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2004년08월08일 74번

[건축설비]
고가수조방식을 채택한 목욕탕 건물에서 최상층에 세정밸브가 설치되어 있을 때, 이 세정밸브로부터 고가수조 저수면까지의 필요 최저 높이는? (단, 세정밸브의 최저 필요 압력은 0.7kg/cm2이며, 고가수조에서 세정밸브까지의 총마찰손실수두는 4mAq이다.)

  • ① 4.7m
  • ② 7.4m
  • ③ 11m
  • ④ 28m
(정답률: 25%)

문제 해설

고가수조방식에서는 고가수조의 수위가 높을수록 물의 압력이 높아지기 때문에, 최상층에 있는 세정밸브로부터 고가수조 저수면까지의 높이가 높을수록 물의 압력이 높아진다. 따라서, 세정밸브의 최저 필요 압력인 0.7kg/cm2을 만족하기 위해서는 최소한의 높이가 필요하다.

세정밸브로부터 고가수조까지의 총마찰손실수두는 4mAq이므로, 이를 고려하여 최소한의 높이를 계산할 수 있다. 고가수조에서 세정밸브까지의 수직거리를 h라고 하면, 이 거리에서의 물의 압력은 다음과 같다.

P = ρgh

여기서, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도, P는 물의 압력을 나타낸다. 세정밸브의 최저 필요 압력은 0.7kg/cm2이므로, 이를 위해서는 다음의 식이 성립해야 한다.

0.7kg/cm2 = ρgh + 4mAq

여기서, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도, h는 세정밸브로부터 고가수조 저수면까지의 수직거리를 나타낸다. 이를 h에 대해 정리하면 다음과 같다.

h = (0.7kg/cm2 - 4mAq) / (ρg)

여기서, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도, mAq는 미터수두를 나타낸다. 이때, 물의 밀도는 1g/cm3이고, 중력가속도는 9.8m/s2이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

h = (0.7kg/cm2 - 4mAq) / (ρg)
= (0.7kg/cm2 - 4m × 0.1kg/m2) / (1g/cm3 × 9.8m/s2)
= 11m

따라서, 세정밸브로부터 고가수조 저수면까지의 필요 최저 높이는 11m이다.
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