KR20130030472A - 빗물활용을 위한 건물의 빗물 저장장치 및 그 사용 방법 - Google Patents

빗물활용을 위한 건물의 빗물 저장장치 및 그 사용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물의 빗물 저장장치 및 그 사용방법에 관한 것으로서, 건물의 최상부에 설치되어지고 빗물을 받아서 저장할 수 있는 밀폐형 용기로 형성된 빗물 저류본체와; 상기 빗물 저류본체의 상부에 위치하여 건물의 최상부에서 집수된 빗물이 흘러들어오는 빗물유입구와; 상기 빗물 저류본체의 하부에 위치하여 그 내부에 저장되어 있는 빗물이 외부로 흘러나가는 빗물유출구와; 상기 빗물유출구에 결합되어 있고, 상기 빗물유출구를 통하여 흘러나오는 빗물을 개방 또는 차단하는 빗물 개폐밸브를 가지고 있으며, 건물의 최상층에서 그 건물의 1층에 이르기까지 연결된 주배관 및 상기 건물의 화장실에 설치된 물 사용설비에 빗물을 공급하는 층간배관을 포함하고 있는 빗물 유출관과; 상기 수위측정 센서로부터 신호를 접수하고, 그에 따라 상기 빗물 개폐밸브와 상수도 공급밸브의 작동 여부를 자동적으로 제어하는 제어부; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 물의 자유낙하의 원리를 활용하고 있으므로, 무동력에 의한 친환경적인 장점을 지니고 있다.

Description

빗물활용을 위한 건물의 빗물 저장장치 및 그 사용 방법{Rooftop Rainwater Reservior and Method of Using the Rainwater}
본 발명은 우수의 저류시설 및 그 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시에 건축물의 상부에 빗물을 저장하였다가 나중에 그 저장된 빗물을 무동력으로 사용할 수 있는 친환경적인 건물의 빗물 저장장치 및 그 사용방법에 관한 것이다.
오늘날 도시의 집중화 및 불투수면의 증가로 내린 빗물은 우수관망을 통해 즉시 하천이나 강으로 배수하는 정책이 우선시 되어 왔다. 또한 난개발과 화석연료의 의존도가 높아지고, 삶의 질이 향상됨으로써 편리한 생활용품들의 등장을 더욱 요구하게 되고, 필연적으로 그에 따른 영향으로 지구의 온난화가 가속되어 가고 있는 실정이다.
우리나라도 집중호우와 게릴라성 호우의 빈도가 높아지고 있으며, 집중호우 시 하루에 내리는 비의 양이 200 ~ 300mm 정도를 오르내리고 있으며, 이러한 현상은 매년 증가하고 있는 실정이다. 동남아시아나 서남아시아의 경우에도, 지구온난화로 인해 건기가 1 ~ 2개월이 늘어나고 있는 실정이다.
우리나라는 이러한 현상을 타개하기 위하여, 기존의 빗물배제 정책에서 벗어나 빗물을 저류하여 활용하고 빗물을 관리하는 빗물관리사업을 추진하고 있다. 이러한 빗물관리사업은 중앙정부를 중심으로 하여 녹색사업으로 분류되어 이에 대한 법적, 제도적 기반이 마련되고 있으며, 46개 지자체에서는 빗물에 관한 조례를 제정 운영함으로써 버려지는 빗물을 활용할 수 있도록 하고 있다. 현재, 중앙정부 및 지방자치단체들에서는 On Site water supply 개념을 도입하여 상수공급에 따른 장거리 이송에 대한 부담감을 경감하고, 현장에서 내린 빗물을 즉시 집수 및 저류하여 활용하도록 하고 있으며, 또한 집중호우시 우수관과 하수관의 월류현상을 방지하기 위해 분산식 빗물관리시설 등을 설치하여 체류시간을 확보함으로써, 침수와 홍수에 대비하는 빗물관리시스템을 도입하고 있는 실정이다.
빗물을 활용하기 위해서는 집수면적, 집수시설, 저류시설, 여과시설, 여과된 빗물여과수를 담수하는 처리수조, 소독시설, 공급시설, 웹상에서 모든 기계장치 및 센서류 등을 감시 관리하는 통합원격관리시설로 구분할 수 있다.
종래의 빗물을 담수하는 빗물 저류조에 관한 것을 살펴보면, 기존의 빗물 저류조는 건축물의 지하층에 어느 한 공간을 이용하여 설치되어 있거나 땅속에 매설되어 설치되어 있다. 이러한 저류시설에 저장된 빗물은 나중에 동력에 의해 지상으로 끌어 올려지고, 조경용수, 화장실용수, 운동장 살수용수, 친수용수 잡용수 등으로 공급되어 활용되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 빗물저류조는 그 내부에 채워져 있는 빗물을 나중에 활용하고자 할 경우, 반드시 펌프와 같은 별도의 동력원을 필요로 하고, 화석원료 또는 원자력을 이용한 전기에너지를 사용하지 않는 한, 상기 빗물저류조 내부의 빗물을 활용할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은, 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일단 우수 발생시에 건축물의 상부에서 이를 집수한 다음에, 그 빗물을 나중에 활용하고자 할 경우, 별도의 동력원을 필요로 하지 않으면서도 자유롭게 활용할 수 있는 우수의 친환경적인 빗물 저장장치 및 그 사용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 건물의 상부에 존재하는 사장된 공간부에 설치되어 있고, 그 건물의 주기둥 사이에 설치되어 있어서 그 건물에 균등하중을 제공하도록 위치하고 있으며, 그 건물의 지붕에 낙하된 빗물을 받아서 저장할 수 있는 밀폐형 용기로 형성되어 있으며, 상기 밀폐형 용기 내부에 존재하는 빗물의 수위를 측정하는 센서를 포함하고 있는 빗물 저류본체와; 건물의 지붕에서 집수된 빗물이 흘러들어오는 통로로서, 상기 빗물 저류본체의 상부에 위치하는 빗물유입구와; 상기 빗물 저류본체의 내부에 저장되어 있는 빗물이 외부로 흘러나가는 통로로서, 상기 빗물 저류본체의 하부에 위치하는 빗물유출구와; 상기 빗물유출구에 결합되어 있고, 상기 빗물유출구를 통하여 흘러나오는 빗물을 개방 또는 차단하는 빗물 개폐밸브를 가지고 있으며, 건물의 최상층에서 그 건물의 1층에 이르기까지 연결된 주배관 및 상기 주배관으로부터 분기되어 상기 건물의 화장실에 설치된 물 사용설비에 빗물을 공급하는 층간배관을 포함하고 있는 빗물 유출관과; 상기 수위측정 센서로부터 신호를 접수하고, 그에 따라 상기 빗물 개폐밸브와 상수도 공급밸브의 작동 여부를 자동적으로 제어하는 제어부; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 있어서, 상기 빗물 저류본체에는 집수된 빗물이 빗물 저류본체의 한계 저장용량을 초과할 경우, 자연스럽게 외부로 흘러나갈 수 있는 빗물 월류관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 사용방법에 의할 경우, 초기빗물의 오염도가 상대적으로 적어 간단한 처리장치에 의해 양질의 빗물을 집수할 수 있는 장점이 있다. 이는 종래의 경우 도로변에서 유입되는 빗물을 받아 저장하였으므로, 낙엽이나 미세 먼지 등에 의한 오염을 피할 수 없었으나, 본 발명은 건축물의 상부에서 집수하므로, 이러한 오염물의 유입을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 건축물의 내부에 존재하는 사장된 공간을 유효공간으로 적극 활용하고 있으므로, 건물 자체의 활용 공간의 효율성을 크게 확장한 장점이 있다. 이는 종래의 방법의 경우, 지상 또는 지하에 별도의 공간을 새롭게 확보하여 빗물저류조를 설치해야 하는 부지 확보의 어려움이 있었는데, 본 발명은 이러한 어려움을 극복할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 발명은 저류된 빗물을 위치에너지에 의해 최종사용처로 배관을 통하여 무동력으로 공급할 수 있으므로, 펌프와 같은 동력원을 가동시키기 위하여 필요한 전기에너지를 절약할 수 있고, 이로 인하여 CO2 저감을 통한 저탄소 건축물의 이미지를 구현할 수 있는 장점도 있다. 종래 기술의 경우, 빗물유입과 빗물사용처 공급에 따른 다중배관이 설치되어야 하고 빗물공급을 위해 동력이 필요하였으므로, 공사비의 증가와 유지관리비가 많이 소요되는 바, 이에 비해 본 발명이 적용된다면 공사비의 절감 및 무동력에 의해 빗물공급이 가능하므로 저탄소 및 녹색성장에 의한 녹색 빗물관리시설을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제1 실시예이며,
도 3은 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제2 실시예이며,
도 4는 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제3 실시예이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변형이 가능함을 미리 밝혀둔다.
본 발명은 건물의 최상부에 설치되어지는 빗물 저류본체(110)를 포함하고 있다. 상기의 빗물 저류본체(110)는 건물의 최상부 또는 건물의 지붕에 내린 빗물을 받아서 저장할 수 있으며 개방구를 갖는 밀폐형 용기를 의미한다.
상기의 빗물 저류본체(110)는 건물의 상부에 존재하는 사장된 공간부에 설치되어진다. 사장된 공간이라 함은 건물의 내부에 존재하는 공간으로서, 특별한 용도를 갖지 못하면서 비어있는 공간을 말한다. 이러한 사장된 공간은 건물의 상부에 위치한 것으로서, 지붕의 바로 아래쪽에 위치하는 것을 지칭한다.
또한, 상기의 빗물 저류본체(110)는 그 건물의 주기둥 사이에 설치되어 있는 것으로서, 그 건물에 대하여 균등하중을 제공하도록 설치되어진다. 건물의 주기둥은 그 건물을 지탱하는 구조물로서 건물의 하중을 위에서 아래쪽으로 받아내는 철골기둥 구조물을 말한다. 상기의 빗물 저류본체(110)는 그러한 주기둥 사이에 설치될 경우, 그 내부에 채워진 빗물이 동일하게 평평한 수위를 유지하게 되므로, 모든 평면을 통하여 동일한 하중을 균등하게 부담시키게 되는 것이다. 이는 그 건물의 사장된 공간에 상기의 빗물 저류본체(110)를 설치하되, 넓지만 높지 않은 높이로 설치할 수 있고, 그러한 경우, 그 건물에 대하여 특정부위에 지나친 하중을 편중시키지 않고, 고르고 균일한 하중을 분산시켜 부담시키게 됨을 의미한다.
도 2에 있어서, 상기 빗물 저류본체(110)가 건물의 한쪽 방향에 위치한 것으로 도시되어 있지만, 이는 화장실이 주기둥 사이에 위치한 건물을 예시한 것이므로, 이를 하중의 편중으로 해석할 일은 아니라고 할 것이다. 물론, 이러한 경우에, 그의 반대편에 이르기까지 사장된 공간일 경우, 상기 빗물 저류본체(110)를 확장하여 설치할 수 있음은 물론이다. 도 4에서는 상기 빗물 저류본체(110)가 건물의 중앙에 설치된 주기둥을 넘어서 건물 전체로 확장되어 있음을 나타내고 있다.
본 발명에 있어서, 상기 빗물 저류본체(110)를 주기둥 사이에 설치함으로써, 그 건물의 균등하중을 도모하도록 한 점은, 아래와 같이 종래의 옥탑 물저장 탱크의 경우와 크게 대비될 수 있다. 그 이유는, 종래의 옥탑 물 저장탱크의 경우, 건물 옥상의 어느 한 곳에 저장탱크를 설치함으로써, 특정부위에 지나친 하중을 편중시키고 있었고, 그 저장탱크를 설치하기 위하여 평평한 구조의 바닥면과 위쪽은 오픈된 공간에 대해서만 설치할 수 있었으며, 더구나 상당히 높은 공간을 확보하여야 하므로, 지붕의 아래쪽이 아닌 지붕의 위쪽에 설치해야 하는 것이었던 것과 대비될 수 있다. 결과적으로, 종래의 옥탑 물 저장탱크는 건물의 사장된 공간을 활용하는 것도 아니고, 건물의 균등하중을 제공하는 것도 아니며, 더구나 옥탑 물 저장탱크에 물을 저수하기 위해서는 별도의 펌프를 사용하였어야 하므로, 무동력에 의한 가동시스템과는 전혀 다른 것이다. 또한, 종래의 옥탑 물 저장탱크는 기본적으로 수도물을 저장하는 것인데, 그 수도물은 수많은 정수과정을 거쳐야 하고, 정수장에서 사용처에 이르기까지 설치된 배관시스템을 통하여 공급되어야 하며, 그 과정에서 많은 에너지를 투입하여 얻어진 것인데 반하여, 본 발명은 이러한 인공적인 요소가 전혀 개입되지 않은 자연상태의 빗물을 저장한다는 점에서, 이들은 전혀 다른 것이라고 할 수 있다.
또한, 상기의 빗물 저류본체(110)는 자연상태에서 지붕에 낙하하는 빗물을 저장할 수 있는 밀폐형 구조체이면 족하고, 특별히 그 형상에 제한을 받지 않는다. 또한, 이는 그 재질에 어떠한 한정을 가하지 않으며, 시멘트 재질이나, FRP 재질이거나, 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기의 빗물 저류본체(110)는 상기 밀폐형 용기 내부에 존재하는 빗물의 수위를 측정하는 센서(S)를 포함하고 있다. 상기의 수위측정 센서(S)는 상기 빗물 저류본체(110)에 들어있는 빗물의 수위 또는 그 저류된 양을 측정하여, 상기 제어부(C)로 보내게 된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 빗물 저류본체(110)에 빗물이 들어오게 되면, 상기 수위측정 센서(S)는 상기의 제어부(C)로 빗물 사용가능에 관한 신호를 발송한다. 한편, 사용자들이 화장실에서 빗물을 사용하여 상기 빗물 저류본체(110)에 들어있는 빗물이 최소한계 설정량을 이루게 될 경우, 상기 수위측정 센서(S)는 상기의 제어부(C)로 최소한계 설정량에 관한 신호를 발송한다.
본 발명은 상기의 빗물 저류본체(110)를 건물의 최상부에 설치하게 되므로, 거리에서 떨어지는 낙엽이나 새 등의 배설물을 포함하지 않아서 상대적으로 깨끗하고 맑은 빗물을 집수할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 건물의 최상부(지붕)에서 집수된 빗물을 상기의 빗물 저류본체(110)의 내부로 흘러들어오게 하는 통로로서의 기능을 수행하는 빗물유입구(120)를 포함하고 있다.
상기의 빗물유입구(120)는 하늘에서 내린 빗물이 건물의 최상부에서 집수되어서 상기 빗물 저류본체(110)에 흘러들어가야 하므로, 상기 빗물 저류본체(110)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 빗물유입구(120)에는 빗물에 포함되어 있을지도 모를 이물질을 제거하기 위하여 스크린망(도시되어 있지 않음)을 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 빗물 저류본체(110)의 내부에 저장되어 있는 빗물이 외부로 흘러나갈 수 있는 통로로서의 기능을 수행하는 빗물유출구(130)를 포함하고 있다.
상기의 빗물유출구(130)는 빗물 저류본체(110)의 내부에 저장되어 있는 빗물이 자연스럽게 외부로 흘러나갈 수 있어야 하므로, 상기 빗물 저류본체(110)의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 빗물유출구(130)에 결합되어 있고, 상기 빗물유출구(130)를 통하여 흘러나오는 빗물을 개방 또는 차단하는 빗물 개폐밸브(Vh)를 가지고 있는 빗물 유출관(140)을 포함하고 있다.
상기 빗물 유출관(140)의 빗물 개폐밸브(Vh)는 상기 빗물유출구(130)를 통하여 흘러나오는 빗물을 개방 또는 차단하게 된다. 상기 빗물 개폐밸브(Vh)의 작동여부는 제어부(C)를 통하여 자동적으로 제어되는 것이 바람직하다. 상기 빗물 개폐밸브(Vh)의 자동제어에 관한 구체적인 사항은 하기의 제어부(C)에서 설명될 것이다.
상기의 빗물 유출관(140)은 상기 빗물 유출관(130)에 결합되어 있고, 또한 그 건물의 최상층에서 그 건물의 1층에 이르기까지 연결된 주배관(142)을 포함하고 있다. 상기의 주배관(142)은 건물의 외측 또는 건물의 배관통로를 통하여 상층에서 1층까지 연결되어진다. 상기의 주배관(142)에는 그 건물의 각 층마다 그로부터 분기되어 있는 층간배관(144)으로 연결되어 있다. 상기 층간배관(144)은 그 건물의 최종적인 빗물 사용처에 속하는 화장실 내부로 설치되어진다. 상기 층간배관(144)은 화장실에 설치된 물 사용설비(150)에 연결되어진다. 상기 화장실의 물 사용설비(150)는 화장실에 일반적으로 설치되어 있는 소변기, 대변기, 세면대, 또는 화장실 청소용구 세척대 등을 의미한다. 본 발명의 주요 목적이 자연적으로 낙하하는 빗물을 그대로 흘려보내지 않고 건물의 내부에서 유용하게 활용할 수 있도록 하는 점에 있으므로, 이를 화장실에서 활용하기 위함이다. 상기 층간배관(144)은 그 건물의 용도에 맞추어 적절하게 상기의 물 사용설비(150)에 연결되어지는데, 이는 좀더 구체적으로 화장실의 소변기, 대변기, 세면대, 또는 화장실 청소용구 세척대 중에서 선택적으로 어느 하나, 또는 둘 이상을 연결하여 사용할 수 있는 것이다.
한편, 상기의 빗물 유출관(140)은 건물의 1층에 위치하는 화장실의 내부로 연결되어지지만, 그 끝단은 필요시 건물의 지하에 설치된 우수 저류시설(200)에 연결될 수 있다.
본 발명은 건물의 각 층을 포괄하여 설명하기 위하여 참조부호 n층으로 표현하고 있다. 예컨대, 건물이 10층일 경우, n = 10 으로 특정될 수 있고, 그에 수반한 각 층은 n-1 = 9층, n-2= 8층, n-3= 7 층, ... 등의 순서로 표현될 수 있다. 통상적으로 n 은 2 보다 크지만, 20 이하가 바람직하다. 건물이 20 층을 초과하는 고층 건물의 경우, 건물 자체의 하중에 크므로, 그 이상의 건물에 대해서는 본 발명을 적용할 필요가 없다고 여겨지기 때문이다.
본 발명은 상기 수위측정 센서(S)로부터 신호를 접수하고, 그에 따라 상기 빗물 개폐밸브(Vh)와 상수도 공급밸브(V)의 작동 여부를 자동적으로 제어하는 제어부(C); 를 포함하고 있다.
상기의 제어부(C)는 상기 수위측정 센서(S)에서 보내온 특정한 신호에 따라 상기 빗물 개폐밸브(Vh)와 상수도 공급밸브(V)의 개방 명령 또는 폐쇄 명령을 발송하게 된다.
상기의 빗물 개폐밸브(Vh)는 제어부(C)에서 보내오는 신호에 의해 개방되거나 폐쇄되어지게 된다. 상기의 빗물 개폐밸브(Vh)는 제어부(C)에서 보내오는 신호에 의해 제어되는데, 이는 외부에서 건물의 내부로 공급되는 수도관의 개폐밸브(V)와는 반대로 작동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 의하여 빗물의 활용방식이 물의 자유낙하의 원리를 이용한 것이므로, 종래와 같이 펌프를 이용한 방식과는 전혀 다르고, 또한 본 발명에 의한 방식이 빗물을 이용할 수 없을 경우에 한하여 종래와 동일하게 기존의 수도관을 이용할 수 있도록 하기 위함이다.
예컨대, 상기 빗물 저류본체(110)에 빗물이 차 있을 경우엔, 상기 수위측정 센서(S)는 빗물 사용가능 신호를 상기의 제어부(C)로 보낸다. 상기의 제어부(C)는 그 신호를 전달받아 상기 빗물 개폐밸브(Vh)를 개방시키도록 명령신호를 보내고, 상기의 빗물 개폐밸브(Vh)를 개방시키는 반면에, 상기 상수도 공급밸브(V)에 대해서는 폐쇄명령을 내려 수도물의 공급을 차단시킨다. 이 경우, 건물의 각 층에 있는 화장실에서, 사용자가 소변기를 사용할 경우, 그 소변기에 대해서는 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물이 사용되어지게 되고, 다른 사용자가 대변기를 사용할 경우, 그 대변기에 대해서도 역시 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물이 사용되어지게 되는 것이다.
그렇지만, 사용자들이 수일 내지 수개월에 걸쳐서 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물을 거의 사용하게 되어, 상기 빗물 저류본체(110)에 최소한계 설정량에 이르게 되면, 상기 수위측정 센서(S)는 상기의 제어부(C)로 최소한계 설정량에 관한 신호를 발송하게 된다. 이 경우, 상기의 제어부(C)는 그 신호를 전달받아 상기 빗물 개폐밸브(Vh)를 폐쇄시키도록 명령신호를 보내고, 상기의 빗물 개폐밸브(Vh)를 폐쇄시키는 반면에, 상기 상수도 공급밸브(V)에 대해서는 개방명령을 내려 수도물의 공급을 재개하도록 한다. 이 경우, 건물의 각 층에 있는 화장실에서, 사용자가 소변기를 사용할 경우, 그 소변기에 대해서는 원래의 모습으로 상수도관으로부터 공급된 수도물이 사용되어지게 된다. 역시, 다른 사용자가 대변기를 사용할 경우, 그 대변기에 대해서도 역시 상기 상수도관으로부터 공급된 수도물이 사용되어지게 되는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 빗물 저류본체(110)에는 집수된 빗물이 빗물 저류본체의 한계 저장용량을 초과할 경우, 자연스럽게 외부로 흘러나갈 수 있는 빗물 월류관(132)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 빗물 월류관(132)을 상기 빗물 저류본체(110)에 설치할 경우, 장마철과 같이 많은 비가 한꺼번에 내려서 빗물 저류본체(110)의 한계 용량을 초과하게 될 우려가 발생되어지면, 빗물이 자연적으로 빗물 저류본체(110)의 밖으로 흘러나가게 된다. 그 빗물은 건물의 지하에 설치된 우수 저류시설(200)로 흘러들어가게 되거나, 외부로 배출되어지게 된다. 상기의 월류관(132)은 상기의 빗물 유출관(140)에 합류되어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다.
먼저, 건물의 지붕에서 집수된 빗물이 상기의 빗물 저류본체(110)로 흘러들어가게 되면, 그 내부에 점차적으로 빗물이 차올라오게 되고, 최대 한계량에 이르면, 그 한계량을 초과한 잉여량은 상기의 월류관(132)으로 넘쳐서 외부로 배출되어진다.
그리고, 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물이 그 내부에 차 있는 상태에서는, 상기의 수위측정 센서(S)는 빗물 사용가능 신호를 상기의 제어부(C)로 보내고, 상기 제어부(C)는 상기 빗물 개폐밸브(Vh)를 개방시키는 반면에, 상기 상수도 공급밸브(V)를 폐쇄시킨다. 이러한 상태에서, 사용자가 화장실의 물 사용설비(150)를 사용할 경우, 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물이 자유낙하의 원리에 의해 상기 물 사용설비(150)에 자연스럽게 공급되어지고, 완전 무동력으로 필요한 물을 사용할 수 있게 된다. 이는 무동력으로 작동되어지는 장점과 더불어, 값비싼 수도물을 사용하지 않고, 무한정으로 무료로 공급되는 빗물을 사용할 수 있게 된다는 또 다른 장점을 복합적으로 가지게 됨을 의미한다.
한편, 건물 내부의 사용자들이 상기 빗물 저류본체(110)의 내부 빗물을 거의 사용하게 된 경우, 상기의 수위측정 센서(S)는 최소 한계설정량 신호를 상기의 제어부(C)로 보낸다. 상기의 제어부(C)는 상기 빗물 개폐밸브(Vh)를 폐쇄시키는 반면에, 상기 상수도 공급밸브(V)를 다시 개방시킨다. 이러한 상태에서, 사용자가 화장실의 물 사용설비(150)를 사용할 경우에는, 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물은 차단되어지고, 원래의 모습으로 환원되어서, 수도관으로부터 필요한 물이 공급되어지게 되는 것이다.
따라서, 본 발명을 신축 또는 기존의 건축물에 적용할 경우에, 상기 빗물 저류본체(110)의 내부에 충분한 양의 빗물이 저장되어 있을 경우에는, 그 저장된 빗물을 사용하는 것이지만, 만약 상기의 빗물 저류본체(110)의 내부에 빗물이 충분하지 않거나 빗물이 없을 경우에는, 자동적으로 기존의 상수도 시스템을 그대로 활용하게 되므로, 어떠한 장애가 발생되거나 불편함이 발생될 여지가 전혀 없다. 그러면서도, 오염이 거의 없는 양질의 빗물을 화장실 용도로 활용할 수 있으므로, 일면에서는 상수도 물을 절약하게 되는 물자절약의 장점을 발휘할 수 있고, 다른 측면에서는 무동력으로 작동되므로 에너지 절약의 장점을 동시에 발휘할 수 있는 특장점이 있는 것이다.
본 발명에 의한 빗물 우수 저장장치는 다양한 형태의 건물에 적용할 수 있다. 이는 새롭게 건축되는 건물뿐만 아니라, 이미 건축되어 있는 건물의 경우에도 적용할 수 있음을 의미한다.
도 2는 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제1 실시예로서, 평슬라브식 건물에 적용된 경우를 나타낸 것이며,
도 3은 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제2 실시예로서, 양면 경사 지붕식 건물에 적용된 경우를 나타낸 것이며,
도 4는 본 발명에 의한 건물의 빗물 저장장치의 바람직한 제3 실시예로서, 평면 경사 지붕식 건물에 적용된 경우를 나타낸 것이다.
위의 각 건물에 적용된 경우에서 보여주는 바와 같이, 본 발명은 빗물 저류본체(110)를 건물의 최상부의 사장된 공간에 설치하고, 그 아래층에 대해서는 자유낙하의 원리를 이용하여 빗물을 공급하게 되므로, 종래와 같이 펌프를 이용할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 상기 빗물 저류본체(110)에 저장된 빗물을 모두 사용하였을 경우엔, 종래와 같이 수도관을 이용하여 작동될 수 있도록 하였으므로, 불편함을 초래할 이유가 전혀 없는 것이다.
또한, 건물의 최상부에서 집수된 빗물은, 도로변에 매설된 우수맨홀 등에서 유입되는 빗물보다 오염도가 적은 특성이 있으므로, 본 발명에 의한 집수 시스템으로 전환함으로써, 양질의 빗물을 얻을 수 있는 장점도 있을 것이다. 이 점에서, 본 발명은 양질의 빗물을 활용할 수 있는 장점도 있다. 이로 인해 상수도 대체 효율을 높일 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명은 빗물 저류본체(110)가 건물의 최상부에 위치하고 있으므로, 저류된 빗물을 사용처에 무동력으로 공급할 수 있고, 무동력에 의한 위치에너지를 이용하여 공급할 수 있는 바, 무동력에 의한 전력비용 절감과 빗물관리시설의 단순화를 꾀할 수 있는 장점이 있으며, 그로 인한 CO2 저감을 꾀할 수 있어 저탄소 녹색성장의 녹색기술을 제공할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명은 건물의 유휴 공간을 적절하게 활용할 수 있는 장점도 있다. 예컨대, 학교건축물(철근, 철골 콘크리트 구조물로 변경)의 경우 집수면과 아래층 사이에는 천정 속 유효공간(높이 1~ 2m. 넓은 가로 세로)이 많이 존재하게 되는데, 이러한 공간에 상기의 빗물 저류본체를 설치하게 되는 것이다. 이는 건물의 유휴공간의 활용 측면에서 매우 효율적이라고 할 것이다.
또한, 본 발명은 종래의 방식을 완전히 배제하는 배타적인 공법이 아니고,종래의 방식을 그대로 활용하는 시너지 활용공법이라고 할 수 있다. 이는 건물의 지하에 상수도 저류조를 설치하고, 부스터 펌핑으로 상향식 배관방식을 병행하여 설치할 수 있다. 실제로 첨부도면 2 내지 첨부도면 4에서는 이러한 병행 방식을 적용하고 있음을 인식하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 그 바람직한 실시예로서, 상기 빗물 저류조는 건물 상부에 설치하되, 상수도 저류조는 지하에 각각 설치될 수 있는 것이다.
또한, 장마철과 같이 빗물이 넘쳐서 빗물 저류본체(110)의 최대 허용용량을 초과할 경우, 상기의 빗물 월류관(132)을 통하여 외부로 배출할 수 있고, 그 빗물을 침투시설 및 조경용수, 친수용수 등과 연계 처리함으로서 저비용, 저탄소 녹색기술에 의한 빗물관리시설을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 빗물 저장장치 및 그 사용방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
110 : 빗물 저류본체, 120 : 빗물 유입구,
130 : 빗물 유출구, 132 : 빗물 월류관,
140 : 빗물 유출관, 142 : 주배관,
144 : 층간배관, C : 중앙 제어부,
S : 수위측정 센서, Vh : 빗물 개폐밸브

Claims (3)

  1. 건물의 상부에 존재하는 사장된 공간부에 설치되어 있고, 그 건물의 주기둥 사이에 설치되어 있어서 그 건물에 균등하중을 제공하도록 위치하고 있으며, 그 건물의 지붕에 낙하된 빗물을 받아서 저장할 수 있는 밀폐형 용기로 형성되어 있으며, 상기 밀폐형 용기 내부에 존재하는 빗물의 수위를 측정하는 센서(S)를 포함하고 있는 빗물 저류본체(110)와;
    건물의 지붕에서 집수된 빗물이 흘러들어오는 통로로서, 상기 빗물 저류본체(110)의 상부에 위치하는 빗물유입구(120)와;
    상기 빗물 저류본체(110)의 내부에 저장되어 있는 빗물이 외부로 흘러나가는 통로로서, 상기 빗물 저류본체(110)의 하부에 위치하는 빗물유출구(130)와;
    상기 빗물유출구(130)에 결합되어 있고, 상기 빗물유출구(130)를 통하여 흘러나오는 빗물을 개방 또는 차단하는 빗물 개폐밸브(Vh)를 가지고 있으며, 건물의 최상층에서 그 건물의 1층에 이르기까지 연결된 주배관(142) 및 상기 주배관(142)으로부터 분기되어 상기 건물의 화장실에 설치된 물 사용설비(150)에 빗물을 공급하는 층간배관(144)을 포함하고 있는 빗물 유출관(140)과;
    상기 수위측정 센서(S)로부터 신호를 접수하고, 그에 따라 상기 빗물 개폐밸브(Vh)와 상수도 공급밸브(V)의 작동 여부를 자동적으로 제어하는 제어부(C); 를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 건물의 빗물 저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빗물 저류본체(110)에는 집수된 빗물이 빗물 저류본체의 한계 저장용량을 초과할 경우, 자연스럽게 외부로 흘러나갈 수 있는 빗물 월류관(132)을 포함하고 있으며,
    상기 빗물 유출관(140)의 층간배관(144)은 화장실에 설치된 소변기, 대변기, 세면대, 또는 화장실 청소용구 세척대 중에서 선택적으로 어느 하나, 또는 둘 이상을 연결하여 사용하는 것을 특징으로 한, 건물의 빗물 저장장치.
  3. 건물 최상부에 위치한 빗물 저류본체(110)에 빗물이 저장되어 있을 경우, 수위측정 센서(S)에서 신호를 상기 제어부(C)로 보내고, 상기 제어부(C)는 빗물 개폐밸브(Vh)를 개방시킴으로써, 사용자가 화장실의 물 사용설비를 통하여 상기 빗물 저류본체(110)의 내부에 저장된 빗물을 사용할 수 있도록 하며,
    사용자가 화장실의 물 사용설비를 통하여 빗물을 사용함으로써 상기 빗물 저류본체(110)에 최소 한계 설정량의 빗물을 가질 경우, 상기의 수위측정 센서(S)에서 최소 한계설정량 신호를 발생시켜 제어부(C)로 보내고, 상기 제어부(C)는 빗물 개폐밸브(Vh)를 폐쇄시킴과 동시에, 외부에서 수도물을 공급하는 상수도 공급밸브(v)를 개방시킴으로써, 상수도관으로부터 수도물을 사용하도록 하는 것을 특징으로 한, 건물의 빗물 저장장치의 사용방법.
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