KR20210155708A

KR20210155708A - 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템

Info

Publication number: KR20210155708A
Application number: KR1020200073277A
Authority: KR
Inventors: 최중식
Original assignee: 최중식
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-23

Abstract

본 발명은 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라브구조의 건축물 옥상에 빗물을 모을 수 있도록 하여 옥상에서 모아지는 빗물은 홍수방지를 위해 빗물을 저장하고 저장된 빗물을 이용하여 소방설비에 소방용수를 공급하여 비상시 화재를 진압은 물론 생활용수로 사용하고 사용한 빗물은 땅속으로 스며들게 하여 지하수가 보충될 수 있도록 한 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템에 관한 것이다.

Description

빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템{A System for the Prevention of Natural Disasters and Fire-Fighting Systems through Rainwater Management}

본 발명은 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라브구조의 건축물 옥상에 빗물을 모을 수 있는 지붕을 만들어, 옥상에서 모아지는 빗물은 홍수방지를 위해 빗물을 저장하고 저장된 빗물을 이용하여 소방설비에 소방용수를 공급하여 비상시 화재진압은 물론 생활용수로도 사용하고 사용한 빗물은 땅속으로 스며들게 하여 지하수가 보충될 수 있도록 한 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템에 관한 것이다.

우리나라는 1년 중 70%의 비가 여름 한철에 집중적으로 오고 나머지 기간은 비가 거의 오지 않아 가뭄으로 고통을 겪는다.

이러한 홍수와 가뭄을 동시에 극복하기 위해서 비가 많이 올때 빗물을 저장했다가 비가 오지 않아 가뭄이 들때 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 생각은 많은 사람들이 하고 있으며 도시침수를 방지하겠다고 도시 곳곳에 국책사업으로 대규모 저류조시설을 하고 대규모 아파트단지에서는 그 지하공간에 저류조시설을 하도록 의무화하는 것도 고려하고 있다.

그러나 많은 자금을 들여 짓는 저류조가 단지 비가 많이 올 때 저장했다가, 비가 오지 않을 때 버리는 것 이외에는 아무런 효용가치가 없어 너무 소모적이다.

그러나 빗물을 저장하는 방법 이외에 다른 효용가치를 활용한다면 막대한 국가재정을 들이지 않더라도, 개인이나 기업차원에서 자발적인 투자를 유도할 수 있을 것이다.

사실 비가 하늘에서 떨어지는 것과 땅에 떨어져 높은 지대에서 낮은 곳으로 흐르는 것도 엄청난 위치에너지와 운동에너지를 가지고 움직이고 있다.

이 모든 것이 친환경재생에너지인데 이를 활용하지 못한다는 것은 안타까운 현실이다.

또한 일상생활을 하면서 빗물이나 많은 물을 사용하고 여기서 나오는 생활하수가 많이 발생하고 있으나 이를 방류하고 있는 실정이다.

이와 같이 지금까지는 빗물의 효용가치를 인식하지 못하고 빗물관리에 관심이 없었다.

그래서 모든 건물의 지붕은 이 빗물을 모두 건물 밖으로 흘려버리는 구조로 되어 있어 많은 비가 오면 모든 빗물은 한꺼번에 하천으로 유입되어 홍수의 원인이 되었다.

상기의 문제점으로 인하여 특허등록 제1060100호 저에너지 자연정화 수직흐름 설비를 구비하는 빗물 처리시스템이 제안된 바 있다.

이러한 빗물 처리시스템은 수직흐름설비를 빗물저류조 상부에 설치함으로서 녹지공간 등을 최대한 활용토록 하여 소규모 공간의 활용성을 높여 주변 환경과 친화될 수 있는 자연학습장을 제공하면서 정화수를 재활용할 수 있는 저에너지 자연정화 수직흐름 설비를 구비하는 빗물 처리 시스템이다.

상기와 같은 빗물처리 시스템은 빗물을 수거하여 사용하기는 하나 저장조가 없어 홍수를 조절하는 능력이 없으며 빗물을 단지 정화하여 생활용수를 사용할 뿐 빗물의 위치에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 없어 빗물 처리에 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 특허등록 제1665872호 빗물 집수구조를 갖춘 신재생에너지 발전장치가 제안된 바 있는데 상기의 발전장치는 태양광 및 풍력과 같은 신재생에너지를 이용한 전력을 생산하면서도 다양한 용도로 사용할 수 있도록 빗물을 집수 및 저장하는 빗물 집수구조를 갖춘 것으로서 산간이나 오지 등에 설치하여 생활에 필요한 전력을 얻을 수 있음은 물론 빗물을 집수 및 저장하여 식수 또는 소방수로 유용하게 활용할 수 있는 것이다.

그러나 상기의 발전장치는 빗물을 전력을 얻기 위한 장치일 뿐 소방설비나 지하수 보충이 되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 건물의 지붕을 빗물을 한곳으로 모을 수 있는 구조로 만들어 이 빗물을 모두 물탱크에 저장함으로서 빗물이 건물밖으로 흘러가지 못하게 함으로서 홍수를 방지할 수 있고 이렇게 저장한 빗물을 활용해서 한편으로는 소방설비를 구축하고, 또한 일부의 빗물은 물 부족문제를 해결할 수 있는 용도로 활용하여 홍수와 가뭄을 동시에 해결할 수 있는 목적이 있다.

또한, 사용한 빗물도 그냥 버리지 않고 땅속으로 스며들어 지하수가 될 수 있도록 지하침투시설을 활용하여 땅속으로 서서히 침투시킴으로서 지하수가 보충되어 도시건천화가 예방될 수 있는 또 다른 목적이 있다.

또 다른 목적은 시의 홍수억제와 소방방재시스템을 구축하는 것이다.

기후변화에 따른 자연현상은 갈수록 예측불가능할 정도로 변화무쌍하여 대비가 어렵고 그 피해도 점점 더 커지고 있다.

그 중에서도 기습적인 집중호우로 한꺼번에 많은 빗물이 집중적으로 쏟아져 홍수로 인해 대비가 어려워지고 있다. 그래서 이러한 홍수에 대비하여 홍수로부터 안전한 도시를 만드는 것이다.

그리고 인구가 밀집되어 있는 도시에서 발생한 화재로 인한 피해 또한 심각한 상황이다.

그리고 한번 발생한 화재는 대형화되는데 반해, 소방에 대한 모든 책임을 국가에만 전가하고 모든 국민들은 안이하게 수수방관만 해서는 효과적으로 대응할 수 없다.

그래서 빗물관리를 통해서 홍수와 가뭄을 극복하고, 더나아가 이 빗물을 활용하여 화재가 발생하였을 경우 효과적으로 대처할 수 있는 소방체계를 구축하고자 하는 것이 본 발명의 주요과제이다.

그리고 부가적으로 구조적 여건을 활용하여, 새롭게 만들어진 지붕에는 건물의 옥상에 저장되어 있는 빗물의 위치에너지를 활용해서 수력발전시설을 설치하여 신재생에너지를 생산하고, 사용한 빗물도 그냥 무의미하게 버리지 않고, 지하침투시설을 통해 땅속으로 스며들게 만들어 지하수를 보충할 수 있도록하여 도시건천화를 방지하고자 하는 것은 부수적인 과제라 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지금까지 모든 건물의 지붕은 빗물을 건물밖으로 흘려 버리는 구조로 되어 있어, 모든 빗물은 한꺼번에 하천으로 유입되어 홍수의 원인이 되었다.

그래서 본 발명에서는 빗물을 한곳으로 모을 수 있는 지붕구조로 만들어 , 이 빗물을 모두 저장하여 건물밖으로 흘러나가지 못하게 함으로서 홍수를 억제할 수 있다.

빗물을 받을 수 있는 지붕의 면적에 따라 예측가능한 빗물량을 고려하여 저장공간을 마련하게 되는데, 이 저장공간은 또 다시 소방용수확보를 위한 공간과 홍수억제를 위한 공간확보로 나누어 배치하여, 집수된 빗물은 소방용수확보를 위한 주탱크에 우선적으로 저장하여, 비상시 소방용수로 활용하기 위해 항시 저장되어 있어야 한다.

그리고 주탱크에서 오버플로우된 빗물은 다수의 보조탱크에 저장된다.

이 보조탱크의 공간은 홍수억제가 주목적이므로 비가 올 때는 저장 했다가, 평상시에 물이 필요하면 어떤 용도로든 사용하다가, 비가 올것이라는 예보에 따라 저장한 빗물을 적절한 시간에 방류하여 새로운 저장공간을 확보하고, 또다시 빗물을 저장할 수 있게 함으로서 홍수에 대비하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 홍수피해는 빗물이 지표면을 흐르는 과정에서 발생한다.

이렇게 빗물은 지표면을 흐르면서, 발달한 세력에 의해서 주택과 온갖 시설물이 파손되고 침수피해가 발생한다.

그래서 홍수를 방지하기 위해서는 하늘에서 떨어진 빗물을 받아 저장함으로서 빗물의 세력이 발달하지 못하도록 가두어 그 힘을 상쇄시켜 버리는 역할을 하는 것이다.

이렇게 빗물을 가두어 둠으로서 하천으로 유입되는 빗물의 량이 줄어들게 되어, 우수관의 배출용량에 여유가 생기게 되어 제방붕괴나 침수피해 등의 홍수피해가 발생하지 않도록 억제하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 실천을 모든 건물에서 실천한다면 비효율적으로 방류시설에만 예산을 낭비하는 것보다 훨씬 홍수대비에 효과적일 것이다.

그리고 이렇게 저장한 빗물을 활용한 소방시설을 각 건물의 옥상에 설치하게된 다면 민, 관 합동의 소방체계가 구축되어 더욱 효과적인 소방방재시스템이 갖추어질 것이다.

그리고 부가적으로 빗물을 모으기 위해 만들어진 지붕 위에는 태양광발전시설을 설치할 수 있고, 건물의 옥상에 저장한 빗물에는 위치에너지가 있어서 이를 활용한 수력발전도 가능하여 두가지의 신재생에너지시설을 설치하여 전기도 생산할 수 있을 것이다.

그리고 저장한 빗물을 다양한 용도로 활용할 수 있어서 물부족문제도 해소할 수 있고, 이렇게 사용한 빗물도 그냥 무의미하게 버리지 않고 지하침투시설을 통해 땅속으로 스며들게 하여 지하수를 보충하여 도시건천화도 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템을 나타낸 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템의 집수부를 나타낸 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템을 나타낸 설명도이고, 도 2는 본 발명에 따른 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템의 집수부를 나타낸 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 건물의 옥상에 형성되는 집수부(10)와, 상기 집수부에서 집수된 빗물을 저장하는 저장부(20)와, 상기 저장부(20)에서 저장된 빗물을 화재를 진압하는데 사용하는 소방부(30)와, 저장부(20)에서 사용되거나 오버플로우되는 빗물을 지상에 저장하는 지상저장부(40)로 구성된다.

상기 집수부(10)는 본 건물의 옥상에 형성된 슬라브(11)에서 빗물을 집수하여 집수배관(12)으로 배출하고 상기 슬라브(11)는 테두리에서 지붕배관(12)으로 갈수록 하측으로 경사지게 경사면(13)을 형성한다.

상기 집수부(10)의 집수된 빗물을 저장부(20)에 저장하기 위하여 슬라브(11)의 지붕배관(12)과 연결된 주탱크(21)를 형성하고 상기 주탱크(21)와 연결되어 빗물을 저장하는 메인보조탱크(22)를 형성하며 상기 메인보조탱크(22)에는 서브보조탱크(23)를 연결한다.

이러한 저장부(20)의 소방전용탱크(21)는 하측이 연통되고 상측이 폐쇄되는 물막이벽(P)이 형성한다.

또한, 상기 저장부(20)의 주탱크(21)와 메인보조탱크(22)의 상측은 연통관(24)과 하측은 개폐밸브(V)가 형성된 공급배관(25)과 연결되고 상기 메인보조탱크(22)와 메인보조탱크(22) 보다 높게 설치되는 다수의 서브보조탱크(23)의 하측은 연결배관(26)과 연결하고 상기 메인보조탱크(22)의 저면은 개폐밸브(V)가 형성되는 사용배관(27)과 방류배관(28)을 형성하며 마지막 서브보조탱크(23)의 상측에는 오버플로우관(29)을 형성한다.

한편, 상기 저장부(20)의 주탱크(21)에는 소방부(30)를 연결한다.

상기 소방부(30)는 주탱크(21)와 연결되어 당해 건물의 화재를 진압할 수 있는 메인소방설비(31)와 연결되고 다른 건물의 화재시 펌프(33)에 의해 높은 수압으로 빗물을 분사할 수 있는 보조소방설비(32)로 화재를 진압할 수 있도록 형성한다.

이러한 상기 소방부(30)와 연결되는 주탱크(21)와 연결되는 메인보조탱크(22) 및 서브보조탱크(23)는 우수관(41)과 연결되어 별도로 빗물을 저장하는 지상저장탱크(42)를 연결형성하고 상기 지상저장탱크(42)는 지표침투관(43)과 연결하여 지표에 빗물이 침투되도록 지상저장부(40)를 형성한다.

지붕에서 유입되는 빗물은 먼저 주탱크인 소방전용탱크(21)에 저장되고 여기에서 오버플우되면 연통관(24)을 통하여 메인보조탱크(22)에 저장되고 메인보조탱크(22)에 저장된 빗물은 순차적으로 서브보조탱크(23)에 연결배관(26)을 통하여 저장되고 모든 보조탱크를 다 채우고 남은 빗물은 오버플로우관(29)을 통하여 오버플로우되어 우수관(41)을 따라 지상으로 내려간다.

그리고 지상에는 또 다른 지상조장부(40)의 지상저장탱크(42)에 이 빗물을 받아 저장한다.

여기에서 소방전용탱크(21)와 메인보조탱크(22) 및 서브보조탱크(23) 그리고 지상저장탱크(42)는 각각 다른 목적이 있다.

소방전용탱크(21)는 소방용수확보를 목적으로 설치되는 것으로, 내부에는 되도록 도면과 같이 물막이벽(P)을 설치한다. 그 목적은 빗물을 최대한 순환시키기 위한 것이다.

먼저 유입 된 빗물은 새로운 빗물이 유입되면 자연스럽게 도면과 같이 순환하면서 방출하게 되어 물이 썩는 것을 예방한다.

그리고 주탱크에 저장한 빗물은 비상시 소방용수로 사용해야 하기 때문에 다른 용도로 사용할 수 없고 항시 물이 가득 저장되어 있어야 한다.

주탱크(21)에 저장된 빗물은 우선 당해 건물내부의 메인소방설비(31)에 연결되어 당해 건물 화재시 스프링클러 등의 소방설비를 통해 당해 건물의 화재에 사용 되어 진다.

그리고 주탱크(21)에는 옆에 건물의 화재시 소방용수를 살포하여 옆 건물화재를 진화할 수 있도록 수압을 높혀 주는 펌프(33)와 소방호수와 살수포가 형성된 보조소방설비(32)를 설치하여 민, 관 합동의 소방활동을 함으로서 조기에 화재진화를 할 수 있는 소방방재시스템을 구축한다.

그리고 도면 1과 같이 물탱크의 배치구조가 이루어져야 한다.

각 물탱크의 배치순서는 도면과 같이 주탱크(21)를 가장 먼저 배치하고 그 옆에 메인보조탱크(22)를 배치하고 그 다음에 여러 개의 서브보조탱크(23)를 배치한다.

주탱크(21)와 메인보조탱크(22) 상단에는 연통관(24)과 오버플로우관(29)이 있어 주탱크(21)에서 오버플로우된 빗물이 메인보조탱크(22)에 저장되도록한다.

그리고 그 하단에는 공급배관(25)과 밸브(V)를 설치하여 소방용수가 필요충족수위 이하로 떨어져 보충이 필요할 때 메인보조탱크(22)의 빗물을 공급받을 수 있다.

그리고 메인보조탱크(22)와 서브보조탱크(23)는 도면과 같이 연결배관(26)으로 연결되어 있어 메인보조탱크(22)를 통해 모든 서브보조탱크(23)의 빗물을 통제할 수 있다.

그리고 주탱크(21)와 메인보조탱크(22)는 서브보조탱크(23)보다 더 깊게 배치하여 서브보조탱크(23)의 빗물을 두 개의 탱크를 통해서 통제할 수 있도록 한 것이다.

메인보조탱크(22)를 비롯한 모든 서브보조탱크(23)는 홍수억제를 위한 저장공간을 확보할 목적으로 설치한 것이다.

그래서 호우예보에 따라 메인보조탱크(22)의 방류배관(28)을 통해 저장한 빗물을 방류하여 홍수억제를 위한 저장공간을 확보하게 된다.

이렇게 방류된 빗물은 건물의 옥상에서 지상으로 연결된 우수관(41)을 통해 하천으로 방류되는데 이 과정에는 빗물의 위치에너지와 운동에너지가 소비되는데 이를 활용한 수력발전을 할 수 있는 수력발전기(50)를 설치하여 이 과정에서도 신재생에너지를 얻을 수 있다.

그리고 옥상에서 오버플로우되거나 방류되어 지상으로 내려온 빗물을 또 다시 지상에도 지상저장탱크(42)를 배치하여 이 빗물을 저장하였다가 다양한 용도로 활용할 수 있고, 이렇게 사용한 빗물도 그냥 무의미하게 버리지 않고 지표침투관(43)을 통해 땅속으로 스며들게 만들어 지하수를 보충할 수 있도록 하여 도시건천화를 해소할 수 있도록 하여 환경보호에도 이바지할 수 있다.

10 : 집수부 11 : 슬라브
12 : 집수배관 13 : 경사면
20 : 저장부 21 : 주탱크
22 : 메인보조탱크 23 : 서브보조탱크
24 : 연통관 25 : 공급배관
26 : 연결배관 27 : 사용배관
28 : 방류배관 29 : 오버플로우관
30 : 소방부 31 : 메인소방설비
32 : 보조소방설미 33 : 펌프
40 : 지상저장부 41 : 우수관
42 : 지상저장탱크 43 : 지표침투관

Claims

본 건물의 옥상에 형성된 슬라브(11)에서 빗물을 집수하여 집수배관(12)으로 배출하는 집수부(10)와,
상기 집수부(10)의 집수된 빗물을 저장하기 위하여 슬라브(11)의 지붕배관(12)과 연결된 주탱크(21)를 형성하고 상기 주탱크(21)와 연결되어 빗물을 저장하는 메인보조탱크(22)를 형성하며 상기 메인보조탱크(22)에는 서브보조탱크(23)를 연결하는 저장부(20)와,
상기 저장부(20)의 주탱크(21)에 연결되어 당해 건물을 화재를 진압할 수 있는 메인소방설비(31)와 연결되고 다른 건물의 화재시 펌프(33)에 의해 높은 수압으로 빗물을 분사할 수 있는 보조소방설비(32)와 연결되는 소방부(30)와,
상기 소방부(30)와 연결되는 소방전용탱크(21)와 연결되는 메인보조탱크(22) 및 서브보조탱크(23)와 우수관(41)과 연결되어 별도로 빗물을 저장하는 지상저장탱크(42)를 연결형성하고 상기 지상저장탱크(42)는 지표침투관(43)과 연결하여 지표에 빗물이 침투되도록 형성한 지상저장부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 집수부(10)의 슬라브(11)는 테두리에서 지붕배관(12)으로 갈수록 하측으로 경사지게 경사면(13)을 형성한 것을 특징으로 하는 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 저장부(20)의 주탱크(21)는 하측이 연통되고 상측이 폐쇄되는 물막이벽(P)이 형성된 것을 특징으로 하는 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 저장부(20)의 주탱크(21)와 메인보조탱크(22)의 상측은 연통관(24)과 하측은 개폐밸브(V)가 형성된 공급배관(25)과 연결되고 상기 메인보조탱크(22)와 메인보조탱크(22) 보다 높게 설치되는 다수의 서브보조탱크(23)의 하측은 연결배관(26)과 연결하고 상기 메인보조탱크(22)의 저면은 개폐밸브(V)가 형성되는 사용배관(27)과 방류배관(28)을 형성하며 마지막 서부보조탱크(23)의 상측에는 오버플로우관(29)을 형성한 것을 특징으로 하는 빗물관리를 통한 자연재해예방과 소방체계구축 시스템.