KDS 설계기준 315015 방진설비

2024년 07월 23일 건설엔지니어

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건설 시방서 – 기계설비 장비 방진 설계 기준

1. 일반사항

1.1 목적

본 기준은 장비 가동으로 인한 기계 설비 장비, 재실자 피해 방지 및 건축 구조물 진동 전달 방지를 위한 설계 기준 제시를 목적으로 한다.

1.2 적용 범위

본 기준은 건축물 및 시설물에 장착된 기계 설비 장비, 배관, 덕트 및 관련 방진 공사 설계에 적용한다.

1.3 설계 시 고려사항

방진 장치 산정 시 다음 사항을 고려한다.
- 방진 효율은 80% 이상이면 유효하며, 해당 장비에 대한 효율은 %로 저감 효율을 나타낸다. 진동 감쇠량은 진동 가속도 레벨인 dB 값으로 표시한다.
- 장비의 강제 진동수, 운전 중량, 제조사 지지 수량, 설치 위치는 중요한 방진 설계 요소이며, 사전 자료를 입수하여 설계해야 한다.
- 스프링 방진기의 경우 스프링 권선이 서로 맞닿지 않도록 방진기 하중의 80% 이내에서 설치될 수 있도록 설계한다.

1.4 용어의 정의

진동 가속도 레벨: 진동의 물리량을 인간이 느끼는 자극의 정도와 상응하는 dB로 환산한 값이다.
진동 레벨: 진동 레벨의 감각 보정 회로를 통하여 측정한 진동 가속도 레벨의 지시치를 말하며, 수평 진동 레벨은 dB(H), 수직 진동 레벨은 dB(V)로 표시한다.
실효치 (RMS): 진동의 에너지를 표현하는데 적합한 값으로 편진폭(peak) x 0.707의 값을 말한다.
진동원: 진동을 발생하는 기계, 기구 시설 및 기타 물체를 말한다.
수진점 (Receive Room): 진동이 전달되는 장소를 의미하며, 방진 대책의 기준이 되는 위치를 말한다.

1.5 기호의 정의

(내용 없음)

2. 조사 및 계획

(내용 없음)

3. 재료

KCS 31 50 10 (2. 자재)에 따른다.

4. 설계

4.1 방진 설비 설계 절차

(그림 4.1-1 방진 설비 설계 절차)

4.2 장비 강제 진동수 산정

장비의 강제 진동수 및 장비 발생 진동 레벨은 제조사의 자료를 기준으로 설계한다.
제조사 자료를 얻을 수 없는 경우, BS EN ISO 1683: Acoustics Preferred Reference Values for Acoustical and Vibratory Levels의 진동 레벨 장비 발생 진동 계산식을 참조한다.
장비의 강제 진동수 (f)는 장비의 분당 회전수 (rpm)로부터 다음 식에 의해 구한다.
- (4.2-1)
장비 발생 진동 레벨 (VAL)은 다음 식을 이용하거나 설계자의 계산 방식에 따라 산출한다.
- (4.2-2)

4.3 장비 운전 하중 산정

장비의 운전 하중 및 지지 수량은 장비 제조사 자료를 근거로 설계하며, 다음의 추가 하중이 적용되는 장비는 장비 운전 하중에 추가 적용하여 설계할 수 있다.
- 장비에 추가 설치되는 부가 베이스
- 배관 및 수직 배관의 보유 수량
- 엘보 및 레듀셔 등 배관 부속 자재의 중량
기타 고려하지 못한 부분에 대한 안전 하중 ()은 상기 추가 하중이 고려된 운전 하중 합에 30%를 적용하여 설계한다.

4.4 방진기 수량 및 위치 선정

방진기의 수량은 장비의 설치 형상, 무게 중심 위치 등에 따라 다르므로, 제조사의 고정 위치 및 수량 자료를 근거로 편심이 최소화되도록 적용한다.
장비 형식별 지지 바닥 구조에 따른 방진기 산정은 장비의 특성과 방진 효율을 고려하여 설계한다.

4.5 방진기의 운전 변위량 및 고유 진동수 산정

산정된 방진기의 운전 변위량 ()은 다음 식에 의해 구한다.
- (4.5-1)
식 4.5-1에 의해 구한 운전 변위량을 이용하여 다음 식으로 방진기의 고유 진동수 ()를 산출한다.
- (4.5-2)
방진기는 장비의 강제 진동수 / 방진기의 고유 진동수 비 가 되도록 설계하거나 가 되도록 설계한다.

4.6 진동 전달율 산정

상기 식 4.5-2에 의해 산출된 방진기의 고유 진동수를 가지고 바닥으로 전달되는 진동 전달율을 다음 식에 의해 구한다.
- (4.6-1)

4.7 방진 효율 산정

상기 식 4.6-1에 의해 산출된 진동 전달율에 의하여 방진 효율을 다음 식으로 구한다.
- (4.7-1)

4.8 진동 감쇠량 산출

상기 식 4.6-1에 의해 산출된 진동 전달율에 의하여 진동 감쇠량 ()을 다음 식으로 구한다.
- (4.8-1)

4.9 수진점 바닥의 진동 레벨 예측

바닥의 진동 레벨은 식 4.2-2에 의해 산출된 장비의 진동 가속도 레벨에서 방진기를 적용한 후 식 4.8-1에 산출된 진동 감쇠량의 차를 구하며 계산한다.
추가 수진점까지의 거리가 존재한다면, 다음의 식 4.9-1을 이용하여 수진점에서 예상되는 바닥 진동 레벨을 계산한다.
- (4.9-1)

4.10 방진 설계 시 유의사항

방진용 코일 스프링은 안정성을 보장하기 위해 수직 강성 (kx/ky)의 최소 80%의 수평 강성으로 설계된 제품을 적용해야 한다.
방진 스프링 행거는 격리된 장비 또는 천정 설치형 장비의 움직임을 최소화하기 위해 천정면에 가깝게 설치하고, 사전 스프링을 압축하고 전산 로드를 고정할 수 있도록 설계 적용한다.
펌프용 방진 베이스는 높이는 장비 장변의 1/10의 두께와 배관 엘보 지지대를 포함하는 직사각형 또는 T자형 모양으로 구성하며, 150~300mm로 적용한다.
입상 배관의 방진 앵커, 방진 가이드들은 배관의 좌굴을 방지하고 진동으로 발생한 구조체 전달음 저감하기 위해 적절하게 설치층을 배분하고 방진 스프링과 조합하여 적용한다.
입상 배관의 열팽창 및 수축으로 인한 변형량은 방진 스프링 지지에서 추가 변위량을 수용할 수 있도록 설계하며, 다음 식으로 구한다.
- (4.10-1)
덕트가 소음과 진동에 민감한 영역 하부 천장에 설계되면 방진 스프링 또는 스프링 방진 고무 행거를 설계 적용한다.
고도의 정숙한 실내를 유지하기 위해서는 건축 설비뿐만 아니라 건축적으로 충분한 방진 구조를 형성하기 위해 잭업 이중 바닥 시스템 또는 방진 방음 매트 시스템을 설계 적용한다.
장비에 의해 발생된 기계적 진동과 유체 유동 진동 및 소음이 배관을 통해 전달되지 않도록 장비 최근접 위치에 플렉시블 커넥터를 설계 적용한다.
배관의 진동은 유연한 배관 플렉시블 커넥터와 방진 행거, 입상 방진 스프링에서 진동을 제어할 수 있도록 설계 적용해야 한다.

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