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문제 정의
- 병원 내의 환자 및 의사, 그 외의 재실자의 사용성 향상을 위해 소음 및 진동 방지 계획을 수립하였다. 100% 차단은 쉽지 않지만 기기 및 장비의 소음・진동에 대한 차단, 실별 허용 소음도 기준으로 그 이하를 목표로 하였다. 또한, 저소음・저진동형 기기의 사용을 고려하였다.
- 표 14에서처럼 응급시 신속한 조치가 가능하고 공급의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 방향으로 계획하였다. 또한, 가스 누출이나 정전사고에 대비한 안전성과 각각의 장비에 대한 고도화・고급화・최신화에 대한 고려를 하였다.
- 이와 같이 병원 설계 시 중요 고려사항을 토대로 서울 보훈중앙병원에 적용된 주요 기계설비에 대해 소개하고자 한다.
제안 방법
- 공조설비의 기본방향은 열원설비과 유사하게 병원의 특성을 고려한 실의용도 및 사용시간별 공조 방식을 계획한다. 결로 및 콜드 드래프트의 방지와 오염공기의 확산 방지・환기의 재유입에 따른 오염 대비 등에 중점을 두었다. 표 9에는 주요 실에 적용된 공조방식을 나타내었다.
- 공조설비의 기본방향은 열원설비과 유사하게 병원의 특성을 고려한 실의용도 및 사용시간별 공조 방식을 계획한다. 결로 및 콜드 드래프트의 방지와 오염공기의 확산 방지・환기의 재유입에 따른 오염 대비 등에 중점을 두었다.
- 냉열원 설비에 있어서 주간 부하량이 큰 9시간 계통에 빙축열 시스템을 적용하여 안정적인 열원 공급 계획을 수립하였고, 흡수식 냉동기를 이용하되 야간부하 및 부분부하시 효율적인 운전을 위하여 대수분할을 하였다. 냉각탑은 인근에 미치는 영향을 고려하여 소음이 적고 비산량이 적은 초저소음 직교류형 냉각탑을 선정하였다.
- 최적의 상태로 설비를 운영함으로써 장비의 수명을 연장시킬 수 있다. 높은 신뢰도와 제어성을 갖춘 D.D.C(Direct Digital Control) 방식을 채택하였고, 타 시스템과의 통합성이 뛰어난 Open Protocol의 개방형 구조를 적용 하였다(표 13 참조).
- 다수의 신・재생에너지 중에서도 지중온도의 열 특성을 이용한 지열히트펌프 시스템을 채택하였다(표 16 참조).
- 따라서 수술실 계획시 Door Close & Door Check의 상태로 항시 내부가 양압을 유지하여 오염물질의 유입이 되지 않도록 계획하였다.
- 병원의 특성상 환기설비는 주로 실내의 압력차를 이용한 오염공기 및 취기의 확산방지로 계획한다. 또한 실내발열 및 결로 방지, 연소공기의 공급 및 공기정화를 위한 환기 등 각 실의 특성에 적합한 계획을 수립하였다.
- 이를 위하여 시설물의 특성을 고려, 정부의 제반 정책에 적극 부응하는 열원시스템 선정과 운전 특성에 합리적인 대응이 가능한 공조시스템, 그리고 에너지 사용이 적고 유지관리가 용이한 시스템을 설계 시 반영하였다. 또한 재실자의 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 충분한 환기량 확보, 처치실・채뇨실 등의 항시 부압유지를 통한 취기 및 악취 확산 방지 계획을 수립하였다. 유지관리 및 편의를 확보하기 위해 장비의 표준화・모듈화를 계획 하였고 보수점검이 용이한 장비배치, T.
- 에너지 절약적이며 환경 친화적인 신・재생에너지를 사용한 시스템을 적용하였다. 또한, 신・재생에너지의 이용・보급촉진, 에너지원의 다양화 및 온실가스 배출저감을 추진하고 있는 국가적인 에너지 정책에 부합하기 위하여 신・재생에너지를 적용하였다.
- 100% 차단은 쉽지 않지만 기기 및 장비의 소음・진동에 대한 차단, 실별 허용 소음도 기준으로 그 이하를 목표로 하였다. 또한, 저소음・저진동형 기기의 사용을 고려하였다. 소음 및 진동 방지에 대한 구체적인 계획은 표 15와 같다.
- 이를 위해 내식성 자재를 선정하였고, 비상시에도 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 급수용량을 선정하고 시스템을 구성하였다. 또한, 충분한 급탕량의 확보 및 배관 열손실을 보상할 수 있는 급탕 시스템을 계획하였고 오・배수의 취기 확산을 방지하고 관련 법규에 적합한 수질을 유지하기 위한 시스템을 구성하였다(표 11 참조).
- 병원 내의 환자 및 의사, 그 외의 재실자의 사용성 향상을 위해 소음 및 진동 방지 계획을 수립하였다. 100% 차단은 쉽지 않지만 기기 및 장비의 소음・진동에 대한 차단, 실별 허용 소음도 기준으로 그 이하를 목표로 하였다.
- 보훈중앙병원 실시설계 사례를 살펴보았다. 병원설비는 일반 건물과 달리 사용용도, 사용 시간대 그리고 공기 청정도 등 여러 가지를 동시에 고려해야 하기 때문에 설비 계획에 있어서 많은 어려움이 있다.
- B 실시에 의한 설비를 최적화하는 과정도 있었다. 앞서 언급한 경제적인 운영을 위해 건물 계획단계에서 생애주기비용(LCC, Life Cycle Cost) 개념을 도입하였고 펌프・송풍기 등의 고효율 기기 선정에 대한 폭을 넓혔고 용도 및 사용시간을 고려한 조닝을 통하여 합리적이고 효율적인 설비시스템을 구성하였다.
- 에너지 절약적이며 환경 친화적인 신・재생에너지를 사용한 시스템을 적용하였다. 또한, 신・재생에너지의 이용・보급촉진, 에너지원의 다양화 및 온실가스 배출저감을 추진하고 있는 국가적인 에너지 정책에 부합하기 위하여 신・재생에너지를 적용하였다.
- 주요실의 공조설비 계획으로 병실의 경우 신선외기도입으로 실내 공기질의 향상하였고 상치형 팬코일유닛(FCU)의 설치로 겨울철 콜드드래프트에 의한 불쾌감을 해소하였다. 영상의학과 계통의 경우 실 특성을 반영, 소음이 적고 장비 발열을 효과적으로 제거할 수 있는 냉수식 공기조화기를 적용하였다.
- 이를 위하여 시설물의 특성을 고려, 정부의 제반 정책에 적극 부응하는 열원시스템 선정과 운전 특성에 합리적인 대응이 가능한 공조시스템, 그리고 에너지 사용이 적고 유지관리가 용이한 시스템을 설계 시 반영하였다. 또한 재실자의 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 충분한 환기량 확보, 처치실・채뇨실 등의 항시 부압유지를 통한 취기 및 악취 확산 방지 계획을 수립하였다.
- 주된 열원・공조・환기・위생 방식 이외에도 에너지 절약적인 우수처리 설비(표 17 참조), 병원 내에서의 업무의 효율을 높여주는 기송관 설비(표 18 참조) 등을 적용하였다.
- 표 14에서처럼 응급시 신속한 조치가 가능하고 공급의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 방향으로 계획하였다. 또한, 가스 누출이나 정전사고에 대비한 안전성과 각각의 장비에 대한 고도화・고급화・최신화에 대한 고려를 하였다.
- 소화설비는 화재발생시 신속한 감지기능 및 완전한 소화를 수행할 수 있도록 방재시스템을 구축하는 것이다. 화재시 인간의 행동 특성과 피난동선을 고려하여 소화설비가 적합하게 배치되도록 계획하였으며 건물의 특성과 기능을 반영하여 관련 소방관계법을 적용하였다(표 12 참조).
대상 데이터
- 냉열원 설비에 있어서 주간 부하량이 큰 9시간 계통에 빙축열 시스템을 적용하여 안정적인 열원 공급 계획을 수립하였고, 흡수식 냉동기를 이용하되 야간부하 및 부분부하시 효율적인 운전을 위하여 대수분할을 하였다. 냉각탑은 인근에 미치는 영향을 고려하여 소음이 적고 비산량이 적은 초저소음 직교류형 냉각탑을 선정하였다.
- 온열원 설비는 부분부하 운전에 용이한 대응이 가능한 노통연관식 증기보일러를 채택하였다. 하절기에는 급탕・주방기기 및 중앙소독부 소독기기에, 동절기에는 난방・급탕・가습・주방기기 및 중앙소독부 소독기기에 활용이 된다.
- 기본적으로 사용자의 보건 및 위생적인 측면을 고려하여 맑은 물 공급을 우선으로 하였다. 이를 위해 내식성 자재를 선정하였고, 비상시에도 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 급수용량을 선정하고 시스템을 구성하였다. 또한, 충분한 급탕량의 확보 및 배관 열손실을 보상할 수 있는 급탕 시스템을 계획하였고 오・배수의 취기 확산을 방지하고 관련 법규에 적합한 수질을 유지하기 위한 시스템을 구성하였다(표 11 참조).
이론/모형
- 건물의 설계조건은 『건축물의 에너지절약 설계기준』에 준한 서울지역기준으로 외기 온습도 조건을 표 2와 같이 적용하였고, 실내 온습도 조건은 『건축물의 에너지절약 설계기준』 및 『일본병원설비협회』, 『병원 공조 설비의 설계, 관리지침(HEAS02-1998)』 자료를 기준으로 표 3에 나타내었다.
성능/효과
- 각 설비의 감시제어를 자동화하여 최소의 인력으로 운용할 수 있으며, 효율적인 장비의 사용으로 에너지 점감을 이룰 수 있다. 최적의 상태로 설비를 운영함으로써 장비의 수명을 연장시킬 수 있다.
후속연구
- 아직 국내의 병원 설계에 대한 자료가 부족한 점으로 비추어보아 본고에서 소개한 서울 보훈중앙병원의 설계사례가 차후 병원 설계를 하는 많은 엔지니어들에게 조금의 보탬이 될 수 있을 것으로 사료된다.
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