高速道路トンネルの二次高規格道路における運用換気システムの最適化研究

科学分野:

• 土木工学
• 環境工学
• 交通工学

背景:

• 長大道路トンネルの増加に伴い、汚染物質が蓄積する傾向があります。
• トンネル内の空気質の悪化は、運転者や乗客の健康リスクとなります。
• 既存の換気システムは、極端な条件下では不十分な場合があります。

研究 の 目的:

• 極度の交通渋滞下における長大道路トンネル内の汚染ガス濃度分布を分析すること。
• トンネルの空気質改善における縦流換気システムの有効性を評価すること。
• 換気シャフトとジェットファンを使用した複合換気方式の効率を調査すること。

主な方法:

• 東港山二次高規格道路長大トンネルの1:1実物大模型を設置しました。
• 数値シミュレーションソフトウェア（Fluent）を使用して、交通渋滞と換気シナリオをモデル化しました。
• 様々な運用条件下で、汚染ガス濃度と換気効率を分析しました。

主要な成果:

• 研究では、極度の渋滞時のトンネル内の汚染物質分布パターンを特定しました。
• 縦流換気システムは、トンネル内の汚染ガス濃度の低減に効果的であることが示されました。
• 複合換気方式（シャフトとジェットファンを使用）は、完全ジェット縦流換気と比較して優れた性能を示しました。

結論:

• 換気シャフトとジェットファンを使用した複合換気戦略は、長大道路トンネル内の汚染物質の蓄積を緩和するのに効果的です。
• このアプローチは、交通渋滞時のトンネルの空気質と運転者の安全性を大幅に向上させます。
• 一酸化炭素（CO）濃度の増加率は、複合方式により50％減少し、その効率を強調しています。