3-8 배관재료 및 시공
1. 배관재료
(1) 관(pipe)
급탕용으로 사용되는 관에는 동관‧스테인리스강관‧내열염화비닐 라이닝강관 ‧ 내열경질염화비닐관‧폴리브틸렌관‧수도용 가교 폴리에틸렌관 등이 있으며, 선정 시에는 다음 사항을 고려해야 한다.
① 급탕계통은 일반적으로 음료용이나 세면기‧욕조‧식기세척 등 인체와 직접 접촉되어 사용되는 것이 많으므로, 수질을 오염시키지 않는 재질로 한다.
② 관 내면에 스케일 부착이 잘 안되고 또한 마찰저항을 적게 할 수 있도록, 관 내면이 매끄러운 재료를 사용한다.
③ 급탕관은 급수관에 비해 부식이 잘되므로, 내식성이 큰 재료를 사용한다.
④ 온도가 80[℃]이상의 온수를 공급하는 경우도 있으므로, 열에 강한 재료를 사용한다.
(2) 이음쇠 및 밸브류
이음쇠나 밸브류는 공기의 체류나 마찰저항이 적은 것을 사용한다.
① 이음쇠 : 엘보나 티 대신에 벤드나 Y형 이음쇠를 사용한다.
② 밸브 : 글로브 밸브는 피하고 슬루스 밸브를 사용하며, 체크 밸브는 스윙형으로 한다.
③ 밸브나 플랜지 등의 패킹은 고무나 가죽 등을 사용하지 말고 내열성 재료을 사용한다.
이음쇠 및 밸브류와 관의 재질이 서로 다를 경우는, 이종(異種)금속간에 생기는 전해작용으로 부식이 촉진되므로 주의해야 한다.
(3) 보온재
가열기 및 배관에서의 열손실을 방지하기 위하여 보온피복을 한다. 보온재는 열전도율이 작고, 내열성‧내식성이 크며, 흡수성‧흡습성이 작아야 한다.
① 저탕조 및 보일러 : 암면, 유리섬유, 규산칼슘, 펄라이트 등의 보온판이나, 규조토 보온재를 50[mm]두께로 피복한다.
② 배관계 : 암면, 유리섬유, 펄라이트, 규산칼슘 등의 보온통으로 관경 15~40A는 25mm, 50A 이상은 40[mm]두께로 피복한다.
(4) 배관의 지지
배관은 필요에 따라 서포트(support)나 행거(hanger) 또는 고정지지 ‧ 방진지지 등에 의해 견고하게 지지를 한다.
지지조건은 다음과 같다.
① 관내 유체 및 보온재를 포함한 관의 중량에 견딜 것.
② 온도변화에 따른 관의 신축에 유의.
③ 지진 기타 진동이나 충격에 견디도록 견고하게 할 것.
④ 구배조절이 용이할 것.
⑤ 적당한 간격을 유지할 것.
⑦ 배관의 진동이 건축 구조체에 전달되지 않을 것.
2 배관 시공
(1) 배관 일반
① 배관이 천정‧벽 등의 구조체를 통과하는 부분에는 방화구획상 지장이 없는 방법으로 하고, 관의 진동이 전파되지 않도록 고정한다.
② 배관에는 관의 신축이 가능하도록 신축이음을 한다.
③ 재료의 수명이 비교적 짧으므로 후일 수리‧교환이 쉽도록 노출배관이 바람직하다.
④ 기타사항은 급수배관 시공에 준한다.
(2) 기기주위 배관
① 배관과 기기류의 탈착이 용이하도록 플랜지 또는 유니언 이음을 한다.
② 배관의 중량이 직접 기기에 걸리지 않도록 지지 및 고정한다.
③ 배관과 보일러 또는 온수탱크와의 접속에는 반드시 역류방지기를 설치한다.
④ 보일러, 온수탱크 및 안전밸브의 배수는 간접배수로 한다.
(3) 배관 구배
물을 가열하면 수중에 용해된 공기의 분리가 쉽게 되고, 이 경향은 물의 온도가 높을수록 또한 수압이 낮을수록 현저하다.
분리한 공기는 배관중의 산형(山形)부분에 체류하여 온수의 순환을 방해할 뿐만이 아니라, 분리된 산소에 의해 관을 부식시키는 원인이 된다. 따라서 배관은 요철부(凹凸部)가 없도록 하고, 현장이 허용하는 한 큰 구배로 하며, 온수순환의 흐름방향과는 관계없이 공기를 뽑아내는 방향으로 상향배관한다.
중력 순환식 : 1/150 이상,
강제 순환식 : 1/200 이상
상향 공급식 : 공급관은 압쪽상향구배, 반송관은 압쪽하향구배
하향 공급식 : 모두 압쪽하향구배
(4) 공기빼기밸브 설치
분리된 공기는 배관중의 제일 높은 급탕꼭지나, 배관의 최상부에서 공기 배출관을 위로 세워 옥상탱크나 개방탱크에 개방하여 뽑아낸다. 배관도중 부득이 산형부가 있게 되어 공기가 체류하는 경우는 산형부에 공기빼기밸브나 공기 배출관을 설치한다. 수평주관이 대단히 긴 경우도 곳곳에 공기빼기밸브를 설치하는 것이 좋다.
그림 3.64 공기 배출관
(5) 관의 신축에 대한 대책
관의 신축량을 고려하여 신축이음을 한다. 신축이음쇠에는 슬리브형, 벨로즈형, 루프형, 스위블형이 있다. 신축이음이 설치되는 배관에는 일정한 구간마다 고정점을 두어, 신축 시 소음이나 진동이 발생하지 않도록 한다.
직선배관의 경우 강관은 대략 30[m]마다, 동관은 20[m]마다 신축이음을 한다. 또한 주관으로부터 지관을 분기하는 경우는 스위블이음으로 한다. 바닥이나 벽을 관통하는 배관에는 반드시 슬리브(sleeve)를 넣는다.
그림 3.65 신축이음의 고정
(6) 수압시험
모든 배관은 공사 완료 후 보온피복 전에 상용압(실제로 받는 압력)의 2배로 수압시험을 실시한다. 다만, 최소 시험압력을 7.5[㎏/㎠]로 한다.
직결식의 경우는 보통 17.5[㎏/㎠]로 하며, 이때 시험압력이 보일러나 저탕조에 작용하지 않도록 한다.
(7) 온수탱크로 유입되는 급수관
반드시 중력탱크에 의해 급수하되 반송관과 혼합하여 유입시킨다(Y이음). - 가열장치에 온도변화가 적어 부분적 팽창 수축이 적고, Y자관의 인젝터 작용에 의해 반송 순환이 양호하다. 또한 급탕 취출구에서 먼 곳에 장치하고 유입관을 구부림으로서 온도층을 가능한 한 균일하게 유지하도록 한다.
그림 3.66 온수탱크로의 급수
(8) 반송관의 역류방지
온수의 순환계에서 반송관에 가까운 최후의 급탕꼭지를 열면 반송관의 물이 역으로 흘러 급탕꼭지로 나오게 된다. 이를 방지하기 위하여 각 반송 수직관을 반송 수평주관에 연결하기 전에 그림과 같이 45°경사가 되게 하여 체크밸브를 설치한다.
그림 3.67 반송관의 체크밸브 설치
(9) 온수 탱크의 설치 위치
수리 시 가열코일을 꺼내기가 용이하도록 공간을 확보해야 한다.