급수배관 중에 공기실(air chamber)을 설치하는 이유는?
- 급수압을 낮추기 위하여
- 수격작용 방지를 위하여
- 급수압을 높히기 위하여
- 배관 구배를 유지하기 위하여
정답과 해설 보기
정답 ② · 급수배관에 공기실을 설치하는 목적을 묻는 문제이다. 급수관의 밸브나 수전을 급격히 닫으면 유동하는 물의 운동에너지가 순간적으로 압력파로 바뀌어 배관에 충격을 주는 수격작용이 발생한다.
수격작용으로 인한 배관 손상을 방지하기 위해 공기실을 설치한다.
개념 한 쪽
건축설비산업기사 기기용량 산정 — 급수방식과 공기실의 기능
건물의 급수 설계에서는 급수방식별 특징과 급수계통에 설치하는 구성품의 기능을 정확히 이해해야 한다. 공기실은 수격작용을 완충하는 장치이고, 고가수조·압력수조·수도직결식 등 급수방식은 수압 특성·펌프 의존성·수질 특성이 서로 다르므로 설계 목적에 따라 적절히 선택한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「기기용량 산정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공기실 기능 선택 | 1 | 공기실의 주된 설치 목적을 묻는 기능 판단 |
| 급수방식 특징 판단 | 1 | 압력수조식·고가수조식·수도직결식의 장단점을 구분하는 문제 |
| 고가수조 높이 계산 | 1 | 필요수압을 수두로 환산하고 마찰손실을 더해 탱크 높이를 산정하는 계산 |
뜻
배관에 설치되는 공기 완충실은 수격작용 또는 수격현상으로 발생하는 충격파를 완충하는 장치다. 밸브를 갑자기 닫거나 펌프가 정지할 때 유속의 급격한 변화로 압력파가 발생하며, 공기실 내부의 압축 공기가 이 충격 에너지를 흡수하여 배관 손상과 소음을 방지한다. 공기실의 주목적은 수격작용 방지이며 배관 구배 유지나 급수압의 상승·강하가 주목적이 아니라고 설명한다.
압력수조식 급수방식은 지하나 기계실 등 낮은 위치에 수조를 두고 압축공기의 압력으로 물을 공급하는 방식이다. 이 방식은 옥상에 물탱크를 올려 중력으로 급수하는 고가수조방식과 달리 고층까지 물을 끌어올릴 필요가 없으므로 저양정 펌프를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 다만 펌프 운전이 멈추면 급수가 정지하고, 수압의 균일성이 결여될 수 있다는 특성이 있다.
고가수조방식은 옥상 탱크에 물을 저장하여 중력으로 공급하는 방식으로 수압 변동이 적어 안정적인 급수를 제공한다. 그러나 물을 저장하는 시간이 길어지면 수질 관리가 어려워져 위생성 문제가 발생할 수 있다. 수도직결식은 지역 상수도의 압력을 그대로 이용하여 급수하므로 정전 시에도 수도관 압력이 유지되면 단수 우려가 적으나, 수압이 낮아 고층 건물에는 적합하지 않다는 점을 구분한다.
초고층 건물에서는 높이에 따른 수압 증감을 제어하기 위해 수직적으로 구획을 나눈다. 이는 수압이 높이에 비례하므로 전체를 하나의 계통으로 공급하면 일부 구간에서 허용 수압을 초과할 우려가 있기 때문이다. 따라서 각 구간에 별도의 급수 장치를 두어 적정 수압을 유지하도록 설계한다.
예제
(기능 판단 예시) 급수배관 기구류 근처에 설치하는 공기 완충실의 목적을 묻는 문항에서는 항상 수격현상 완화를 목적으로 한다는 점을 선택한다. 공기실은 압축공기의 완충 작용으로 충격을 흡수하므로 배관 신축 흡수나 수압시험 등 다른 기능과 혼동하지 않는다.
대표 기출 3문항
압력수조식 급수방법의 특징에 대한 설명 중 옳지않은 것은?
- 부분적으로 고압수를 필요로 할때 이용할수 있다.
- 수압의 균일성이 결여된다
- 펌프운전을 할수없는 경우는 바로 급수 정지된다.
- 고가수조식에 비하여 저양정의 펌프를 사용할수 있다
정답과 해설 보기
정답 ④ · 압력수조식 급수방식은 고가수조식과 달리 옥상까지 물을 올리지 않고 지하나 기계실 등의 낮은 위치에 수조를 두고, 수조 내부에 압축공기를 채워 그 압력으로 각층에 물을 공급하는 방식입니다. 고가수조까지 물을 끌어올려야 하는 고양정 펌프 대신, 비교적 양정이 낮은(저양정) 펌프를 사용할 수 있다는 것이 이 방식의 가장 큰 장점입니다.
압력수조식은 저양정 펌프 사용이 가능하므로 고가수조식보다 저양정 펌프를 못 쓴다는 설명은 틀렸다.
급수 배관내에 공기실(air chamber)을 설치하는 이유는?
- 수압시험을 위하여
- 배관에 구배를 갖기 위하여
- 수격작용을 방지하기 위하여
- 배수계통을 설치하기 위하여
정답과 해설 보기
정답 ③ · 급수 배관에 공기실을 설치하는 목적을 묻는 문제이다. 밸브를 급격히 닫으면 관내 유체의 운동량이 급변하면서 압력파가 발생하는 수격작용(수격현상)이 일어나 배관이나 기기가 손상될 수 있는데, 공기실 내의 공기가 스프링처럼 작용하여 이 충격을 완충한다.
급수 배관에서 밸브를 급격히 닫을 때 발생하는 수격현상을 완화하기 위해 공기실을 설치한다.
자주 묻는 물음
- 공기실을 배관에 설치하는 주된 목적은 무엇인가?
- 공기 완충실은 밸브의 급격한 조작이나 펌프 정지로 발생하는 수격작용을 공기 압축을 통해 흡수·완충하여 배관 손상과 소음을 방지하는 것이 주된 목적이다.
- 압력수조식과 고가수조식의 펌프 요구 특성은 어떻게 다른가?
- 압력수조식은 낮은 위치의 수조와 공기압을 이용하므로 저양정 펌프를 사용할 수 있고, 고가수조식은 옥상 탱크의 높이를 이용하므로 펌프 양정이 상대적으로 낮아도 되지만 저장 시간에 따른 수질 관리를 고려해야 한다.
- 초고층 건물에서 수직 구획을 나누는 주된 이유는 무엇인가?
- 수직 구획은 건물 높이에 따른 수압 상승을 제어하여 각 구간이 허용 수압을 초과하지 않도록 하고, 구역별로 적정 수압을 유지하기 위해 설정한다.
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