급수관 및 온수관 보수를 위한 배관의 문제점
1. 개요
건축물에는 필수적으로 생활시설이나 설비들을 설치하고 있으며 세월이 흐르면서 생활여건이 향상됨에 따라 그 시설의 수효가 늘고 있는 실정이고 이 시설물들은 건축물의 수명에 비해 대단히 짧거나 빨리 변화하기 때문에 수선이나 보수를 필수적으로 요구하게 되며 그중 에서도 전기시설 등은 시설물의 교환이나 교체가 가능하며 쉽게 되어 있으나 급수 및 급탕에 필요한 시설들은 시설의 교체가 불가능하여 시설이 노후됐거나 변화를 요구할 때 재시공을 하거나 시설교체를 위해 건물의 다른 내부시설들을 재시공을 해야 하며 보수기간이 길어지고 설비의 교체비용이 크며 시설교체 작업중 건물내에서 생활할 수 없는 경우가 많다.
그러므로 이러한 시설에 대한 시공법을 개선하여 생활에 지장을 주지 않고 짧은 시간에 값싼 비용으로 시설을 교체할 수 있어야 하고 그러기 위해서 각 시설에 필요한 기능들을 손쉽게 점검하고 교체할 수 있어야 하며 교체시기에 이사를 하거나 생활에 불편이 없게 시공되어야 한다.
2. 건축물에 시공된 배관의 누수확인 및 보수 시 문제점
배관시설은 급수 및 급탕과 배수를 위해 설치하는 시설로 내부에는 물로 충진되어 있어 하자가 발생시 물이 흘러나와 아파트의 경우는 하부층 전체가 피해를 보고 있으며 가장 많은 하자민원의 대상이 되며 하자내용을 점검하거나 수리하기는 대단히 어려우므로
이 내용들을 살펴보면
⑴ 아파트의 경우 누수지 주위는 전부 물이 흐를 수 있게 난방 층이 형성되어있어 누수지의 직 하부에서 물이 흐르지 않고 엉뚱한 곳에서 하부층으로 누수가 되기 때문에 누수지를 찾기가 대단히 어렵다.
⑵ 급수관과 온수관 및 배수관이 몰려있어 누수의 원인을 파악하기 어렵다. 다만 누수 탐지기도 급수등 수압이 큰 경우가 아니면 찾기 어렵다.
⑶ 방수층의 누수와 배관상의 누수를 분간하기 어렵다.
⑷ 이러한 문제에 대하여 점검할 수 있는 점검구가 없다. (원칙적으로 점검구의 확보가 필요함)
⑸ 점검구가 있더라도 공동관로 외에 개별관로의 점검이 어렵다.
⑹ 재료의 수명에 따라 어쩔 수 없이 교체가 필요하다.
⑺ 관 내부의 부식 정도가 위생상 문제가 된다.
3. 배관에서 문제가 되는 시공을 하게 되는 이유
원칙적으로는 배관 duct 내에 수리 및 관리 보수가 필요한 충분한 공간이 필요하나 하자의 발생을 고려하지 않는다는 전제하에 배관 자재의 사용연한을 10년 이상으로 보고 시공되며 그로 인해 현재의 생활 여건만을 고려 하다보니 다음과 같은 이유로 duct 면적을 최소화하여 생활 공간으로 활용하게 되었다.
⑴ 배관자재의 사용연한에 대한 개념이 부족하다.
⑵ 면적의 활용도에 역점을 두다 보니 pipe duct의 면적이 협소하다
⑶ 보수관리 개념이 희박하여 점검구의 공간이 없다.
4. 급수관 자재의 종류
주로 건축물에 사용되는 배관 자재로는 근래에는 여러가지 다양한 자재들이 등장하였으나 하자보수나 관리를 위해 전에 사용되었던 자재들을 표기하자면 주로 백관이라는 아연도강관을 이용해 왔다.
그러나 이 강관은 염분에 극히 약하고 화장실등의 시멘트 방수에 쓰이는 급결재나 완결재등에 약해서 공사중 배관위치가 욕실등 물을 사용하는 위치를 통과할 때 필연적으로 방수층과 접촉하게 되는데 이곳이 부식이 되어 누수가 되는 경향이 많아서 하자의 발생 빈도가 높고 강관의 내 외부에 코팅된 아연도금은 자주 물에 접촉하다 보면 쉽게 벗겨지고 녹이 발생되며 이 녹은 급수관 내에서 이물질을 흡수하여 scale이 생겨 관의 단면적이 좁아져 물이 잘 나오지 않게 된다.
그러므로 현재 사용되는 자재로는
⑴ 강관 내부를 plastic으로 피막을 한 강관 자재
⑵ 동관자재
⑶ stainless 배관자재
⑷ PE, PPC등 플라스틱 계열의 자재등이 주로 사용되고 있으며 이 자재들은 나름대로의 장단점이 있으나 동이나 stainless제품의 경우 scaling이 적게 생기나 완전히 없게 할 수는 없으며 강관보다는 부식 정도가 느리나 습윤상태에서 피막이 쉽게 벗겨지며 제품의 단가가 높고 관의 두께가 얇게 생산되므로 탄성이 없는 금속관의 경우 방바닥 등에 생기는 작은 균열에도 하자 발생빈도가 높으며 이음을 자주 하므로 이음부의 안전도가 떨어지나 플라스틱 계열의 경우 탄성이 있고 값이 싸며 단일라인으로는 연결부가 없어 하자의 발생 빈도가 적다.
그러나 관의 수명에 대한 정확한 내구연한이 증명된바 없으며 열전도가 떨어진다는 이유로 고가의 시설에서는 회피하고 있으며 이 열전도는 다음에 열거한 바와같이 별 문제가 되지 않는다. 또한 온도에 따라 경도가 달라지는 특징이 있다.
5. 온수관의 재질에 따른 온도의 변화
우리가 사용하는 난방법에는 여러가지 형태의 난방법이 있고 그 중에서 일반 건축물에서는 서구 여러나라에서와 같이 직접 온기를 투입하는 난방법을 이용하고 있으나 우리나라의 주거시설에는 대부분 온수관을 이용한 바닥난방을 하고 있는 곳이 많다.
그런데 일반적으로 히터나 라디에이터처럼 방열판을 외기에 노출시키는 경우는 공기를 순간적으로 전열이되고 방열판을 세워서 공기를 통과시키기 위해 경도가 높은 금속제품의 사용이 보편화 되어있으나 우리나라 온돌형식의 난방관으로는 바닥에 관을 누여서 시공하고 그 주변을 cement mortar 속에 매립을 해서 이 cement mortar를 바른후 방열의 매개체로 이용되므로 경도와 상관이 없으며 방바닥은 외부에서 스며드는 빗물이나 방수의 누수가 있거나 난방을 하지 않는 기간에 결로나 기타의 방법으로 습기가 도입된 경우 습도의 조절이 어려워서 금속 제품과 같은 습도에 쉽게 부식되는 재료는 사용상 문제가 많으며 열전도 문제를 이유로 금속관을 선택하거나 요구하는 경우가 많으나 이 열의 전도는 온수관에서 큰 문제가 되지 않으며 열전도 때문에 연료의 소비가 많다는 의식도 인식의 차이에 따라 다르게 생각할 수 있다
⑴ 온수 공급관의 열 전도율의 비교
우리가 사용하는 금속관 중 열 전도율이 높은 자재는 동제품으로 전도율은 52㎉/m.h.℃이고 페놀수지 계열의 경우 0.2㎉/m.h.℃이므로 단순하게 수치상으로 비교해 보면 열전도율이 260배의 차이를 보이나 이 수치는 열원으로부터 1m의 거리를 두고 측정된 수치이므로 열원의 온도를 동일하게 한 뒤
동관의 경우 두께를 0.6mm로 할 경우 측정 거리가 0.6/1000m에 해당하고
수지 계열을 1mm로 할 경우 측정 거리가 1/1000 에 해당하므로
열원을 100 ㎉/m.h.℃로 보고 1m의 손실량은 동관은 48㎉/m.h.℃이고 수지 계열은 99.8㎉/m.h.℃ 에 해당하며
이것을 사용관의 두께로 계산하면
동관은 1000 : 48 = 0.6 : 손실량으로 계산하면 손실량은 0.0288㎉/m.h.℃가 되고
수지관은 1000 : 99.8 = 1 : 손실량으로 계산하여 손실량은 0.0998㎉/m.h.℃가 되므로 0.071㎉/m.h.℃차이가 나며 이 열전도의 차이는 보일러 용량이나 온도에 비교하여 미미한 수치에 해당한다.
⑵ 열 전도율에 따르는 연료 소모량의 비교
열 전도에 따르는 열량의 방출은 공기 전열과 같이 열원이 방출되어 잔열의 회수가 어려운 경우는 전도체의 역할에 따라 열량의 훼손이 크다고 할 수 있으나 온수관을 이용한 바닥난방은 방열체에 열을 전도를 하고 남은 잔열이 고스란히 보일러로 회수를 되므로 보일러의 가동시간이 전도율이 높은 자재는 자주 가동이 되고 전도율이 낮음 자재는 재가동 시간이 길게 되므로 연료에는 별 차이가 없으며 한가지 단점은 초기 가동시 방열판의 가열시간에 차이가 있으나 그다지 큰 차이는 없는 편이다,
이렇게 온수관의 배관 자재는 효율 면에서는 큰 차이가 없는데도 사용주는 가격이 높기 때문에 좋은 자재로 판단하여 금속관을 요구하고 있으나 하자발생 빈도가 크고 관리 차원에서 불리하고 높은 가격에 비해 수명이 길지 않고 하자 빈도가 큰 제품을 선택하므로 관리비용이 증가하는 불리함이 있다.
6. 배관자재의 교체 및 보수방법과 재시공 되야 하는 공종
각종 배관은 건축물 내부에 매입되거나 전용 관도를 따라 시공이 되고 매입관은 시설의 보수 및 재시공을 위해 여타 공종까지 재시공해야 하므로 비용이 많이 들고 시공이 불편하며 보수 후에도 보수부위를 완벽하게 재현하지 못하며 관도를 형성하는 이유중에는 관로의 점검 및 보수가 수용도 임에도 실제로는 점검구가 없고 시설의 보수를 위해서는 duct를 깨고도 pipe를 잘라내고 그 부분을 이음해야 하는 불리함과 더욱이 duct의 목적과는 상반되게 소방법 규정에 각 층간의 관도를 매입해서 방화구획을 해야하는 시공하게 되는 규정이 있어 심히 부당한 시공이 되고 있으므로 사실상 duct는 아무런 의미가 없는 시설로 전락했으므로 이와같은 내용에 합당한 시공법을 마련해 개선되어야 한다.
⑴ 급수 및 급탕관
급수관에는 공동관로로서 고가수조의 양정에 필요한 양정관과 공급관으로 구분할 수 있고 사용시설로 급수되는 개별관로로 구분된다.
① 양정관의 보수 및 교체 : 보통 양정관은 지하 저수조에서 직상관으로 1개의 라인으로 구성되어 있으며 pipe duct안에 시설되어 있어서 시설의 개 보수 및 노후관로의 교체를 하기 위해서 전체층의 duct를 뜯어내고 시공을 해야하며 부분적 보수를 위해서는 관을 잘라내고 연결하기가 쉽지 않으며 이곳은 관의 길이가 기성제의 규격을 그대로 사용하기 때문에 duct 내부로의 관을 직접 삽입하거나 빼어내기가 곤란하며 1마디 단위로 보수를 해야하고 유니온을 이용한 연결을 한다.
주변 작업으로는 철거, 조적, 미장, 방수, 페인트등을 병행하여 작업 비용이 추가되고 보수의 자국이 남기 때문에 때로는 시설이 있는 실 전체를 도색 해야한다.
② 공급관의 보수 및 교체 : 공급관의 경우 각 세대별로 마디를 구성하고 있어 개 보수에서 층 단위로 duct를 철거하며 시공단계에서 층별로 유니온을 사용하지 않으므로 관을 2토막으로 하여 유니온을 설치하며 주변작업으로는 철거, 조적, 미장, 방수, 페인트등을 병행하여 작업 비용이 추가되고 보수의 자국이 남기 때문에 때로는 시설이 있는 실 전체를 도색 해야한다.
③ 개별관로의 보수 및 교체 : 일반적으로 개별 관로에 있어서 별도의 관도를 만들지 않고 방바닥을 통하여 매립 형태로 배관되기 때문에 개 보수에 있어서 방바닥을 철거해야 하므로 사용자는 생활하면서 교정하기가 매우 어렵고 관로의 위치도 때에 따라서 약간씩 다르므로 넓은 면적을 철거 해야하며 특히 누수의 위치 탐지가 누수량이 많지 않을시는 탐지장비로도 탐지가 어려워 전체를 제거해야 하는 경우도 있고 방바닥 내부는 단열층 등으로 공격율이 커서 내부가 기밀상태가 되므로 조금만 틈이 생겨도 수분을 흡수하게 되며 여름철에는 결로가 발생하기도 하며 이 수분은 급수관을 급속히 부식시키므로 하자를 발생시키기도 하고 보수는 부분적으로 하자부위를 잘라내고 시공하며 나사가 없이 연결구만으로도 이음이 가능하다.
주변 시설의 동시 작업으로는 욕실의 경우 철거, 방수, 타일등을 재시공하여야 하고 방수는 관도 주변의 부분 보수만으로는 시멘트 신 구 방수층의 시멘트 강도차이가 있어 균열의 위험성이 높고 타일은 시간이 6개월이나 1년 단위로 제품의 내용이 변하기 때문에 공사시 보수용으로 비축해 두지 않으면 같은 문양이나 색깔의 제품을 구하기 어려우며 방바닥의 보수는 바닥 미장, 뒷체움 자갈, 단열층이 동시 보수가 되어야 하고 단열층은 원래대로 복구가 어렵거나 기포 콘크리트 같은 경우는 소량을 별도로 하기는 비용이 너무 들어서 사실상 재시공을 하지 않을 수밖에 없다.
⑵ 온수관
온수관은 절기에 따라서 가열이 되거나 냉열이 되는 과정을 반복하므로 자재의 신축을 염두에 두고 시공할 필요가 있고 배관용도에 따라 급탕과 온돌의 두 가지로 구분되며 배관의 위치나 형태는 각기 다르게 시공되며 개 보수를 할 때의 작업도 다르다.
① 급탕관의 개 보수 및 교체 : 급탕관은 일반적으로 급수관과 같은 위치에 평행하게 배관되는 경우가 많으므로 배관의 보수 및 교체는 급수관과 같은 방법으로 진행이 되나 배관의 특성상 급수관과는 다른 방법이 필요하며 급탕관과 급수관의 사이가 너무 가까우면 결로가 생기기 쉬우므로 충분한 단열의 필요성이 있다.
② 온돌의 온수관 보수 및 교체 : 온돌온수관은 방바닥 상부에 균일하게 배열되어 있어 교체 및 부수를 위해서는 전체 방바닥을 걷어내고 보수를 할 수밖에 없으므로 보수도중 생활을 할 수가 없고 바닥미장이나 장판을 재시공하게 되며 장판은 비닐계통이 아닐 경우 전면 재시공이 필요하다.
⑶ 배수관
옥내배수관으로는 P V C 를 주로 사용하고 있고 주철관을 사용하기도 하며 배수관은 주로 하부층 천장을 통해 배관이 되며 입상관은 duct를 이용하여 배관이 되고 있어 개별 관로는 보수가 쉽고 공동 관로는 급수관과 같은 정도로 보수하나 이 관의 경우 화학작용에 강하고 외기에 직접 접하지 않으면 수명이 길고 하자가 주로 발생하는 부위는 주로 트렙이나 pipe와 concrete가 만나는 부분에서 누수가 되는 경우가 많고 개 보수나 교체는 하부층 사용자와 협의하에 보수를 해야하며 비용은 개인관로는 그다지 많지 않다.
7. 노후 배관의 문제점
여기에서 거론하는 것은 주로 급수관에 관한 것으로 전술한 바와 같이 입상관의 경우 pipe duct의 내부공간이 좁아 제구실을 하기 어렵고 그로 인해 점검구도 마련이 되지 않았으며 배관에 사용된 자재를 금속관을 사용하게 되므로 내구연한은 남았다 하더라도 내부에 scale이 생겨 관내부가 막혀 물이 잘 공급되지 않는 경우가 있고 이 scale 에는 각종 병균이 서식하고 있다는 보고가 있었다.
이와같이 배관이 노후됨으로 인해 많은 문제가 발생되고 사용연한이 한정되어 있고 고층 건물일수록 재건축이나 대수선이 곤란한 점을 보면 10 - 20년 정도에 배관을 교체하지 않을 수 없는데 이때 살던 곳을 비워두고 이사를 하기도 어렵고 살면서 보수하기도 상당히 어려운 지경이 된다.
8. 시설의 개선이 필요한 점
이와 같은 사례에 비춰볼 때 자재선택을 구매비용에 비교하여 가치상승을 생각하거나 열전도 등의 이론에 밀려 자재내용을 결정하여 하자발생(발생 빈도가 전체적이지는 않지만 타 자재에 비교하여 높은 자재) 등으로 고생하기보다는 합리적으로 결정하여 하자빈도가 낮은 자재가 좋을 듯 싶고 적은 면적에도 점검이 가능하고 보수가 가능한 duct형태의 개발이 필요하고 개별 관로도 다른 마감자재를 손상하지 않고 공사중 주거지를 옮기지 않게 하며 보수비용이 적게 들고 간편한 시공이 필요하다고 생각되며 특히 배관 내부에 이물질이 발견될 시 값싸게 수시로 배관을 교체하는 시공으로 전환되었으면 한다.