 것을 말한다.

(2) 공용 중 터널 내에서 환기설비 겸용으로 운전되는 제연설비는 환기 · 방재특성을 고려해야 하

며, 비상시 제연성능 확보를 위해 다음과 같이 정기적인 성능검증을 수행한다.

① 성능검증의 수행 주기

가. 제연설비가 설치된 공용 중 터널은 이 요령의 시행일로부터 매 4년마다 1회 이상 수행

하고, 그 결과를 유지 및 보관해야 한다.

나. 다만, 이 요령의 시행일 이후로 제연설비(댐퍼 포함) 및 동력공급선(케이블) 등을 교체

하는 규모의 화재가 발생한 터널은 화재 발생 후 1년 이내에 성능검증을 (재)수행 함

을 원칙으로 한다.

② 성능검증의 수행 조건

가. 수행자의 자격 요건은 용역발주 공고일 기준으로 발주기관으로부터 최근 5년 이내의

‘실적증명서’ 또는 ‘도로터널의 환기 · 방재 설계기준 등’의 연구용역 실적이 있는 관

련기관(학회, 협회)의 장으로부터 최근 1년 이내의 ‘터널 제연설비의 성능검증 수행능

력 확인서’를 교부받아 발주기관에 제출해야 한다.

발주기관

한국도로공사 / 지방국토관리청

한국토지주택공사 / 광역자치단체

민자사업 시행자 등

경과 조치

학회 / 협회

도로터널의 환기/방재 설계기준 등

연구용역 실적이 있는 전문기관

자체기준 마련

관련설계/연구용역 실적

+ 인력/장비 보유현황 등

‘ 수행능력 확인서 ’

실적증명서

(최근 5년 이내)

「터널 제연설비 성능검증 수행능력 확인서」를 이용한 입찰제도

용역 입찰 희망자(수행자)

2 1

<그림 6.2> 수행 조건의 경과 조치

제9-4편 터널 방재

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나. 최초로 제연성능을 검증하는 터널의 경우, 수행자는 제연설비의 용량의 적정성을 검증

하기 위해 성능검증 시 측정된 제연설비의 성능을 반영하여 열부력 및 전 터널연장을

고려한 화재 시뮬레이션을 병행해야 한다.

다. 수행자는 성능검증 시 평가대상 터널의 일반제원 및 제연설비 제원, 교통량, 주행속도,

풍속 측정결과, 평가결과 등을 포함하는 성능검증의 결과보고서를 발주기관의 장에게

제출한다.

라. 발주기관의 장은 터널 환기 · 방재 전문가(5인 이상)로 구성되는 자문단을 구성하여

보고서의 확인 · 평가 등 검증을 수행한다.

(3) 제트팬에 의한 제연성능 검증을 위한 측정방법 및 검증기준은 다음과 같다.

① 측정방법

가. 터널 내 차량의 평균주행속도(Vt)를 측정한다.

나. 풍속 계측기를 사용하여 제트팬 가동전(V0, 15분), 가동 유지상태(V1, 15분), 정지 후

(V2, 15분)동안의 측정을 수행하며, 각 단계별 획득된 풍속의 평균값(V0, V1, V2)을 검

증기준에 사용한다.

② 검증기준

가. 제트팬 가동 전 평균풍속(V0)과 제트팬 가동유지상태의 평균풍속(V1) 하에서 1대당 제

트팬 승압력(실측 제트팬 승압력)을 산정한다.

나. 제트팬 가동유지상태의 평균풍속(V1) 하에서 설계이론에 따른 1대당 이론 제트팬 승압

력을 산정한다.

다. 실측 제트팬 승압력이 이론 제트팬 승압력 보다 높은 경우에 제연설비(제트팬)은 제연

성능을 확보한 것이라 판단한다.

③ 검증시 다음 조건에 해당하는 경우에는 재측정을 수행한다.

가. 제트팬 가동 전 평균풍속(V0)과 제트팬 정지 후 평균풍속(V2)의 차이가 1 m/sec 초과

할 경우

나. 제트팬 가동 전 평균풍속(V0)과 제트팬 정지 후 평균풍속(V2)의 차이에 따른 압력변동

값이 제트팬 가동 후 평균풍속(V1)에 의한 1대당 이론 제트팬 승압력을 초과할 경우

제4권 터널

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④ 수행 방법 예시

가. 풍속 측정 예시

<그림 6.3> 풍속 측정 방법(예)

나. 성능검증 수행 흐름도

· 15분 측정에 따른 평균 풍속값 획득

V V V 

· 평균 차량속도(Vt) 획득

제트설비 가동에 따른

터널 내 풍속Vr

도출

성능검증의 판별 조건

ΔPj실측nj ≥ ΔPj이론nj

· 실측 대당 승압력ΔPj실측nj 도출

· 이론 대당 승압력ΔPj이론nj 도출

<제연성능 재측정 조건>

· Ⅳ  ⅤⅠ ≥ msec

· ΔPr ≥ ΔPj이론nj

발주기관(결과보고서 보존)

자문단(5인 이상)

결과보고서 제출

정밀 재검증

O.K N.G

대책수립

YES

NO

YES NO

<그림 6.4> 수행 흐름도(예)

(4) (반)횡류 방식 및 대배기구 방식의 배연팬(축류팬)에 대한 제연 성능검증을 위한 측정방법

및 검증기준은 다음과 같다.

제9-4편 터널 방재

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① 측정방법

가. 화재 시 구역별 배기구 운영모드에서 팬풍량을 TAB의 측정기준에 의해서 측정한다.

나. 균일배기 횡류식에서는 배기 포트별 풍량을 측정한다.

② 검증기준

가. 구역별 배연풍량이 설계배연풍량 이상이 되는 경우는 배연능력을 확보한 것으로 판단

한다.

나. 균일배기 횡류식에서는 배기포트별 풍량이 균일한지 여부를 추가적으로 확인・검증한다.

(5) 제연성능이 미달된 터널은 터널 환기 · 방재 전문기관(학회, 협회 등)과 공동으로 정밀 재검

증을 실시하여 제연성능을 확보할 수 있도록 조치해야 한다.

6.2 무선통신보조설비

6.2.1 일반사항

(1) 터널 내 구조활동 및 소화활동 시 터널 내 · 외부 간의 무선통신을 위한 설비이다.

(2) 무선통신보조설비는 누설동축케이블과 무선기기 접속단자함 및 증폭기 등으로 구성하며 재

방송설비와 겸용하여 설치할 수 있다.

(3) 누설동축케이블이란 동축케이블의 외부 도체에 가느다란 홈을 만들어서 전파가 외부로 새어

나갈 수 있도록 한 케이블을 말한다.

(4) 증폭기는 신호전송 시 신호가 약해져서 수신이 불가능해지는 것을 방지하기 위해서 증폭하

는 장치를 말한다.

(5) 이 요령에 언급되지 않은 사항은 무선통신보조설비의 화재안전기준(NFSC 505)을 준용할

수 있다.

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6.2.2 기기사양

(1) 누설동축케이블

① 누설동축케이블은 불연 또는 난연성의 것으로서 습기에 의해 전기적인 특성이 변질되지

않아야 한다.

② 누설동축케이블 또는 동축케이블의 임피던스는 50Ω으로 하고, 이에 접속하는 공중선, 분

배기 등 기타의 장치는 해당 임피던스에 적합한 것으로 해야 한다.

③ 누설동축케이블은 소방전용 무선통신보조설비 주파수 대역을 수용할 수 있어야 한다.

④ 누설동축케이블은 재방송설비와 겸용하여 설치할 수 있다.

(2) 무선기기접속단자함

① 단자를 보호하기 위해 보호함을 설치하고, 먼지, 습기 및 부식 등에 의해 영향을 받지 않도

록 해야 한다.

② 무선기기를 쉽게 접속할 수 있도록 5 m 이상 길이의 연장케이블을 포함해야 한다.

③ 여러 가지 형태의 무선기기 출력단자와 연결할 수 있도록 시중에 통용되는 형태의 연결용

커넥터를 갖추어야 한다.

④ 안테나 방식의 경우는 생략할 수 있다.

(3) 증폭기

① 무선통신보조설비를 60분 이상 유효하게 작동할 수 있도록 무정전전원에 의한 비상전원을

갖춘다.

② 증폭기의 전면에는 주회로의 전원이 정상인지의 여부를 표시할 수 있는 표시등을 설치한다.

6.2.3 설치지침

(1) 공통사항

① 연장등급이 3등급 이상인 터널에 설치하는 것을 원칙으로 하며, 3등급 미만의 터널에서

재방송설비가 설치되는 경우에는 이를 겸용하여 설치할 수 있다.

② 누설동축케이블은 소방전용주파수대에서 전파의 전송 또는 복사에 적합한 것으로 소방대

상호간에 무선연락에 지장이 없도록 설치한다.

제9-4편 터널 방재

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③ 누설동축케이블은 말단에는 무반사 종단저항을 설치해야 한다.

④ 성능저하가 발생하지 않는 범위에서 화재의 영향을 가장 적게 받는 위치에 설치한다.

⑤ 차도터널, 피난연결통로, 피난대피터널, 터널 내 기계실, 전기실 등에 상시 제공될 수 있도

록 한다.

⑥ 터널 내 무선통신보조설비는 소방전용 채널을 운영한다. 다만, 필요에 따라 무선통신설비에

간섭을 주지 않는 범위 내에서 경찰전용 및 유지 관리자 전용의 주파수 대역을 이용할 수

있다.

⑦ 누설동축케이블의 시점에는 관리용 무선기와의 공용기를 접속하고, 터널 내 휴대용 무선기

와 상호연락이 가능한 기능을 갖도록 한다.

(2) 누설동축케이블

① 누설동축케이블은 화재에 의해 케이블의 피복이 소실된 경우에 케이블 본체가 떨어지지 않도

록 4 m 이내마다 금속재 또는 자기재, 합성수지 등의 지지금구로 벽 · 천장 · 기둥 등에 견고

하게 고정시켜야 한다.

(3) 무선기기 접속단자

① 단자는 한국산업규격에 적합한 것으로 하며, 바닥으로부터 높이 0.8 m 이상 1.5 m 이하의

위치에 설치한다.

② 터널관리소 또는 터널 관리사무소와 터널 입구 및 출구 10 m 이내에 각각 설치해야 한다.

③ 단자 보호함 표면은 적색으로 도색하고 ʻ무선기 접속단자ʼ라고 표시한 표지를 한다.

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6.3 연결송수관설비

6.3.1 일반사항

(1) 연결송수관설비는 화재진압을 위한 소화용수를 공급하기 위한 배관으로 송수구 및 방수구와

배관으로 구성된다.

(2) 송수구는 소화설비에 소화용수를 보급하기 위해 건물 외벽 또는 구조물의 외벽에 설치하는

관을 말한다.

(3) 방수구는 소화설비로부터 소화용수를 방수하기 위해 건물내벽 또는 구조물의 외벽에 설치하

는 관을 말한다.

(4) 이 요령에서 언급되지 않은 사항은 연결송수관설비의 화재안전기준(NFSC 502)에 준용한다.

6.3.2 설치지침

(1) 송수구

① 연장등급 2등급 또는 방재등급이 2등급 이상인 터널에 설치한다.

② 송수구는 터널의 입출구부에 소방차의 접근이 용이한 지점에 설치한다.

(2) 방수구

① 연장등급 2등급 또는 방재등급이 2등급 이상인 터널에 설치한다.

② 방수구는 50 m 이하의 간격으로 옥내소화전함에 병설한다.

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6.4 비상콘센트설비

6.4.1 일반사항

(1) 인입개폐기란 전기설비기술기준의 규정에 따른 것을 말한다.

(2) 변전소는 전기설비기술기준의 규정에 따른 것을 말한다.

(3) 이 요령에 언급되지 않은 사항은 비상콘센트설비의 화재안전기준(NFSC 504) 및 도로터널

화재안전기준(NFSC 603)을 준용한다.

6.4.2 기기사양

(1) 터널에 설치되는 비상콘센트설비는 구조활동이나 소화활동을 위해 필요한 전원을 공급할 목

적으로 시설하며, 단상교류 220 V인 것으로서, 공급용량은 1.5 kVA 이상으로 한다.

(2) 콘센트마다 배선용 차단기를 설치해야 하며, 충전부가 노출되지 않도록 한다.

(3) 비상콘센트설비의 전원부와 외함 사이의 절연저항은 500 V 절연저항체로 측정할 때 20 MΩ

이상이어야 한다.

6.4.3 설치지침

(1) 연장등급이 3등급 이상의 터널에 설치한다.

(2) 설치간격은 50 m 이내로 하며, 소화기 또는 소화전함에 병설하고, 피난연결통로, 비상주차

대에 설치한다.

(3) 비상콘센트는 보호함에 내장하여 설치해야 하며, 소화기함이나 소화전함에 일체형으로 병설

한다.

(4) 1개의 전용회로에 설치할 수 있는 비상콘센트의 수는 동시 사용율을 고려하여 결정한다.

(5) 전압강하 계산 시 부하는 비상콘센트 3개를 합한 용량(1Φ 220V, 4.5kVA)으로 하며, 배전

거리는 말단 3개의 콘센트에 부하가 연결된 것으로 한다.

(6) 허용전압강하는 내선 규정(대한전기협회 제정)을 준용한다.