초고층 급수 설비

초고층 급수란

초고층 급수 설비는 건물 높이가 만드는 정수압을 다루는 핵심 설계 주제다.

건물이 높을수록 아래층 수압이 세진다. 물기둥의 무게가 그대로 압력이 되기 때문이다.

그래서 과대 수압을 조닝으로 나누어 기구 허용 압력 이내로 낮춰야 한다.

정수압 계산

정수압은 물기둥의 무게로 생기는 압력이다. 식은 p = ρgh로 구한다.

가상의 예로 높이 200m 건물을 한 계통으로 급수한다고 가정해 보자.

최하층 정수압은 약 1.96MPa다. 일반 기구가 견디기에는 너무 높은 값이다.

그래서 중간 지점마다 압력을 끊는 조닝이 설계의 출발점이 된다.

조닝의 구조

조닝은 급수계통을 2개 이상으로 나누는 것이다.

급수펌프가 물을 올리고, 중간수조와 감압밸브가 구역별 압력을 맞춘다.

조닝의 목적은 급수압 균등화, 수격작용 방지, 기구 파손 방지 세 가지다.

세 목적 모두 최고 사용압력을 기준으로 판단한다.

방식 비교

중간수조식은 중간 층 수조에서 상층으로 다시 공급하는 방식이다.

수압이 일정하다는 장점이 있지만, 수조실과 양수펌프가 추가로 필요하다.

감압밸브식은 설비비와 공간이 적게 들고, 각층 감압이면 정밀한 조닝이 가능하다.

단, 감압밸브가 고장 나면 높은 수압이 기구에 직접 걸린다는 점을 기억하자.

시험에서 헷갈리는 점

조닝의 목적은 수압 균등화만이 아니다. 수격작용과 기구 파손 방지도 적어야 한다.

두 방식의 특성을 뒤바꿔 쓰지 않도록 주의한다.

감압밸브가 고장 나면 고압이 기구에 직접 걸리므로 안전 대책이 필요하다.

채점은 과대수압 원인, 방식별 장단점, 고장 안전성, 기준 조건을 본다.

정리

정리하자. 조닝은 과대 수압을 구역으로 나누어 최고 사용압력 이하로 낮추는 설계다.

중간수조식과 감압밸브식은 장단점이 반대이므로 설비 조건에 따라 고르거나 병용한다.

구역 간 수압 차를 0.4MPa 이하로 가정하면 200m 건물은 40m씩 5구역이 된다.

답안에서는 설계 조건과 함께 제시하는 것이 핵심이다.