<특집>경주 지진과 상수도관망 :(주)고비 기술력

상수도관 내진 기술 선도...안전-보건-내구성 등 보장
문광주 기자 eco@ecomedia.co.kr | 2016-12-12 08:59:37

'AB-SYSTEM’ 이음부 2중구조...외부 충격 걱정없어

 

 

지난 11월 9일 (주)고비(대표 신진욱)는 산업통상자원부 국가기술표준원이 주관한 ‘신기술 실용화 진흥유공 포상’시상식에서 대통령상을 수상했다. 일주일 후 국민안전처주관 ‘대한민국안전기술 대상’ 국무총리상까지 받아 겹경사를 맞이했다.

 

특히 지진 안전지대로 여기던 한반도에 강도 5.8의 경주지진이 발생한 후, 건축물과 지하매설물까지 내진설계의 필요성이 크게 요구되는 시기여서 수상의 값어치가 더욱 빛났다.

 

1997년 설립된 (주)고비는 기존 수도관의 난제로 지적돼 온 수도관의 누수 문제 해결에 집중해 2012년 ABSYSTEM(시스템)을 개발해 상용화 했다. 꾸준한 연구개발로 수압과 관내·외부의 충격에 강하고 관 이음부의 수밀도를 높이면서 이탈을 방지하는 혁신적인 성능을 지닌 제품을 시장에 내놓게 된 것이다. 현행 우리나라 수도관 내진화 관련 공식적인 기준은 ‘상수도시설기준’이다. 여기에는 내진성능기준, 수도관의 성능기준 등 실효성 있는 기준이 없다. (아래 참고)

 

 

수도법 제18조는 ‘일반 수도사업자는 수도시설을 설치할때에 지진에 대한 안전성을 고려해야 한다.고’ 쓰여 있다.환경부가 1980년에 제정하고 2010년 9월 개정한 상수도시설기준 10.1.1에는 내진설계에 관련된 조항은 ‘지진시 상수도 시설의 급수기능을 최대한 확보하고, 시설의 지진피해가 중대한 2차 재해를 발생시킬 가능성을 최소화하는 것을 목적으로 한다.’


또한, 10.3.5 에는 ‘상수도시설의 중요한 구조물과 설비는 내진성이 우수한 재료를 사용해 건설 및 설치하도록 하며, 수밀성 확보가 필요한 경우에는 신축성 있는 자재를사용해 변위 흡수와 응력의 완화효과를 높여야한다.’고규정 돼 있다.분절관의 경우, 지진 발생 시 관 자체의 변형이 허용 변형율을 넘어 이음부가 탈락하거나 응력 증가로 관이 파손된다. 그래서 설계 조건에는 지진동에 의한 응답과 상시 하중 응답을 합산해 내진안전성을 조사한다. 또한 이음부신축량을 계산할 때는 사시하중에 의한 변형 외에도 온도변화와 부등 침하에 의한 변형을 추가로 고려하는 등 추가적인 조건을 만족시켜야 한다.


(주)고비는 제작한 AB-SYSTEM의 내진 성능평가를 홍익대학교 부설 과학기술연구소에 의뢰했다. 실험적인 평가(응답 변위법) 및 수치해석의 평가방법으로, 평가 대상의 관종은 ‘AB-SYSTEM - 관경 100mm’를 사용했다 세계 유일의 이음부위 2중 구조(패킹+스토퍼)혁신적인 이 시스템은, 이중 고무링 구조와 4가지 소재의 6중벽 이음구조로 지

진, 지반침하 등 자연·사회재난에 무방비한 기존 상하수도관의 문제점을 해결한 것이다.

 

 

세부 내용을 살펴보면,염화비닐 수지를 기초로 특화된 4가지 소재를 배합하여 기존 상 . 하수도관을 획기적으로 개선, 내충격성, 내진성, 항균성, 수밀성이 탁월하다. (이음부위 이탈강도 : 기존 내충격수 도관 대비 550% 향상, 주철관 대비 12% 향상 – 한국건설생활환경시험연구원)

 

6중벽/4가지 소재 개발로 내외부의 충격을 단계적으로 흡수(충격파장 중첩의 원리)함으로써 편수부 파손을 방지시킴(기존 내충격수도관 대비 82%향상)


관의 이음부를 특화된 슬리브 확관 기술로 굽힘 강도를 향상시켜 구조적으로 고수압이나 외부의 충격, 진동, 굽힘, 부등침하 등에 견딜 수 있도록 함제올라이트 무기항균제를 적용하여 반영구적인 항균 기능을 확보하여 수도관 내부에 세균번식 및 관석(스케일)발생을 억제함 

 

지층변화와 지반침하에도 안전


- 지진에 의한 상 . 하수도의 손상은 지층변화 및 지반침하로 인한 수도관의 이음부위 탈락과 측 방향 압력에 의한 수도관의 파열로 발생한다. AB-SYSTEM은 특화된소재로 제조되고 특화된 이음구조와 기술로 제조돼 지진에 안전하다.


- AB-SYSTEM의 뛰어난 내진성능은 홍익대학교 과학기술연구소 「내진기능을 강화한 지중매설 상하수도관 ABSystem의거동특성 연구」, 와 한국건설생활환경시험연구원 시험( 이탈시험, 굽힘시험, 진동시험)에 안전성이 확인됐다.


- 내진해석 결과, 상시하중과 지진하중이 작용할 때의신축량 대비 AB-SYSTEM은 2.75배, 상시하중의 응력과 지진시의 발생응력을 합산한 허용응력 대비 ABSYSTEM은 6.3배 높아 내진성능이 매우 뛰어나다.

 

 

△ 출처 : 홍익대학교 과학기술연구소, 「내진기능을 강화한 지중매설 상하수도관 AB-System의 거동특성 연구」

 

생산된 생활용수 등의 누수를 줄여 가뭄 극복에 기여 


- 수돗물 등 누수는 관의 노후화, 인위적인 파손, 수압에의한 이음부 탈락 등 여러 요인에 의해 각종 용수의 이송 과정에서 발생하는 누수는 심각한 문제이며 특히 물 부족을 심화시키는 요인이 되고 있음
AB-SYSTEM은 내충격성은 물론 수충압에도 강하며 이음부의 수밀성과 결합력이 강화되어 특히 누수에 안전한수도관으로 가뭄 극복에 기여하고 있음

 

 


 

수도 위생안전 및 지하수와 토양 오염 방지에 기여 

 

고도정수시설로 맑고 안전한 수질의 수돗물을 생산해도이송 과정에서 수도관의 부식 등에 의한 적수, 탁수 등으로 수돗물의 직접 음용율이 선진외국에 비해 극히 저조하며 오염된 수돗물은 세균의 번식과 건강위해 물질로 인해국민건강을 위협하고 있으며 오수의 누수는 지하수와 토양을 오염시킴 AB-SYSTEM은 제올라이트계 무기항균제가 함유된 수도관으로 항균성능이 뛰어나 세균의 번식을 억제함으로 위생적이고 맑은 물을 공급할 수 있어 수도위생안전에 적합하다. 

 

상수도의 누수 방지로 예산절감에 기여


△ AB-SYSTEM 개요도

 

- 2014년 수도통계상 공급과정에서 손실되는 수돗물은총 생산량의 11.1%에 달하며 생산원가 기준으로 환산하면 6059억 원에 상당하다.- AB-SYSTEM은 수돗물 누수 방지에 뛰어난 성능으로 수도공기업의 예산 절감과 수도사업의 선순환 구조 형성에 기여함 

 

경제성 및 시공성이 우수하여 예산 절감에 기여


△광주 오룡마을_수도관 시공
- AB-SYSTEM은 기존의 수도관에 비해 시공 방법이 단순하고 간편하여 경제성이 탁월하여 수도공기업의 예산 절감에 기여함.
1) 덕타일주철관(에폭시분체도장) 대비 24~61% 절감(100mm 기준 본당 154,160원(53%) 절감 가능)
2) 폴리에틸렌 분체라이닝 강관(PFP) 대비 52~59% 절감(200mm 기준 본당 469,118원(59%) 절감 가능)
3) 기존 내충격수도관 대비 16~39% 절감(100mm 기준 본당 66,436원(32%) 절감 가능)
4) 폴리에틸렌관 대비 36~57% 절감(200mm 기준 본당298,217원(48%) 절감 가능)
5) 터파기 상단에서 시공이 가능하기 때문에 터파기 하단에서 시공을 해야 하는 타관종에 비해 굴착 면적을
31~61% 축소시켜 시공이 가능하며, 이에 대한 토공사 규모, 투입장비, 작업시간, 작업인원 등의 절감이 가능하다.
- AB-SYSTEM은 기존 수도관과 달리 터파기 상단에서관의 결합이 이루어져 토사매몰, 장비 운영 등으로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있어 재산 및 인명 피해를 최소화하는데 기여한다.

 

이산화탄소 발생량 감소로 친환경 조성에 기여 

 

 

자동화 시스템(생산의 95% 이상) 및 생산 공정의 간소화로 이산화탄소 발생량을 금속관 대비 90% 감소시켜 환경 보호에 기여함(스페인 카탈루나대학 실험결과) 

 

- 환경부로부터 녹색인증(녹색기술/제품인증) 획득하여 녹색기술 강화 및 성장기술 동력화에 기여 

 

- 저탄소 녹색성장 기조에 맞추어 이미 전 세계적으로 합성수지관이 상하수도관의 주종을 이루지만(전세계 상수시장의 65%, 하수시장의 77%가 합성수지관) 국내는 아직 사용량이 미진한 실정이므로 미래 자원보전에 기여하고 에너지 생산성이 높은 제품 개발을 실현하고 있다.

 

이에 따라 고비는 AB-SYSTEM의 기술적 혁신과 탁월한품질로서 2014년 ‘산업기술혁신촉진법’에 근거한 신제품인증(NEP인증)을 받아 제9회대한민국친환경대상을 받는등 개발 기술과 생산 수도관의 우수성을 인정받게 됐다.


상수도관은 가스/통신 등과 함께 생명선(Life-Line)이다. 지진 시 급/배수 기능의 확보는 매우 중요하며 재해 대책의 가장 중요한 분야이다.그러나 아직도 정부는 국내에서 발생하는 규모의 지진은 수도관에 큰 영향을 미치지 못한다고 인식하고 있다.

 

최근 몇 년 사이 잇달아 발생하는 지반 침하의 주 원인이 지하에 매설된 노후관의 누수라고 확인됐다. 매 맞는데 장사 없다. 진도 5.0이하의 미진이 잦은 경우 지층에 영향을 미치고, 아직 파악돼지 않고 매몰된 노후관에 손상을 입히면 피해가 발생하는 것은 불을 보듯 하다.


일본의 사례는 좋은 예다. 정부차원의 R&D 지원이 확대되고 전국적인 대형 국가 프로젝트 시행 시 내진화도 함께추진돼야 한다. 이는 국가 예산절약과 정책 효율성을 높일 뿐 아니라 국민의 안전을 최우선시 해야 하는 정부의 기본 의무이다. 

 

 

[저작권자ⓒ 환경미디어. 무단전재-재배포 금지]

[ECO피플]

[친환경 기술/제품]

삼성안전환경
많이본 기사
KOWPIC
두배
포스코건설
논산시
종이없는벽지
한국시멘트협회
안성

[전시/행사]

더보기