[논문]서울지역의 수도계량기 동파방지방안 연구

김효일; 유통희; 박태준; 오수영; 최영준

서울지역의 수도계량기 동파방지방안 연구
A Study on Frost Protection Methods for Water Meter in Seoul Area 원문보기

대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집, 2007 Nov. 30, 2007년, pp.612 - 617

김효일 (서울특별시 상수도연구원) , 유통희 (서울특별시 상수도연구원) , 박태준 (서울특별시 상수도연구원) , 오수영 (서울특별시 상수도연구원) , 최영준 (서울특별시 상수도연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Water meter frost in winter is a nuisance to the water administration and citizen as well. It causes stop of water supply, possibility of accident due to leakage freezing, and additional official work to change frost water meters. This study was carried out to give some basic information of water meter frost condition, to verify the effect of frost protection devices such as lagging vinyl cover, electric heater, and meter pit using subterranean heat. Nearly half of the number of the water meter frost happens in old apartment house with outer corridor, and temperature of the meter box was measured in that kind of apartment house, comparing with atmosphere temperature. The capability of three kinds of lagging vinyl cover was investigated by measuring the inside temperature of the insulated box. Also the capability of existing meter pits and new meter pits using subterranean heat was compared by measuring the inside temperature of the pits. One of the result is that the inside temperature of meter pits using subterranean heat was higher than that of the existing ones, and deeper pit causes higher inside temperature in case of using subterranean heat.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 서울시 전체 동파건수의 절반 가까이를 차지하고 있는 복도식 아파트를 중심으로 동절기 외부온도 변화에 따른 계량기함 내부의 온도변화를 측정하였다. 또한 계량기함 내부의 동파를 방지하기 위해 현재 광범위하게 적용되고 있는 대책인 보온비닐커버 및 전열선의 효과를 살펴 보았다. 또한 아파트와는 달리 지중에 매설 되는 수도계량기 보호통에 적용할 수 있는 지열을 이용한 수도계량기 보호통의 동파방지 효과도 검증해 보았다.
또한 계량기함 내부의 동파를 방지하기 위해 현재 광범위하게 적용되고 있는 대책인 보온비닐커버 및 전열선의 효과를 살펴 보았다. 또한 아파트와는 달리 지중에 매설 되는 수도계량기 보호통에 적용할 수 있는 지열을 이용한 수도계량기 보호통의 동파방지 효과도 검증해 보았다.
본 연구는 서울시 전체 동파건수의 절반 가까이를 차지하고 있는 복도식 아파트를 중심으로 동절기 외부온도 변화에 따른 계량기함 내부의 온도변화를 측정하였다. 또한 계량기함 내부의 동파를 방지하기 위해 현재 광범위하게 적용되고 있는 대책인 보온비닐커버 및 전열선의 효과를 살펴 보았다.
본 조사의 목적은 지은지 10년 이상된 노후한 북향 복도식아파트의 계량기함 내부의 온도가 겨울철 한파에서 어떠한 경향을 보여주는 지 알아보기 위한 것으로 2006년 1월부터 2월까지 동파에 취약한 아파트를 선정하여 실제로 계량기함 내의 온도를 측정하였다. 온도측정은 온도측정용 데이터로거를 1시간 측정 간격으로 사전 설정하고 계량기함 내부와 외부에 설치하였고, 외부기온이 -10℃ 이하로 떨어지는 기간에 측정하였다.

제안 방법

서울시에서는 동파가 빈번히 발생하는 북향 복도식아파트의 문제를 해소하고자 복도식 아파트 주민들에게 외부 공기의 유입을 막을 수 있는 보온비닐커버를 무료로 공급하고 있다. 기존의 비닐 커버는 0.05mm 두께의 한 겹의 얇은 비닐이고, 본 조사에서는 새로이 제안된 0.025mm 두께의 두 겹의 비닐, 발포수지 재질(두께 5mm)의 보온 커버에 대해서 보온성능을 비교하였다.
여기서, 1100mm, 800mm는 급수관의 매설깊이에 따라 보호통 인입배관의 깊이가 달라지는 것에 대응하여 각각 높이가 1100mm, 800mm인 보호통을 의미한다. 보호통의 보온성능을 검토하는 것이므로 배관은 설치하지 않으나 수도계량기에 물을 채워 보호통에 연결한 후 동파여부를 확인하였다. Fig.
보호통의 성능실험은 보호통 내부의 온도를 측정하여 수행하였다. 주간에 직사광선이 없는 음지에 지열이용 13mm 수도계량기 보호통 2개 (1100mm(a), 800mm(b))와 기존 13mm 수도계량기 보호통 2개(800mm(c), 1100mm(d))를 각각 매설하였다.
온도의 측정은 야간의 대기온도가 0℃ 이하로 떨어지는 날에 측정하였으며 1시간 간격으로 온도를 측정하였다.
본 조사의 목적은 지은지 10년 이상된 노후한 북향 복도식아파트의 계량기함 내부의 온도가 겨울철 한파에서 어떠한 경향을 보여주는 지 알아보기 위한 것으로 2006년 1월부터 2월까지 동파에 취약한 아파트를 선정하여 실제로 계량기함 내의 온도를 측정하였다. 온도측정은 온도측정용 데이터로거를 1시간 측정 간격으로 사전 설정하고 계량기함 내부와 외부에 설치하였고, 외부기온이 -10℃ 이하로 떨어지는 기간에 측정하였다. 본 조사의 대상이 된 아파트의 개요는 Table 1과 같다.
이렇게 매설된 보호통 내부 및 외부에 온도값이 저장되는 데이터로거를 설치하고 외부온도와 계량기 보호통 내부의 온도를 측정하였다. 데이터로거는 독일 Lufft사의 OPUS10을 사용하였다.
먼저 단열재를 사용하여 W(400㎜)×D(300㎜)×H(300㎜)크기의 단열 상자를 제작한 후 상단에 150㎜×150㎜ 크기로 사각형의 개구부를 만든 후 이것을 보온커버로 덮는다. 이렇게 제작된 단열상자를 항온챔버 내에 두고 상자 내부와 챔버 내부에 각각 온도측정용 데이터로거를 설치하였다. 이후 항온챔버의 온도를 각각 -5℃, -10℃, -15℃로 일정하게 유지하며 1시간 동안 단열상자 내, 외부 온도변화를 1분 간격으로 측정하고, 온도측정값을 통해 보온성능을 비교하였다.
이렇게 제작된 단열상자를 항온챔버 내에 두고 상자 내부와 챔버 내부에 각각 온도측정용 데이터로거를 설치하였다. 이후 항온챔버의 온도를 각각 -5℃, -10℃, -15℃로 일정하게 유지하며 1시간 동안 단열상자 내, 외부 온도변화를 1분 간격으로 측정하고, 온도측정값을 통해 보온성능을 비교하였다. 실험 대상은 기존 보온커버, 두겹의 비닐을 사용한 보온커버, 발포수지 재질의 보온커버이고 온도측정은 독일 Lufft사의 OPUS10 온도측정용 데이터로거를 사용하였다.
측정개소는 비교를 위해 외기온도 측정장소를 포함하였으며 외기온도 변화에 따른 계량기함 내부 온도변화를 살펴 보았다. Fig.

대상 데이터

측정개소는 비교를 위해 외기온도 측정장소를 포함하였으며 외기온도 변화에 따른 계량기함 내부 온도변화를 살펴 보았다. Fig. 1은 온도측정용 데이터로거를 계량기함 내부에 설치한 사진으로 데이터로거는 독일 Lufft사의 OPUS10 모델을 사용하였다. 데이터로거 설치 후 모든 계량기함은 서울시에서 보급하고 있는 보온비닐커버를 부착하였다.
이렇게 매설된 보호통 내부 및 외부에 온도값이 저장되는 데이터로거를 설치하고 외부온도와 계량기 보호통 내부의 온도를 측정하였다. 데이터로거는 독일 Lufft사의 OPUS10을 사용하였다.
마포구 성산동에 소재한 A 시영아파트는 건축한 지 20년이 경과된 북향복도식 아파트로서 외기온도, 206호, 606호, 1207호의 계량기함 등 4개소에서 각각 온도를 측정하였다.
송파구 문정동에 위치한 B 시영아파트는 건축된 지 17년이 경과된 아파트로서 북향복도식 아파트로 동파다발 지역이며 외기와 401호, 2개 지점에 온도측정용 데이터로거를 설치하였다.
이후 항온챔버의 온도를 각각 -5℃, -10℃, -15℃로 일정하게 유지하며 1시간 동안 단열상자 내, 외부 온도변화를 1분 간격으로 측정하고, 온도측정값을 통해 보온성능을 비교하였다. 실험 대상은 기존 보온커버, 두겹의 비닐을 사용한 보온커버, 발포수지 재질의 보온커버이고 온도측정은 독일 Lufft사의 OPUS10 온도측정용 데이터로거를 사용하였다.

이론/모형

실험방법은 KS F 2277 "주택용 단열재의 단열성능 시험 방법“을 응용하였다. 먼저 단열재를 사용하여 W(400㎜)×D(300㎜)×H(300㎜)크기의 단열 상자를 제작한 후 상단에 150㎜×150㎜ 크기로 사각형의 개구부를 만든 후 이것을 보온커버로 덮는다.

성능/효과

(1) 북향복도식 아파트 3개소에서 계량기함 내부의 온도측정을 실시한 결과 열선을 설치하면 동파예방 효과가 확실하며 추가보온재와 비닐커버를 부착하더라도 외부 기온에 의해 동파발생이 가능한 온도까지 계량기함 내부의 온도가 하강할 수 있음을 보여 주었다.
(2) 동파방지용 계량기함 보온커버에 대한 성능실험 결과, 세가지 재질의 보온커버에 대하여 단열상자 내 온도변화추이가 거의 차이가 없는 것으로 나타나 재질에 따른 보온효과의 차이가 없음을 알 수 있었다.
(3) 지열을 이용한 수도계량기 보호통에 대한 성능실험 결과, 기존 보호통에 비하여 더 높은 내부온도를 유지하였으며, 보호통의 깊이가 깊어질수록 온도가 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 기존 수도계량기 보호통에 비하여 동파방지 효과가 상대적으로 우수함을 알 수 있었다.
(3) 지열을 이용한 수도계량기 보호통에 대한 성능실험 결과, 기존 보호통에 비하여 더 높은 내부온도를 유지하였으며, 보호통의 깊이가 깊어질수록 온도가 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 기존 수도계량기 보호통에 비하여 동파방지 효과가 상대적으로 우수함을 알 수 있었다.
보온비닐커버가 부착된 단열상자를 항온챔버 내에 위치시키고 항온챔버의 온도를 각각 -5℃, -10℃, -15℃로 일정하게 유지하며 1시간 동안 단열상자 내, 외부 온도변화를 1분 간격으로 측정한 결과, 항온챔버의 일정온도와 관계없이 3종의 보온커버 사이에 의미있는 온도 차이는 없었으며, 이 결과를 통해 보온커버가 직접적인 열전달에 의한 열손실(전도현상) 방지효과보다는 차가운 공기의 유입에 의한 열손실(대류 현상)을 방지하는 데 효과가 있음을 알 수 있다. 따라서 보온커버 사이에 단열효과의 차이는 거의 없는 것으로 사료된다.
위 결과를 통해 보온커버는 외기와 계량기함사이의 온도차에 의한 열전도를 막는 단열효과는 크지 않은 것을 알 수 있다. 그러나 보온커버가 없다면 차가운 외기와 이보다 온도가 높은 계량기함 내부의 공기가 밀도차에 의해 흐름이 발생하고(대류) 이로 인해 열 손실을 가져오게 되므로 대류에 의한 열 손실을 막는 데는 충분히 효과가 있을 것이다.

후속연구

다만, 기존 보호통 역시 가장 추운 경우라도 최저온도가 0℃ 전후로 유지되므로 외부공기의 유입을 막거나 단열재를 충분히 사용하면 동파를 막을 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 지열이용 수도계량기 보호통은 겨울철 온도가 아주 낮아지는 지역이나 상대적으로 저지대에 비해 온도가 낮고 바람이 많이 부는 고지대에 적용하면 좋은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수도계량기의 동파로 인한 문제점은?	겨울철 추위로 인한 수도계량기의 동파문제는 동파와 함께 발생하는 계량기 내부 수돗물의 동결로 인해 수용가에 수돗물 공급이 중지되고 누수된 수돗물이 복도 등에 유출된 후 결빙되어 안전사고를 유발시킬 수 있으며 심야 또는 이른 아침에 동파신고가 접수되어 직원들이 대기하고 현장에 출동해야 하는 등 여러 가지 불편과 문제를 야기시킨다. 또한 수도계량기의 교체로 인한 경제적 부담 역시 가벼이 볼 수는 없을 것이다. 이러한 문제를 해결하고자 서울시에서는 다양한 대책을 준비하여 대응하고 있으나, 동파문제는 여전히 연례행사처럼 반복되고 있으며 이는 시민들에게 상수도서비스에 대한 불신의 요인이 되고 있다.
	동파방지용 계량기함 보온커버에 대한 성능실험 결과 무엇을 알 수 있었나?	(2) 동파방지용 계량기함 보온커버에 대한 성능실험 결과, 세가지 재질의 보온커버에 대하여 단열상자 내 온도변화추이가 거의 차이가 없는 것으로 나타나 재질에 따른 보온효과의 차이가 없음을 알 수 있었다.
	수도계량기 동파에 대응하는 방법을 분류하면?	수도계량기 동파에 대응하는 방법은 크게 세가지 정도로 분류할 수 있다. 첫 번째 방법은 수도 계량기 보호통 내부를 보온하여 급격한 온도저하를 막는 방법이다. 스티로폼과 같은 단열재, 헌옷등의 보온재를 보호통 내부에 넣거나 보온비닐 커버를 보호함 외벽에 부착하여 보온효과를 높이는 방법으로서 대응방법이 간단하고 비용이 거의 발생하지 않는 장점이 있으나 동파의 가능성은 상존하며 지속적인 관리가 필요한 단점이 있다. 두 번째 방법은 수도계량기 보호통 내부에 열을 공급함으로 동파를 막는 방법으로서 대표적으로 전열선을 계량기 외부에 설치하는 방법이 있다. 최근 지어진 복도식 아파트는 대부분 계량기 보호함 내부에 전열선을 설치하여 공급하고 있으나 97년 이전 지어진 복도식 아파트의 경우 건축 시에 설치하지 않아 일부 세대에만 자비를 들여 설치되어 있는 실정이다. 전열선은 고장이 나지 않는 한 거의 완전하게 동파를 방지할 수 있으나 전원을 설치해야 하고 화재, 감전 등의 안전사고 우려가 있다. 세 번째 방법은 동파방지용 수도계량기를 설치하는 방법으로서 일단 설치되면 추가비용이 들지 않고 별다른 유지관리가 필요하지 않는 등 장점이 있으나 계량기 내부 동결은 발생하므로 수돗물이 공급되지 않는 불편함은 있다.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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