현대 문명의 발달에 따라 건축물은 거대화, 다양화, 인텔리전트화 되어가고 있다. 건축설비는 건축물에서 신경조직과 같은 역할을 하며, 특히 건축물의 급수위생설비에 관한 관심이 고조되고 있다. 근래 급수방식은 충분한 압력과 유량을 얻기 위하여 경제적 이익, 위생 문제를 고려하여 급수방식을 채택하는 추세이다. 급수방식에 있어 고가수조방식은 공동주택 상층부 고가수조를 높이면 가능하나, 건설비용의 증가 및 수조타워를 건설해야하는 문제점, 타워를 건설해야 할 경우 구조적인 어려움 등이 있고, 식수오염의 문제점이 발생하여 고가수조를 설치하지 않고 ...
현대 문명의 발달에 따라 건축물은 거대화, 다양화, 인텔리전트화 되어가고 있다. 건축설비는 건축물에서 신경조직과 같은 역할을 하며, 특히 건축물의 급수위생설비에 관한 관심이 고조되고 있다. 근래 급수방식은 충분한 압력과 유량을 얻기 위하여 경제적 이익, 위생 문제를 고려하여 급수방식을 채택하는 추세이다. 급수방식에 있어 고가수조방식은 공동주택 상층부 고가수조를 높이면 가능하나, 건설비용의 증가 및 수조타워를 건설해야하는 문제점, 타워를 건설해야 할 경우 구조적인 어려움 등이 있고, 식수오염의 문제점이 발생하여 고가수조를 설치하지 않고 부스터펌프 방식을 채택 임대용 공간으로 활용할 경우 많은 이익을 초래할 수 있고, 식수 오염 문제 또한 해결할 수 있는 이점으로 인해 고가수조를 대신하여 부스터 펌프 방식을 선호하고 있는 추세이다. 또한 건축물이 고층화 및 대형화됨에 따라 고가수조 설치에 따른 공간 확보, 구조 보강, 미관 저해 등의 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 신규 공동주택의 경우, 부스터펌프를 채용한 가압급수방식을 많이 채택하고 있다. 이 방식은 고가수조를 이용하여 필요한 압력을 발생시키는 대신 저수조의 물을 부스터펌프를 이용하여 가압 수송하는 방식이다. 즉, 급수계통 내의 유량, 압력 등 유동조건을 감지하여 펌프의 댓 수와 회전수 등을 사용수량에 따라 자동 조절하게 된다. 신축 건축물 이외에도 고가수조방식을 사용하고 있는 기존 건축물에 부스터펌프를 이용한 가압급수방식으로 급수설비를 갱신하는 시도가 많이 진행되고 있다. 이렇게 함으로서 기존 고가수조방식의 문제점을 많이 개선하고 있으나 고층부와 저층부의 수압불균일성 문제는 여전히 발생하고 있다. 신축 건축물의 경우 이 문제를 해결하기 위해 건축물을 다수의 존으로 구분하여 압력차를 줄일 수 있는 급수설비를 설치하고 있으나 기존 고가수조방식을 갱신하는 경우, 기 설치된 급수계통을 조닝 하는데 많은 비용이 소모되므로 기존의 배관계통을 그대로 이용하고 부스터펌프를 설치하는 내용의 갱신작업이 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 부스터펌프를 이용하여 급수계통을 갱신한 실제 공동주택을 대상으로 수압 및 유량 측정을 하고, 유체유동 해석 및 유동 밸런싱을 하여 급수배관계통을 해석하고 층간 수압 불균형을 해소하는 방법을 제시하는데 목적이 있다.
현대 문명의 발달에 따라 건축물은 거대화, 다양화, 인텔리전트화 되어가고 있다. 건축설비는 건축물에서 신경조직과 같은 역할을 하며, 특히 건축물의 급수위생설비에 관한 관심이 고조되고 있다. 근래 급수방식은 충분한 압력과 유량을 얻기 위하여 경제적 이익, 위생 문제를 고려하여 급수방식을 채택하는 추세이다. 급수방식에 있어 고가수조방식은 공동주택 상층부 고가수조를 높이면 가능하나, 건설비용의 증가 및 수조타워를 건설해야하는 문제점, 타워를 건설해야 할 경우 구조적인 어려움 등이 있고, 식수오염의 문제점이 발생하여 고가수조를 설치하지 않고 부스터펌프 방식을 채택 임대용 공간으로 활용할 경우 많은 이익을 초래할 수 있고, 식수 오염 문제 또한 해결할 수 있는 이점으로 인해 고가수조를 대신하여 부스터 펌프 방식을 선호하고 있는 추세이다. 또한 건축물이 고층화 및 대형화됨에 따라 고가수조 설치에 따른 공간 확보, 구조 보강, 미관 저해 등의 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 신규 공동주택의 경우, 부스터펌프를 채용한 가압급수방식을 많이 채택하고 있다. 이 방식은 고가수조를 이용하여 필요한 압력을 발생시키는 대신 저수조의 물을 부스터펌프를 이용하여 가압 수송하는 방식이다. 즉, 급수계통 내의 유량, 압력 등 유동조건을 감지하여 펌프의 댓 수와 회전수 등을 사용수량에 따라 자동 조절하게 된다. 신축 건축물 이외에도 고가수조방식을 사용하고 있는 기존 건축물에 부스터펌프를 이용한 가압급수방식으로 급수설비를 갱신하는 시도가 많이 진행되고 있다. 이렇게 함으로서 기존 고가수조방식의 문제점을 많이 개선하고 있으나 고층부와 저층부의 수압불균일성 문제는 여전히 발생하고 있다. 신축 건축물의 경우 이 문제를 해결하기 위해 건축물을 다수의 존으로 구분하여 압력차를 줄일 수 있는 급수설비를 설치하고 있으나 기존 고가수조방식을 갱신하는 경우, 기 설치된 급수계통을 조닝 하는데 많은 비용이 소모되므로 기존의 배관계통을 그대로 이용하고 부스터펌프를 설치하는 내용의 갱신작업이 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 부스터펌프를 이용하여 급수계통을 갱신한 실제 공동주택을 대상으로 수압 및 유량 측정을 하고, 유체유동 해석 및 유동 밸런싱을 하여 급수배관계통을 해석하고 층간 수압 불균형을 해소하는 방법을 제시하는데 목적이 있다.
Water flow characteristics of an apartment complex has been surveyed and investigated numerically. The apartment complex, located in Daejeon, consists of 12 buildings and 635 apartment units, and the units are divided into four groups in size, that is, 24, 37, 46 and 61 Pyung or 80, 125, 152 and 204...
Water flow characteristics of an apartment complex has been surveyed and investigated numerically. The apartment complex, located in Daejeon, consists of 12 buildings and 635 apartment units, and the units are divided into four groups in size, that is, 24, 37, 46 and 61 Pyung or 80, 125, 152 and 204 ㎡. It has eight booster pumps; four per each of low and high units, providing constant water supply at pressure of approximately 6.5 and 8.0 kgf/cm2, respectively. Survey on the water usage of the complex for the last three years has been conducted and its results are employed for the analysis, especially for daily water use of the complex and each building and further that of each unit in the building. Computational domain incorporated in this study consists of a mechanical room which fosters the eightr booster pumps, main piping system connecting all 12 buildings, and piping system of each building and its units. Dimensions of water supply pipe system of the complex and its operation conditions have been figured out and provided to the commercial computer code Flowmaster2 which is known to be one of the best one-dimensional pipe system analysis codes. In order to verify the numerical results, design values of water pressure at each unit and the water usage for the apartment complex, each building, and each unit are compared with numerical counterparts. They agree quite well with each other. It turns out that the difference of water supplies between the highest and lowest levels among all 635 units, mainly due to the pressure difference of buildings and their units, is quite significant, that is, the maximum and minimum values are 4.800 and 0.312 lpm, respectively before flow balancing. Under the flow conditions investigated in this study, the balanced flow rate, which provides the same flow rate to all the 635 units by adjusting their angle valve opening ratios, would be around 1.153 lpm. More systematic and practical study needs to be done in the future in order to provide more realistic and applicable to the design of water supply system of an apartment complex.
Water flow characteristics of an apartment complex has been surveyed and investigated numerically. The apartment complex, located in Daejeon, consists of 12 buildings and 635 apartment units, and the units are divided into four groups in size, that is, 24, 37, 46 and 61 Pyung or 80, 125, 152 and 204 ㎡. It has eight booster pumps; four per each of low and high units, providing constant water supply at pressure of approximately 6.5 and 8.0 kgf/cm2, respectively. Survey on the water usage of the complex for the last three years has been conducted and its results are employed for the analysis, especially for daily water use of the complex and each building and further that of each unit in the building. Computational domain incorporated in this study consists of a mechanical room which fosters the eightr booster pumps, main piping system connecting all 12 buildings, and piping system of each building and its units. Dimensions of water supply pipe system of the complex and its operation conditions have been figured out and provided to the commercial computer code Flowmaster2 which is known to be one of the best one-dimensional pipe system analysis codes. In order to verify the numerical results, design values of water pressure at each unit and the water usage for the apartment complex, each building, and each unit are compared with numerical counterparts. They agree quite well with each other. It turns out that the difference of water supplies between the highest and lowest levels among all 635 units, mainly due to the pressure difference of buildings and their units, is quite significant, that is, the maximum and minimum values are 4.800 and 0.312 lpm, respectively before flow balancing. Under the flow conditions investigated in this study, the balanced flow rate, which provides the same flow rate to all the 635 units by adjusting their angle valve opening ratios, would be around 1.153 lpm. More systematic and practical study needs to be done in the future in order to provide more realistic and applicable to the design of water supply system of an apartment complex.
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