무통기 배수방식

왜 배우는가: 무통기 배수방식은 배수 통기관을 따로 세우지 않고 배수 설비를 간결하게 만드는 방식으로, 건축설비 배수 설계에서 통기 방식 선택의 기준이 된다. 배수 설비의 봉수 보호와 통기 방식 비교는 시험에서 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제115회 2교시 2번, 제102회 4교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의 문장:

무통기 배수방식은 배수 수직관 외에 별도의 통기관을 설치하지 않고 배수 관로의 압력 변동을 억제하여 트랩의 봉수를 보호하는 배수 방식이다.

핵심 키워드

• 무통기 배수방식
• 통기관
• 봉수 보호
• 트랩
• 신정통기관
• 배수 수직관
• 관내 압력 변동
• 통기 헤더

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 배수관에 물이 흐르면 관 속 공기가 밀려 올라가거나 빨려 내려가면서 압력이 +와 -로 흔들린다. 이 흔들림이 크면 트랩의 물막이(봉수)가 깨진다. 보통은 통기관을 따로 세워 공기를 빼고 넣어 주지만, 무통기 방식은 이 별도 통기관을 생략하거나 최소화하고 배수 관로 자체가 공기를 주고받도록 설계한다.

정식 정의는 다음과 같다. 무통기 배수방식은 통기관을 독립적으로 두지 않거나 최소 길이로 줄이고, 배수 수직관과 배수 수평관의 형태와 관경을 조정하여 관 내 압력 변동을 허용 범위 안에 두는 배수 방식이다. 여기서 봉수를 지키는 핵심은 압력 변동 폭을 줄이는 것이다.

핵심 용어를 정리한다.

봉수(封水)는 트랩 안에 고인 물로, 하수가스의 실내 침입을 막는 물막이다. 무통기 배수방식은 통기관을 대신하여 배수 계통 자체로 압력을 조절하는 방식이다. 신정통기관은 배수 수직주관을 관경을 줄이지 않고 대기 중으로 연장한 통기관이다.

이 방식이 성립하는 이유는 배수 흐름이 자유 수면 흐름을 유지하도록 관경과 물매를 정하기 때문이다. 관 속이 가득 차면 압력이 튀지만, 배수관 내부가 공기 통로를 확보하면 압력이 완만해진다.

무통기 배수방식의 목적은 통기관 설치를 줄이면서도 트랩 봉수를 지키는 것이다.

3. 등장 배경과 필요성

초기 배수 설비는 배수 기구마다 개별 통기관을 세우는 방식이었다. 이 방식은 봉수 보호에 효과가 크지만 건물 내부에 통기 배관이 늘어나 공간과 공사비가 커진다. 특히 고층 건축물과 좁은 공간 설계에서 통기관을 줄여야 할 요구가 생겼다.

이에 따라 배수 수직관 하나로 배수와 통기를 함께 처리하는 방식이 나왔다. 대표적으로 배수 수직관을 굵게 하거나 특수 이음을 써서 공기 흐름을 확보하는 방법이다. 이런 방식은 통기관이 줄어든 만큼 배수 관로의 압력 특성을 정확히 계산해야 한다.

무통기 방식이 필요한 상황은 다음과 같다.

• 통기 배관을 세울 수 없는 건물 구조
• 통기관 설치 공간이 부족한 설비실
• 소규모 주택이나 일부 욕실 배관
• 배수 부하가 작아 압력 변동이 크지 않은 경우

통기관 생략 시 봉수 보호 여부를 반드시 확인

무통기 방식의 적용 전제는 배수 부하와 관경이 허용 범위 안에 있어야 한다는 점이다. 이 전제가 깨지면 봉수 파괴가 생긴다. 따라서 이 방식은 무조건 통기관을 없애는 방식이 아니라, 통기 기능을 배수 관로 안에 흡수시키는 설계 방식으로 이해해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

무통기 배수방식은 배수 수직관과 배수 수평관 등 배수계통만으로 배수와 통기를 함께 처리하는 방식이다. 별도의 통기관을 설치하지 않으므로 배관이 단순하고 공사비가 줄어든다. 이 방식이 성립하려면 배수관 내부의 압력 변동이 트랩 봉수를 파괴하지 않을 정도로 작아야 한다. 따라서 배수 수직관의 관경, 기구 배수부하, 수직관과 수평관의 접속 형태를 함께 설계한다.

원리는 배수 수직관 내 기류의 흐름이다. 상부 기구에서 물이 많이 떨어지면 수직관 내부의 공기가 함께 끌려 내려가면서 부압이 생긴다. 이 부압이 트랩 봉수를 흡인하면 유도 사이펀 작용이 일어난다. 반대로 하부에서 정압이 걸리면 봉수가 밀려 나간다. 무통기 방식은 이 압력 변동을 배수 흐름 자체에서 줄이는 것이 핵심이다.

무통기 배수방식의 설계 절차는 다음과 같다.

• 배수 기구의 배수부하단위(FU)를 집계하고 기구별 배수 유량을 산정한다.
• 배수 수직관의 최대 배수 부하에 맞춰 관경을 정한다.
• 수직관과 수평지관의 접속부를 완만한 곡관 또는 45도 이하 이음으로 계획한다.
• 기구별 트랩 봉수 깊이와 봉수 유지 조건을 점검한다.
• 압력 변동이 큰 구간에는 통기 보완 방법(신정통기관, 도피통기관 등)을 검토한다.
• 배수 흐름 시험으로 봉수 파괴 여부를 확인한다.

무통기 방식의 성립 조건은 배수 수직관 내 부압과 정압의 폭이 봉수 손실 한계 이내에 머무는 것이다. 이 조건은 기구 배수량, 수직관 관경, 접속 형태의 함수다. 따라서 기구 수가 많거나 배수 집중이 큰 건물에서는 무통기 방식을 그대로 쓰기 어렵다.

무통기 방식은 수직관 내 기류 흐름을 제어해 트랩 봉수 파괴를 막는 배수계통 설계다.

5. 관련 법령·기준·표준

배수·통기 설비의 기준은 건축설비 설계기준과 급배수 설계 기준에 따른다. 건축설비 분야에서는 배수 수직관 관경, 트랩 봉수 깊이, 배수 부하단위 기준이 설계의 기준이 된다. 기준 값은 다음 표와 같다.

통기관 관련 기준은 「건축물의 설비기준 등에 관한 규칙」과 배수설비 설계기준에 있다. 무통기 방식은 통기관을 두지 않으므로 통기 관련 기준 대신 배수 수직관의 관경과 기구 부하 기준을 충족하는지 확인한다. 기준 값의 세부 조건은 설계 기준서의 표에 따른다.

국내 기준과 외국 기준의 차이는 통기관 생략 허용 범위에 있다. 외국 기준은 배수 부하와 층수에 따라 무통기 방식의 적용 범위를 달리 정하는 경우가 있다. 국내 설계에서는 이 차이를 고려해 기준 적용 범위를 확인한다.

6. 유형과 비교

무통기 배수방식은 별도의 통기관 없이 배수 수직관 하나로 배수와 통기를 겸하는 방식이다. 대표 유형은 섹스티어 방식과 소벤트 방식이다. 두 방식 모두 수직관 상부와 하부에 특수 이음을 두어 공기 흐름을 제어하는 점은 같다. 다만 물과 공기를 분리하는 방법이 다르다.