또한 건축설비에서도 가장 기본적이고 중요한 것은 인간의 생명 유지를 위해 필요한 물을 공급하는 급수 시스템이라고 할 수 있다. 현재 우리나라에서는 수돗물의 양과 질에 대한 국민적인 관심이 증대하고 있으며 특히 수돗물의 수질을 불신하여 물을 별도로 구입하거나 정수기를 설치하는 가정이나 회사가 증가하고 있다.
이러한 수돗물의 질에 대한 불신은 상수원수의 오염으로 인한 정수처리의 부적합성에서 기인하기도 하지만 생산한 수돗물을 관로를 통하여 이송하고 각 세대로 공급하는 과정에서 발생하는 2차 오염에 기인한 것이기도 하다.
수돗물의 2차오염은 정수장에서 송수된 후 각 가정으로 공급되는 배수 시스템, 즉, 송 배 급수관에서 발생되는 수질 악화를 의미하는 것으로 미생물학적, 물리화학적, 심미적 오염이 있으며 그 오염의 원인들로는 관의 부식에 따른 적수의 발생이라든지, 미생물 재성장에 따른 수인성 병원균의 검출, 혹은 화학적인 소독과정에서 생겨날 수 있는 부산물의 생성 등을 들 수 있다.
특히 최근에는 각 건축물에 설치되어 있는 저수조가 2차오염을 일으키는 주요한 원인으로 보고되고 있다. 저수시설은 급수과정에서 가장 큰 잔류염소농도의 감소지역이 되고, 이로 인해서 옥내 배관에서의 미생물 재성장 및 수질오염의 주된 원인이 된다.
따라서 수돗물에 대한 기본적인 신뢰를 확보하기 위해서는 수원으로부터 원수를 처리하여 각 건물에 보내주는 수돗물의 수질 뿐 아니라, 건물 내로 유입되고 난 이후 수질의 변화없이 그대로 필요한 곳으로 공급하는 것에 대한 방안이 필요하게 된다.
본 고에서는 이러한 저수조에 의한 수돗물의 2차 오염 및 수질악화의 문제를 해결하고 수자원을 좀 더 효율적으로 사용하기 위한 방안으로서, 기존의 저수조를 이용하지 않고 직접 가정으로 수돗물을 급수하는 직결 급수 방식과 내리는 빗물을 직접 모아서 저류한 후 활용하는 빗물이용을 결합하는 방법에 대하여 검토하고자 한다.
뒤에서 좀 더 자세히 설명하겠지만 직결급수와 빗물이용을 병행하게 되면 기존 시설에서 사용되지 않게되는 저수조를 빗물 저류조로서 활용함으로서 기존 시설에 대한 활용도를 높일 수 있을 뿐 아니라 양질의 수돗물을 공급할수 있으며 추가적으로 생활용수나 화장실 세정용수 등은 빗물을 사용함으로써 물을 절약하고 비상용수를 확보할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 고에서는 이러한 방법을 적용하고자 할 때 발생할 수 있는 문제점 및 이를 해결하기 위한 기술적 및 정책적인 대응 방안에 대하여서도 같이 다루어 보고자 한다.
저수조 방식의 문제점 및 수도 직결급수
수돗물의 급수방식을 크게 나누어보면 저수조 방식과 직결급수방식으로 구분할 수 있다. 저수조 방식은 간단하게 말하면 공급받은 수돗물을 일단 건축물 내 저수조에 모아놓은 후 급수하는 방식이며 직결급수는 이러한 저수조를 사용하지 않고 공급받은 수돗물을 바로 급수하는 방식이다.
저수조 방식의 급수에는 크게 고가수조방식, 압력탱크방식, 펌프직송방식의 3가지가 있다. 먼저 고가수조방식의 경우 인입한 수원을 저수조에 저장한 후, 이것을 양수펌프에 의해 건물옥상이나 높은 곳에 설치한 탱크에 양수하여, 낙차를 이용하여 하향의 급수관을 통해 급수하는 방법이다.
반면에 압력탱크방식의 경우 수도직결식으로 급수압력이 얻어지지 않거나 고가탱크를 설치하기 곤란할 때 이용하는 방식으로 저수조의 물을 펌프로 압력탱크에 보내고 이곳에서 공기를 압축, 가압하여 그 압력으로 건물 내에 급수하는 방법이다.
마지막으로 펌프직송방식의 경우는 인입관으로부터 저수탱크에 저수한 후 여러대의 급수펌프만으로 건물내에 급수하는 방법이며 정속식과 변속식의 2가지 방식이 있다.
수도직결 급수방식에서는 수도본관에 급수관을 직접 연결하여 급수하며 서울시의 경우에는 기존의 상수도 배수관내의 수압을 증대시켜 5층 정도까지 직결급수가 가능한 수도직결식 급수체제를 보급하고 있다.
그러나 중고층 건물과 같이 배수관 내의 수압만으로는 직결급수가 불가능한 6층 이상의 층에서는 펌프에 의하여 증압을 하여 급수하는 방식을 고려할 수 있다.
사실 저수조 방식은 과거 상수도의 공급이 불안정한 시기에 안정된 급수를 위하여 주로 적용되었던 방법이라 할 수 있다. '60년대부터 시작된 급격한 산업발전으로 인한 대도시로의 인구 집중은 배수지를 비롯한 상수도 용량의 한계를 가져왔고, 이에 따라 시간제 급수와 급수지역의 제한이 불가피한 상황이 되었으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법의 하나로서 대단위 주거시설에는 급수보조시설로서 저수조를 설치하도록 하였다.
또한 지하저수조는 전쟁이나 천재지변과 같은 비상시에 필요한 저장용수를 확보하기 위한 목적에서 설치가 장려되었다. 따라서 그 동안 저수조들은 대도시의 급수난을 해결하는 중요한 시설로서 활용되어 왔다.
그러나 '90년대 들어서 수도권 광역상수도 건설사업을 비롯하여, 금강 광역상수도 건설사업 등이 단계별로 완성됨에 따라 서울시를 비롯한 도시지역의 정수용량이 증대되고 배수지 등 급수시설 용량이 확충됨에 따라 지하저수조에 대한 의존도가 크게 저하되고 있다. 표 1에는 저수조 설치와 관련되는 관계법규를 나타내었으며, 이 중에서 건축법 58조의 의무화 규정은 '99년에 폐지되었다.
이러한 저수조는 앞서 언급한 것과 같이 공급되는 수돗물의 수질 저하 및 2차 오염을 발생시킬 수 있다. 이는 지하 저수조의 부적절한 구조나 용량에 의해 저수조 내에 저수된 물이 오랫동안 정체되는 문제가 발생하기 때문이다.
실제로 우리나라 대부분의 정수장에서는 염소를 소독제로 사용하는데 그 화학적인 특성상 정수된 물이 체류시간이 길거나 유속이 없는 구간에서 장시간 정체되어 있을 때에는 원하는 소독력을 나타낼 수 없을 만큼 분해된다.
우리나라 수질기준에서는 수도전에서의 잔류염소 농도는 0.2 mg/L 이상이며 상수 오염의 원인이 있는 경우에는 0.4 mg/L 이상을 요구하고 있지만 배수지에서 유입된 관로내 상수의 잔류염소는 다양한 염소 소모성 물질과 반응하면서 그 분해가 가속화되어 저수조에서의 잔류염소는 거의 효과가 없는 경우가 많다. 저장된 물의 수질이 급격하게 저하된다.
지하에 매설된 콘크리트 구조물의 균열에 의한 수질오염 등의 문제가 있다. 즉, 저수조는 이제 유지관리의 부실과 저수조 시설의 노후 및 구조적 부실 등으로 인하여 수질오염을 유발시킬 가능성까지 있는 위생상 취약시설이 되어가고 있는 실정이다.
또한 저수조 방식은 에너지 효율 측면에서도 문제점을 안고 있다. 즉, 저수조 방식의 구조상 수도 본관에서 공급되는 에너지가 그대로 수조 내에 낙하 유입된 후, 펌프를 통하여 재가압됨으로써 에너지가 낭비되는 것이다.
표 2는 직결수도방식과 저류조 방식의 특징 및 장단점을 비교하고 있다. 저류조 방식과 비교하여 볼때 직결식 급수방식의 경우 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 저수조에서의 수질오염의 우려가 없다. 둘째, 배수관의 관압 에너지를 이용함으로써 에너지 절감을 기대할 수 있다. 셋째, 저수조의 설치공간이 절약되므로 토지 및 건물의 이용율을 높일 수 있다. 넷째, 저수조의 청소 등 관리비용이 필요 없다.
반면에 다음과 같은 단점을 가지고 있다.
첫째, 정수장 단수나 누수사고 발생에 따른 영향이 직접 소비자에게 전달될 가능성이 커진다. 둘째, 배수관의 관압 변동에 직접적인 영향을 받는다. 셋째, 갈수기의 급수제한에 따른 출수량 부족 등이 발생할 수 있다.
이상과 같이 수도직결식 급수시스템은 여러 가지 장점이 있지만, 이에 수반되는 단점도 함께 가지고 있다. 뿐만 아니라 기존 공사의 직결식 급수전환에도 많은 소요비용의 부담이 따르게 되며 급수장치시설의 개량공사가 어렵다는 단점이 있다.
따라서 직결식 급수시스템으로 안정적인 급수가 가능하기 위해서는 기본계획의 재검토와 노후관의 교체, 배수지지역의 확보, 배수지의 정비 등이 선결 과제로 남는다.
또한 저수조의 비상급수시설의 기능도 간과할 수 만은 없는 실정이므로 직결식 급수체제시스템의 도입 및 확대는 여러 가지 측면에 대한 신중한 검토가 선행 된 후 추진되어야 할 것이다.
건축물 단위에서 살펴보면 기존 시설에서 저수조 방식의 급수를 직결식 급수로 전환하는 경우에 나타나는 가장 대표적인 문제는 저수조 및 기타 급수시설의 활용방안 및 비상시 용수확보의 문제라고 할 수 있다. 즉, 급수방식을 바꾸게 됨으로써 기존에 사용하던 지하 저수조나 고가수조를 모두 철거해버리는 것은 경제적으로도 큰 손실이 되며 시설을 효율적으로 이용한다는 측면에서 보면 낭비를 가져오게 된다.
또한 모든 물의 공급을 수도관에만 의존함에 따라서 화재시나 기타 비상시에 활용할 수 없는 비상용수를 확보할 수 없게 되는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방안으로는 직결식 급수방식과 빗물이용을 결합하는 것이 새로운 대안이 될 수 있다. 즉, 기존의 저수조를 폐기하거나 철거하는 대신에 빗물 저류조로 용도를 전환하여 사용하는 방법으로 사용하는 것이다.
빗물이용
도시의 인구집중과 산업화로 인하여 용수의 수요는 급격하게 증가되었고 이와 함께 수자원의 지역적 편중성은 점차 심화되고 있다. 또한 도시화가 진행됨에 따라 대부분의 지표면이 콘크리트와 아스팔트로 뒤덮이게 되었으며 이 때문에 땅속으로 스며들어야 할 빗물이 일시에 지표면이나 하천으로 방류되어 도시형 홍수가 빈번하게 방생하고 있다.
더욱이 빗물의 지하침투량이 감소함에 따라서 도시의 물순환이 단절되고 지하생태계가 파괴되어 주요한 자연공간인 하천은 건천화되는 것과 함께 시민들의 휴식공간은 점차 사라지면서 사회적인 문제로 대두되고 있다. 이에 최근에는 도시형 홍수를 예방하고 부족한 수자원을 해결하기 위해 빗물을 새로운 수자원으로 인식하고 효율적으로 활용하고자 하는 방안이 주목받게 되었다. 즉, 과거에는 이용가치가 없다고 여겼던 빗물을 저류하여 생활용수, 비상용수, 환경용수 등으로 활용하고 또한 이용할 수 없는 빗물은 하수도에 방류하는 대신 땅속으로 침투시켜 지하수 부존량을 증대시키고 지하생태계를 회복시키는 동시에 지표면으로 유출되는 빗물을 저감시켜 치수피해를 예방하고 나아가 치수, 이수, 및 환경보전효과를 가져올 수 있다.
도시에서의 빗물 이용은 크게 유역단위, 주거단지단위, 기타 공원 및 도로, 그리고 개별 건축물 단위로 나누어진다. 유역단위 빗물저류·침투의 경우 유역 하류에서 빗물을 집수, 저류, 억제하는 시설로써 유수지, 방재조절지 등 전용조정지 설치하는 방법이 있다. 또한 유역 내 하천과 인접하여 건식저류지, 습지, 생태 연못 등을 조성하여 빗물 유출 및 오염물질의 유출을 저감하여 수환경 개선하는 것도 유욕단위의 빗물이용 방법의 한가지이다.
주거단지 단위 빗물 저류·침투의 경우 건물 사이나 주차장, 공원, 운동장 등지에 사용빈도, 이용자수 등의 이용 특성에 따라 적정 저류수심 선정하여 빗물을 저류하는 것을 그 예로 들 수 있다.
투수성 블록, 침투통, 침투트렌치, 침투 측구 등의 침투시설을 주택가나 아파트 단지에 설치하여 빗물이 지하로 빠르게 침투되도록 함으로써 빗물의 유출을 저감시키는 것도 주거단지에서의 대표적인 빗물이용방법이 될 수 있다.
또한 기타 공원 및 도로에서의 빗물 저류·침투는 공원이나 도로에서 빗물을 집수하고 지하에서 저류하여 빗물유출을 저감시키고, 조경용수, 살수용수 등으로 활용하며 침투시설을 연계하여 지하수를 함양하는 것 등이 있다.
그리고 개별 건축물 단위 빗물 저류·침투의 경우에는 건축물 옥상면을 이용하여 빗물을 집수하고 지하에서 저류하여 화장실 세정용수, 건물 주변 조경용수 등 이수목적으로 활용하고 저류시설과 침투시설을 연계하여 적용함으로써 지하수 함양 및 빗물 유출을 저감시키는 방안 등이 있다.
[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]
