경기도 고양시 소재 한국건설기술연구원 수자원환경연구동 건물에는 ‘03년 5월 빗물 이용시설이 설치되어 시범적으로 운영되고 있다.
이 건물은 사무실 용도로 사용되는 지상 3층의 건물로서 총 건물면적은 932.42m2(282.06평)이고 상주인원은 약 166명(2003년 5월 현재)이다.
건물 내에서 사용되고 있는 물은, 음용수나 세수, 샤워용수 등을 제외하면 나머지는 주로 화장실 세정용이나 조경용, 청소용 등으로 사용되고 있으며 이러한 용도의 물에 대하여 기존의 상수를 사용하는 대신에 빗물을 사용할 계획으로 시설을 설치하였다.
빗물의 집수를 위해서는 전체 건물 옥상 면적의 46% 정도인 427 m2의 집수면을 이용하여 집수하고자 하였으며 이 경우 집수가능량은 유출계수 0.9를 가정하였을 때 연간 약 476.89m3으로 추정되었다.
설치된 빗물이용설비는 크게 집수시설, 저류시설, 침투시설, 처리시설, 활용시설로 나눌 수 있다. 먼저 강우된 빗물은 집수면에서 모아지며 집수홈통을 거쳐서 저류조로 유입된다. 이때 저류된 빗물 중에 일부는 매립형 침투장치를 통해 지하로 침투되며 나머지는 용도에 따라서 적절한 처리를 거쳐 급수된다. 건축물 내에서 빗물의 주된 활용 용도는 화장실 세정용수, 조경용수, 청소용수, 소방용수 및 잡용수로서 각 경우에 있어서 처리된 빗물은 중수도 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.
빗물 저류조의 용량은 시뮬레이션 기법을 통하여 결정되었으며 그 결과가 표 3에 나타난 것과 같이 총 40 m3 용량의 저류조를 설치하였다. 이때 빗물 이용 시설의 일 평균 급수량은 약 1.5m3 이었으며 이를 통하여 상당량의 상수를 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 그림 1은 건축물 빗물이용 시스템의 개념도를 나타내고 있다.
직결급수방식과 빗물이용의 결합
앞서 설명한 바와 마찬가지로 기존의 건축물에서 저수조 방식의 급수를 직결급수방식으로 전환하게 되면 수돗물의 2차오염 가능성을 줄여서 좀 더 양질의 수돗물을 공급할 수 있게 된다.
또한 에너지 활용 측면이나 시설의 운전 및 유지관리 측면에서 잇점을 가져올 수 있다. 건축물에 빗물이용시설을 도입하게 되면 사용하는 상수의 양을 절감하며 비상용수를 확보할 수 있을 뿐 아니라 도시형 홍수와 같은 재해방지에도 도움이 되며 도시 물순환 정상화 및 환경보호 등의 다양한 효과를 가져올 수 있다. 따라서 직결급수와 빗물이용은 앞으로의 건축물 개발에서 중요하게 고려되어야 할 개념임을 알 수 있다.
실제로 저수조 방식을 직결급수 방식으로 전환하게 되면 기존의 저수조를 철거하거나 폐기하여야 하는데 이러한 사용하지 않는 저수조를 빗물 저류조로 전환하게 되면 간단하게 빗물이용을 할 수 있게 된다. 빗물이용시설을 기존 건축물에 도입하는데 가장 장애가 되는 요인 중 한 가지가 빗물 저류조 설치공간의 확보라는 점을 고려한다면 이는 일석이조의 효과를 가져올 수 있는 방법이라 할 수 있다.
표 4는 직결식 급수와 빗물이용을 결합한 경우에 예상되는 장점과 단점을 정리하여 보여주고 있다. 이러한 방식은 직결식 급수는 수돗물에 대하여 적용되고 빗물이용은 화장실 세정용수나 잡용수, 조경용수에 적용됨으로써 용도별로 적합한 수질을 확보한다는 측면을 가지고 있다.
또한 빗물이 비상용수로 사용됨으로서 단수시에도 일단 화장실용수나 잡용수는 공급이 가능하고 비상시에는 추가적인 처리를 거쳐서 음용수로도 사용할 수 있다. 그 외에도 이 방법은 수자원 절감, 방재 및 환경보호 효과까지 가져올 수 있다.
반면에 비록 빗물 저류조는 음용을 1차 목적으로 사용하지 않기 때문에 관리기준이 상수 저수조보다는 덜 까다롭기는 하지만 대신 유입되는 오염물의 양이 많기 때문에 이의 적절한 관리가 문제로 제기될 수 있다.
빗물을 장기적으로 보관하였을 때 발생할 수 있는 오염 문제도 중요하게 고려되어야 한다. 그림 2는 이러한 빗물의 장기보존시 미생물의 성장을 억제하기 위한 시스템의 예를 보여주고 있다. 즉, 태양광을 이용해서 주기적으로 빗물을 순환시키고 자외선과 광촉매로 처리함으로써 장기보존에서도 양질의 수질을 보존하기 위한 방법이다.
또한 기존의 수도관로를 변경해서 수돗물과 빗물이 각각 다른 경로로 공급되고 사용될 수 있도록 하여야 한다. 이를 위해서 고려될 수 있는 방법이 다중관로로서 용도별로 상수관로, 중수(빗물)관로, 및 하수관로를 각각 설치해서 건물 내에서 별도로 운영될 수 있도록 하는 방법이 검토되어야 한다.
법적인 지원방안 역시 현 시점에서 검토되어야 할 사항 중 한 가지이다. 기존의 저수조를 빗물저류조로 전환하는 것을 촉진하기 위한 규정 마련이나 인센티브 제도는 기술 및 시설 확산에 도움을 줄 것이며 이에 대한 사회경제적 효과를 감안한 연구가 필요하다고 생각한다.
과거에는 건축법 등에 의해 비상급수시설을 설치 운용하도록 규정하고 있었으므로, 소형 건축물을 제외하고는 거의 대부분의 건축물이 지하 저수조를 설치하여 급수하는 방식을 채택하였다. 지하 저수조를 설치하였던 목적은 단수시에 안정적으로 급수하고 부하량이 많을 경우에 대응하며 비상시 (전쟁 및 천재지변)에 필요한 저장용수를 확보하기 위해서이다. 그러나 이와 같은 저수조 설치방식은 2차오염과 같은 심각한 수질 오염을 유발하고 수도 본관에서 물이 가지고 있는 에너지를 지하 저수조에 낙하시키기 때문에 에너지의 낭비를 초래하는 부정적인 요인을 가지고 있기 때문에 적용이 가능한 곳에서는 이러한 저수조 방식을 직결방식으로 교체하는 방안이 검토되어야 한다.
특히 이러한 과정에서 사용되지 않고 버려지게 될 저수조를 빗물이용을 위한 빗물 저류조로 활용하게 되면 단순히 수돗물의 수질 향상 뿐 아니라 대체수자원 확보, 재해방지, 환경 보호의 효과까지 가져올 수 있다는 장점이 있다. 앞으로 이러한 직결식 급수와 빗물이용시설의 결합을 위한 지원 기술 개발 및 다중관로 시스템의 도입이 시급히 필요하다고 판단된다.
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