급수 역류

왜 배우는가: 급수 역류는 음용수가 오염되어 집단 식중독이나 전염병으로 번질 수 있어 설비 설계와 유지관리에서 가장 먼저 막아야 할 위험이다. 역압과 역사이펀작용이라는 두 원리를 알아야 차단 방법을 논리적으로 설명할 수 있으며, 기술사 시험에서 원인과 대책을 묻는 형태로 여러 차례 반복해 출제되었다.

출제 이력: 제122회 3교시 2번, 제112회 2교시 1번, 제111회 4교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

역류(Backflow)는 사용된 물이나 유해 물질이 음용수 공급계통으로 역방향 유입되는 현상으로, 역압과 역사이펀작용에 의해 발생한다.

• 역류(Backflow)
• 역압(Back pressure)
• 역사이펀작용(Back siphonage)
• 크로스커넥션(Cross connection)
• 부압(Negative pressure)
• 역류방지기(Backflow preventer)
• 에어갭(Air gap)
• 진공파괴기(Vacuum breaker)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 물은 원래 수도관에서 수전 쪽으로 흘러야 한다. 그런데 수도관 쪽 압력이 떨어지거나 수전 쪽 압력이 더 높아지면 물의 방향이 거꾸로 바뀐다. 이때 깨끗하지 않은 물이 깨끗한 물 배관으로 들어가는 것이 역류이다.

역류의 정식 정의는 사용된 물 또는 기타 유해 물질의 혼합물이 음용수 분배 배관계통으로 유입되는 바람직하지 않은 물의 역방향 흐름이다. 배관 내 물의 흐름은 압력차가 생기면 즉시 일어나며, 어느 지점에서 압력차가 역전되면 흐름도 역전된다.

역압(Back pressure) 은 공급 측 압력보다 사용 측 압력이 높아져 고압 쪽에서 저압 쪽으로 물이 거꾸로 흐르는 현상이다. 펌프, 보일러, 가압된 탱크 등이 원인이 된다. 역압은 두 개 이상의 배관계통이 함께 있는 건물에서 특히 중요하다.

역사이펀작용(Back siphonage) 은 공급관에 음압(부압)이 생겨 사용 측의 오염된 물이 음용수 쪽으로 빨려 들어가는 현상이다. 빨대로 물을 빨아올리는 것과 같은 원리이지만, 실제 사이펀이 아니라 흡입에 의한 흐름이다.

크로스커넥션(Cross connection) 은 음용수 배관과 비음용수 또는 출처가 불확실한 물 배관이 직접 연결된 구조를 말한다. 역류가 실제로 일어나는 통로가 바로 이 연결부이다.

3. 등장 배경과 필요성

음용수 공급은 보통 도시 상수도의 압력으로 이루어지고, 필요할 때 부스터펌프가 보조한다. 공급 압력은 소방용수 사용, 배관 파손, 세관이나 배수관 세정 때처럼 사용량이 공급량을 초과하면 급격히 떨어진다. 이때 건물 내부 배관의 압력이 대기압 이하가 되어 역사이펀작용이 생긴다.

역류 사고의 대표 사례는 1933년 미국 시카고 만국박람회 기간에 발생했다. 두 호텔이 같은 수돗물을 쓰는 배관이 교차 연결되어 있었고, 이질이 확산되어 98명이 사망했다. 이 사고 이후 역류 방지가 음용수 안전의 기본 원칙으로 자리 잡았다.

국내에서도 여러 역류 사고가 보고되었고, 건축기계설비 설계기준에 역류방지 규정이 있다. 그러나 선진국 기준과 비교하면 보완할 부분이 있어 대한설비공学회 위생부문위원회에 역류방지 전문위원회가 구성되었다. 따라서 설비기술자는 역류의 원인과 방지 원리를 정확히 이해하고 설계와 시공에 반영해야 한다.