창립총회 및 워크샵

1. 한국급수장치연구회 창립총회 및 워크샵 급수장치의 현실(현황)과 미래(비젼) 2004년 10월 28일(목) 이현동 . 황재운 한국건설기술연구원 건설환경연구부 1

2. 현재 급수시스템과 문제점 (개관) 공동주택 인입 (저수조, 고가수조, 옥내배관) 계량기 정수장 배수지 수도꼭지 옥내급수설비 수돗물의 수용가(건물소유주) 수도사업자(지자체) • 관리주체 • 오염문제 비용 및 해결방안 없어 방치 수돗물 불신의 원인 예산투입으로 해결 • 수도법 개정 움직임 • (국회 환경노동위 발의 정병국 의원 외) • → 옥내급수관의 급수설비 포함관련 법률안(무산) • 학계에서는 이미 공론화. • → (사)한국급수장치협회 세미나 등 • 정부(환경부) 주도의 연구/용역 진행 • 관망 마스트플랜 및 법 개정(안) 마련중 문제점 • 기존 옥내 급수설비의 관심 부족과 수돗물 2차오염에 대한 진단 프로그램 개발 미진 • 옥내 급수설비 오염의 기초자료 부족 및 적절한 오염 해결방안 부재 • 민간 위주의 옥내 급수설비 관리로 인한 실질적이고 효율적인 법적/제도적 방안 부재 2

3. 공동주택의 급수시스템의 변천 현 재 ‘95년도 이전 세 대 고가수조 세 대 식수 식수 지하저수조 지하저수조 급수 펌프 3톤/세대.일 1.5톤/세대.일 부스터 펌프 고가수조 급수방식 부스터 급수방식 • 체류시간 증가 : 잔류염소농도 감소 미생물 증식 가능성 증대 • 수량적 안정성 확보/비상급수 용량 확보 대안 필요 • 위생적 수질의 안전성 확보 3

4. 현재 급수시스템의 문제점(1) • 건축물내 저수조 시설의 기능 • 목적 : 일정 수압/수량 확보, 단수시 비상급수용 • 90년 대 중반이전 : 공동주택의 경우 의무적 설치 시설물에 해당 • 수돗물을 공급의 최종 단계로 수량의 안정성 및 수질의 안전성 확보 • 수돗물 수질 악화/불신의 원인 • 노후 상수도관 개량에 많은 비용/노력 투입하지만 실질적 효과 미진한 실정 수돗물에 대한 불신은 날로 증대되고 있는 현실 • 수돗물 수질 악화/불신의 주요 원인 : 심미적인 물질이 대다수 • 저수조 또는 옥내 급수관으로부터 녹 및 이물질이 발생 • 수도꼭지로부터 나오는 이물질과 적수 • 옥탑 및 흡배기구로부터 대기중 오염물질 지속적 유입 • 송.배수관로 개량에 의한 수질 향상 추진에 한계점 인식 저수조 및 배관 개량 없이는 수질적으로 안전한 물의 공급은 불가능함. 옥내급수관의 급수장치 포함 관련 법률안 국회 발의(2003. 04)했으나 회기 만료로 무산됨 4

5. 현재 급수시스템의 문제점(2) • 기존 저수조 시설 개선의 한계 : 구조 변경 곤란 • 저수조의 재질 선정, 구조적 특성, 위생적인 설치공간 부족 등의 현상 비위생적 설계/구조로 주변환경의 오염에 노출 상태 • 장시간의 체류시간(평균 3.6일) : 잔류염소농도 저하로 미생물재성장 촉진 우려 • 정기적 저수조 청소(6개월에 1회 이상), 관리자나 건물주 법정교육 이수 규정 • 청소업체의 영세성 : 부실 청소와 소독실시 소홀 등으로 오히려 수질악화 초래 기존 저수조 개선에 있어서 기술적, 제도적 한계 발생 • 리모델링에 적합한 친환경적인 저수조 위생시스템 개발 절실 • 기존 저수조 문제 : 비위생적 구조/재질/노출환경, 유지관리기술 부재 등 총체적인 수량 안정성 및 수질 안전성의 문제 발생 • 정부차원의 권장 시스템 및 개선유도정책 필요 표준 진단시스템 기반기술 제공에 의한 정책 반영시 도입 유도 • 공동주택 대상으로 친환경건축물(리모데링 포함) 인증제도(환경/건교부) 확대시행 친환경적인 급수시스템 개발 시급함. 5

6. 현재 급수시스템 주변 수질변화 양상 • 잔류염소농도 변화(충북지역 아파트 12개소 측정) 저수조 유입 : 0.3mg/L, 유출 : 0.01ppm 95% 이상 휘발 손실 • pH, 철, 아연, 증발잔류물 등 수질변화(부산지역 G-HS 아파트) 항 목 저수조내 수질 세대내(5층) 수질 비 고 pH 7.16 7.19 Fe 0.025 ppm 0.134 ppm △ 536 % Zn 0.033 ppm 0.053 ppm △ 160 % 잔류염소농도 0.16 ppm 0.00 ppm 소멸 Mg 16.2 ppm 21.6 ppm Cu 0.013 ppm 0.150 ppm • 주요 오염물질: 잔류염소농도 소멸, 철, 아연 등 용출 6

7. 수돗물 공급 문제점 / 대응현황 산업화, 도시화로 오염 심화 여과, 염소소독에 의존한 낡은 수도관 (자정효과 상실) 재래 정수 기법 상수원 원수 정 수 장 송 배 수 관 특수 오염 물질 증가 고도정수공법 도입 추진 송배수중의 2차오염 각종 신종 바이러스 발생 방지 위해 교체사업 정수수질 향상 노력 경주 지속 추진 대기중으로부터 저수조 로 각종 오염물질 유입 생수/개별정수기 도입 사용 기존 노후 공동주택 노후 급수관 저수조 저수조 및 노후관 방치 잔류염소농도 감소 미생물 재성장 녹/이물질 유입 및 축적 녹/이물질 발생 : 녹물 장시간 체류 강도 약화로 누수 발생 구조적 결함으로 DEAD SPACE 발생 위생급수시스템 구축 신축 공동주택 APT 중앙정수시설 & 수도꼭지형 필터 생활용수 동시 정수 7

8. 국내 저수조 설치 현황 총 217,518 개소 2002년 상수도통계, 환경부 8

9. 저수조시설의 내부 현황사진(1) • 기존 급수시설 상태조사 도장 탈리 1 저수조내 인입관 부식 저수조내 배관 부식/오염 고가수조 오염 배출관 부식상태 도장 탈리 2 9

10. 저수조시설의 외부 현황사진(2) • 기존 저수조 구조 조사 저수조 기계실 내부 저수조 사이 통로 폭 고가수조 천장 부분 신규 수질개선장치 설치위한 공간없음. → 기존 저수조의 외부에 여과/소독 장치 등 설치 불가능 10

11. 조사/분석 결과(1) 에폭시 코팅제 탈리 저수조 내부 오염 11

12. 조사/분석 결과(2) 고가수조 내부 오염 고가수조 사다리 부식 미생물 오염 12

13. 현 황(3) • 기존 급수시설 상태조사(환기구 : 실외형) 환기구 오염 상태 외부 유입 물질 실험결과 : 14∼165mg/m2·month로 수질에 미치는 영향은 거의 없지만 심미적 영향 있음 (KICT 실측 결과) 13

14. 현 황(4) • 기존 급수시설 상태조사 저수조(콘크리트 재질) 내부 - 곰팡이 14

15. 현 황(5) • 기존 급수시설 상태조사 세대누수 측정 저수조 유출수 채수 15

16. 현 황(6) • 기존 급수시설 상태조사 고가수조 내부 16

17. 현 황(7) • 기존 급수시설 상태조사 저수조 내부 유출관 저수조 내부 보강대 부식 17

18. 현 황(8) • 기존 급수시설 상태조사 단독주택의 옥상물탱크 내부에 발생한 조류 18

19. 통수년수 7 년 통수년수 11 년 통수년수 13 년 통수년수 17 년 통수년수 20 년 통수년수 16 년 통수년수 21 년 통수년수 23 년 통수년수 25 년 기존 옥내 급수관 부식 및 스케일 현황(9) 19

20. 급수장치 조사 항목 20

21. 급수시설 사고 발생현황 • 연구대상건물내 급수설비 사고기여율 • 전체 사고 발생건수 : 55∼594건 • 급수설비 사고 발생건수 : 5∼227건 • 사고발생 비율 : 30% • 연구대상건물별 사고기여울 • 최대 47%, 최소 2% 이하 • 급수설비의 사고기여율이 높게 나타나는 건물은 모두 아연도강관을 사용하고 있음. 21

22. 관리자 설문조사 분석결과 • 적수로 인한 민원 발생빈도 • 대부분 부식성 재질인 아연도강관 사용시 적수 발생 • 금속성 또는 더러운 맛이나 냄새 민원 발생빈도 • 발생되는 빈도가 낮고, 모두 아연도강관을 사용 적수 발생 민원 횟수(%) 맛이나 냄새 민원 횟수(%) 누수 발생 민원 횟수(%) 22

23. 저수조 재질과 용량별 영향력 평가 분석결과 • 재질별 영향력 • 수질조사 항목에 따라 다르게 나타나지만, 종합적으로는 콘크리트가 수질에 미치는 영향이 더 크게 나타남. • 용량별 영향력 • 지하저수조의 용량이 클수록 수질에 영향이 큰 것으로 나타남 . 23

24. 수량조사 조사결과 • 1일 물사용량의 특성 • 건물의 용도, 세대평수, 생활정도 등에 따라 영향을 받음 • 지하저수조 용량 결정시에 건물의 특성 또는 용도에 적합한 설계 필요 • 체류시간 평가 결과 • 지하저수조의 용량이 수요량에 비해 커서 체류시간이 길게 나타남 • 체류시간이 길어지면서 수질에 미치는 영향도 커짐 • 저수적정량을 유지하는 경우는 33%에 불과 • 법정 용량이 상대적으로 크게 잡혀 있음 1일 물사용량 측정 결과 1일 평균 세대 물사용량 측정 결과 지하저수조 수돗물 유입-유출에 따른 변동수위의 변화 빈도 24

25. 급수장치의 직접진단 조사내용 주) 상기 직접진단 중에서 옥내급수관의 경우, 연구대상건물의 단수가 필요하므로 이의 협조가 가능한 경우만 실시됨 25

26. 저수조 육안분석 결과 • 저수조 본체의 상태 평가 • 콘크리트의 경우 통수년수가 길수록 균열과 부식 심화 • 스테인레스강의 경우 통수년수가 짧아도 잔류염소 산화로 인한 부식 심화 • 저수조내벽 라이닝 재료 노후 상태 평가 • 연구대상건물의 통수년수가 길수록 심화 • 콘크리트 저수조의 경우 향후 저수조의 콘크리트 부식이 심화될 것으로 판단 • 저수조내 급수관/시설의 상태 평가 • 지하 저수조내 급수관의 경우 부식비율이 60% 이상으로 매우 높게 나타나 수질에 대한 영향이 클 것으로 판단 • 고가수조의 경우 주로 SMC내에 설치되는 지지대의 부식이 심한 상태 • 저수조내 이물질 부착상태 평가 • 현재 저수조 청소가 물리적인 세관이기 때문에 이물질 완전 제거에 어려움 • 새로운 세관방법이나 재라이닝이 필요, 또는 새로운 시스템 도입 • 강하분진의 영향 • 14∼165mg/m2·month로 수질에 미치는 영향은 거의 없을 것으로 판단됨 • 지하저수조 전체 유입량 : 1,912∼9,082mg/month • 상수도관망으로부터 저수조내로 유입되는 이물질 등에 대한 제어 필요 26

27. 급수과정별 수질영향력 평가 결과(1) 100.0 탁도 평균농도 변화율(%) • 입자성 수질항목 (탁도) 7.8 80.0 5..5 60.0 4.6 3.4 40.0 2.1 1.7 20.0 0.0 0.0 세 대 고가수조바닥 저수조 유입 저수조 바닥 저수조 유출 고가수조 표면 저수조 표면 건물 내 급수과정 단계 27

28. 급수과정별 수질영향력 평가 결과(2) 증발잔류물 평균농도 변화율(%) 0.0 • 입자성 수질항목(증발 잔류물) 0.0 - 6.9 - 20 - 22.1 - 21.3 - 24.5 - 34.5 - 40 - 45.3 - 60 - 80 - 100 고가수조 바닥 세 대 저수조 유입 저수조 바닥 저수조 유출 고가수조 표면 저수조 표면 건물 내 급수과정 단계 28

29. 급수과정별 수질영향력 평가 결과(3) • 소독관련 수질항목 (잔류염소농도) 0.0 잔류염소 평균농도 변화율(%) 0.0 - 20 - 17.8 - 33.8 - 40 - 39.5 - 40.9 - 45.2 - 60 - 62.0 - 80 - 100 세 대 고가수조 표면 고가수조바닥 저수조 유입 저수조 바닥 저수조 유출 저수조 표면 건물 내 급수과정 단계 29

30. 급수과정별 수질영향력 평가 결과(4) • 금속성 수질항목 Fe Zn Cu • 수질항목별 변화의 특성 • 소독관련 수질항목과 탁도, 금속성 수질항목이 다른 수질항목들에 비해 저수조 유입시점부터 세대에 이르면서 변화의 폭이 크게 나타남 • 이는 지하저수조와 옥내급수관의 특성상 영향을 받은 것임을 알 수 있음 • 급수과정별 변화의 특성 • 고가수조-세대 구간의 변화가 가장 크고, 다음으로 저수조를 거치면서 많은 영향을 받음 30

31. 급수과정 단계별 수질영향력 종합평가 분석결과 1단계 2단계 3단계 4단계 5단계 6단계 31

32. 현장조사 결과 분석 • 주요 수질현황 분석 • 기타 항목 32

33. 급수장치 종합 분석(이상 한국건설기술연구원 연구결과) • 건축물 시설정보 • 저수조 : 대부분 콘크리트 재질을 사용, 최근에 스테인레스 재질 도입 • 고가수조 : 대부분 SMC나 FRP 사용 • 급수과정 단계별 수질영향력 • 고가수조-세대간 영향력이 가장 큼 • 다음으로 지하 저수조 내에서 체류되는 동안 수질이 받는 영향이 큼 • 특히, 잔류염소농도의 경우 상대적으로 지하저수조의 영향이 크게 나타남 • 지하저수조 재질 및 용량별 수질 영향력 • 재질별로는 콘크리트 저수조가 더 큰 영향을 미침 • 용량이 과다하게 클수록 체류시간이 길어져 영향을 크게 주는 것으로 나타남 • 외부유입 • 그 양이 매우 적은 것으로 나타나 큰 영향을 미치지 않음 • 직접진단 • 균열, 부식, 도장재의 탈리 등이 다양하게 진행되어 심각한 상태 • 현재 물리적 세관만으로는 한계가 있어 새로운 시스템의 도입이 절실한 상태 33

34. 개선방안 • 직결급수의 단계적 도입????? • 개인가정의 옥상 물탱크 문제의 해결방안 • 지하저수조의 폐쇄시 소방용수 문제 대두 • 빈번한 부스터 펌프의 가동으로 전력비의 증가 가능성 • 충분한 해결책으로는 미흡 • 지하저수조의 관리개선 방안 강구 필요 • 각종 제도의 보완 필요 • 공동주택 단지내 자체 정수시설(활성탄) 34

35. 법적 규제의 강화 • 주택 건설기준 등에 관한 규정(제35조 비상급수시설의 보완) • 1.5톤/세대의 수량을 상황에 따른 경우를 고려하여 용량 완화 • 저수조 청소를 위해 저수조 최소 높이 지정 • 직결급수시에 소방용수(비상용수)를 확보할 수 있도록 설치 • 공동주택관리령(제4조 안전관리) • 기존 안전 관리 책임자가 책임 점검하는 항목에 저수조 및 옥상물탱크를 추가 35

36. 수도시설의 청소 및 위생관리 등에 관한 규칙 • 저수조 설치기준 강화 • 도로면에 설치된 저수조 맨홀 입구를 노면보다 높게 하여 우-오수 유입 방지 • 저수조 바닥내 잔수처리 위한 바닥 경사 강화 • 청소업체에 대한 규제 강화 • 신고제를 허가제로 전환 • 기존 업체에 대한 확인 절차 강화(난립 방지 및 품질확보 방안) • 관리와 책임 소재 강화 • 기존 수요자 또는 관리자의 관리에서 전담관리제로 전환 • 소독과정의 검증 필요 36

37. 건축허가 • 환경부가 각 지방자치단체의 장(시장,군수,구청장)에게 건축허가 시에 저수조 설치 기준을 준수하도록 각별히 주의를 환기시키는 공문을 저수조 설치기준과 함께 발송하여 건축허가 시에 적합한 저수조가 건설되도록 유도 • 특히 저수조 상부의 진출입 원활성 보장, 장애물체의 설치금지, 마감재 선정의 주의에 각별히 유의토록 강조 37

38. 저수조 관리 개선방향(최종) • 용량의 축소(구조적 축소 또는 수위조절) 신중하게 검토 추진 • 청소 등 관리 철저 • 저수조 청소업체의 난립방지 및 통합 유도 • 품질관리를 위한 적절한 품 계상(제값받기 유도) • 청소시기의 집중 방지를 통한 적정분배 유도 • 자율적 규제의 방법 강구 ((사)한국급수장치협회 등의 이용) • 내식성 및 유지관리가 용이한 재질과구조의 저수조 세부적 설치기준 마련 • 옥내급수관의 동시 세관/라이닝 실시로시너지효과가 창출토록 반드시 고려함. • 주민들에게 홍보/교육이 필요하고, 실천이 가장 중요함. 38

39. 옥내급수관 조사결과 및 분석 (APT) • 급수관종 사용분포 : 입상관, 횡주관 각각 아연도강관(58%, 47%), 동관(29%, 37%), 스테인레스강관(13%, 10%) • 아연도강관은 1994년 이후 사용량 급격히 감소 • 16년 이상된 노후 아파트 • 기존의 아연도강관 리모델링이나 급수관 교체공사 진행 • 스테인레스강관이나 동관으로 대체 • 부식은 횡주관의 경우가 가장 크고, • 1층에서의부식이 다른 층보다 두드러지게 나타남 • 각 세대별 부분 개-보수 공사를 하였기에 일괄적인 노후도 평가 부적절 동관 (29%) 아연도강관 (58%) 스테인레스강관 (13%) 입상관 기타 (6%) 아연도강관 (47%) 동관 (37%) 스테인레스강관 (10%) 횡주관 39

40. 옥내급수관 조사결과 및 분석 (연립 및 단독주택) • 급수관종 사용분포 : 아연도강관이 전체 조사대상 중 약 70.3%를 차지 • 주로 아연도강관으로 부식이 많이진행된 상태. • 부식 특성 및 현황 • 수압저하로 인한 수돗물 사용의 어려움 • 부식 생성물로 인한 관의 통수능력이 저하 • 경과년수에 따라 스케일이 일정하게 증가하지 않고 불규칙적임. • 수질, 유속, 수압 등 관내에 흐르는 수돗물 및 부설환경 등 제반 환경조건의 영향이 큰것으로 추정됨. PVC (1.9%) SSP (5.6%) 메타폴 (5.6%) 자바라(5.6%) 동관 (7.4%) 스테인레스강관 (3.6%) 아연도강관 (70.3%) 급수관 40

41. 관 내면/외면 비파괴 진단기술 • 부식 및 결함 탐상은 Scale의 여부와 결함 판별은 매우 유용한 것으로 평가, 방사선 피폭의 위험이 있고 검사 범위가 약 20 cm로 매우 국부적임 방사선 투과법 Tangential Radiography 관 외 면 • 초음파 두께 측정을 이용한 부식 및 결함 탐상은 탐상부의 잔존두께를 확인, 검사범위가 약 1 cm로 매우 국부적임 초음파두께 측정 Ultrasonic Waves • 이론적인 근거를 바탕으로 한 유도초음파 모드의 특성을 파악함으로서 유도 초음파를 이용한 급수관의 스케일 탐지 방법 개발, 국내외 최초 개발 (최대 36m 까지 탐상 가능) 유도초음파 Ultrasonic Guided Waves 배열초음파 • 급수관에서의 다중 반사를 이용하여 급수관의 잔존 두께 측정 기법 확립 • 초음파의 비행 경로를 고려한 관 내부의 스케일량의 정량적 도출 기법 확립 Array Ultrasonic Waves 관 내 면 원거리장 와전류 탐상법 • 단열재와 같은 내/외면 보호물과 보호 라이닝의 존재 하에서도 응용이 가능 • 노후관의 스케일 양을 정량적으로 측정하여 보다 정확한 관의 수명 예측 Remote Field Eddy Current • 내시경법은 육안으로 관의 상태를 정확하게 파악할 수 있고 저장 매체를 이용하여 결과를 영구적으로 보관 가능한 장점 • 급수관은 곡관부가 많으며 거의 90도의 굴곡을 이루므로 내시경 케이블이 접근하는 길이에 한계가 있는 단점 내시경 Borescope 41

42. Display panel 고출력 초음파 장치 (RAM-10000) 장치 제어시스템 Case 이동형 유도초음파 탐상 시스템 급수관 이동형 유도초음파 스케일 탐상 장치 및 기술, 출원번호 10-2002-출원일 2002년 10월 42

43. 관 내면/외면 비파괴 진단기술 종합평가 국소범위 탐상 광범위 탐상 43

44. 종합적 안전진단시스템에 의한 노후도 등급에 따른 대책과 적정공법 44

45. 노후도 등급에 따른 적정공법(통수단면적 감소로 구분) 수도용 방청제, 자기 및 이온화 처리장치, 공기충격파 등 A 단계 : 통수단면적 감소 : 5% 이내 B 단계 : 통수단면적 감소 : 10% 이내 소독제(오존, 과산화수소 등) 및 화학세관제, 공기충격파 병용 등 C 단계 : 통수단면적 감소 : 20~40% 이내 Polly-pigs D 단계 : 통수단면적 감소 : 40% 이상 A/S(Air Sand) 공법, A/S 및 에폭시 라이닝 공법 (연마재 통과가 가능한 공간이 있는 경우, 내구성 평가 필요) 45

46. 옥내급수관 관리 개선방향(최종) • 모든 급수공사는 급수장치 지정공사업체가 시행 • 향후 유지관리 측면의 공개념 도입 필요 • 확대되는 직결급수를 감안하여 역지밸브 설치에 대한 방안 필요(역류방지에 대한 기준의 체계화가 필요) • 건축물에 대한 수돗물 품질 인증제 실시 • 옥내급수관에 대한 공사 비용의 국고지원 방안 마련(우선 일부라도) • 무조건 교체하는 방안도 좋지만 전문적인 진단 및 평가를 통해 세척, 교체 및 갱생 공법을 도입 • 옥내급수관의 세척/세관/갱생/교체 업자의 자격기준 마련 • 관종별 부식 특성 및 부식 저감 방안 조사 • 옥내급수관에 대한 공사전에 반드시 진단 및 평가의 절차가 필요 • 교육 및 홍보가 필수적임(실천 중요함). • 수도계량기 등 수도용 기자재의 용출기준 마련(급수관 부식방지 위한 납, 동 규제 등) • 최종 수질감시를 위한 모니터링시스템 구축 46

47. 감사합니다 한국건설기술연구원 47