열차풍과 미기압파

1. 정의

열차가 고속으로 터널에 진입하게 되면 터널 내 공기가 압축되며 이 압축파가 음속으로 전파되어 터널 출구에 도달하게 되면 압력이 해소되면서 압력파(Pulse;순간파동)를 발산함과 동시에 굉음을 내게 되는데 이때 발생하는 압력파를 '미기압파'라 하며, 발생되는 바람을 '열차풍'이라 한다.

 

(그림) 철도 터널 내 풍압변동 및 미기압파 방사현상

 

 

2. 미기압파 발생 개소

1) 슬래브궤도(slab track) 구조터널

* 자갈궤도의 단점을 보완하기 위하여 침목과 자갈 역할을 아스팔트나 콘크리트 등으로 대신한 것

2) 터널의 길이가 5~13km정도인 장대터널

3) 터널로 진입하는 열차의 속도가 클 경우

 

3. 영향요인

1) 열차속도

2) 열차단면적

3) 터널 길이와 단면적

4) 터널구조 및 벽면 상태

 

4. 문제점

1) 터널 내 급격한 압력변동으로 귀가 멍해지는 이명현상이 발생된다.

2) 터널 주변 민가에 환경소음 및 건물 진동이 발생된다.

3) 열차주행 시 주행저항이 약 1.5배 정도 증가되어 동력손실이 발생된다.

 

5. 해소대책

1) 터널 단면적을 확대한다.

* 경부고속철도의 경우 A=107㎡ 적용한다.

2) 터널 입출구에 후드형 완충부를 설치한다.

3) 사갱, 수직갱 등을 이용하여 압력파를 By-pass 시킨다.

4) 터널 내 흡음재를 설치한다.

5) 터널 벽면을 거칠게 하여 음원의 난반사를 유도한다.

6) 차량을 유선형화하여 압축파 발생을 최소화한다.

7) 차내 밀폐도를 향상시킨다.

8) 강제 여압시스템을 도입한다.