급배수 위생설비 계획

1)위생설비 계획 및 설계단계

(1) 기본 구상

입안된 계획의 종류, 규모, 사용목적, 예산등의 개요를 통해 주어진 조건을 결정하는 단계로 건물주로 부터의 부여조건 확인, 기초사항의 조사, 규모산정 등을 통해 급배수위생설비 계획의 기본 구상을 하고 가능성을 검토한다

현장조사는 계획부지의 환경 및 상황 파악으로 상하수도, 도시가스, 오수정화 시설 열원 공급시설등의 조사와 관계법규, 관련사항을 비롯하여 수도법 규정에 의한 상수도보호구역, 환경정책 기본법 규정에 의한 특별대책지역, 수질환경 보존법 규정에 의한 특정호소 수질관리, 도시계획법에 의한 개발행위 제한 등 법적용사항과 건물주변의 각종 이해관계자와의 의견교환, 승락서의 입수, 각종허가 신청등의 준비기간 및 제출기간을 충분히 검토하고 계획 공정에 도입하여 이에 소요되는 시간과 인원등을 급배수 위생설비 공정표에 반영한다.

(2) 기본 계획

기본 구상에서 설정된 계획과 현장조사에 따라서 주어진 조건을 정리하고 각 설비 시스템을 결정해 기기의 용량, 위치 그리고 필요 스페이스 등을 건축이나 다른 설비계획과 조정, 반영토록한다.

• 설비방식 및 계통의 결정: 급수, 급탕, 배수, 소화 및 가스 등의 시스템 구성및 조닝 계획을 결정한다.

• 설비기기 및 장치의 개략용량 : 보일러, 각종탱크, 펌프류, 수처리 장치, 오수 정화조의 개략용량을 산정한다.

• 설비기기 및 장치의 대수, 크기 결정: 설비장비의 개략용량에 의한 기기대수 분할 및 용량을 결정한다.

• 배관의 경로 및 위치결정: 배관의 수직관, 수평관 등의 위치 결정으로 천정 내부치수 및 배관 피트 크기를 결정한다.

• 다른 공종과의 조정: 건축, 전기, 공기조화 등 타 공종과 관련사항을 협의한다.

• 에너지 절약계획: 에너지 절약을 감안 주요기기 선정 및 용량을 결정하며 폐열등의 재이용방법을 강구한다.

• 장래 계획에 대한 대응: 장래 기기 증설 및 실용도의 변경으로 인한 용량 증가를 감안 기계실 스페이스 등을 확보한다.

• 경제적 설계 및 운영계획: 공사의 경제성을 감안 초기 공사시와 운영비 요인등을 계획한다.

건물 주변 환경에 미치는 영향으로는 수원설비, 소방용수시설, 열수용시설, 오배수 처리방식등과 건물 및 각 시설간의 동선, 부지의 고저차, 풍향과 전망등의 자연조건을 고려하여 검토 결정한다.

위의 순서에 의해 현장조사보고서, 설비계획개요서, 각 계획계통도, 개략공사 예산서 및 계획 공정표가 첨부된 기본 계획서를 건축주에게 제시하고 승인을 얻어 기본설계를 착수한다.

(3) 기본 설계

기본 계획에서 조사 검토된 급배수 위생설비 시스템에 대하여

• 각 설비기기의 용량 및 사용량의 결정

• 각 설비방식과 조닝의 비교, 검토사항

• 기기항목 확인과 대수의 결정

• 관리방식의 결정

• 공사비 산정등을 결정하고 기본 설계도는 1/200 ∼ 1/500 정도의 축소 도면을 제작 하여 기계실 크기, 주요배관 경로, 배관 샤프트 위치, 배관 스페이스와 크기를 결정 하여 건축 평면 계획에 반영하고 급배수 위생설비의 기본 설계에 적용한다.

또한 이 단계에서는 관계 관청과의 법적 문제점 및 계획 건물 주위의 제반 문제점이 이해 관계자와의 사전협의에 의하여 조정 해결되고 기본 설계도서에 계획된 안이 빠 짐없이 표현되어야 한다. 공사 예산서 작성시는 각 계획 시스템의 결정과 주요 기기의 사양및 재질, 각 공정별 재료가 명기된 공사 시방서 및 기본 설계도에 의하여 산출한다. 기본 설계 도서에는 기기 용량표, 기기 배치도, 각 시스템 별 계통도, 평면계 획도, 부분 상세도, 공사 시방서 및 공사 예산서로 구성된다.

(4) 실시 설계

지금까지 작성된 기본설계 도서를 기초로 각 설비의 기기용량, 열원 및 전력의 소비량 등 상세한 사양과 일반 배관 평면도에 나타나지 않는 부분들의 상세도를 작성하며 공사비 산정과 아울러 연간 열원사용비 및 보수 관리비의 산출도 할 수 있도록 한다.

공사 시방서에는 특기 시방서와 표준 시방서로 구분되고 특기 시방서는 공사건명, 장소, 기간, 사용기재의 종별, 시공상의 특기사항 및 제조업체명을 기록하고 표준시방서는 기기, 재료의 규격 및 사양, 각종 공사의 시공법 및 상세, 그리고 시험 및 검사방법등을 기록한다.

실시설계 도서는 공사 계약서에 첨부되고 공사 시공상의 기본이며 지침이므로 계획상의 잘못은 물론이고 건축, 전기, 공기조화 설비 등 타 계획과의 관계에서 공사의 차질이 없도록 세밀하게 검토하는 등 만전을 기하여야 한다.

(5) 현장 조사

급배수 위생설비의 현장조사는 기본구상 이전에 계획부지의 현황 즉, 토지의 고저, 주위건물의 상황 및 환경, 토질의 상태, 기온 및 풍향, 열공급 시설 능력등의 일반 사항과 관계관청, 등의 이해관계자와의 협의를 거쳐 관련법의 문제점을 상세하게 일정한 조사 양식에 의해 기술한다.

현장조사 사항을 정리하면 다음과 같다.

• 기후 조건 : 지역의 최고 및 최저 온도, 풍향, 풍속, 강우량, 강설량, 습도 등

• 지역 특성 : 주거지역, 상업지역, 공업지역, 재개발지역, 개발제한구역 등

• 주변 건물 : 건물의 규모, 용도, 구조, 높이, 급기구 및 배기구 위치 등

• 급수 설비 : 시나 지역 상수관 유무 및 매설위치, 수압, 관의 종류 및 관경, 수도 본관의 인입방법 및 공사범위, 지하수 개발 및 비상용 지하수 사용가능여부 상수도의 장래 예상 계획 등

• 배수 설비 : 공공 하수도의 위치, 관경, 관의종류, 매설깊이, 배수방법(합류식 또는 분류식) 및 방류 가능여부

• 오수, 분뇨처리 설비: 지역 종말하수처리 설비의 유무 및 처리방법, 방류수질, 부지내 정화조 설치위치 및 정화방법 등

• 가스 설비 : 도시 가스관의 시설유무, 압력, 관경, 관종류 및 가스 발열량, 가스공급 규정 그리고 인입방법, 가스관 공사의 범위, 가스공급 장래계획, 공사 분 담금 및 조건 등

• 급탕 설비 : 그 지역에서 구할 수 있는 연료(유류, 가스, 전기등)의 종류

• 소방 설비 : 지역 관할소방서의 담당자와 소방 관련 설비조사의 사항들에 대하여 현장조사서에 기록하고 개략 스케치를 하며 중요한 부분들은 사진촬영을 하여 기록 보전토록 한다.

　

2) 위생설비 계획시의 기본사항

일반적인 설비 시스템의 계획은 계획건물의 종별, 규모, 사업계획의 내용, 예산등의 계획조건과 기본구상, 기본계획 단계에서 밝혀진 현장조사 사항 및 제반관련 법규등 여러 조건들에 의해 각종 시스템이 비교 검토되어 결정된다. 각종 설비 시스템의 계획에서는 다음과 같은 사항들이 특별히 고려되어야 한다.

• 건물의 사용상황이나 관리체계에 적합하며 건축의 디자인과 조화를 이룬 시스템

• 예상되는 최대부하에 대처할 수 있는 시스템

• 주변환경에 주는 영향에 대해 충분한 고려

• 자원절약 및 에너지 절약에 대한 고려

• 오염방지 대책에 만전을 기하고 또한 보수관리 면을 고려한 시스템

• 사고나 고장이 적고 예상되는 사고나 고장 그리고 재해에 대한 대책이 충분하고 이차 화재발생을 방지할 수 있는 시스템

• 시공이나 보수운전 관리상의 합리화나 에너지 절약에 대한 충분한 고려

• 건물과 설비의 내용년수의 차이로 발생하는 장래의 설비기자재의 보수 및 교환에 대하여 고려

　

2. 급수설비의 개요

1) 계획시의 검토사항

건축물에 필수적으로 설치하는 급수설비에 대한 계획 및 설계시 다음 사항이 검토 되어야 한다.

(1) 급수방식: 수도직결방식, 고가수조방식, 압력수조방식, 펌프직송방식(tankless booster system)

(2) 사용용수의 구분 : 시수, 우물물, 공업용수, 재사용수(중수, 냉각탑, 블로우 수)

(3) 조우닝 : 급수설비조닝은 사용목적, 편의상 용도 등에 의해 분류하며 목적상 분류하면 다음과 같다.

• 상수 계통(음료, 조리)

• 잡용수 계통(청소, 정원용수)

• 생산공정 계통(공업용수)

• 재사용수 계통(중수도)

• 특수 계통 (병원, 실험실)

(4) 사용량과 압력: 주택, 사무소, 공장, 연구소 등에 고층 또는 특수사용조건 고려

(5) 계량관리방식: 수도국 계량, 자가 계량, 구역별계량, 집중 검침등 계획대상 건축물에 알맞은 방식을 선정해야 한다.

(6) 수도직결 방식은 일부 특별한 지역을 제외하고 일반적으로 수압이 낮아 3층이상의 건물에서는 채택할수가 없으므로 대규모 건물이나 고층건물에서는 타급수방식중 비교적 고장이 적고 안정된 수압과 수량이 얻어지고 또한 사용유량 변동에 용이하게 대처할수 있는 고가수조 방식이 일반적으로 많이 채용되고 있다. 그러나 고가수조방식은 개방부분이 많아 오염발생 가능성이 있으므로 건물관리자 이외는 출입을 금하도록하고 맨홀 등 개구부에는 오염물질이 들어가지 않도록 조치한다. 수도직결방식 이외의 급수방식은 모두 저수조를 필요로 하며 수도시설의 위생관리 등에 관한 규칙에 따라 지하저수조의 구조와 재질은 다음 사항을 만족 하여야 한다.

• 보수점검 및 유지관리가 용이하고 안전하게 할수 있어야 하며, 저수조의 형상이 육면체일 경우 벽체의 외면은 건축물 기타의 부분과 간격이 상부는 100cm 이상, 기타는 60cm 이상 공간을 확보한다.

• 충분한 강도가 있고 내구성이 있으며 수질에 영향을 주지않는 내식성 재료로서 수밀성이 확보된 철근 콘크리트, FRP, 스테인리스등을 사용한다.

• 『저수조내의 물이 오염되지 않도록 건축물의 상판이나 외벽등을 이용하여 설치하지 말고 위생상 유해한 액체나 물질을 저장하는 장소로 부터 수평거리 5m 미만일 때는 콘크리트 중간벽등 특별한 조치를 취한다.』 등으로 세부지침이 정하여 있으므로 건물계획 초기부터 그 설치위치 및 면적을 건축평면 계획에 반영시켜야 한다.

(7) 고가수조의 위치는 대변기, 세정밸브, 샤워, 탕비기 등 건물의 가장 높은곳에 설치되는 기구의 최저필요수압에 따라 결정되며 수도법상, 고가수조의 구조와 재질은 지하 저수조에 준하며 외부 또는 내부의 보수 점검이 용이하도록 하고 수조내의 청소, 보수 또는 기타 중대한 지장으로 단수가 될 경우를 고려하여 지하저수조나 고가수조를 2개 이상의 구획으로 하는 것이 바람직하다. 건축계획상 고가수조의 위치가 한정되어 최상층에 필요수량이 얻어지지 않는 경우에는 부분적으로 압력수조방식에 의하여 가압하는 방법이나 수조내에 일정한 압력을 가하는 다이어프램식 밀폐수조를 옥상에 설치하여 필요한 급수압력을 확보하는 축압수조 방식등 별도 시스템을 설치하는 경우도 있다. 우물, 상수도 이외의 수원을 이용하는 경우에는 건물의 용도 또는 거주인원(100인이상)에 따라서는 수도법에 의해 전용상수도의 적용을 받아 소독 또는 위생상 필요한 조치를 하며 감균장치의 설치의무가 부과되나 그 적용을 받지 않아도 감균장치는 위생상 설치 하도록 계획한다.

(8) 급수량 산정방법은 건물의 용도나 사용목적에 따라 일반적으로 인원에 의하여 산정하지만 특수건물에 대해서는 인원과 기구수로서 산출하고 그 건물에 맞는 수량을 취한다. 인원에 의한 사용수량 계산은 대개 외국의 자료를 이용하고 있다. 이는 생활수준의 향상으로 점차 물사용량이 증가하는 주거용 건물이나 일반건축물인 사무실, 은행, 관청 등은 하루 평균 사용수량이 많아 급수 장치가 과대하게 설계되어 비합리적 이므로 건물용 용도별로 국내 실정에 알맞은 물 사용량을 학교기관이나 학회에서 실측을 하여 기준을 정리하여야 할 것이다. 아울러 기구수에 대한 급수량 산정 방법도 동시 사용량에 대한 자료나 실험적인 근거가 없이 사용되고 있으므로 이에 대한 정립도 필요하다.

2) 급수설비의 설계순서

(1) 건물개요의 파악

대상건물의 소재지, 용도, 종류, 부지면적, 구조, 층수, 높이 등의 건축적 조건외에 사용인원, 사용용도,사용기간 등의 물 사용에 영향을 주는 요인을 파악한다.

(2) 사용수량의 개략산정

(1)의 조사내용을 기초로 하고 유사건물의 자료 등을 조사 분석하여 건물사용수량의 개략치를 산정한다.

(3) 현장조사 및 관계관공서와 협의

현장조사의 항목은 다음과 같다.

• 일반조사 : 부지와 인근의 지형, 토질, 기상조건, 이해 관계자 등

• 도로관계 : 국도·지방도·사도의 구분, 포장의 종류, 매설물현황, 도로굴착조건 등

• 상수도관계 : 급수조례 및 공급규정의 내용파악, 부근의 수도본관, 제수변 소화전 등의 위치, 관경, 매설깊이, 수압, 분지가능 관경과 수량, 수도인입 공사비, 분담금의 유 무와 금액

(4) 상수인입불가시

건물부근으로부터 상수도 인입이 안되는 경우는 수원, 수처리방식, 기기용량 등을 결정한다.

• 조사사항 : 상수도의 장래설치계획, 인근시설의 수원·수질·채수시설 파악, 지하수 채수시의 법적규제 유무, 하천·호수 등의 이용 검토

(5) 상수도에서 충분한 수량이 공급되지 않는 경우

상수도의 급수량 제한, 배수량 규제가 있는 경우 배수재 이용, 우수·지하수 이용 등을 검토한다.

(6) 사용수량의 결정

경로(1)∼(5)는 기본계획의 단계로서 충분한 조사·검토를 하여야 한다. 건물규모·인원·설치예정 위생기기류 및 수이용설비가 확정되어지면 해당건물의 수 사용량 결정이 가능하다.

(7) 급수방식의 결정

건물규모·층수·구조 등의 건물조건 외에 수도본관의 수압,설비비 등을 검토한 후 급수방식을 결정한다.

(8) 계통구분·조닝의 결정

파이프 샤프트, 화장실, 탕비실의 위치, 각실의 용도, 부분별 사용 목적, 보수관리 측면 등을 종합적으로 검토하여 계통구분을 결정한다.

(9) 기기용량·배관재료의 결정

(6)∼(8)의 자료를 이용하여 펌프, 탱크류 등 주요기기류의 용량, 설치대수 등을 결정하며 또한 내구년수, 설비비용 등을 검토하여 배관재료를 결정한다.

(10) 도면작성

(8)에 의해 결정된 경로를 설계도에 작업하여 작성한다.

(11) 부하유량의 산정

설계도에 기구급수 부하단위법 등의 방법에 의해 각 구간별 부하유량을 산정한다.

부하유량에 의해 유량선도를 이용하여 허용 마찰 손실수두, 유속, 배관 관경을 결정한다.

　

3) 상수도 시설의 목적과 규모의 결정

(1) 상수도 시설의 목적

상수도 시설의 목적은 합리적인 건설비 및 유지관리비를 투자하여 소비자에게 질적으로 안전하고 양적으로 충분한 물을 공급하는데 있다.

(2) 시설규모의 결정

시설의 규모는 계획기간, 급수면적, 급수량, 원수의 수질등 다음 사항에 의하여 결정된다.

① 계획년도

설계기간 혹은 설계년도 계획 당시의 자금사정, 건설비, 유지관리비, 시설의 수명 등에 의하여 결정하며 일반적으로 새로운 수도시설 혹은 기존시설에 대한 확장계획을 하려는 경우에는 장래 5∼15년간을 고려하여 계획한다.

5년 이내의 단기간을 기준으로 하여 시설하는 경우에는 완공과 더불어 확장계획 혹은 공사를 실시하게 될 경우가 있으므로 되도록 장기계획을 수립하여 설비하는 것이 바람직 하지만, 필요이상의 장기계획을 세우는 경우에는 건설비의 추정이 어렵고 또한 설치한 시설의 노후로 계획상의 결함이 많아 비경제적이 될 수도 있다. 개개 시설의 규모 결정에 있어서 계획년도는 앞으로의 공사의 난이도를 고려하여 서로 다른 계획년도를 설정할 수 있다.

② 계획급수 면적

급수면적이라 함은 계획 기간내에 급수관을 매설하여 급수하는 대상지역의 면적을 말하며, 인구밀도가 매우 적은 산림지역이나 장래 도시의 발전전망이 적은 곳에 급수 설비를 설정하는 것은 특별한 경우를 제외하고는 건설비가 많이 소요되므로 신중한 검토가 필요하다.

③ 계획급수 인구

계획급수 인구는 계획급수량의 결정에 필수적인 사항으로 계획기간 이내의 급수대상 지역의 추정된 인구에 급수보급율을 곱하여 결정하며, 인구추정방법은 각도시 혹은 지방자치단체 등에 의하여 추정된 자료를 사용하거나 다음 방법 혹은 공인된 기타 방법에 의하여 과거 약 20년간의 인구증감을 고려하여 결정하는 것이 일반적이다.

• 타 도시와의 비교방법

• 등차급수 방법

• 등비급수 방법

• 감소율성장방법(decreasing-rate-of-increase)

• 로지스틱 S곡선(logistic S)방법

• 차수법(ratio and coelation)

장래 인구 추정은 상기 방법을 사용하되 그 도시의 성질을 고려하여 결정되어야 한다.즉, 산업발전에 따르는 인구의 증가 또는 기타 사회적 조건을 따르는 인구의 증감 등을 고려하여야 한다. 또한 계획 급수보급율은 급수시설을 신설하는 경우에는 대상도시와 유사한 성질을 갖는 도시와 비교하여 결정하는 것이 좋은 방법이며, 만약 시설을 확장 하는 경우에는 실적을 고려하여 결정한다.

④ 계획 급수량

일반적으로 급수량은 도시의 대소, 기후, 풍토, 문화의 정도, 생활방식, 산업상태 등 총괄적으로 말하여 도시의 크기와 성격(공업도시, 산업도시, 탄광도시, 상업도시, 관광도시 또는 주택이나 상업 용지등) 및 그 발전상황등에 따라 결정되는 것이므로 수도 매설후 해마다 증가하는 것이 상례이며, 그 증가속도도 도시의 크기나 성격에 따라 다르다. 다시 말해서 인구의 증가, 산업의 발전, 문화의 향상등 급수량 변화의 주요 원인이 되는바, 그 예를 들면 새로운 공업용지 등이 유치되면 수요수량은 급속히 증가하는 것이 일반적이다.

수돗물은 여러가지 용도에 쓰이나, 용수 모두를 포함한(단, 소화용수는 제외) 1년간 총급수량의 평균 1일분을 1일 평균급수량이라 한다.

1인 1일 평균급수량은 수도계획의 기본이 됨은 물론 그 도시의 크기나 산업 및 문화에 대한 척도가 되기도 한다. (우리 나라에서 흔히 쓰는 시설용량을 급수인구로 나눈 수치를 사용하는 경우와 구분해야 한다.

(3) 취수

① 수원지의 선정

수원지 선정의 조건은 계획 취수량이 최대 갈수기에 있어서도 확보 가능하고 수질이 양호하여 경제적으로 처리 가능한 범위 내일 것. 또 장래 이것들의 오염의 염려가 없는 상태가 계속 가능한 상태일 것. 더구나 법적으로도 확보가 가능한 것이어야 한다.

취수지점의 위치는 도수, 소수, 정수, 배수, 급수 등을 포함하여 수도시설 전체의 공사면에 큰 영향을 주므로 건설비나 유지관리비에 있어서는 장래의 확정을 고려하여 결정해야 한다.

② 취수방법

• 하천수를 취수하는 경우 : 갈수기에 있어서도 하천수의 수량이 계획 취수량보다 많을 경우에는 취수문이나 취수문비 등을 이용한다. 취수문은 일반적으로 취수둑에 취수문을 직접 설치하는 방식을 이용하고 취수문비는 출수에도 매몰 또는 유실의 염려가 없는 경우에 이용되고 있다. 때문에 하천수를 취수할 경우에는 출수시에 쓰레기나 토사가 유입하므로 이에 대비한 각낙언을 설치하여 수량변화를 조절하고 토사유입을 방지한다. 또 쓰레기나 유목 등을 막기 위하여 격자간격 5cm 정도의 스크린을 설치할 필요가 있다. 한편 갈수기에 하천수의 수량이 계획 취수량에 미치지 못할 경우에는 취수댐을 취수문의 약간 하류에 설치하여 수위를 높이든지, 따로 저수지를 만들어 출수시에 모아서 계획 취수량을 확보한다. 또 취수문이 하구부에서 감조부에 있는 경우는 그 하류에 해수의 침입을 막고 방조둑을 설치할 필요가 있지만, 그때의 높이는 최고조위를 고려하지 않으면 안 된다.

• 호소 또는 저수지에서 취수하는 경우 : 호소 또는 저수지는 하천수와 달리 물이 장기간에 걸쳐 정지하므로 침전은 충분하게 이루어 진다. 그러나 표층에 있어서는 산소가 많아지지만, 저층에 있어서는 유기물의 분해에 의해서 산소가 부족하기 때문에 저층의 물에는 철 등이 다량으로 함유되어 정수 작업에 방해가 되고 있다. 더구나 조류가 번식하므로 물에 취미를 발생시키지만 이것들에 의한 장해는 취수탑의 적당한 깊이의 수층에서 가장 양질의 원수를 취수하는 것에 의해서 어느 정도 도피하는 것이 가능하다.

• 복류수를 취수하는 경우 : 복류수는 하천 부근의 모래, 자갈층 또는 모래층 속에 집수매관 등을 설치하여 취수한다. 집수매관에서는 복류수의 유입이 용이하지만, 세사의 침입을 막기 어려우므로 매입여과층을 설치한다. 또 집수매관을 하천의 저수로에 매설하는 것은 수량을 늘리는 의미에서는 좋지만, 수질이 악화되고, 홍수시에는 세굴되어 피해를 입는다. 따라서 일반적으로 매설깊이는 5m 정도가 적당하다.

• 지하수를 취수하는 경우 : 일반적으로 지하수위가 5∼15m 정도의 천층수에서 취수할 경우에는 굴정호, 이 보다 깊은 경우에는 관정호로 취수하는 것이 요구된다. 굴정호는 오염 물질이 들어가기 쉬우므로 오염물이 들어가지 않도록 관리를 충분히 하고, 우물의 저부에서 취수하도록 해야 한다. 관정호는 오염 물질이 들어가기 어렵지만 다량으로 양수하므로 스트레이너에 모래가 찰 염려가 있다. 그렇게 되면 수질이 악화되기 쉽고, 지반침하가 발생하기 쉬우므로 계획양수량을 결정할 때는 우물을 축조하기전에 가정호를 설치하여 시험을 해야 한다.

③ 저수시설

일반적으로 저수지는 수원의 평균유량이 계획수량 이상으로 되면, 부족시의 수량을 보충하기 위하여 하천의 상류에 설치하는 경우와 적당한 지형을 이용하여 도수로의 도주에 설치하는 경우가 있다. 이것들에는 흙댐(earth dam), 석괴댐(rock fill dam), 콘크리트댐 등이 있다.

댐을 계획하는 경우에는 ①공급지에 가까운지, ②저수량이 있는지, ③공사의 난이로 경제성이 있는지 등을 검토하고 지질, 지형 등도 충분히 조사하며, 장기간에 걸쳐 강우량이나 유량 등의 조사를 하고 위치, 높이, 크기 등을 결정한다.

④ 침사지

침사지는 취수된 원수 중의 쓰레기나 모래 등이 도수로 내에서 침적할 가능성이 있으므로 취수구 가까이에 설치한다. 더구나 지내의 청소를 고려하여 2지 이상의 침사지를 설치하는 것이 이상적이지만 경제적으로 어려워 1지로 할 경우는 측관 등을 설치해야 한다.

침사지의 규모는 계획적으로 10∼20분 동안의 체류시간으로 하고, 지내 통과 평균속도는 2∼7m/s로 하면 좋다. 또 형상은 거의 장방형을 무시하고 유입부를 점차 확대시킨 형으로 하며 길이는 폭의 3∼8배 정도가 양호하다.

(4) 도수와 송수

① 도수와 송수

수원에서 취수된 원수를 정수시설이 정비된 장소까지 옮기는 것을 도수라 하며, 정수시설이 정비된 정소에서 정수된 물을 배수지까지 옮기는 것을 송수라 한다.

도수와 송수의 차이점은 별로 없는데, 도수에서는 원수 자체인 것에 대하여, 송수는 정화된 물이다. 이와 같이 수질이 다르기 때문에 도수는 개수로 방식으로 할 수 있지만, 송수는 밀폐로 방식으로 하여야 한다.

② 도수와 송수의 방식

도수와 송수의 방식은 펌프가압식과 자연유하식으로 나누어진다. 자연유하식은 수면이 대기에 접촉되어 중력의 작용으로 어느 물매를 순차적으로 자연유하하는 개수로식 또는 무압식과 수압을 받아 수로 내를 흐르는 관수로식 또는 유압식으로 나누어진다.

펌프가압식은 건설거리가 짧고, 건설비가 절약되지만 정전시에 펌프의 일시적인 정지에 의해서 도수의 안전성에 문제가 생김과 동시에 전력비 등이 증가되는 결점도 있다.

자연유하식은 건설거리가 멀기 때문에 건설비가 가중되는 결점이 있지만, 도수가 확실한 만큼 보수관리가 용이하다. 개수로 방식은 도수물매와 일치시키기 위하여 높낮이를 등고선에 따라 노선을 선택할 필요가 있으며, 또 거리를 단축하기 위하여 터널이나 교량 등을 사용하여 하천이나, 와지나 산 등의 장애물을 통과시킨다.

관수로 방식은 최단거리가 되도록 하면 경제적이지만, 대구경관의 경우는 전용으로 사용할 용지가 필요하다. 그러나 구경이 작을 경우에 도로 내에 매설하면 용지비도 적게 들어 비용절감이 가능하다. 관수로의 수압이 관의 허용수압보다 높을 경우에는 관의 파열이나 누수 등의 사고가 발생하기 쉬우므로 관로의 도중에 감압장치를 이용하여 감압하지만 그렇지 않은 경우에는 고압에 견디어내는 관을 사용해야 한다.

(5) 정수

① 정화의 의의

하천수의 탁함과 미생물 등을 제거하기 위하여 일반적으로 침전, 여과, 염소소독의 3단계의 정화가 이루어지고 있다.

지하수는 수질은 양호하지만, 염소소독 등은 해야 한다. 복류수도 수질은 양호하지만 출수를 고려하면 적어도 여과와 염소소독이 필요하다. 호소나 저수지를 수원으로 하는 경우, 미생물이 주기적으로 급격하게 발생하는 일이 있으므로 마이크로 스트레이너(micro strainer)를 이용하여 미생물을 제거하는 설비 등을 설치하여 여과장해를 일으키지 않도록 해야 한다.

철분은 물에 취미나 색도를 주어 세탁시에 의류 등을 오염시키므로 제거해야 한다. 또 관에 흑색의 스케일을 생성시켜 검정물의 원인이 되는 망간은, 예를 들면 미량으로도 유리잔류염소와 화학변화를 일으켜 망간량의 300∼400배의 색도를 나타내므로 제거해야 한다. 또 근래에는 도시의 발전으로 인하여 하천이 오염되고, 특히 갈수기의 물에는 음이온 활성제 등이 다량으로 함유되어 있으므로 그 제거가 필요하다. 더군다나 유리탄산이 다량으로 함유되에 있는 경우는 물이 부식할 염려가 있으므로 이것을 제거하고 원수가 고경도인 경우에는 연화처리를 해야 한다.

② 정수방법

원수의 수질에 의해서 정수방법이 결정되며, 원수의 수질이 좋은 경우와 나쁜 경우에 의해서 정수방법은 간단해지기도 하고 복잡해지기도 한다. 그러나 원수의 수질이 어느 정도 좋아도 이상출수 등에 의한 예측할 수 없는 오염이 될수가 있으므로 급수의 안전성을 확보하기 위하여 적어도 염소소독은 해야 한다.

• 탁함의 제거 : 이것은 정수의 주체를 이루는 것으로 크게 나누면 완속여과와 급속여과가 있다.완속여과법은 옛부터 사용되어 온 방법으로 탁도, BOD, 대장균 수가 비교적 적어 수질이 양호한 원수에 적합하지만, 원수가 30 ppm 이상으로 탁한 경우에는 보통 침전지에 의해서 약품처리를 해야 한다. 또 여과속도가 느리기 때문에 넓은 면적을 필요로 하는 결점도 있다. 급속여과법은 여과속도가 빠르며, 탁도가 높은 것도 처리가 가능하다. 또한 용지 소요 면적이 작아서 급속여과법이 채용되고 있는데, 보수 관리에는 고도의 기술자가 필요하다.

• 세균의 제거 : 침전과 여과에 의해서 세균은 거의 제거되지만, 세균의 일부가 여과수에 존재할 염려가 있기 때문에 소독이 필요하다. 소독제로는 주로 염소가 이용되는데, 차아염산 나트륨이 이용되는 경우도 있으며 주입은 원칙적으로 여과 직후에 한다.

• 조류의 제거 : 마이크로 스트레이너 또는 여과 등에 의해서 조류를 기계적으로 제거하고 다시 원수에 염소 또는 염화동을 주입하여 제거한다. 저수지에서 유산동이나 염화동의 처리를 하면, 조류의 번식을 방지함과 동시에 사멸 시킬수 있다.

• 철분의 제거 : 에어레이션(aeration), 전염소처리, pH값 조정처리를 단독 또는 적당한 조합에 의해서 다시 여과를 한다. 에어레이션은 물을 노즐로부터 무상으로 분출하게 하고 수중에 공기를 취입시켜 탄산가스를 제거함으로써 물에 공기중의 산소를 흡수시키는 방법으로, 철이나 망간 등의 산화침전을 촉진 함과 동시에 수중의 탄산가스가 제거되므로 pH값이 상승하고, 또 유화수소 등의 불쾌한 발취성 물질도 제거된다. 전염소처리는 원수의 오염이 심하여 세균이나 각종 유기물이 다량으로 함유되어 있는 경우 침전 또는 여과 전에 염소를 가하여 살균, 산화를 행하는 방법이다. pH값 조정처리는 소다회나 석회 등의 알칼리제를 가하여 알칼리도의 상승을 행하는 방법이기 때문에 금속면의 보호면의 보호막 형성에 필요한 탄산칼슘을 제거하는 결점도 있다.

• 망간의 제거 : pH값 조정처리, 약품산화처리, 약품침전처리 등에 의해서 처리하고, 다시 여과를 한다. 약품산화처리에는 염소주입, 과망간산가리의 주입 등이 있다. 그러나 여과지에 망간 접촉여과제 또는 망간모래 등을 이용하는 경우는 전염소처리만으로도 망간 제거효과가 나타난다.

• 음 이온 활성제의 제거 : 일반적으로 활성탄 처리방법으로 제거하고 있다.

• 취미의 제거 : 취미의 원인에는 식물의 부패, 미생물의 대량발생과 더불어 분해 철분이 많을 때, 공장폐수가 혼입될 때 등이 있는데 활성탄 처리방법, 에어레이션, 암모니아 염소처리, 과잉염소처리 등을 이용하여 냄새를 제거한다.

• 물의 부패성 제거 : 일반적으로 pH값이 낮은 물이 부패성이 강하므로, pH값을 8.0 전후로 올려야 한다. 이 때문에 pH 조정처리, 에어레이션 등을 할 필요가 있다.

• 경도의 제거 : 석회나 소다회에 의한 화학침전법이나 제오라이트법이 있는데 일반적으로 도시수도에는 화학 침전법이 이용된다.

③ 보통침전

보통 침전지는 수중의 불순물을 단순한 침강작용에 의해서 침전시키는 못이며, 침전 방법으로서 전에는 간헐식도 이용하였지만, 현재는 거의 연속류식이다.

연속류식의 침전제거율 E 는 다음식에 의한다.

Vo E = ------ Q/A

여기서 Vo : 입자의침강속도 [m/s] Q : 유량 [m3/s] A : 침전지의 표면적 [m2 ]

또 Q/A는 침전제거율을 결정하는 중요한 인자로 표면부하율이라 하고 이 값이 적을수록 제거율은 커진다. 그러나 침전지로의 물의 유입속도가 커지면 유입하는 물과 못 내의 물의 밀도가 달라지므로 침전지대에 편류가 생겨 침전효과가 악화되므로 일반적으로 이상류는 되지 않고 침전제거율이 저하된다. 구멍의 총면적은 지단면적의 5∼7% 전후로 한다.

청소·보수 등을 고려하여 지수는 2지 이상으로 하고, 용량이 종래에는 계획 정수량의 12시간 분이 표준이었지만, 현재는 정류설비를 하거나 다시 하천을 원수로 하여 출수시에는 고탁도가 되는데 약품을 사용함으로써 8시간 정도가 표준으로 되어 있다.

또 지내에 대한 평균유속이 크면 침전을 방해하고 한 번 침전된 입자를 부상시킬 염려가 있으므로 30 cm/min 이하로 해야 한다.

침전지의 구조는 수밀성이 좋은 철근 콘크리트제로 하고, 모양은 될 수 있는 한 정류부가 생기지 않도록 장방형으로 하고, 길이와 폭의 비 3∼8 : 1로 한다. 또 못의 유효 수심은 일반적으로 오니의 퇴적깊이를 고려하여 3∼4 m 정도를 표준으로 한다.

지저는 청소.배니에 편리하도록 적당한 물매를 잡아서 배수구를 설치하면 좋다. 또한 보통 침전지에는 유입관, 유출관 외에 월류관, 배수관을 설치해야 한다.

④ 완속여과

완속여과지는 원수가 비교적 깨끗한 경우에 이용되며, 일반적으로 원수를 4∼6 m/d 의 여과속도로 퇴적사층에 침투시켜 일정시간 후에 사층표면에 형성되는 아교질 여과막 및 사층자체에 의해 원수중의 불순물 및 세균류를 거의 제거하는 것이다.

여과수량을 일정하게 유지하기 위하여, 여과의 계속과 함께 여과저항이 점점 증가하므로, 여과수두를 증가시킨다. 여과수두가 어느 한도에 도달하게 되면 여과수의 수질이 악화되므로 못을 말려 사층표면을 2cm 정도 깍아내고 재차 층수하여 여과를 재개한다. 깎아내는 횟수를 거듭하여 사층두께가 400mm 에 이르면 부족한 모래를 다시 채운다.

또 깎아낸 오염된 모래는 세사기에 의해 오니를 씻어 흘려보내고 다시 사용한다. 또한 여과기에는 크기가 0.3∼0.45mm 의 가는 모래를 이용하고, 그 지지층으로서의 크기는 3∼4mm 의 거친모래 기타 잔자갈, 거친자갈, 호박돌의 순서로 세사기 밑에 층을 만들어 깔고, 여과지의 모래위 수심은 900∼1,200mm 로 하고, 여과는 일반적으로 일정한 여과속도로 운전하기 위하여 하부 집수장치에서 인출된 물은 유량 조절장치, 여과 수두계, 여과 수량지시계가 설치되어 있는 조절밸브에 들어간다.

유입관은 못의 크기에 의하여 설치하고 관내유속이 50 cm/s 정도가 되도록 한다. 유입구 주위의 여사의 교란을 고려할 필요가 있다. 또 배수관은 깎는 작업시에 지수를 속히 배제하기 위하여 모래면 위와 아래에 설치한다.

⑤ 약품침전지

약품침전지에 있어서 원수가 탁한 경우는 보통 침전만으로는 충분히 깨끗하게 되지 않으므로 침전에 앞서 원수에 응집제를 주입하고 혼화교반으로 플록을 형성시켜, 이것에 수중의 불순물을 흡착시킴으로써 침전지에서 침전이 이루어진다. 이 경우 플록의 침강속도는 크므로 단시간의 침전이 가능하다.

응집제로는 보통 유산알루미늄을 이용한다. 이것은 물을 가하면 수중의 중탄산염과 결합하여 수산화알루미늄이 되고, 천천히 교반하면 응집하여 플록을 생성시키고, 이 때 수중의 부유물질이나 용해성 물질을 흡착한다.

또 약품침전지는 혼화지, 플록 형성지, 침전지 등의 3지로 성립되어 있다.

• 혼화지 :원수에 응집제를 주입한 후 곧바로 급속히 교반하여 응집제를 원수중에 골고루 분산시켜야 한다. 따라서 혼화지에는 적당한 기계식 교반장치를 설치할 필요가 있다. 또 기계식 외에 조류판, 도수현상을 이용하는 방법 등도 있다. 혼화시간은 1∼5분간 정도가 표준으로 되어있다.

• 플록(floc) 형성지 : 혼화지로부터 나온 물은 플록 형성지에서 천천히 교반되어 플록은 수중의 불순물을 흡착시키므로 점차 성장시켜 양호한 플록을 얻기 위한 교반시간은 30분 정도가 필요하다. 교반장치는 수원판을 수중에서 회전하는 방식의 것으로 유량에 관계없이 일정 속도로 교반하는 것이 가능하다.

• 침전지 : 플록 형성지에서 나온 물은 다음 침전지로 들어간다. 플록의 침강속도는 보통 침전의 탁한 미립자의 경우보다 크므로 침전시간은 3∼5시간 정도가 좋다. 또 지내의 평균유속은 40cm/min 이하로 한다. 약품침전지에 퇴적하는 찌꺼기의 약은 보통침전보다 많으므로 오니모집기를 설치하여 상시 배니가 필요하다.

⑥ 고속응집침전

고속 응집침전지는 어느 범위의 농도 슬러리를 항상 지내에서 순환시키고 있어 유입수와 응집제는 접촉횟수를 많게 하여 보다 큰 플록을 만들고, 이것을 동일지 내의 상향류침전부에서 능률적으로 분리하는 장치이다. 침전시간은 보통 1.5∼2.0 시간 정도로 단축되며, 용지 면적도 절약되는 이점이 있다.

장치에는 슬러리 순환형, 슬러지 블라켓형, 맥동형 등이 있다.

고속응집침전지를 채용할 때 주의할 점은, 플록의 흡착능력의 열화에서 원수탁도가 5도 이상일 것, 필요한 처리량이 유지되지 않는 장애를 발생시키지 않고 최고 탁도가 3,000도 이하일 것, 운전조작이 어려울 정도로 원수탁도가 대폭 또는 급격하게 변동을 하지 않도록 한다.

⑦ 급속여과

급속여과지는 원수가 탁한 경우나 도시의 정수장에서 여과수량이 많은 경우에 이용되며, 급속여과는 여과속도가 100∼150m/d로 상당히 빠르다. 완속여과와 같이 정화를 여과막에 기대하는 것은 불가능하므로, 급속여과는 보조 처리로서 약품 침전으로 하고, 그 상징수를 인입하여 여과한다.

여과지로의 유입수 중에는 플록이 다소 남아있으므로 이 물을 여과하면 사층면에 플록이 퇴적하여 극히 땰은막이 되는데, 이 막으로는 여과막같은 역할은 기대할 수 없다.

또 플록이 형성된 경우는 수중의 부유 물질이나 용해성 물질이 플록에 흡착되므로 사층에서 이 플록을 제거하면 된다. 여과수두는 2.5m 정도까지 허용되지만 여과수두를 허용치까지 늘려도 필요 여과수량이 얻어지지 않을 때에는 여과를 일시 중지하여 여과층의 밑으로 여수를 역송하여 여재간에 퇴적된 찌꺼기를 세정하고, 트로프(through)로 세류하는 역류세정방식, 세정을 좋게하기 위하여 사전에 여층의 밑으로부터 공기를 보내 여층으로 천천히 내려온 여수를 역송하는 공기수 병용세정방식, 여수를 역송하여 여층을 기계적으로 교반하여 여층의 표면으로부터 압력수를 붙어주는 방법 등도 이용된다. 급속여과지는 매일 세정하지만 세정완료 후 여수가 음용에 적합하게 되기까지는 1시간 정도 필요하다. 또한 급속여과지는 핸들 조작에 의해서 조작되며, 세정을 하기 위하여 2지 이상이 필요하다.

⑧ 염소주입

정수장에서 송출된 물이 도중에 오염될 염려가 있으므로 정수작업의 마지막으로 여과수의 소독에 염소가 이용된다. 이 외에 전염소처리 등에도 이용된다.

소독용 염소는 일반적으로 액체염소가 이용되며, 가루 등이 이용되는 경우도 있다. 액체염소는 염소가스를 압축액화한 것으로 봄베 등에 충전되어 있다. 이것을 기화시킨 후 수 중에 주입하여 멸균작용에 이용한다. 또 봄베는 50kg 및 1ton들이 등이 이용되고 있는데, 중규모 이상의 정수장에서는 1 ton 봄베가 이용되고, 대규모 정수장 등에서는 대용량의 리시버 탱크(receiver tank)를 이용하여 탱크롤리로 운반된 액체염소를 받아넣어 이용되지만 이 경우는 중화장치를 설치하여 염소 누설사고가 발생될 경우에 대비하여 엄중하게 해야 한다.

주입기에는 건식, 습식압력식, 습식진공식 등이 있다.

건식은 가스상 그대로 처리하여 수중에 주입하는 것으로 염소의 흩어짐이나 불균일, 철관류의 부식 등을 일으키기 쉬운 결점이 있다. 또한 습식압력식은 염소가스를 봄베에서 인출하여, 압력하에서 계량한 후 물과 혼합하고 염소용액으로 처리하여 수중에 주입하는 것으로서 염소의 혼합은 균등하게 된다. 그러나 주입기에서 염소가 누설되고, 공용기에 염소가 남는 등의 결점도 있다. 습식진공식은 염소가스를 감압밸브로 대기압 이하에서 계량한 후 이것을 이젝터(ejector)로 흡입하여 염소용액을 만들어 수중에 주입하는 것으로 염소의 누설이나 공용기에 남는 등의 결점이 없기 때문에 일반적으로 거의 이 방식을 이용하고 있다.

염소주입률은 급수전에서 유리잔류염소의 경우 0.1ppm 이상으로 하고, 결합잔류염소의 경우 0.4ppm 이상 유지되도록 하며, 여과수위 염소요구량에 이것을 가해서 정한다. 그러나 수원정수과정 배수관 등이 외부에서 물이 병원생물에 의해 오염될 염려가 있는 경우는 급수관말에 있어서 유리잔류염소 0.2ppm 이상, 결합잔류염소 1.5ppm 이상으로 유지되도록 정한다.

염소는 기화 때에 기화열을 필요로 하므로 염소주입실은 항상 15∼20℃로 유지되도록 간접적인 보온장치를 설치하고, 완전하게 환기를 해야 한다. 또 염소는 유독가스이므로 누설되지 안도록 철저히 관리하고 사고에 대비하여 방독면이나 염소, 흡수장치 등의 보안설비를 완비 해야 한다.

(6) 배수

① 배수방법

배수방법에는 정수를 자연유하로 배수하고, 또는 펌프로 배수지 또는 배수탑으로 양수하여 이곳에서 자연유하로 배수하는 경우와 직접 펌프를 사용하여 배수하는 경우가 있다. 펌프를 이용하는 경우는 정전에 대비하여 디젤기관 등의 예비동력을 구비하여 배수의 안전성을 확보해야 한다.

② 배수지

배수지의 용량은 급수량의 시간적 변화에 대응하여 소요용량은 1일 최대급수량에 대하여 시간적 변화상황으로 결정하고 화재 등의 불의의 사고에 대비하여 여유량을 고려한 것으로 된다.

용량은 필연적인 것으로 화재 등의 목적에서 필요로 되는 여유량은 도시의 발전상황이나 소방용 수리가 수도 이외에 있는 경우 등을 고려하여 결정하지만 일반적으로 배수지의 소요용량은 계획 1일 최대급수량의 6시간 분 이상으로 되어 있다.

용량을 구하는 방법에는 면적법, 누가곡선법, 해석법이 있으며 일반적으로는 면적법과 누가 곡선법이 사용되고 있다.

배수지의 위치 및 높이는 급수상의 안전과 수압의 균등화를 도모하고, 동시에 경제성을 충분히 고려하여 급수구역내의 중앙부근의 높은 곳에 설치하면 된다. 덮개를 설치하여 우수나 오수의 침입 등으로부터의 오염을 방지하는 구조로 할 필요가 있다.

③ 배수탑과 고가수조

급수구역의 높은 곳에 배수지를 설치할 적절할 장소를 얻기 어려운 경우에는 배수량의 조정 또는 배수펌프의 수압 조정용으로서 배수탑이나 고가수조가 설치되고, 지상보다 높이 저수하는 구조로 되기 때문에 배수지에 비교하여 건설비가 고가로 된다.

또 소요용량은 일반적으로 1일 최대 급수량의 1∼3시간 분으로 되고, 따로 부족분에 상당하는 배수지를 필히 확보할 필요가 있다. 그러나 최근에는 정전도 적고, 예비 동력설비도 양호하므로 소규모 수도 이외에는 배수지는 거의 사용되지 않는다.

배수탑 및 고가수조는 지상보다 높은 곳에 설치되는 구조물로 형상은 수압, 풍압 등에 대비하여 안전한 원통형 외에 구형 등이 일반적으로 이용되고 있다. 수심은 배수탑의 경우 20m를 한도로 하고, 고가수조의 경우는 3∼6m 로 되어 있다.

④ 배수관

배수관의 배치방식에는 격자식과 수지상식이 있으며, 격자식은 배수관을 격자처럼 서로 연결하는 것으로 물이 정체하지 않고 수압도 유지하기 쉽고, 특히 화재시 유리하다. 수지상식은 배수관이 서로 연결되지 않고 나뭇가지 모양으로 서로 갈라져서 끝으로 갈수록 관경이 작고 배수량은 서로 보충할 수 없어 수압이 현저하게 저하한다. 결과적으로 큰 관경이어야 하므로 비경제적이며, 관의 말단에 물이 정체하여 적수, 냄새 등의 원인이 되므로 종종소화전을 열어 방류시켜야 한다.

배수관의 최대 정수압은 사용하는 관종의 규격 최대 정수압을 넘지 않아야 되며, 배수압이 높아 누수량이 증가하고, 관의 파열사고가 나지 않도록 주의가 필요하다. 또한 최소 동수압은 1.5kg/㎠ 이상으로 하는 것이 좋지만 화재시 발생지점 부근에서 부압으로 되지 않는 한 수압은 이것 이하로 하여도 좋다.

관망 유량계산법으로는 수학적 해석법, 등치관법, 도해법, 전기계산법, 반복근사법 등이 있으며 현재는 일반적으로 반복근사법인 하디크로스(Hardy Cross)법이 이용되고 있다.

⑤ 관로의 부속설비

관로에는 제수밸브, 공기밸브, 니토관, 감압밸브, 소화전 등의 부속설비를 필요에 따라 설치한다.

제수밸브는 관망에 있어서 소수의 제수밸브 조작으로 단수구역을 소범위로 억제하도록 배치하고 배수관의 분기점에서는 2개 분기관에 설치하고, 교차점마다 3개 설치하며, 중요한 역사이펀부 또는 괘도횡당 등의 전후나 계통이 다른 배수관의 연략관 등에 필히 설치한다. 또 간격이 긴 경우에는 500∼1,000m 간격으로 설치해야 한다.

공기밸브는 관로도중의 철부에 설치하고, 관경이 400mm 이상의 관에는 필히 쌍구 공기밸브를 설치하고, 그 이하의 관경의 경우에는 단구 공기밸브로도 좋다. 또 공기밸브실의 지하수가 높은 경우에는 필요한 높이만큼 이음관을 설치하고, 오수 등이 역류되지 않도록 해야 한다.

니토관은 관의 요부에 적당한 배수로, 또는 하천 부근을 선정하여 설치하지만 필요에 따라 배니실을 이용하여 설치한다. 니토관의 관경은 관로관경의 1/2∼1/4 정도로 되어 있다. 지반의 고저차가 심하면, 이것에 수반하여 수압이 변화하고 예정 수압보다 과대하면, 배수본관에 감압밸브를 설치하여 조정한다.

소화전은 소방활동에 편리하도록 도로 교차점이나 분기점 부근 등에 설치하고, 상황에 따라서 100∼200m 간격으로 설치한다. 또 관로의 관경이 150mm 이상인 경우에는 단구 소화전을 사용하고, 관경이 300mm 이상인 경우에는 쌍구 소화전을 설치한다. 일반적으로 소화전의 구경은 65mm 로 되어 있다.

⑥ 펌프설비

수도용 펌프로는 와권펌프, 사류펌프, 축류펌프가 이용되며 배수용에 이용되는 펌프는 와권펌프이다. 펌프는 가능한 한 최고 효율 부근에서 운전되도록 용량과 대수를 정하고 유지관리상 대수는 적게하며, 동일용량의 것을 설비하는 것이 요구되고, 효율면에서 보면 대용량의 것을 이용하도록 한다.

또, 수량이나 양정의 변화가 심한 곳을 고려하여 대소 2대의 다른 펌프를 설치해야 한다. 또한 펌프의 고장을 고려하여 예비펌프를 설치해야 한다.

펌프의 구경은 다음식으로 나타낸다.

D = 1.13 √Q/V

D : 펌프구경 [m]

Q : 양수량 [m3/s]

V : 토출유속 [m/s]

또, 토출유속은 보통 2∼3 m,/s 이지만, 고양정용은 3∼7 m/s 의 것도 있다. 또한 흡입유속은 저양정에서 1.5∼2m/s 고양정에서는 2∼2.8m/s 이다. 펌프의 전양정은 실양정에 관계한 모든 손실수두를 가한 것이지만 사이클 저하나 관로의 손실증가 등을 고려하여 1∼2활 정도의 여유를 예상한 펌프의 전양정을 결정해야 한다. 펌프의 선정은 형식에 따라 여러 가지 특성이 있는데 표준특성을 고려하여 정한다.

4) 급수수질오염의 원인과 방지

(1) 수질의 오염 원인

음료수의 수원으로는 수질기준에 적합토록 만들어진 수돗물을 이용하고 있으나, 상수도 직결식의 급수방식 이외에는 수요자가 직접 모든 시설을 관리하게 된다. 그러므로 건물내의 저수탱크, 고가탱크, 배관 등의 재료나 구조및 유지관리가 불충분함으로 인하여 수질이 오염되지 않도록 세심한 배려가 있어야 하며 급수가 오염되는 원인은 다음과 같다.

• 탱크 등에 오염 물질, 먼지, 소동물이나 곤충 등의 침입

• 기기나 배관류의 부식에 의한 영향

• 크로스 컨넥션의 상수, 급수, 급탕계통과 그 외의 타 계통이 배관이나 장치 등에 의 해 직접 접속된 경우

• 역사이펀 작용

• 저수탱크 등의 용기류에 토출되는 물, 사용된 물 및 기타 유체가 급수관내 부압이 작용할 경우 작용되어 급수관내로 역류하는 현상이다.

크로스컨넥션의 요인으로는 물이용 형태의 변화에 수반하여 잡배수 계통을 설치함에 따른 오배관이 있으며, 역사이펀 작용의 요인으로는 급수관과 물사용기구와 직결되는 경우에 발생한다.

고가 탱크로부터 하향식으로 급수되는 시스템에서, 탱크의 청소나 보수를 위해 탱크쪽 밸브를 잠근상태이고 어느층의 수전에 연결된 호스가 세탁기 물통속에 잠겨져 있을 때 바로 밑층의 수전이 열리면 급수관내 압력이 저하되면서 부압상태가 되고, 윗층 세탁기 물통의 물은 사이펀 작용으로 급수관내로 작용된다. 이것이 건물내의 급수배관에서 발생할 수 있는 전형적인 역 사이펀 작용이다.

또한 단수 이외의 상태에서도 급수관내에 예상 물량이상의 유량이 있으면 베르누이 방정식에 의해서 관내 유속이 빨라짐에 따라 속도 수두 v2/2g 및 관마찰 손실수두 h가 전수두 H보다 커지게 되면 압력수두 P/r는 부압이 되고 급수관내 압력도 부압이 된다.

이런 상태에서는 전수두 H가 적은 상층배관으로 역사이펀 작용이 발생할 수 있다.

(2) 음용수 배관의 오염방지 대책

배관에서의 오염을 방지하기 위해서는 크로스컨넥션의 방지, 역사이펀 작용 방지를 위한 토수구 공간 확보, 버큠브레이커설치, 불침투성 재질사용, 녹 생성이나 부식이 용이한 금속재료의 경우에는 코팅 등의 내면처리, 저수탱크 등으로 유해물질이 침입하지 않도록 하여야 하며 배수를 재이용하는 시스템에서는 다음과 같은 조치가 이루어져야 한다.

• 중수배관 설비는 타 배관설비와 겸용하지 않는다.

• 외관상으로 타 배관설비와 구별이 용이하도록 색상등으로 구분한다.

• 세면기나 수세기와 같이 음료수로 받아 쓸 수 있는 기구에는 배수 재이용 설비를 사 용하지 않는다.

역사이펀 작용을 방지하기 위해서는 급수관에 부압이 작용하더라도 급수관으로 물이 역류할 수 없도록 토출구 공간을 확보하고 대변기의 세척밸브, 호스를 연결하여 사용하는 카프링 붙이 수도꼭지, 살수전, 화학수전 등의 기능상이나 미관상 또는 사용편의상 토수구 공간을 둘수 없는 기구에는 버큠 브레이커를 설치한다. 배관시공상으로는 음료수 배관과 타용도 배관과의 이격거리에 주의해야 하며 매설되는 배관에 대해서는 수평으로 500mm 이상 띄우고 급수관이 상부에 위치하도록 배관한다.

급수입관으로 부터의 분기관에는 분기점 부근 접근과 조작이 용이한 위치에 차단밸브를 설치한다. 이것은 수량조절, 고장수리, 증설이 필요한 경우 지수, 계통간의 구분, 타 급수계통과의 오접합배관 여부 확인 등에 필요하다.

5) 음용수의 수질기준

음용수의 수질기준에 관한 규칙 (보건사외부령) 2조에 규정되어 있으며 다음의 요건을 갖추어야한다.

• 병원 생물에 오염되었거나 병원 생물에 오염될 생물 또는 물질을 함유하는 것이 아 닐 것.

• 시안, 수은 기타의 유독 물질을 함유하지 않을 것.

• 동, 철, 불소, 페놀 기타의 물질을 그 허용량을 초과하여 함유하지 않을 것.

• 과도한 산성이나 알칼리성을 나타내지 않을 것.

• 이상한 취미(臭味)가 없을 것. 다만 소독에 의한 냄새는 제외한다.

• 외관은 거의 무색 투명할 것.

지하수나 우물물(well water) 등의 상수도 이외의 수원에서 음료수를 공급하는 경우 도 상기의 수질 수준에 준한 물이어야 한다.

공업용 수도는 주로 공장의 프로세스 용수로서 사용하기 때문에 직접 음료용 등에 공급하는 것은 아니다. 따라서 수질 기준도 상수도와 같은 엄격함을 요구하지 않는다.

중수도는 잡용수라고도 하며, 일단 사용된 물을 회수·재생하여 순환 이용하는 것이다. 이 재이용수의 수질은 용도에 따라 다르다.

① 미생물에 관한 기준

1. 일반세균(보통 한천배지에서 무리를 형성할 수 있는 세균을 말한다)은 1mg 중 100을 넘지 아니할 것.

2. 대장균군(그람음성의 무포아성의 단간균으로 유당을 분해하여 산과 가스를 만드는 호기성 또는 통성혐기성균을 말한다)은 50mg 에서 검출되지 아니할 것

② 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준

3. 납은 0.1mg/l를 넘지 아니할 것

4. 불소는 1mg/l를 넘지 아니할 것: 불소자체는 치아건강에 유리

5. 비소는 0.05mg/l를 넘지 아니할 것

6. 세레늄은 0.01mg/l를 넘지 아니할 것

7. 수은은 검출되지 아니할 것

8. 시안은 검출되지 아니할 것

9. 6가크롬은 0.05mg/l를 넘지 아니할 것

10. 암모니아성질소는 0.5mg/l를 넘지 아니할 것

11. 질산성질소는 10mg/l를 넘지 아니할 것

12. 카드늄은 0.01mg/l를 넘지 아니할 것

③ 건강상 유해영향 유기물질에 관한 기준

13. 페놀은 0.005mg/l를 넘지 아니할 것

14. 총 트리할로메탄은 0.02mg/l를 넘지 아니할 것 단. 다이아지논은 0.02mg/l를 넘지 아니할 것

15. 파라티온은 0.06mg/l를 넘지 아니할 것

16. 말라티온은 0.25mg/l를 넘지 아니할 것

17. 페니트로티온은 0.04mg/l를 넘지 아니할 것

18. 카바릴은 0.07mg/l를 넘지 아니할 것

19. 트리클로로에탄은 0.1mg/l를 넘지 아니할 것

20. 테트라클로로에틸렌은 0.01mg/l를 넘지 아니할 것

21. 트리클로로에틸렌은 0.03mg/l를 넘지 아니할 것

④ 심미적 영향물질에 관한 기준

22. 경도는 300mg/l를 넘지 아니할 것

23. 과망간산칼륨소비량은 10mg/l를 넘지 아니할 것

24. 냄새와 맛은 소독으로 인한 냄새와 맛 이외의 냄새와 맛이 있어서는 아니될 것

25. 동은 1mg/l를 넘지 아니할 것

26. 색도는 2도를 넘지 아니할 것

27. 세제(음이온계면활성제)는 0.5mg/l를 넘지 아니할 것

28. 수소이온농도는 pH 5.8 내지 8.5이어야 할 것

29. 아연은 1mg/l를 넘지 아니할 것

30. 염소이온은 150mg/l를 넘지 아니할 것

31. 증발잔류물은 500mg/l를 넘지 아니할 것

32. 철 및 망간은 각각 0.3mg/l를 넘지 아니할 것

33. 탁도는 2도를 넘지 아니할 것

34. 황산이온은 200mg/l를 넘지 아니할 것

한편 국내 상수도 수질기준에 포함되어 있지 않은 방사능과 일부 미생물, 무기물,유기물, 살충제 등에 관하여 세계보건기구(WHO)와 미국환경청(EPA)은 별도의 규정에 의해 권고하고 있다. 대장균의 기준의 의미는 ① 일반세균 포함 여부, ② 타세균에 비하여 수명의 김, ③ 오수 cross connection에 여부확인 등이 있다.

출처:설비기술인카페