KR20150073725A - 지하수 배수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 지하수 배수시스템은 건물 지하층 내부공간의 기초콘크리트 층에 설치되어 지하수를 저장하는 저장탱크와, 건물의 기초콘크리트 층 하부에 설치되어 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판을 구비하는 배수부와, 상기 배수부에 연결되며 건물 내부의 벽체에 인입 또는 노출되어 상기 지하수가 설계안정수위 이상 상승 시, 상기 저장탱크로 상기 지하수가 월류될 수 있도록 하는 연직관과, 상기 저장탱크에 저장되는 지하수의 수위를 감지하여 감지된 신호를 출력하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 따라 기입력된 수위 이상이면 상기 집수정에 저장된 지하수를 건물 외부로 배출하도록 된 펌프와, 상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 근거하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

지하수 배수시스템{Drainage system for underground water}

본 발명은 지하수 배수시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물 지하층 내부에 설치되어 별도의 터파기 작업이 필요없이 건물 시공 과정에서 저장탱크를 설치할 수 있는 지하수 배수시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 토목 및 건축 지하 구조물의 시공을 위하여 소정의 깊이로 굴착 작업이 이루어지고, 그 굴착이 종료된 지면(바닥면)에 기초구조체가 형성되며, 이 기초구조체를 기준으로 토목 또는 건축 구조물을 시공하게 된다.

상기 기초구조체에 지하수가 침투 유입되는 경우, 지하수는 건축구조물에 양압력으로 작용되며, 이 양압력은 건축구조물의 바닥부와 그 주변 지하수위에 의한 수두차이에 의해서 건축구조물을 들어올리는 힘으로 작용하게 된다.

따라서, 지하층이 있는 토목 및 건축구조물을 시공하는 현장에서 지하수에 의한 양압력에 대한 대책으로 지하구조물의 기초 두께를 증가시키거나, 락 앵커 등을 설치하여 양압력에 저항시키거나, 또는 기초구조체에 배수관을 설치하여 지하수를 집수 및 배수시켜 양압력을 감소시키고 있다.

대한민국 등록특허 제 10-0969552호에는 지하수위 조절 집배수장치가 게시되어 있다. 게시된 집배수장치는 기초 시공기준면의 토목섬유 위에 구성되는 집배수장치와, 상기 집배수장치의 양측부에 각각 구성되는 한편 그 내부에 상수위조절장치가 구성된 집수정을 포함하는 지하수위 조절 집배수장치로써, 집수정이 건물의 최하층의 기초 콘크리트 층보다 낮게 형성되어 있다.

이러한 집배수장치를 설치하기 위해서는 별도의 터파기 및 집배수장치의 구조 형성을 위한 철근 콘크리트 작업이 필요하므로 많은 작업시간과 비용이 소요된다. 또한, 집배수장치의 보수를 하기 위해서는 기초 콘크리트 층을 손상시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건물의 최하층 내부공간에 저장탱크를 설치하여 작업시간 및 비용을 줄이고, 유지 및 보수가 편리한 지하수 배수시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 지하수의 설정된 안정수위를 가변시킬 수 있는 지하수 배수시스템을 제공함에 있다.

건물 지하층 내부공간의 기초콘크리트 층에 설치되어 지하수를 저장하는 저장탱크와, 건물의 기초콘크리트 층 하부에 설치되어 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판을 구비하는 배수부와, 상기 배수부에 연결되며 건물 내부의 벽체에 인입 또는 노출되어 상기 지하수가 설계안정수위 이상 상승 시, 상기 저장탱크로 상기 지하수가 월류될 수 있도록 하는 연직관과, 상기 저장탱크에 저장되는 지하수의 수위를 감지하여 감지된 신호를 출력하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 따라 기입력된 수위 이상이면 상기 집수정에 저장된 지하수를 건물 외부로 배출하도록 된 펌프와, 상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 근거하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 저장탱크는 건물 지하층 내부의 기둥 사이 또는 벽체에 매몰되거나 노출되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 연직관은 상기 연직관의 높이보다 낮은 위치에서 수직방향으로 상호 이격되도록 분기되어 지하수 수위의 높이에 따라 선택적으로 지하수를 배출할 수 있는 복수개의 보조연직관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 각 보조 연직관에는 지하수의 흐름을 단속하는 제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지하수 배수시스템은 저장탱크를 건물의 최하층 내부공간에 설치하여 기존의 터파기 및 배수장치의 구조적 형성을 위한 작업이 필요 없어 작업시간과 비용이 절약된다. 또한, 건물 구조물에 영향을 주지 않고 보수 및 유지가 용이하다.

본 발명의 지하수 배수시스템의 또 다른 효과는 연직관에 일체로 형성된 보조연직관을 통해 원하는 수위에서 지하수를 저장탱크로 배출할 수 있어, 지하수의 설정된 안정수위를 가변할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지하수 배수시스템에 대한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 지하수 배수시스템에 대한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 저장탱크가 건물의 지하층 상에 설치된 상태를 개략적으로 나타내보인 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 일 실시예에 따른 지하수 배수시스템을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 배수시스템이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 지하수 배수시스템은 건물의 기초콘크리트 층 상부의 지하층 내부공간에 설치되어 지하수를 저장하는 저장탱크(10)와, 건물의 기초콘크리트 층 하부에 설치되어 지하수가 유입되는 유공관(21) 또는 배수판(22)을 구비하는 배수부(20)를 포함하고, 상기 배수부(20)에 연결되며 상기 지하수가 설계안정수위 이상 상승 시, 상기 저장탱크(10)로 상기 지하수가 월류될 수 있도록 하는 연직관(40)과, 상기 저장탱크(10)에 집수되는 지하수의 수위를 관찰하여 설정 수위 이상일 때 저장탱크(10) 내의 지하수를 건물 외부로 배출하기 위한 수위감지센서(50)와 펌프(55) 및 이들을 제어하는 제어부(60)를 구비한다.

저장탱크(10)는 지하수를 저장하는 것으로, 건물의 최하층의 기초콘크리트 층 상부(지하층)에 설치된다. 바람직하게 저장탱크(10)가 지하층 내부공간을 차지하는 비율을 줄이기 위해 저장탱크(10)는 건물 기둥 사이에 매몰 또는 노출되도록 설치될 수 있다. 저장탱크(10)는 건물기둥과 같은 콘크리트 구조물에 일체로 형성될 수 있으며, 스테인레스나 PVC 등의 재질로 형성될 수도 있다. 저장탱크(10)의 상면에는 맨홀을 구비하여 작업자가 저장탱크(10) 내부의 상태를 확인할 수 있음은 물론이다.

배수부(20)는 지하수를 유도하여 상기 저장탱크(10)로 배출될 지하수를 집수하는 것으로, 건물의 기초콘크리트 층의 하부에 설치된다. 건축물 또는 구조물이 설치되는 지반에 따라 그 구조가 달라질 수 있는데, 연약지반의 경우 부직포 등에 의해 감싸여지며 다수의 관통공이 형성된 유공관(21)과, 암반지반일 경우 지하수를 집수하기 위한 부직포 및 배수판(22)을 구비한다. 건축구조물을 시공하기 위한 기초 지반 위에 지하수가 유입되는 유공관(21) 또는 배수판(22)을 설치하고, 이 유공관(21)과 배수판(22)이 설치된 기초지반 위에 버림 콘크리트를 타설한다. 상기 배수부(20)를 시공함에 있어서 집수 및 배수를 위해 토사의 유출을 방지하기 위한 부직포 및 배수판(22)은 홀드레인보드 등이 이용될 수 있다.

연직관(40)은 상기 저장탱크(10)의 측면에 설치되며 상기 배수부(20)에 연통되게 연결되어 설계안정수위에 대응되는 높이로 연장형성되고, 저장탱크(10)방향으로 절곡되어 다시 저장탱크(10)의 윗면으로 하방연장되어 저장탱크(10) 내부와 연통되도록 설치된다. 연직관(40)과 저장탱크(10)의 결합은 플랜지를 형성하여 결합함이 바람직하다.연직관(40)은 지하수가 설계안정수위를 넘을 경우, 지하수가 월류되어 상기 저장탱크(10)로 배출될 수 있도록 한다. 바람직하게 연직관(40)은 저장탱크(10) 측면에 설치되는 것 이외에 건물 지하층 벽측에 다수개 설치되어 일단과 타단이 배수부(20)에 연통되게 설치될 수 있다.

보조연직관(45)은 지하수의 설계안정수위를 가변할 수 있는 것으로, 복수개의 보조연직관(45)이 연직관(40)의 높이보다 낮은 위치에서 수직방향으로 상호 이격되어 분기된다. 보조연직관(45)들은 저장탱크(10) 측으로 수평연장되고, 수평연장되는 보조연직관(45)에 대하여 수직방향으로 형성된 수직관(46)과 연통되게 결합된다. 바람직하게 수직관(46)은 가장 아래에 위치하는 보조연직관(45)보다 동일 또는 낮게 연장되어 저장탱크(10) 방향으로 절곡되며 저장탱크(10)와 연통되게 결합된다. 각 보조연직관(45)에는 제어밸브(48)가 설치되어 각 보조연직관(45)으로 유입되는 지하수의 흐름을 제어한다. 한편, 도시된 예에서는 3개의 보조연직관(45)이 설치된 구조를 설명하였으나, 보조연직관(45)의 개수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 지하수의 배수량에 따라 다수 개가 설치될 수도 있다.

수위감지센서(50)는 저장탱크(10) 내부에 저장되는 지하수의 수위를 감지하기 위한 것으로, 저장탱크(10) 내부에 높낮이가 다르게 위치되도록 하여 2개 이상 설치할 수 있다. 도시된 실시예에서는 제1,2수위감지센서(51),(52)가 설치되는데, 제1,2수위감지센서(51),(52)와 지하수의 통전유무에 따라 후술되는 제어부(60)에 전원이 온/오프(ON/OFF)된다

펌프(55)는 저장탱크(10)에 집수된 지하수를 건물 외부로 배출하기 위한 것으로, 저장탱크(10)의 외부에 설치되어 펌프(55)의 흡입구가 저장탱크(10) 내부공간과 연통되는 배출관(56)에 연결된다. 펌프(55)의 토출구에는 지상으로 연장된 토출관(57)이 연결되어 저장탱크(10) 내의 지하수를 지상으로 배출한다. 펌프(55)는 저장탱크(10) 내부에 설치되어 수중에서 작동할 수 있는 방수기능을 갖춘 수중펌프로 대체할 수 있음은 물론이다. 바람직하게 펌프(55)와 저장탱크(10) 사이에 위치한 배출관(56)에는 밸브가 설치될 수 있다.

제어부(60)는 상기 수위감지센서(50)로부터 검출된 신호에 따라 상기 펌프(55)의 구동을 제어하는 것으로, 수위감지센서(50)와 펌프(55)와 전기적으로 연결된다. 바람직하게 제어부(60)는 상기 보조연직관(45)에 설치되는 상기 제어밸브(48)와 전기적으로 연결되어 자동으로 제어밸브(48)를 개폐시킬 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

지하수가 배수부(20)에 의해 집수되면 배수부(20)에 연결되는 연직관(40)으로 유입되어 지하수의 수위에 따라 연직관(40) 내의 지하수가 점점 상승한다. 연직관(40)으로 유입된 지하수는 건물 외부의 지하수가 설계안정수위 이상으로 올라가면 자연적으로 연직관(40) 내의 지하수는 월류되어 저장탱크(10) 내부로 지하수가 배출된다. 지하수가 설계안정수위 이상으로 올라가지 않더라도 그 전에 지하수를 저장탱크(10)로 배출하도록 할 경우, 연직관(40)에 설치되어 각각 높이가 다른 보조연직관(45) 중 원하는 높이의 보조연직관(45)의 밸브를 열어 지하수를 저장탱크로 배출할 수 있다. 이에 따라, 지하수 수위가 얼만큼 올라와 있는지도 짐작할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 설계안정수위를 가변할 수 있게 된다.

한편, 저장탱크(10) 내에 지하수가 제1수위감지센서(51)의 위치 이상 상승하게 되면, 제1수위감지센서(51)에서 검출된 신호를 제어부(60)에 전원이 공급되어 펌프(55)를 구동시킨다. 펌프(55)의 작동으로 하강된 지하수의 수위가 제2수위감지센서(52) 이하이면, 제2수위감지센서(52)의 검출된 신호에 따라 제어부(60)가 펌프(55)의 작동을 중단하게 된다.

이상, 본 발명에 따른 지하수 배수시스템은 저장탱크(10)를 건물의 최하층 내부공간에 설치하여 기존의 터파기 및 배수장치의 구조적 형성을 위한 작업이 필요 없이 설치가 간단하여 작업시간과 비용이 절약될 수 있으며, 건물 구조물에 영향을 주지 않고 보수 및 유지가 용이하다.

또한, 연직관(40)에 일체로 형성된 보조연직관(45)을 통해 지하수 설계안정수위를 가변할 수 있어 건물 외부의 지하수 수위 조절이 용이하다.

본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

본 발명에 따른 지하수 배수시스템은 지하가 형성되는 건축구조물에 적용가능하다.

10 : 저장탱크 20 : 배수부
40 : 연직관 45 : 보조연직관

Claims (4)

1. 건물 지하층 내부공간의 기초콘크리트 층에 설치되어 지하수를 저장하는 저장탱크와,
   건물의 기초콘크리트 층 하부에 설치되어 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판을 구비하는 배수부와,
   상기 배수부에 연결되며 건물 내부의 벽체에 인입 또는 노출되어 상기 지하수가 설계안정수위 이상 상승 시, 상기 저장탱크로 상기 지하수가 월류될 수 있도록 하는 연직관과,
   상기 저장탱크에 저장되는 지하수의 수위를 감지하여 감지된 신호를 출력하는 수위감지센서와,
   상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 따라 기입력된 수위 이상이면 상기 집수정에 저장된 지하수를 건물 외부로 배출하도록 된 펌프와,
   상기 수위감지센서에서 출력된 신호에 근거하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 배수시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 저장탱크는 건물 지하층 내부의 기둥 사이 또는 벽체에 매몰되거나 노출되어 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 배수시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연직관은 상기 연직관의 높이보다 낮은 위치에서 수직방향으로 상호 이격되도록 분기되어 지하수 수위의 높이에 따라 선택적으로 지하수를 배출할 수 있는 복수개의 보조연직관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 배수시스템.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 각 보조 연직관에는 지하수의 흐름을 단속하는 제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 배수시스템.
   

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