뉴스를 살펴보다가 며칠전 백석역 온수관 파열사건을 보게 되었습니다. 안타까운 인명사고까지 있고, 관련 사고가 저의 전문분야라서, 자연스럽게 관련 뉴스를 Youtube에서 좀더 찾아 보게되었습니다. 한국에서는 사건 원인을 일반적인 유지관리의 문제나 토피와 노후관로의 문제로 이해하는 것 같습니다. 하지만, 사고 초기 물기둥이 치솟는 것을 보아, 제가 볼때 이는 수충격에 의한 현상으로 보입니다.
간략하게 관련 설명을 하면, 관로에서 수송되어지는 유체가 “어떤 이유로” 속도가 가속되거나 감속이 될 때 발생하는 힘은 관로내의 압력의 변화를 가져오는데, 온수관의 물은 무거운 유체라서 이 물의 가감속에 따른 힘은 상당하고, 그에 대응하는 압력의 변화는 매우 큽니다. 이런 현상을 수리학적으로 수충격 (Water Hammer)라고 부르고, 이름에서 느껴지듯 망치(Hammer)로 때리는듯한 수충격파가 관로에 발생하여 관로내 약한지점의 파열을 가져오는 주요 원인중의 하나입니다.
백석역 온수관이 27년 된 것은 어느정도 노후 된것으로 볼 수도 있지만 50년 넘게까지 이용되는 북미의 경우를 생각하면 그렇게까지 오래된 노후 관로는 아니라고 생각할 수 있습니다. 단지 20년 이상되었기에 누후관이라고 생각한다면, 그 정도로 오래된 관로는 당연히 한국에 많이 있고, 그 모든 관들이 모두 파열의 위험에 있고 유지관리의 문제로 치부하는 것은 너무 지나친 일반화가 아닐까라는 생각이 듭니다.
물론 아직 사고의 원인을 찾고 있지만, 초기 물기둥이 주기적으로 치솟는것을 보아 (수충격의 Hammering처럼) 아마도 “어떤 이유로” 관로 시스템상의 어떤 변화가 있었지 않나 하는 조심스러운 추측을 합니다. 그 어떤 이유가 어쩌면, 겨울철 온수가 많이 필요하게 되면서, 대기 상태의 펌프를 갑자기 작동시작했다거나 아니면 정지 되었든지, 또는 곳곳에 있는 밸브들의 갑작스러운 작동으로 수충격이 발생하고, 그 수충격파가 시스템내의 약한 지점 (노후화로 인한 강도가 약해지거나 관내부식으로 인한 내부관경의 축소, 국소적 높거나 낮은 지점등)에서 더욱 악화되어 결국 백석역 온수관 파열의 사고로 이어진것은 아닐까하는 추측을 합니다.
보통 이런 관로상에서의 변화들은 Dynamic analysis로 설계와 운영시 고려해야하지만, 비교적 간단한 해석과 설계에 의존해 시공만 중시해오던 한국 건설업계의 특성상 생략했었을 가능성이 많고, 이런 운영적 측면에서의 문제가 관로내에서의 약한지점, 아마도 백석역지점에서 사고의 결과로 나오지 않았을까 생각합니다.
이번 백석사거리는 지역난방사업의 초기에 구축된 유로라 하고 이전에 해당지점에서 땅꺼짐도 관측되었다는걸보면 관리가 처참했나보더군요 ㅜㅠ
노상 물을 켜고 끌텐데 그런것도 영향이 가는지 궁금합니다.
옥내 급수배관도 물 열었다 잠궜다 할시에
수격현상과 노킹이 있을수있습니다.
그래서 그런경우 수격방지기 따로 설치하고 해요.
절수기는 돌려서여는벨브식이 이아니라 수격방지기가있어야하는데..보통 수용가에서는 그런벨브가 없어요..
(수격방지기는 수도관 맨 끝에설치됩니다..)
그래서 사실 관로에 청관제를 마구 풀어서라도 관리히면 고작 20여년만에 내부에 스케일이 쌓여서 관로가 좁아지거나 특정구간에거 수압이 상승할 요인이 생기기 쉽지 않을터인데
관리를 어떻게 하고있는지 알수가 없으니 속단하기 어렵네여
애초에 열병합시설이 주로 발전소나 소각시설등의 폐열을 활용하는건데, 위치상 급수시설과 같이있을수가 없어서.....
각 세대별로 하는 개별난방과 다르게,
화력발전소에서 나오는 폐열을 이용하는 방식입니다.
그래서 효율성이 엄청나게 좋고, 난방비도 훨씬 저렴하죠. 대신 신도시에만 적용가능하고요.
저는 개인적으로 다들 보일러를 설치해서 뜨거운 물 각자 데워쓰는 줄 알았는데..
여기에 아파트단위로 난방을하는건 중앙난방이고
여기서 더 큰 단위가 지역난방인데 주로 신도시 위주로 보급되어있죠.
신도시 같은 곳에서 도시 설계를 할 때 한 번에 도입하는 이유죠.
열병합발전소의 경우 화력발전소처럼 전력 생산하면서 터빈 돌리고 남은 열을 지역난방으로 돌리면서 에너지와 비용 절감에 기여하고 있습니다.
일반 펌프나 보일러 용량자체를 올렸다고 해서 (e.g., 겨울철에 대기 펌프를 작동했었다고 해서), 보통 일상에서 쓰는 압력이 그렇게 많이 올라가지는 않지요. 다만 순간적인 변동으로 인한 순간적인 압력의 상승은 디자인시 고려해야 하는 부분이고, 물이라는 유체의 특성상 그 압력변화량은 Water Hammer 라는 이름에서 느껴지듯, 꽤나 파괴적인 결과로 나타나게 됩니다. 예를 들어 1 m/s정도의 순간적인 속도 변화량에, 강관의 경우, 이론적으로 약 12 barg 정도의 압력의 변화가 생길수 있고, 관로 시스템의 특성에 따라 이 순간적인 압력변화가 더 나빠질수도 있지요.
결국 이런 종류의 dynamic analysis 를 고려하고 초기 설계와 운영을 했는지가 관건인데, 한국 건설업의 특성상 그렇게 하지 않았을 가능성이 크다는 생각이 듭니다.
위 현장은 잘 모르겠지만..
집앞은 10년동안만 해도 대체 몇번째 파고묻고 파고묻고 하는건지 원
여기도 지역난방 관로가 있는데 말이죠.
저희집도 지역난방인데 보면서 집근처에 저런일이 있어서 너무 안타까웠습니다
뉴스에서 본 파이프를 보니 제가 용접하던 단열배관이더군요. 아마 용접 품질 관리 실패가 가장 큰 원인이 아닐까 싶습니다. 요즘 아파트 개보수에 많이 가는데 정말 상상을 초월하는 곳들이 많습니다.
불편한 진실이지만 아마 앞으로 이런 사고가 더 많이 생길 것 같은 불길한 생각이 듭니다.
1기 신도시이고 초기에 그런 공법으로 만든적이 있는데 위험해서 현재는 사용 안하는 방식이라고 합니다..
아마 그 부분이... 약해서.. 터진것 같습니다.
문제는 이런 부위가.. 하나가 아닐듯 한데.. 시한폭탄 같습니다..