건축설비공학 (위생)

위생 설비)

- 급수 설비
급수 설비란 세면기, 변기, 싱크대 등의 위생기구 및 물이 필요한 장소에 필요한 수량을 필요압력으로 좋은 수질 상태의 물을 공급하도록 하는 설비이다.

- 급수 방식
건물 내의 어느 위치에서도 필요한 수압과 수량을 확보하기 위한 방식을 선택해야 한다. 시에서 공급되는 수도 본관의 압력이 충분하다면 수도직결방식은 가장 간편한 방식이며, 건축적으로도 크게 신경 쓰지 않을 수 있다. 그러나 수도 본관의 공급할 수 있는 높이 이상의 위치에 있는 위생기구는 가압 장치를 이용해야만 필요 급수압력을 얻을 수 있으며, 이 가압 장치는 수도 본관에 직접 접속하여 가압해서는 안 된다. 이 경우에도 수도 본관에서 급수되는 물을 대기에 개방된 수조(일반적으로 저수조)에 넣어 가압장 치를 이용, 필요 개소에 필요압력의 물을 공급하게 된다. 따라서 수도 본관과 가압 장치는 분리되어 있게 된다.
이러한 방식은 수도직결방식과는 달리 저수조, 고가수조, 압력 수조, 펌프 등을 설치해야 하므로, 건축 계획에서 이러한 기기들의 위치 및 설치 공간을 고려해야 한다.

1) 시수 직결방식
수도 본관에서 급수관을 인입하고 건물 내의 필요 개소에 직접 급수하는 방식이며, 제일 높은 장소의 위생기구의 필요압력이 유지되는 경우로, 2~3층 건물이나 주택 등에 사용되는 방식이다.

2) 고가수조 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수조에 저장하고, 건물 내의 가장 높은 곳 또는 최악의 조건에 있는 위생기구에 대한 필요압력을 얻을 수 있는 높이에 설치한 고가수조에 급수펌프로 물을 올린 후, 고가수조로부터 중력에 의하여 건물 내의 필요 개소에 급수하는 방식이다. 수도직결방식으로는 필요압력이 얻어지지 않는 경우에 사용되고 있는데, 우리나라 건물 대부분이 채용하고 있다. 우리나라 건물 중 특히 아파트나 사무소 건물의 지붕에 돌출되어 설치되는 옥탑 층에는 이런 고가탱크가 설치되어 있고, 그 건물의 가장 높은 곳에 설치되어 있는 위생기구의 필요압력을 유지하기 위해 일반적으로 옥탑 2층에 설치된다.

3) 압력수조 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수조에 저장하고, 급수펌프로 압력탱크로 물을 보내, 압력탱크 내의 공기를 압축, 가압시켜 그 압력에 의해 물을 건물 내의 필요 개소를 급수하는 방식이다. 수도직결방식으로는 필요압력이 얻어지지 않고 고가탱크를 설치하기 어려운 경우에 사용되는 방식이다.

4) 탱크 리스 부스터 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수탱크에 저장하고, 급수펌프만으로 건물 내의 필요 개소에 급수하는 방식으로, 유럽이나 미국에서 많이 사용하고 있다. 정속 방식과 변속 방식이 있어, 정속 방식은 여러 대의 펌프를 병렬로 설치하여 1대의 펌프를 항상 운전시켜 두고, 토출관의 압력 또는 유량의 변화에 따라 다른 펌프를 시동, 정지시키며, 변속 방식은 변속 전동기를 사용하여 토출관의 압력 또는 유량의 변화에 따라 펌프의 회전수를 변화시켜 급수량을 제어하는 방식이다.

5) 고층 건물의 급수방식
건물의 높이가 높아져서 고가탱크의 설치장소가 높게 되면 하층으로 급수압력이 지나치게 되어 수전, 기기 등의 사용에 지장을 주거나, 소음, 워터해머 등이 발생하거나, 수전, 밸브 등의 부품 마모가 크게 되어 수명이 단축될 수 있다. 고가탱크에서 최하층의 수전, 기기까지의 수직거리는 40~50m 오류 지 한다. 이 이상의 높이가 될 때는 하층에 대해서 중간 탱크나 감압밸브 등을 설치하여 급수압력을 조정해야 한다. 이처럼 급수압력을 두 계통 이상으로 분할하는 것을 조닝이라 한다.
조닝은 중간수조에 의한 방식, 감압밸브에 의한 방식, 펌프직송방식 등이 있으며, 건물의 형상, 용도 등에 따라 적적한 방식이 선택될 수 있다. 건물의 형상, 용도 등에 따라 적절한 방식이 선택될 수 있다. 예전에는 수압의 안정성을 갖는 중간 수조 방식을 많이 채택하였으나, 최근에는 건축 계획상의 제약이 없을 뿐만 아니라 미관상에도 유리한 감압밸브 방식이나 펌프직송방식이 기기장치의 신뢰성, 성능향상과 함께 많이 채택되고 있다. 조닝의 방식은 다음과 같은 것이 일반적이며 경제성 및 건축 계획상의 요구 등을 고려하여 결정해야 한다.
- 중간수조 방식에 의한 조닝
가장 보편화된 방식으로 일본의 경우 초고층 건물 대부분이 이 방식을 택하고 있다. 급수펌프는 가 조마다 설치하는 것이 일반적이다. 이 방식은 중력식이기 때문에 수압의 변동이 없고 설비비도 그다지 많이 들지 않지만, 중간수조의 설치 공간이 필요하고, 이에 다른 설치장소의 구조적 보강이 필요하다. 또 제일 높은 곳에 급수펌프의 양정이 특히 높아지기 때문에 정지 시 수격현상 발생의 방지대책을 고려할 필요가 있다.
- 감압밸브에 의한 조닝
20층 정도의 건물에 사용되는 방식으로 건물의 상부 존은 수압이 높지 않으므로 감압하지 않고 사용하며, 하부 존은 감압밸브에 의해 감압시킨 급수압력으로 급수한다.
이 방식은 중간수조를 설치하지 않기 때문에 설비비는 중간수조를 설치하는 경우보다 저렴하지만, 고가수조 용량은 건물 전체의 급수부하를 담당해야 하므로 훨씬 더 커지고, 중량도 증가하기 때문에 건물의 구조적 문제를 고려할 필요가 있다. 아울러 급수주관에 설치하는 감압밸브는 고장을 고려하여 예비밸브와 병렬로 설치한다.
- 펌프직송방식에 의한 조닝
각 존에 펌프로 직송하여 급수하는 방식으로 일본의 경우는 거의 없지만 미국의 최근 건물들은 대부분 이 방식을 채택하고 있다. 이 방식의 장점은 고가수조 및 중간수조가 필요 없기 때문에 그 설치 공간이 없어도 된다는 것이다. 한편, 설비비와 운전비는 다른 방식에 비하여 고가이며, 정전 시에는 바로 급수가 중단되기 때문에 자에게 발전장치가 필요하다.
- 고가수조와 펌프직송방식의 겸용
이 방식은 그다지 높지 않은 건물에 이용되고 있다. 건물의 상부 존은 고가수조 방식으로 급수하고 하부 존은 펌프직송방식으로 급수하는 방식으로, 이 방식을 채택하면 고가수조 용량은 상부 존의 사용량만 공급하면 되므로 감압밸브 병용방식에 비하면 작은 규모의 수조를 사용할 수 있고 중간수조의 설치 공간도 필요하지 않은 장점이 있다.
- 급수 설비
급수 설비란 세면기, 변기, 싱크대 등의 위생기구 및 물이 필요한 장소에 필요한 수량을 필요압력으로 좋은 수질 상태의 물을 공급하도록 하는 설비이다.

- 급수 방식
건물 내의 어느 위치에서도 필요한 수압과 수량을 확보하기 위한 방식을 선택해야 한다. 시에서 공급되는 수도 본관의 압력이 충분하다면 수도직결방식은 가장 간편한 방식이며, 건축적으로도 크게 신경 쓰지 않을 수 있다. 그러나 수도 본관의 공급할 수 있는 높이 이상의 위치에 있는 위생기구는 가압 장치를 이용해야만 필요 급수압력을 얻을 수 있으며, 이 가압 장치는 수도 본관에 직접 접속하여 가압해서는 안 된다. 이 경우에도 수도 본관에서 급수되는 물을 대기에 개방된 수조(일반적으로 저수조)에 넣어 가압장 치를 이용, 필요 개소에 필요압력의 물을 공급하게 된다. 따라서 수도 본관과 가압 장치는 분리되어 있게 된다.
이러한 방식은 수도직결방식과는 달리 저수조, 고가수조, 압력 수조, 펌프 등을 설치해야 하므로, 건축 계획에서 이러한 기기들의 위치 및 설치 공간을 고려해야 한다.

1) 시수 직결방식
수도 본관에서 급수관을 인입하고 건물 내의 필요 개소에 직접 급수하는 방식이며, 제일 높은 장소의 위생기구의 필요압력이 유지되는 경우로, 2~3층 건물이나 주택 등에 사용되는 방식이다.

2) 고가수조 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수조에 저장하고, 건물 내의 가장 높은 곳 또는 최악의 조건에 있는 위생기구에 대한 필요압력을 얻을 수 있는 높이에 설치한 고가수조에 급수펌프로 물을 올린 후, 고가수조로부터 중력에 의하여 건물 내의 필요 개소에 급수하는 방식이다. 수도직결방식으로는 필요압력이 얻어지지 않는 경우에 사용되고 있는데, 우리나라 건물 대부분이 채용하고 있다. 우리나라 건물 중 특히 아파트나 사무소 건물의 지붕에 돌출되어 설치되는 옥탑 층에는 이런 고가탱크가 설치되어 있고, 그 건물의 가장 높은 곳에 설치되어 있는 위생기구의 필요압력을 유지하기 위해 일반적으로 옥탑 2층에 설치된다.

3) 압력수조 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수조에 저장하고, 급수펌프로 압력탱크로 물을 보내, 압력탱크 내의 공기를 압축, 가압시켜 그 압력에 의해 물을 건물 내의 필요 개소를 급수하는 방식이다. 수도직결방식으로는 필요압력이 얻어지지 않고 고가탱크를 설치하기 어려운 경우에 사용되는 방식이다.

4) 탱크 리스 부스터 방식
수도 본관에서의 인입관에 의해 물을 일단 저수탱크에 저장하고, 급수펌프만으로 건물 내의 필요 개소에 급수하는 방식으로, 유럽이나 미국에서 많이 사용하고 있다. 정속 방식과 변속 방식이 있어, 정속 방식은 여러 대의 펌프를 병렬로 설치하여 1대의 펌프를 항상 운전시켜 두고, 토출관의 압력 또는 유량의 변화에 따라 다른 펌프를 시동, 정지시키며, 변속 방식은 변속 전동기를 사용하여 토출관의 압력 또는 유량의 변화에 따라 펌프의 회전수를 변화시켜 급수량을 제어하는 방식이다.

5) 고층 건물의 급수방식
건물의 높이가 높아져서 고가탱크의 설치장소가 높게 되면 하층으로 급수압력이 지나치게 되어 수전, 기기 등의 사용에 지장을 주거나, 소음, 워터해머 등이 발생하거나, 수전, 밸브 등의 부품 마모가 크게 되어 수명이 단축될 수 있다. 고가탱크에서 최하층의 수전, 기기까지의 수직거리는 40~50m 오류 지 한다. 이 이상의 높이가 될 때는 하층에 대해서 중간 탱크나 감압밸브 등을 설치하여 급수압력을 조정해야 한다. 이처럼 급수압력을 두 계통 이상으로 분할하는 것을 조닝이라 한다.
조닝은 중간수조에 의한 방식, 감압밸브에 의한 방식, 펌프직송방식 등이 있으며, 건물의 형상, 용도 등에 따라 적적한 방식이 선택될 수 있다. 건물의 형상, 용도 등에 따라 적절한 방식이 선택될 수 있다. 예전에는 수압의 안정성을 갖는 중간 수조 방식을 많이 채택하였으나, 최근에는 건축 계획상의 제약이 없을 뿐만 아니라 미관상에도 유리한 감압밸브 방식이나 펌프직송방식이 기기장치의 신뢰성, 성능향상과 함께 많이 채택되고 있다. 조닝의 방식은 다음과 같은 것이 일반적이며 경제성 및 건축 계획상의 요구 등을 고려하여 결정해야 한다.
- 중간수조 방식에 의한 조닝
가장 보편화된 방식으로 일본의 경우 초고층 건물 대부분이 이 방식을 택하고 있다. 급수펌프는 가 조마다 설치하는 것이 일반적이다. 이 방식은 중력식이기 때문에 수압의 변동이 없고 설비비도 그다지 많이 들지 않지만, 중간수조의 설치 공간이 필요하고, 이에 다른 설치장소의 구조적 보강이 필요하다. 또 제일 높은 곳에 급수펌프의 양정이 특히 높아지기 때문에 정지 시 수격현상 발생의 방지대책을 고려할 필요가 있다.
- 감압밸브에 의한 조닝
20층 정도의 건물에 사용되는 방식으로 건물의 상부 존은 수압이 높지 않으므로 감압하지 않고 사용하며, 하부 존은 감압밸브에 의해 감압시킨 급수압력으로 급수한다.
이 방식은 중간수조를 설치하지 않기 때문에 설비비는 중간수조를 설치하는 경우보다 저렴하지만, 고가수조 용량은 건물 전체의 급수부하를 담당해야 하므로 훨씬 더 커지고, 중량도 증가하기 때문에 건물의 구조적 문제를 고려할 필요가 있다. 아울러 급수주관에 설치하는 감압밸브는 고장을 고려하여 예비밸브와 병렬로 설치한다.
- 펌프직송방식에 의한 조닝
각 존에 펌프로 직송하여 급수하는 방식으로 일본의 경우는 거의 없지만 미국의 최근 건물들은 대부분 이 방식을 채택하고 있다. 이 방식의 장점은 고가수조 및 중간수조가 필요 없기 때문에 그 설치 공간이 없어도 된다는 것이다. 한편, 설비비와 운전비는 다른 방식에 비하여 고가이며, 정전 시에는 바로 급수가 중단되기 때문에 자에게 발전장치가 필요하다.
- 고가수조와 펌프직송방식의 겸용
이 방식은 그다지 높지 않은 건물에 이용되고 있다. 건물의 상부 존은 고가수조 방식으로 급수하고 하부 존은 펌프직송방식으로 급수하는 방식으로, 이 방식을 채택하면 고가수조 용량은 상부 존의 사용량만 공급하면 되므로 감압밸브 병용방식에 비하면 작은 규모의 수조를 사용할 수 있고 중간수조의 설치 공간도 필요하지 않은 장점이 있다.