The Building Hydrologic System

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1 The Building Hydrologic System
Sustainable Construction CHAPTER 8 The Building Hydrologic System

2 Water (물) 인간이 조성한 환경(Built environment)에 요구 되는 자원들 중 가장 중요한 자원
◈ 물의 실용적 가치 ⊙ 인간 몸의 97% 물 ⊙ 생존에 있어서 물이 음식물보다 더 중요 ⊙ 인간의 신진대사에서 완충장치로 작용 ⊙ 생명의 근원인 동시에 파괴력도 지님 ⊙ 상당수의 지구생물들이 물에서 서식하며 나머 지도 생존에 있어서 물에 전적으로 의존

3 ⊙ 24억명이 적절한 위생설비가 부족한 상황에 놓여 있음
◈ 물의 상징적 가치 ⊙ 영적인 전통과 종교의식에 사용 ⊙ 진실에 대한 은유로 사용 ⊙ 구원과 죄를 씻어냄을 의미 ◈ 물부족 실태 ⊙ 지구상에서 여섯명중 한명이 안전한 식수를 마시지 못함 ⊙ 24억명이 적절한 위생설비가 부족한 상황에 놓여 있음 ⊙ 모든지구상의 물중에서 2.5%만이 담수이고 그 중 ¾은 빙하나 만연설에 갇혀 있고 오직 0.3%만이 쉽게 이용 할 수 있는 강이나 호수의 표층수이고 나머지는 지하 깊은곳에 묻혀 있음.

4 다시 채워지는 것보다 훨씬 빠른속도로 소묘되고 있음. ⊙ 서아시아는 세계에서 물 공급문제가 가장심각
⊙ 세계의 여러 곳에서 지반이나 지면에서 제거된 담수가 다시 채워지는 것보다 훨씬 빠른속도로 소묘되고 있음. ⊙ 서아시아는 세계에서 물 공급문제가 가장심각 (인구의 90%가 물과 관련해 심각한 스트레스 경험) ⊙ 스페인은 나라의 대략 100대수층의 반 이상이 과도 하게 개발 ⊙ 에리조나에서만 4억입방미터 (5억2천세제곱야드)보다 많은 물이 빗물을 통해 다시 채워지는 비율의 2배로 매년 대수층에서 제거되고 있음

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6 물공급 고갈사례로 가장 잘 알려진 Aral Sea(아랄해)

7 - 개발도상국의 질병과 사망 원인의 80% → 설사, 장 티푸스, 콜레라를 포함한수인성 질병
◈ 공중보건과 위생, 폐수처리 - 물 공급 문제 외에 공중보건과 위생도 중요한 이슈 - 개발도상국의 질병과 사망 원인의 80% → 설사, 장 티푸스, 콜레라를 포함한수인성 질병 - 매년 약 천5백만 명의 아이들 수인성 질병으로 사망 - 산업 폐기물과 화학 폐기물, 인분, 농업 폐기물을 포함 한 생하수와 유독성 물질들이 하루에 2백만 톤의 비율 로 수계(水系)에 버려짐. - 1분당 약 30만 갤런(1백10만 리터)의 생하수가 인도 갠지스 강에 버려지고 있는데 갠지스 강은 많은 인도인 들의 주요 물 공급원 - 폐수 처리는 세계 대부분의 나라에서 뒤떨어짐 아시아에서 35%만이 처리, 14%가 라틴 아메리카에서 처 리되고 있을 뿐   - 농업은 물 소비의 80% 이상을 차지 →관개용수의 60% 새는운하, 증발과 단속 소홀등 낭비되는 물로인해 심각한 물 공급 문제를 야기함. 7

8 ⊙ 마시기에 알맞은 『질 높은 물의 투입』과『사용되고 오염된
◈ 물 소비량 - 세계보건기구 : 생존에필요량 0.5~1G/1인(2~4.5l) 요리와 음식준비 1G/1인(4l) - 미국국제개발처 : 쾌적한 삶 유지 26.4G/1인 (100l) - 미국인 직접적인 사용량 : 100G/1인 (400l) - 농업용과 공업용포함 : 1,800G/1인 (7,000l) ↓ 귀중한 자원을 엄청난 양으로 소비하므로서 개발과 건축에 악영향을 미침 ◈ 건축물 수문학 시스템 ⊙ 마시기에 알맞은 『질 높은 물의 투입』과『사용되고 오염된 물의 방출』 → 비효율적이고 낭비적이며 불합리 좀 더 확장된 맥락에서 보면 조경술에서의 관개와 우수의 운반도 포함 수세식변기의예 배설물과 소변을 희석시키기 위한물사용 ← 엄청난 물 소모 유용한 비료의 원천 ← 오수관 시스템으로 방출 공업폐기물과 혼합 폐수처리공장시스템 ← 에너지소비, 공해발생 8

9 ▶현재의 건물 설치물과 1992년 에너지 정책 법령 (Current Building Fixtures and the Energy Policy Act) - 마실 수 있는 물의 소비와 관련된 대표적 법률중의 하나가 에너지 정책 법령 (EPAct) - 미국의 모든 배관 설치물이 물을 적게소비 하는 방향으로 설치 → 건축법에서도 물 소비 수준을 낮게 하도록 강조 - 친환경 건축물들은 ULF설치물에 대한 명세를 포함시키려고 시도 - LEED- NC 2.1은 ULF, 마실 수 있는 물을 대신할 대안적인 물사용, 마실 수 있는 물의 소비 감소를 가져오는 다른기술들과 접근법을 도입 건물 수문학 전략과 에너지 정책법령규격 건물을 비교하도록 하고 있음 9

10 배관설치물에 관한 에너지 정책법령의 조항 10

11 ▶ 고성능 건물 수문학 주기전략 (High erformanc Building Hydroiogic Cycle Strategy)
- 고성능 친환경 건축물들은 마실 수 있는 물의 공급과 폐수 처리라는 건축물 수문학 주기의 두 가지 주요 구성 요소  - 건축물 물 소비 감소와 인간이 조성한 환경(built environment)에 사용되는 폐수 전략에 대해 재고해보는 것은 - 이용할 수 있는 물 공급을 극적으로 증가시키고 - 인류 보건을 증진시키며 - 생태계에 대한 위협을 줄일 수 있다. Rocky Mountain Institute (RMI)의 물 효율 혜택들 ◆ 에너지 절약:물을 운반, 가공, 처리하는데 필요한 에너지를 줄임으로써 절약된 물의 실제 가치보다 더 많은 돈을 절약할 수 있다. ◆ 폐수 발생 감소:물 소비의 감소는 폐수의 발생도 감소시키고 이로써 건축물 소유주의 비용을 줄여준다.

12 물을 설계하면 물과 폐수 하부구조에 드는 비용을 낮춘다.
◆ 더 낮은 시설 서비스 투자:물 효율적인(water-efficient) 건축 물을 설계하면 물과 폐수 하부구조에 드는 비용을 낮춘다. ◆ 향상된 산업 과정:생산 시스템에서 물을 사용하는 것에 있어서 의 기술 혁신은 새로운 과정과 접근법들을 낳을 수 있다.  ◆ 더 높아진 근로자 생산성:자원 효율성 조치를 통합시키는 시설들은 더 생산적인 노동력을 가지는 것으로 알려져 있다. ◆ 재정상 위험의 감소:물 효율성의 실시는 필요한 만큼 성취될 수 있고, 따라서 거대 시설들에 있어서 비용과 위험을 줄여준다. ◆ 환경적 혜택들:물 소비를 줄이게 되면 자연계에 미치는 영향을 낮추게 된다. ◆ 홍보가치 : 환경을 보호하는 것은 일반 대중과 고객들에게 좋은 인상을 준다. 12

13 ▶ 건물 물 소비 목표 세우기 (SETTING WATER CONSUMPTION GOALS FOR BUILDINGS)
▶ 건물 물 소비 목표 세우기  (SETTING WATER CONSUMPTION GOALS FOR BUILDINGS) -건물 물 소비에 대한 목표를 세우는 것은 합리적인 전략을 설계하는데 있어서 중요한 첫 번째 단계 -Factor 10 개념이 물 소비의 이슈에 적용된다면 마실 수 있는 물, 폐수가 지속가능한 미래를 위해 90% 줄어든다. -물소비를 줄이기 위해서 물이 높은 비율로 재사용되고 재활용 되어야함. -100G/1인사용예를 들면 실내와 실외에서 사용되는 물의 양이 거의 비슷한데 만약 재활용 된 물이 야외에서 조경수를 위한 관개수로 사용된다면 50G/1인 줄어 들 것이며 실내의 화장실 변기 사용수를 재활용된 물을 이용한다면 하 루에 25G/1인 으로 더욱 줄어 Facter4를 산출해 내고 저유수(Low- Flow)설치물과 전자제어를 통합시키는 부가적인 초치를 함으로 Facter10감소

14 ▶ 수문학 주기 전문용어 (HYDROLOGIC CYCLE TERMINOLOGY)
▶ 수문학 주기 전문용어  (HYDROLOGIC CYCLE TERMINOLOGY) ◆ 오수(Blackwater) : 인분이 담겨있는 물. 부엌 싱크대와 식기세척기에서 나오는 잡배수는 약품처리와 처분 과정의 부담을 더하는 기름, 유지, 음식쓰레기를 포함하고 있기 때문에 오수(Blackwater)로 간주된다. ◆ 중수도 용수(Graywater) : - 샤워기, 욕조, 욕실 세면대, 세탁기, 분수식 물 마시는 곳에서 나오는 물. - 냉각 기기와 에어컨의 응결 팬(condensation pan)에서 나오는 물. - 온수 욕조 배수구에서 나오는 물. - 연못과 분수 배수구에서 나오는 물. - 물탱크 배수구에서 나오는 물. - 최소한의 오염물질을 포함하며 조경에 있어서 특정 용도로 재사용됨. ◆ 재생된 물(Reclaimed water) : 하수처리공장(WWTP)을 거친 물은 약품처리된 것으로서 조경 관개수 또는 냉각탑, 공업 공정에 이용되고 변기에 물을 내리거나 소화용수로 사용. 14

15 ◆ 빗물 수확(Rainwater harvesting): 물이 사람이 마실 목 적으로 채집되고 저장되면, 물을 정화하고 안정성을 보장하기 위 한 부가적인 조치들이 요구된다. 빗물 수확은 제한적인 물 공급 의 압력을 줄이고 호우 유출수와 범람을 감소시키는 등 여러 중 요한 환경적 이득을 제공한다. 빗물 수확은 또한 전통적인 물의 원천(수원)보다 더 질 높은 원천(수원)이 될 수 있다. 빗물은 정 화한 다음에는 보통 매우 안전하고 질이 높다. ◆ 건식 조경(Xeriscaping) : 생존에 있어서 최소한의 물이 필요 하거나 물이 필요 없는 가뭄에 내성이 있는 토착종과 개조 된종을 중점적으로 사용하는 조경 전략이다. 이 용어는 가뭄(건 조상태)을 뜻하는 그리스어 xeri 에서 유래했고, enviroscaping 이라고도 한다.

16 ▶ 건축물 수문학 전략 발달 단계 (STEPS FOR DEVELOPING A BUILDING HYDROLOGIC STRATEGY) 1. 각각의 소비 목적에 맞는 수원(물의 원천)을 선택하라. - 마실 수 있는 물:인간이 소비하거나 섭취하는 용도로만사용 - 그외(빗물,중수도 용수, 재생된물):조경관개,소화,냉각탑,냉온수,대 변 기와 소변기물내림등으로 사용 2. 각각의 소비 목적에 있어서 물 소비를 최소화하는 기술 을 이용해라. - 저유소설치물:대변기,소변기,수도꼭지,샤워헤드 - 무유소설치물:거름변소,물이필요 없는 소변기 - 제어기(적외선 감지기) - 조경술에 매우 효율적인 점적관수(drip irrigation) 시스템 이용 3. 이중 폐수 시스템의 잠재력을 평가하라. - 중수도 용수(graywater)와 오수(blackwater)를 분리: 건물내에서 물을 재활용하는 것을 가능 16

17 - 폐수 처리에 건설된 습지 또는 living machine 사용
4. 혁신적인 폐수 처리 전략의 잠재력을 분석하라. - 폐수 처리에 건설된 습지 또는 living machine 사용 - 건축 공정에 자연 공생관계를 사용하는 실천이 정교화됨에 따라 급속하 게 발달되고 있고 매년 더 많은 고성능 건축 프로젝트에 등장 5. 건물과 조원(造園)을 통하는 물의 흐름을 에너지 정책 법령 (EPAct)에 의해 요구되는 수준보다 더 줄여주는 비용/이득을 분석하는데 생애주기 비용계산(LCC)을 적용하라. - 단지 마실 수 있는 물의 비용만을 조사하는 단순한 생애주기비용계산 은 대체로 10년에서 20년 범위의 긴 회수 기간 제공 - 폐수 발생 감소와 그에 따른 폐수 처리에 드는 비용의 감소를 포함하 면 회수가 가속화될 것 - 실제 에너지 비용과 같이 비용에 대해 좀 더 개방적으로 해석하는 것도 초기 투자를 회수하는 시한을 줄여줌 17

18 고성능 건물의 물 공급 전략 ⊙ 기본전략 – 마실 수 있는 물의 소비를 가능한 최대로 줄이는것
⊙ 건축물 물순환 발달 단계에서 첫번째 두단계는 건물의 물공급 측면에도 적용 ⊙ 마실 수 없는 물(빗물,중수도용수,재생한물)을 사용할수 있는지 실행가능성을 평가 ⊙ 초저유수(ULF) 설비물 이용가능 ⊙ 음료수, 비음료수 둘다 소비를 최소화

19 ▶LOW-FLOW 와 ULTRA-LOW-FLOW(ULF) 시설물
⊙ 고 효율 정책(EPAct)은 1992년 물 설비 를 위해 물 사용에 상대 적으로 대규모의 제한을 둠. ⊙ 고성능 녹색 건물의 물 이용은 보통 고효율화 조건 보다 낮음. ex) - USGBC LEED-NC 기준은 음료수 소비에 최소 20%감소를 위해 1credit 을 허가 - 감소량이 30% 이거나 높다면 2credit 을 허가

20 화장실과 소변기 ⊙ 화장실은 일반적으로 건물 물소비의 거의 반을 차지 ⊙ 미국인들은 매일 48 억갤런(182억리터)의 물을
⊙ 화장실은 일반적으로 건물 물소비의 거의 반을 차지 ⊙ 미국인들은 매일 48 억갤런(182억리터)의 물을 화장실에서 사용 ⊙ 뉴욕의 아파트를 화장실교환프로그램으로 물사용을 평균 29% 감소하는걸 발견, 130만개 화장실교환 하여 하루에 6000만갤런-8000만갤런이 절약됨. ⊙ 하지만 충분한 대체품은 되지 못함. ⊙ 1.6갤런 변소의 몇몇 기술 중력탱크 화장실, 이중 수세식 화장실, 세척 벨브 화장실, 진공 조력 화장실

21 ⊙ 초저유수 설비물은 flush 당 1.6갤런 이하를 소모한다. ⊙ 전기 기계 화장실은 전기로 강화한 기계장치를 사용하고
⊙ 전기 기계 화장실은 전기로 강화한 기계장치를 사용하고 화장실에서 폐수 제거를 돕는 압축기와 flush 마다 1.0갤런 (3.8리터)보다 적은물을 써야 한다. ⊙ 다량의물 보호까지 퇴비 화장실과 함께 어느정도 이용하여 목표를 달성할수 있다.(그랜드 캐년 국립공원 같은 경우 퇴 비 화장실은 아주 성공적 ) ⊙ 물 보호을 넘어서 물이 필요없는 소변기를 얻음으로서 표준 1.1갤런(4.5리터)이 가능하다. ⊙ falcon회사의 단수 기술을 인용하면 연간 75개의 설치 기계에 서 $12,600 이 절약되고 혹은 설치 소변기당 $168 이다.

22 (figure8. 3이중 수세식 수전 화장실은 같은 높이로 위 아래로 조절할 수 있어 반 물내림에 0. 3갤런(1
(figure8.4물이 필요없는 소변기는 해마다 시설당 40,000갤런의 물을 절약한다. sloan밸브회사 물이필요없는 소변기) 22

23 샤워기 ⊙ 평범한 샤워 꼭지로 5분 샤워는 일반적으로 물 15 에서 35갤런
⊙ 평범한 샤워 꼭지로 5분 샤워는 일반적으로 물 15 에서 35갤런 ( 60에서 130리터)을 소모한다. ⊙ 분당 1.0 에서 2.5갤런(3.8 에서 9.5 리터)을 전달하는 고품질 샤워꼭지의 사용은 전통적인 샤워꼭지를 교환하여 사용했을때 보다 샤워당 많은 갤런을 절약할 수 있다. ⊙ 샤워 조절과 임시 차단 버튼의 순환 조절이나 샤워꼭지 축소로 레버 합체 혹은 개별적인 물 순환 중지는 비누칠 할때나 머리를 감을때 더욱 물사용을 줄인다. ⊙ 영원한 물절약은 잘 설계된 샤워 꼭지의 설치를 통해 더 나은 조건이된다.

24 수도꼭지 ⊙ 물꼭지는 목욕탕, 부엌, 작업실에서 일반적으로 생긴다 ⊙ 목욕탕은 분당 1.5갤런(5.7리터)
⊙ 주택의 부엌은 드물게 분 당 2.5gallons (9.5 리터) ⊙ 오래된 물꼭지는 3에서 5갤론(11에서 1.9 리터) 비율의 흐름을 가 지고 물의 매우 큰 양을 낭비 ⊙ 연방 지침서는 1994년 1월 1일 후에 제조되는 모든 세면장과 부 엌 꼭지 보충 꼭지 끝 (통풍장치를 포함하여) 80 psi (550kPa)에 분 당 2.5gallons (9.5 리터) 보다는 더 이상 소비 못하도록 명령 ⊙ Metered-valve 꼭지는 이 날짜후에 방출 주기를 0.25 갤런 (0.95 리터)로 제한 ⊙압력 보상 꼭지는 수압이 바뀔때 분 당 2.5 갤런 (9.5 리터)을 자동 으로 유지

25 ⊙ 부엌을위해 분당 8.3리터에서 9.5까지(2.2갤론에서 2.5갤론까지)
장치는 사용가능 ⊙ 화장실에서는 분당 1.9리터에서4.7리터 (0.5갤런에서1.25갤런)는 수시로 개인 세척 목적을 위해 충분하다는것은 증명 ⊙ 온수 재순환 시스템은 사용자가 물을 데우기 위하여 기다리는 동 안 흐르는 물의 낭비를 감소 ⊙ 물 절약 시스템에서 많은 에너지의 낭비를 방지 하기 위하여, 온 수관은 잘 격리 되어야 한다.

26 분수탑 (분수식으로 마시는곳) ⊙ 분수탑은 자체적으로내부 냉장 시스템을 가지고 있어 결과적으로 상당한 에너지 절약
⊙ 분수탑은 자체적으로내부 냉장 시스템을 가지고 있어 결과적으로 상당한 에너지 절약 ⊙ 배관,냉각장치, 저장탱크를 절연하면 에너지를 절약 ⊙ 구성 부분을 잠그기 위하여 자동타이머를 추가 한다 면 저녁과 주말동안 추가적으로 절약

27 ▶ 설비물을 위한 전자 제어 ⊙ 수도꼭지, 화장실 및 소변기 를 위한 자동화 제어는 물소비를 극적으로 낮추는 효력이 있고, 목욕탕 표면, 설비물등과의 접촉이나 질병 전염을 잠재적으로 제거 할수 있다. ⊙ 소변기에 이중 광속 IR 감지기 또는 multispectrum 감지기는 일반적으로 추천 ⊙ 물꼭지에따라서 전자단위로 손씻는데 10초 정도 물은 1⅓컵(0.3리터)정도 소비 할것이다. 10초는 ADA(Americans with Disabilities Act)에서 요구하는 최 소한의 시간이다. .

28 ⊙ 손건조기 센서는 사용자가 떠날 때 위생적, 에너지절약에 의하여
자동적으로 닫히고 꺼진다. ⊙ 비누 분사기도 전자적으로 관리 할수 있다. ⊙ 전자적으로 문을 여는 기구는 욕실표면과의 접촉을 더욱이 감소 하여 쓸수 있다. ⊙ 예컨대 교도소, 군대의막사에서 샤워기 조차도 현재 때때로 전자 센서로 관리 되고 있다. ⊙ 전자의 정착물 특히 신체적 장애시설이나 병원들에 특히 유용 ⊙ 컴퓨터 제어는 필요한 경우 화재 방지를 위해 사용물을 조정하거 나 전환하여 사용할수 있다. ⊙ 자동온도조절밸브는 전자물꼭지에 미리설정해놓은 온도에 물을 배달하기 위하여 사용할수 있다.

29 ▶ 빗물 모으기 ⊙ 빗물은 인간이 존재하고 인간이 살아 가기 위한 결정 적인 근원이라고 여겨 졌다.
⊙ 빗물은 인간이 존재하고 인간이 살아 가기 위한 결정 적인 근원이라고 여겨 졌다. ⊙ 텍사스 빗물 이용 가이드는 생존력이 있는 물 원천 1. 중앙 집중된 물 시스템 또는 착정(well drilling) 에의하 여 물을 제공하고 환경과 경제 비용을 단계적으로 확대 2. 위생은 오염된 물의 근원과 처리에 대하여 관여한다. 3. 그것을 인식하여 빗물에 신뢰와 함께 비용과 효율성이 관련되었다.

30 ⊙ 빗물 시스템은 다음의 요인들중의 적어도 한 개나 그 이상
일때 적절하다. - 지하수 또는 대수충 물 공급은 한정되거나 허약하다. 허약한 대수층 시스템은 양수할 때, 생태학적으로 귀 중한 지상수 및 수원지를 위협할 수 있다. - 비싼 처리를 요구하는 지하수 공급은 오염되거나 의미있 는듯이 광물화된다. - 강우 유출물은 중요한 관심사 이다.

31 ⊙빗물 모으기 시스템의 일반적인 구성요소 ◆ 집수 지역 물통 바깥에 큰 미립자, 잎, 다른 파편들을 유지하지 위하여 물통 주입
최대 빗물모으기 시스템으로써 집수지역은 건물의 지붕이다. ◆ 지붕청소 시스템 이것은 물통 외부나 지붕위에 정착한 먼지나 오염물질을 위한 시스 템 이다. 이 시스템은 탱크밖의 잠재적인 오염균들로부터 보호하고, 물의 근원으로써 사용되는 시스템들에 필요하고 다른 시스템을 위해 추천된다. ◆ prestorage 여과 물통 바깥에 큰 미립자, 잎, 다른 파편들을 유지하지 위하여 물통 주입 구 위에 안전하게 각각 둥근 지붕, 스태인레스 스틸 스크린을 한다.

32 ◆ 빗물 운반 ◆ 물통 이것은 수로,홈통 및 지붕에서 물통으로 물을 나르기 위하여 이용된 배 관 시스템이다.
이것은 빗물모으기시스템에 요구된 하나의 가장 큰 투자이다. 특히 유일한 물 공급으로서 설계된 시스템을 위해 크기는 30년 강수 기록을 기준으로 하고, 강수가 없거나 조금 있는 해의 시간동안에 요구 에 응하기 위하여 충분히 보관 하도록 만들어 져야 한다. ◆ 물 납품 펌프는 일반적으로 중력을 움직여주는 시스템(gravity-fed systems)이 때 때로 시스템 구성요소 의 적절한 배치가 가능 하지만 그 지점에 유용한 물을 물통에서 배달할 것을 요구 된다.

33 ⊙ 결과적으로 명확한 기준, 디자인, 표준구성요소등 이문제의 해결 과 이 시스템의 이행을 표준이 되게 만드는
◆ 물처리 시스템 배관과 관수 선을 보호하기 위하여 (특히 점적 관수에) 물의 미립자를 제 거하기위해 되도록 5 미크론 아래로 카트리지 침전물을 통해 여과하여 야 한다. 먹는물 제공 시스템을 위해 추가적인 처리는 안전한 물공급을 보증 해야한다. 이것은 정밀여과법,자외선살균,역삼투,오존처리(또는 그 방법의 조합)등 갖추어져 있다. ⊙ 결과적으로 명확한 기준, 디자인, 표준구성요소등 이문제의 해결 과 이 시스템의 이행을 표준이 되게 만드는 것은 오래 걸릴것이다.

34 (figure8.5 Rinker Hall을 위한 빗물 수확 시스템은 cast-in-place 물통이 그 빌딩의 stairwell 아래에 위치되게 합니다. 빗물은 건물의 화장실에 물내리기 이용된다. 34

35 《정화 처리로 재이용되는 부엌·욕실 등에서의 배수》
▶ 중수도용수 시스템 《정화 처리로 재이용되는 부엌·욕실 등에서의 배수》 ⊙ 중수도용수는 일반적으로 조경관수를 위해 사용 또한 화 장실이 소변기에 물내리는데 사용 ⊙ 물의 각 유형을 위해 1개의 이중 폐기물 배관 시스템 필 요, 제어 밸브 포함 되어야함. ⊙ 중수는 사용전에 장기간동안 저장되면 안된다. ⊙ 여과기 유지는 많은 중수시스템들이 가진 중요한 문제

36 ⊙ 캘리포니아 중수 규정은 유공관 직경을 최소3인치 을 요
구 , 그 미처 리의 중수는 지상의 표면에서 적어도 9인치(대 략 290 밀리미터) 아래 처리되도록 요구 ⊙ 일반적으로 중수는 잔디밭, 꽃, 나무 및 관목의 지하관개에 사용될수 있으나 채소밭을 위해 사용되면 안된다 ⊙ 점적관수시스템은 유지비용이나 막히는것 때문에 중수 방출을 위해 아직 효과적이라고 증명하지 않았다.

37 ▶ 재활용수 ; RECLAIMED WATER
비음용 목적의 재활용수의 사용은 음용수 자원의 수요를 대단히 많이 감소시킬 수 있다. 자치단체의 폐수 재활용이 현재 하루에 4백8천만 갤론(1800만 입방미터)에 이르고 있으며 (이는 모든 생수 공급의 1%에 달한다.) 또한 산업용 폐수의 재활용은 훨씬 더 많아서 하루에 8억6천5백만 갤론(32억 입방미터)에 이른다. 만성적인 물 부족에 있어서, 디자인 팀은 지역의 수자원 활용도를 체크 하여야 하고, 건물지역으로 재활용수가 공급될 수 있는 프로그램을 가지고 있는지 확인해 보아야 한다. 재활용수프로그램은 특히 캘리포니아, 플로리다. 아리조나, 네바다 및 텍사스에서는 잘 시행되고 있다.

38 재활용수는 일반적으로 조경, 골프장 혹은 관개, 보다 장식적인 용도로는 분수, 냉각타워, 보일러 급수, 일회용 냉각, 콘크리트 믹싱, 제설, 소방용수 등에 쓰이고있다.
만일 새로운 시설의 건설에 착수하는 시점에 계획된다면, 재활용수의 용도 찾기란 그리 어려운 일이 아니다. 그러나 기존건물의 배관 시스템의 변경이 수반된 대규모 개보수 등도 좋은 기회가 될 수 있다. 그 외, 조경관개 등의 경우에 필요한 배관시스템 변경이 그리 어려운 일만은 아니다. 그러나 주목하여야 할 점은 재활용수 활용은 주정부나 지방정부의 규제를 받기도 한다는 것이다. 또한 대학이나 군사기지 등은 자체적인 폐수처리시설 (Waste-water treatment plant ; W W T P )을 가지고 있으며, 이는 지역 내 재활용수의 공급이 가능하도록 변경할 기회가 되기도 한다.

39 건물에 대한 재활용수 사용측면에서 보면, 하나 혹은 더 이상의 상황이 다음과 같이 전개된다.
고비용 물 혹은 음용수 공급에 까지 확장할 필요 수자원 보존을 강제하는 지역 지방정책 WWTP 로부터 의 질 높은 유수확보 혹은, 건물주들의 폐수 재활용에 의한 환경 혹은 무형의 혜택에 대한 재인식 최종사용에 따라 기술이 변화한다. 현대식 WWTP는 3단계 처리시스템을 가지고 있는데, 1단계, 2단계, 3단계로서 상위 단계로 갈수록 에너지와 화학처리가 더 소요된다. 일반적으로 3단계 혹은 2단계 후반에 상당하는 경우에는, 각 단계가, 응집, 침전, 침강 및 여과의 복합적 처리를 거치게 된다.

40 바이러스 억제는 과립형 탄소흡착 및 염소처리, 혹은 삼투법, 오존처리, 혹은 자외선노출(UV) 등에 의하여 이루어지게 된다.
물 공급이 제한되거나 물 부족으로 하여금 개발을 강제하도록 하는 몇몇 지역에서 이중 물공급 시스템(Dual Water System)이 선보이기 시작하고 있다. 건물들도 음료수라인과 재활용수라인, 두 개의 물 공급선 을 가질 수 있다. 이 경우에 전자는 음용수로만, 후자는 비음용수로만 사용한다. 재활용수에 사용되는 파이프나 밸브는 보라색 태그를 붙이거나 테이핑을 하는 등 색상을 달리하여 구분하고 있다. 이는 시설당시부터 파이프 혼동이나 상호접속 등의 문제를 최소화하기 위한 조처이다. 모든 메터, 밸브, 실내설비 등에 충분한 경고표시가 필요하다.(일반적으로 음용수에는 파란색을 사용하며 하수시설에는 녹색을 사용한다.) 재활용수는 음용수의 압력보다 10psi(70kPa) 낮게 유지하여 역류현상이나 사고로 인한 상호접속의 사태에 대비하게 된다. 또한 안전을 위하여 파이프 시설 자체에 역류 방지설비를 하는 것도 가능하다. 부가적인 사전대비책 중 하나는 재활용수를 음용수 보다 12인치(30센티) 낮게(엘레베이션)하고, 수평으로는 10피트(3미터)정도 이격을 두는 것도 좋은 방법이다.

41 물값은 나라 안에서도 많이 차이가 나는데도 불구하고 재활용수는 음용수 보다 매우 낮은 비용으로 사용이 가능하다.
예를 들면 플로리다의 주피터에서는 음용수가 $1.31/1,000 갤론 ($0.35/입방 미터) 인데 반하여 재활용수는 $0.39/1,000 갤론 ($0.10/입방미터) 이다. 재활용수가 가능한 다른 지역에서도 유사한 가격차이를 보이고 있다.

42 ▶ 고효율 그린빌딩 폐수정책 ( High-Performance Green Building Wastewater Strategy )
음용수 소비절감이 폐수처리정책을 변경하는 것에 드는 노력에 비하여 상대적으로 수월하다. 상용 WWTP들은 대중 건강보호를 위하여 거대하고, 에너지 중앙집중적이며 화학적 처리과정이 들어간다. 그러나 지속되는 에너지 비용과 화학적 처리에 대한 대중의 저항 증가는 빌딩주 들로 하여금 폐수처리에 관한 다른 옵션을 고려하도록 한다. 근자의 기본적 접근방식은 직접적이든 간접적이든 자연적인 방법을 사용하는 것인데, 폐수는 식물과 태양빛과 박테리아등을 통과하며, 이들에 의하여 정화된다.

43 ▶ 인공습지 ; CONSTRUCTED WETLANDS
그린빌딩의 궁극적 목표는 자연계 내에서 빌딩과 그 안에 사는 사람들의 시너지 관계를 창조하여 생태디자인의 적용을 극대화하는데 있다. 에너지가 많이 드는 기계적, 전기적 시스템을 통하여 얻어지는 것에 비하여 자연이 그 역할을 하게 하는 것에는 다음의 네 가지 확실한 장점이 있다. 1.자연은 자가보존적 (self-maintaining), 자기조절적 (self-regulating), 및 자기조성적(self-organizing)이다. 2.자연은 태양에너지와 유기물에 저장되는 화학에너지에 의하여 작동된다. 3.자연계는 독성과 금속합성물을 흡수하고 저감하며 이들은 안정된 합성물로 변환시킨다. 4.자연생태계를 형성하고 작동시키는 것이 용이하다.

44 빌딩으로부터의 폐수를 처리하기 위하여 습지를 이용하는 것은 정확히 이러한 형태의 기회를 제공한다.
왜냐하면 이러한 형태의 생태계는 시설낭비를 절감케 하고 따라서 복잡한 시설물들의 필요를 최소화하며 이러한 역할을 하는 요소들에게 도움이 되는 양분을 생성하기 때문이다. 인공습지는 폐수처리에 있어서 수동적인 시스템으로 규정할 수 있다. 이는 자연습지를 흉내 내어 동일한 여과과정을 거쳐 폐수의 오염물질을 효과적으로 제거한다. 유기성분을 제거할 수 있기도 하지만 습지로 하여금 비유기적 성분을 제거하고 그래서 산업폐기물, 쓰레기 더미의 침출수, 농업폐수, 광산 유출수, 공항의 유거수 등을 처리하기도 한다. 인공습지는 또한 환경적 쾌적함을 제공하는 장점도 있으며 도심의 광경을 전원적으로 변환시키기도 한다. 게다가 인공습지는 폐수처리뿐 아니라 홍수시의 범람과 유수방지에도 도움이 된다.

45 인공습지는 여러 메커니즘으로 오염을 제거한다
인공습지는 여러 메커니즘으로 오염을 제거한다. 이는 양분이동 및 재활용, 침전, 생물학적 산소공급, 금속물 퇴적, 병원체 제거 및 독성 제거 등을 포함한다. 폐수처리와 인공습지의 활용을 할 경우, 많은 지역적 특성이 고려되어야 한다. 여기에는 수문학적 요소(지하수, 표층수, 대지의 투수성 등), 자연수종, 기후, 계절적 기온 변화, 지역토양, 지형 및 가능한 지역 등이 포함된다. 지상흐름시스템(surface flow system)은 낮게 자라는 식물과 토양의 표면에 의하여 정화된 물을 얻지만 지하흐름 시스템(Subsurface system)은 토양 하부를 거쳐나오므로 정화효과가 더 크다. 대신에 사람이나 식물들에 노출되지 않는 단점이 있고, 기후가 낮은 경우에 더 적합하다. 어떤 시스템을 사용하든 상용 WWTP에 비하면 현격한 비용절감을 가져온다.

46 Living Machines 폐수처리를 위한 인공습지건설과 더불어 빌딩 안으로 자연을 직접 들어오게 하는 폐수처리 시스템도 생각해 볼 수 있다. 여러 가지 시도가 있었지만, 자연 폐수처리시스템 개발의 선구자격인 John Todd가 주창한 Living Machine이 가장 알려져 있다. Living Machine은 네 가지 관점에서 전통적인 WWTP와 다르다. 1. Living Machine의 최대장점은 살아있는 유기체라는 점이다. 즉, 수백 종의 박테리아, 식물, 및 물고기, 파충류 등의 척추동물들까지, 2. Living Machine은 노출되어 있는 에너지와 영양의 흐름이 관계된 내부생태계를 자가형성(self-design)하는 능력이 있다. 3. Living Machine은 독성이나 에너지와 영양원의 손상에서 오는 충격이 있을 경우에 자가치유가 가능하다. 4.Living Machine은 시스템 구조에 의한 재생산을 통하여 자가복제가 가능하다. Living Machine은 WWTP의 대안으로서의 의미 뿐 아니라 연료의 생산, 환경의 재생, 식물재생, 빌딩 냉난방에도 도움이 될 수 있다. Living Machine을 활용한 몇 가지 사례가 있다. 오하이오의 Oberlin에있는 The Center at Oberlin College는 14,000 평방피트(1,400 평방미터)의 건물에 폐수처리를 하고 있다

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49 ▶ 수자원 효율 조경(landscaping Water Efficiency)
주거지역의 물 사용량의 약 30%, 혹은 32갤론(121리터)을 하루에 한명이 옥외용도로 사용하고 있다. 이 중의 대부분, 29갤론(110리터)의 물을 한사람이 하루에 조경을 유지하는 데 사용한다. 지역에 따라 차이가 있기는 하지만- 대부분의 이러한 경우의 물 사용은 낭비되는 것인데 물이 많이 사용되는 잔디가 많은 용수시설을 필요로 한다. 미국에서 16,000개의 골프장이 27억 갤론(100억리터)의 물을 사용하고 있다. 진화를 거듭하여 현재 몇가지 형태의 보지성 조경이 선보이고 있다. 가장 잘 알려진 것이 xeriscaping인데 가뭄에 강한 수종이나 잔디를 사용하는 방안이다.(xeriscaping은 Envitoscaping 및 water-wise landscaping으로 불리기도 한다.) 잘 디자인된 수자원 효율 조경에는 일곱가지의 원리가 적용된다. 1.적절한 계획과 디자인 2.토양분석 3.적절한 수종선택 4.실용적 잔디구역 5.효율적인 관개시설 6.뿌리덮개 사용(비닐, 퇴비, 톱밥 등) 7.적절한 유지보수

50 xeriscaping 보다 더 보지성이 좋은 조경형태가 natural landscaping이다.
이 원리는 재래종 식물을 심는 것인데 한 번 뿌리내리게 되면 별도로 물을 줄 필요가 없다. 가장 물을 필요로 하는 잔디의 경우에도 재래종을 심어 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 되면 동물들도 살 수 있게 되며 경치도 좋게 되며 홍수시 범람도 예방할 수 있다. 1981년에 조지아 대학의 교수이자 미국조경건축학회(American Society of Landscape Architects ; A S L A )의 멤버인 Darrel Morrison은 Natural Landscaping의 세 가지 필요한 특성을 정의하였다. 지역 특성(Regional identity) - sense of place 복합성 및 디테일(Intricacy and Detail) - 생물학적 다양성 변화요소(Elements of change) Natural Landscaping의 반대가 많이 있었으며 이는 잡초와 야생적인 환경이 된다는 것이었다. 그러나 다행히도 여러 번의 시도에서 성공하는 경우가 많이 있었다. 이 방법은 비료를 줄 필요도, 물을 줄 필요도 거의 없고, 잔디도 생장이 가능하며 동물들과, 새들을 유인하기도 한다. 따라서 생물학적 다양성도 확보될 수 있다.

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52 ▶LEED-NC로의 접목 물과 물소비에 관한 LEED-NC 카테고리를 Water Efficiency ( WE ) 라고 한다. 최고 5가지의 펑가항목(credit)이 있으며 이데 대한 점수(point)가 매겨진다. LEED-NC의 항목과 점수에 관한 상세한 내용은 LEED 참고매뉴얼에서 다루어진다. WE CREDIT 1: WATER EFFICIENT LANDSCAPING (최대 2점) 조경으로 음용수 절감을 50% 이룬 경우에는 1점, 음용수 절감을 전적으로 조경으로 이룬 경우에는 2점을 부여하며, 음용수 대신 생활오수와 우수를 사용한 경우에는 50% 감소를 허용하거나, 평가에 제외시킨다. 이는 LEED Letter Template를 작성하여 성취도를 평가하며 이는 인증된 기관이나 엔지니어에 의하여 작성된다.  WE CREDIT 2: INNOVATIVE WASTEWATER TECHNOLOGIES (최대 1점) 주제가 물소비라 하더라도 이 프로그램의 목표는 보다 광범위하다. 첫째 전략은 건물의 음용수를 50% 절감하는데 있고, 두 번째는 물소비를 제3표준을 준수하게 하는데 있다. 이는 LEED Letter Template를 작성하여 성취도를 평가하며 이는 인증된 기관이나 엔지니어에 의하여 작성된다.  WE CREDIT 3: WATER USE REDUCTION (최대 2점) 건물의 음용수 절감 20%에 1점을 부여한다. 30%를 달성하면 추가점수를 부여한다. 이 또한 LEED Letter Template를 작성하여 성취도를 평가하며 이는 인증된 기관이나 엔지니어에 의하여 작성된다.

53 ▶ 요약과 결론 이제까지의 고효율 그린빌딩 디자인은 에너지 효율의 차원에서만 다루어져 왔다.
그 이유는 에너지보존은 계량화할 수 있고 서류로 표현이 가능하기 때문이다. 그러나 빌딩 수문학의 관점에 있어서 물의 절약이나 물소비 감소에 관한 사항은 수치화하기 어렵다. 문제는 에너지가 아니라 물에 있다는 것을 인식하고 무분별한 개발에 우선하여 물의 절감과 소비대책이 있어야 한다. 미국에서는 에너지 환경분야에서 17가지의 항목을 다루는 것에 반해, 물분야에 있어서는 USGBC LEED-NC 표준에 의거하여 5항목을 다루고 있을 뿐이다. 음용수 절감은 매우 심각하게 다루어져야 할 부분이며 각별한 노력이 필요하다. 우선 건물의 화장실 등과 조경에 사용되고 있는 음용수의 절감이 절실하고, 향후, 건설분야와 대중이 함께 윈윈 할 수 있는 목표를 수립, 달성해 나가야 한다.