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수경시설 설계 시방서
1. 일반사항
1.1 적용범위
본 시방서는 건축물, 공원, 광장, 주택단지 등 설계 대상 공간의 수경시설 설계에 적용됩니다. 수경시설은 수조, 급·배수 설비, 순환 설비, 전기, 제어 등을 포함합니다.
1.2 용어 정의
- 수경시설: 물을 이용하여 설계 대상 공간의 경관을 연출하기 위한 시설. 물의 흐르는 형태에 따라 폭포, 벽천, 낙수천(흘러내림), 실개울(흐름), 못(고임), 분수(솟구침)로 구분됩니다.
- 수조: 물이 담수되는 공간. 자연형 수조와 인공형 수조로 구분됩니다.
- 급·배수 설비: 수조에 원수를 공급, 퇴수(물 빠짐)시키는 일체의 설비.
- 수경용수: 수경시설에 사용되는 용수. 용도에 따라 친수용수, 경관용수, 자연관찰용수로 구분됩니다.
- 순환 설비: 수경시설의 용도에 맞게 물을 흡입하여 토출하는 일체의 설비.
- 정수 시설: 수경시설의 용도에 따라 수조의 물을 유지, 관리하는 장치.
- 노즐: 물의 분사구. 분사되는 모양에 따라 연출되는 형상이 다르며 다양한 종류가 있습니다.
2. 조사 및 계획
2.1 연출 계획
2.1.1 고려 사항
- 관계 법규에 적합하게 설계합니다.
- 적설, 동결, 바람 등 지역의 기후적 특성을 고려합니다.
- 수경시설은 물의 연출을 효과적으로 표현할 수 있도록 수경시설 및 설계 요소 전체가 하나의 시스템으로 취급되어야 합니다.
- 각 장치가 유기적으로 결합하되 물의 연출에 중점을 두고 주변 경관과 조화되어야 합니다.
- 경관형, 생태형 수경 공간으로 계획 시는 가급적 녹지를 함께 계획하여 식재가 어우러지는 설계가 되도록 합니다.
- 분수의 연출은 물을 내뿜는 분수, 물이 흐르는 유수, 물이 떨어지는 낙수, 물을 머금는 평정수, 겨울철 동결 수경으로 나누어집니다.
2.2 수질 및 정수 계획
2.2.1 고려 사항
- 설계 수질은 수경시설의 설치 목적, 종류, 주변 환경 및 공급 원수(原水)의 수질과 수량을 충분히 검토하여 설정합니다.
- 용도에 따른 용수의 순환 횟수는 다음 기준을 적용합니다.
- 물놀이를 전제로 한 수변 공간(친수시설: 분수, 시냇물, 폭포, 벽천, 도섭지 및 이와 유사한 시설): 1일 2회
- 물놀이를 하지 않는 수변 공간(경관용수: 분수, 폭포, 벽천): 1일 1회
- 감상을 전제로 한 수변 공간(자연 관찰용수: 공원지, 관찰지): 2일 1회
- 수조가 크면 수조 주변의 물은 정체되어 사수가 되므로 이를 방지하는 장치를 설치합니다.
- 정수 방법은 원수의 수질, 보유수의 수량, 수경시설의 규모 및 목적, 주변 환경, 유지 목표 수질을 충분히 검토하여 결정합니다.
- 유지 목표 수질은 수경시설의 용도, 목적, 유입수의 사용 조건에 따라 표 2.2-1을 기준으로 합니다.
| 물의 사용 조건 | 기본적 수질 항목 | 관계 수질 | pH | BOD (㎎/ℓ) | SS (㎎/ℓ) | 투시도 (m) | 대장균군수 (MPN/1,000㎖) |
|—|—|—|—|—|—|—|—|
| 물놀이를 전제로 한 수변 공간 | 풀, 유영, 친수용수 | 5.8∼8.6 | 3 이하 | 5 이하 | 1.0 | 1,000 이하 |
| 물놀이를 전제로 하지 않은 수변 공간 | 친수용수 경관용수 | 5.8∼8.6 | 5 이하 | 15 이하 | 0.3 | － |
| 감상을 전제로 한 수변 공간 | 경관용수 | 5.8∼8.6 | 5 이하 | 15 이하 | 0.3 | － |
- 수질 정화 방법은 크게 폭기, 침전, 여과, 흡착 등 물리적 처리법, 응집, 침전, 산화, 이온 투입 등 화학적 처리법, 미생물, 수생식물을 이용하는 생물학적 처리법, 하천 및 담수호(호소)의 부영양화에 대응 가능한 초고속 응집 침전법(U.R.C)으로 나누어집니다.
- 수경시설에 사용되는 정수 설비는 폭기 분수, 여과 장치(필터류), 여재를 사용한 흡착 방법, 살균 장치(오존, 은동이온, 자외선), 화학적 처리법 등 종류와 효과가 다양하므로 수경시설의 목적(접촉성, 경관성, 생태성)을 고려하여 선정합니다.
- 화학적 조류 제거 방법으로는 염소 제거법, 자외선 소독, 조류 제거법, 오존 소독, 조류 제거법, 동이온 소독, 조류 제거법 등이 있으며, 수경시설의 각 소독은 표 2.2-2의 적용 소독법을 고려하여 적용합니다.
| 사용 장소 | 염소 | 자외선 | 오존 | 동이온 |
|—|—|—|—|—|
| 생물이 없는 경우 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 1. 물놀이를 전제로 한 수변 공간 | △ | ○ | ○ | ○ |
| 2. 물놀이를 전제로 하지 않은 수변 공간 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 3. 감상을 전제로 한 수변 공간 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 생물이 있는 경우 | × | × | × | × |
| 1. 물놀이를 전제로 한 수변 공간 | ○ | ○ | ○ | × |
| 2. 물놀이를 전제로 하지 않은 수변 공간 | △ | △ | △ | × |
| 3. 감상을 전제로 한 수변 공간 | ○ | ○ | ○ | × |
-
○: 적당함, △: 주의를 요함, ×: 사용 불가
-
부영양화의 원인이 되는 인자들을 미생물 배양을 통해 제거하며, 그 방법으로는 생태 연못과 같은 환경 친화적인 수경시설에 적용할 수 있는 생물 여과법, 산화 접촉법, 유용 세균 생물막법, 세라믹 담체를 이용한 미생물 번식법 등이 있습니다.
2.3 급수 계획
2.3.1 고려 사항
- 급수원은 상수, 지하수, 중수, 하천수, 저장한 빗물을 현지 여건에 따라 적용합니다.
- 초기 원수 및 보충수 확보가 쉬워 항상 수경 연출이 가능해야 합니다. 특히 우수 저류조의 물을 수원으로 할 경우 지속적으로 공급이 가능하도록 관련 공종과 협조해야 합니다.
- 사용 용수를 주변 관수 용수로 재활용하여 버려지는 물을 최소화하도록 합니다.
2.3.2 유량 설계
- 계류의 유량 산출은 개수로의 유량 산출에 준하여 매닝의 공식을 적용합니다.
- 폭포의 유량 산출은 프란시스의 공식, 바진의 공식, 오끼의 공식, 프레지의 공식을 적용합니다.
- 관의 마찰 손실 수두와 관내의 유속 계산은 베르누이 정리를 이용하여 산출합니다.
- 분수 노즐의 유량은 제조 설치 업체의 제원에 따릅니다.
2.4 수조 및 방수 계획
2.4.1 고려 사항
- 수경시설 구체의 방수는 담수 형태와 특성에 따라 공사 착수 전에 충분히 고려합니다.
- 벤토나이트를 사용한 자연형 수조와 콘크리트 구체를 사용한 인공형 수조를 설치 공간의 특성에 맞게 사용합니다.
- 수조의 마감은 수생식물, 자갈, 화강석, 인공 조형물 등 수조 조성 방법과 연계하여 사용합니다.
3. 재료
3.1 시설물 선정 기준
3.1.1 고려 사항
- 설치되는 수경시설에 적합한 시스템의 장비를 선정합니다.
- 내구성과 안전성, 미관을 동시에 추구합니다.
- 에너지의 효율성을 고려합니다.
3.1.2 배관
- 배관은 스테인리스(STS)관 및 폴리에틸렌(PE)관을 기준으로 하되, 내구성, 화학적 특성을 고려하여 기타 재질도 사용 가능합니다.
- 배관의 두께는 압력이 가해지는 부분은 Sch10 이상으로 선정하고, 그렇지 않은 부분은 배관의 크기와 설치 공간의 특성에 맞게 조절합니다.
3.1.3 펌프
- 펌프는 크게 수조 내에 직접 설치하는 수중 펌프와 별도의 기계실을 만들어 여기에 설치하는 육상 펌프로 나누어지며, 펌프의 효율, 토출량, 양정 등 설치 공간의 특성을 고려하여 선정합니다.
- 수중에서 사용되는 수중 조명, 솔레노이드 밸브, 수중 펌프는 완전 방수형으로 부식으로 인한 오염이 없고, 온도에 의한 변형이 적은 재질의 제품을 선정합니다.
3.2 전기 설비의 선정 기준
3.2.1 관련 기준
- 분수, 폭포, 계류 등 수경시설에 사용되는 제어 패널은 전기 설비 기술 기준, 전기 용품 안전 관리법, 내선 규정, 한국 산업 표준에 적합해야 합니다.
3.2.2 제어반의 구조
- 옥외함은 방수형 2중 문으로 설치합니다.
- 제어반의 판 두께는 1.6∼2.3 mm를 일반적으로 사용합니다.
- 문의 폭은 800 mm 이하는 한쪽 열기로, 이를 초과하는 경우에는 양쪽 열기로 하며 전류계, 표시등과 같이 문에 붙이는 기구는 좌측에서부터 배치하도록 설계합니다.
- 문의 뒷면에는 도면 홀더를 설치합니다.
- 한쪽 열기문의 경우 좌측 핸들로 하고, 양쪽 열기 문의 경우 문을 향해 오른쪽에서 먼저 여는 구조로 합니다.
- 사람이 건드릴 우려가 있는 충전부는 아크릴판 등 소재로 보호합니다.
- 옥외함에는 점검창을 설치하지 않습니다.
- 지하실, 지하 피트에 설치하는 제어반에는 특별한 경우를 제외하고 히터를 설계합니다.
3.2.3 제어반의 주회로
- 수중 전기 기기(수중 모터 펌프, 수중 조명등, 수중 전자 변)의 주회로는 안전을 위해 부하측에는 특별 3종 접지를 시행하고, 과전류 차단기에는 특별한 경우를 제외하고 누전 차단기를 설치합니다.
- 동력 부하에는 특별한 경우를 제외하고 진상 콘덴서를 설치합니다.
- 수중 모터 펌프의 과부하 보호 릴레이는 정격 전류의 5배 전류로 5초 이내에 동작하는 것을 기준으로 합니다.
3.2.4 제어반의 기구
- 보조 릴레이는 동작 표시등에 부착합니다.
- 삼상 교류 동력 부하 회로의 전류계는 적(赤) 지침에 따릅니다.
- 옥외반에 붙은 환기 팬은 저소음형으로 합니다.
- 표시등의 색깔은 동작중을 적색, 정지중을 녹색, 고장중을 노란색으로, 전원 표시등의 상태를 표시하는 것은 백색으로 합니다.
- 제어 기기 및 제어용 단자대에는 적당한 예비 공간을 확보합니다.
- LED구를 제외한 전구, 퓨즈는 실제 개수만큼 예비품으로 설계합니다.
3.2.5 수중 등
- 백열전구, 할로겐 전구, 수은 전구, 메탈 할라이드 전구, LED 및 이와 유사한 등의 사용이 가능합니다.
- 수중등에 사용되는 등기구는 방수 등급 IP68 이상의 규격을 갖추어야 합니다.
3.2.6 조인트 상자
- 케이블의 출구는 본체에 용접 또는 부착하고, 지수(止水)는 고무 패킹으로 합니다.
- 수중등에서 나온 케이블은 조인트 상자에 연결하며 조인트 상자에서 접속되는 최대 접속 회로 수는 접속 가능한 케이블 규격에 따라 허용되는 전압 강하를 넘지 않도록 합니다.
3.2.7 수중 펌프의 전압 제한
- 수중 펌프의 대지 전압은 300 V 이하를 표준으로 합니다.
- 누전 차단기를 설치하고 일차 권선과의 사이에 금속제의 혼 접촉 방지판을 설치하며 특별 3종 접지(접지 저항 10 Ω 이하)를 하는 것을 기준으로 합니다.
- 접지극은 지하 75 cm 이상의 깊이에 매설합니다.
- 땅속에 매설되어 있고 대지와의 전기 저항치가 3Ω 이하의 값을 유지하고 있는 금속제 수도관로는 접지 공사의 접지극으로 사용 가능합니다.
4. 설계
4.1 폭포 및 벽천
4.1.1 배치
- 폭포 및 벽천은 설계 대상 공간의 지형의 높이차를 이용하여 물이 중력 방향으로 떨어지는 특성을 활용할 수 있는 장소에 배치합니다.
- 설계 대상 공간의 어귀나 중심 광장, 주요 조형 요소, 결절점의 시각적 초점 등 경관 효과가 큰 곳에 배치합니다.
- 바람의 방향 등 미기후와 태양 광선, 주 시각 방향에 따른 빛의 반사, 산란 및 그림자 등 연출 효과를 감안하여 배치합니다.
- 유지 관리가 쉬운 곳에 배치합니다.
- 설치 장소에 따라 동결 수경 연출이 가능하므로 검토 반영합니다.
4.1.2 형태 및 규격
- 주변 지형의 특성과 어울리는 형태로 설계합니다.
- 상부 수조의 넓이와 연출 높이에 비례하여 하부 수조의 크기와 깊이를 산정합니다.
- 폭포 전면의 수조 너비는 폭포 높이와 같도록 하되, 폭포 형태와 연출 방법에 따라 폭포 높이의 1/2배, 2/3배로 조절이 가능합니다.
- 급, 배수, 전기, 펌프 등 설비 시설의 경제성, 효율성, 시공성을 고려합니다.
- 상부 수조나 하부 수조에 노즐 및 조명을 설치하여 연출을 다양화합니다.
- 폭포의 규모, 효율성을 감안하여 별도의 저수조 및 기계실을 설치합니다.
- 폭포의 유량 산출은 프란시스의 공식, 바진의 공식, 오끼의 공식, 프레지의 공식을 적용합니다.
- 급수관의 마찰 손실 수두와 관내의 유속 계산은 베르누이 정리를 이용하여 산출합니다.
4.2 실개울
4.2.1 배치
- 설계 대상지 상부에 자연수가 유입되거나 수원의 공급이 원활한 곳에 도입하며, 선형의 보행 공간이나 녹지대와 조화롭게 어우러질 수 있는 공간에 배치합니다.
- 지형의 높이차는 적으나 기울어짐이 있는 곳에 배치하며, 다른 수경 시설과의 연계 배치를 고려합니다.
4.2.2 형태 및 규격
- 설계 대상 공간의 특성, 지형 조건, 주변 시설과 어울리는 형태로 설계합니다.
- 급한 기울기의 수로는 물거품이 나도록 바닥을 거칠게 처리하며, 물의 속도를 줄이기 위해 낙차 공과 작은 연못을 병행하는 것이 좋습니다.
- 약한 기울기의 수로는 수로 폭의 변화, 선형의 변화, 경계부의 처리로 다양한 경관을 연출합니다.
- 평균 물깊이는 3∼4 cm 정도로 합니다.
- 물이 순환하도록 설계할 경우 이동 수량을 고려한 용량이 하부 못이나 저류조에 반영되도록 합니다.
- 바닥면의 훼손 방지와 일정한 수심 유지를 위해 낙차 공이나 물흐름 방해석을 고려합니다.
- 실개울의 연장이 길 경우에는 지면의 부등 침하로 인해 수로 구조물이 파손되는 경우를 검토하여 설계합니다.
- 큰 수조를 비롯하여 작은 연못, 낙차 공에도 배수 시설을 설치하여 물고임 현상으로 인한 동절기 포장 파손 및 안전 사고 위험이 없도록 합니다.
- 이물질의 유입이 쉬운 형태로 펌프 흡입측에 거름망을 설치하여 펌프를 보호합니다.
- 장애물이 없는 개수로의 유량 산출은 매닝의 공식을 적용합니다.
- 급수관의 마찰 손실 수두와 관내의 유속 계산은 베르누이 정리를 이용하여 산출합니다.
4.3 연못
4.3.1 배치
- 설계 대상 공간의 배수 시설을 겸하도록 주로 지형이 낮은 곳에 배치합니다.
- 주변의 하천이나 계곡의 물, 지표면의 빗물 등 자연 급수와 지하수, 상수, 정화된 물(중수) 등 인공 급수를 여건에 맞게 반영합니다.
4.3.2 형태 및 규격
- 수리, 수량, 수질의 3가지 요소를 충분히 고려합니다.
- 수면의 깊이는 연출 계획과 함께 이용의 안전성을 확보합니다.
- 못 안에 분수 및 조명 시설 등 시설물을 배치할 때는 물을 뺀 다음의 미관을 고려해야 합니다.
- 못의 측벽 부분은 물이 없는 경우를 고려해서 토압에 충분히 견딜 수 있도록 설계합니다.
- 수질 정화 식물을 심어 자체 정화 능력을 키우고, KDS 34 70 10 표 4.10-2를 참고로 하여 수생식물의 종류에 따라 적절한 수심을 확보하여 여름철 녹조 현상을 최소화합니다.
- 물의 공급과 배수를 위한 유입구와 배수구를 설계하고, 쓰레기 거름용 철망을 적용합니다.
- 콘크리트 등 인공적인 못의 경우에는 바닥에 배수 시설을 설계하고, 수위 조절을 위한 월류(overflow)를 반영합니다.
- 물고기를 키울 경우에는 겨울철의 동면에 쓰일 물고기 집을 고려하거나, 수위를 동결 심도 이상으로 설계합니다.
- 겨울철 설비의 동파를 막기 위해 퇴수(물 빠짐) 밸브를 반영합니다.
- 점토, 벤토나이트, 콘크리트, 블록, 화강석 판석, 자연석, 자갈, 타일 등 소재로 못의 특성에 어울리는 마감 방법을 선택하되, 내구성과 유지 관리를 고려합니다.
- 연못의 기능, 형태, 규모를 고려하여 재료와 마감 방법을 선택합니다.
- 급수관의 마찰 손실 수두와 관내의 유속 계산은 베르누이 정리를 이용하여 산출합니다.
4.4 분수
4.4.1 배치
- 설계 대상 공간의 어귀나 중심 광장, 주요 조형 요소, 결절점의 시각적 초점 등 경관 효과가 큰 곳에 배치합니다.
- 주변 빗물이나 오염수가 유입되지 않는 곳에 배치합니다.
- 주변의 지형적 특성이나 공간의 크기에 어울리는 형태로 합니다.
4.4.2 형태 및 규격
- 물이 없을 때의 경관을 고려합니다.
- 수조의 윗면이 개방된 분수와 윗면이 화강석 판석 등으로 덮여 있는 바닥 분수로 나누어집니다.
- 분수의 경우 수조의 너비는 분수 높이의 2배, 바람의 영향을 크게 받는 지역은 분수 높이의 4배를 기준으로 합니다.
- 급, 배수, 전기, 펌프 등 설비 시설의 경제성, 효율성, 시공성을 고려합니다.
- 바람에 의한 흩어짐을 고려하여 주변에 분출 높이의 3배 이상의 공간을 확보합니다.
- 바닥 분수는 주변 빗물이나 오염수가 유입되지 않도록 바닥 분수 가장자리에 트렌치를 도입하거나 바닥 분수 외곽으로 경사가 완만하게 낮아지도록 조성합니다.
- 동절기 분수 설비의 노출로 인한 미관 저해, 안전 문제를 고려합니다.
- 바닥 분수의 상부 바닥 마감은 미끄러짐이 없도록 합니다.
- 노출되는 기기들의 마감은 날카로운 면이 없게 하고 구멍이 있는 경우 크기를 최소화하여 안전 사고의 위험이 없도록 합니다.
- 친수형 수경시설의 경우 인체에 직접 접촉되므로 정수 시설에 특히 유의하고 수질 기준에 적합하도록 합니다.
- 관의 마찰 손실 수두와 관내의 유속 계산은 베르누이 정리를 이용하여 산출합니다.
4.5 도섭지
4.5.1 배치
물을 이용하는 못, 실개울 등 다른 수경 시설과 연계하여 설치하며, 관리가 철저히 이루어질 수 있는 부위에 설치합니다.
4.5.2 형태 및 규격
- 물놀이에 따른 안전성을 고려해야 하며, 물의 깊이는 30 cm 이내로 합니다.
- 도섭지의 바닥은 둥근 자갈 등 이용에 안전하고 청소가 쉬운 재료, 마감 방법으로 설계합니다.
4.6 유지 관리
4.6.1 청소
- 못, 폭포, 실개울의 청소 주기는 정화 시설이 있는 경우 연 4회, 정화 시설이 없는 경우 월 1회로 합니다.
- 친수형 수공간일 경우 현장 상황에 따라 월 1회 이상 청소 및 물 교환을 합니다.
4.6.2 설비의 점검
- 수경시설은 안전성, 경관성, 기능성을 목적으로 운전 전 점검, 월 점검 또는 장기 운전 후의 운전 시 점검, 3년차 점검 및 정비 등 보수 관리를 기준으로 하되 다른 법규에 규정이 있는 것은 그 법규를 따릅니다.
- 수경시설별 관리 책임자를 선정합니다.
- 정비 일지에 점검 및 정비의 실시 내용을 기록하고 정리합니다.
- 수중 조명 기구는 케이블 상태, 누전 상태, 램프 단선 상태, 기구의 누수 상태를 점검합니다.
- 수중 펌프는 전류계 지침에 의한 부하 상태, 절연 저항, 모터의 방수, 케이블의 상태를 점검합니다.
- 육상 펌프는 펌프의 부하 상태, 축수부, 커플링, 볼트, 너트, 누수, 모터의 절연 저항을 점검합니다.
- 정수 설비는 여과재, 배관과 밸브, 물의 상태를 점검합니다.
- 소독 시설은 소독 소재의 상태, 배관과 밸브, 소독 농도 및 강도를 점검합니다.
- 제어반(control panel)은 표 4.6-1에 따라 일상 점검 및 정기 점검을 합니다.
| 항목 | 점검 내용 | 일상 점검 | 정기 점검 | 비고 |
|—|—|—|—|—|
| 몸체 | 도장, 손상, 문의 개폐, 열쇠, 문의 패킹 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 제어반면 | 전압, 전류계, 표시등, 스위치 동작 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 제어반내 | 단자의 흔들림, 배선의 변색, 환기 장치 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 타이머 | 시각 수정, 동작 확인 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 누전 차단기 | 동작 확인 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 모터 보호 계전기 | 동작 확인, 설정치 확인 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 경보 회로 | 동작 확인 | 1회/주 | 1회/년 | |
| 절연 | 절연 측정 | － | 1회/년 | |
- 분수는 표 4.6-2에 따라 점검합니다.
| 항목 | 점검 내용 | 일상 점검 | 정기 점검 | 비고 |
|—|—|—|—|—|
| 펌프 | 부하 상태, 절연 저항, 케이블 상태, 소음 및 진동, 누수 발생, 볼트, 너트 조임 상태, 모터의 봉수 | 1회/주 | 1회/3개월 | |
| 노즐 | 노즐의 상태(이음매, 막힘, 변형) | 1회/주 | 1회/6개월 | |
| 수중등 | 누전, 파손, 램프의 절연 저항, 동작 상태 | 1회/일 | 1회/년 | |
| 피팅류 | 조임 상태, 누수, 파손 | 1회/주 | 1회/년 | |
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