공동주택 리모델링 공사시 난방 및 급탕 통합배관 시스템의 초기투자비 절감에 관한 연구

본 연구에서는 관행적으로 사용하는 기존배관(4-배관) 방식에서 탈피하고 공동 주택에서 새로운 배관 시스템(통합배관) 도입을 통해서 원가절감, 에너지 절감, 건축적 공간 절약 등 난방, 급탕 시스템 설비분야에서 공사비 및 초기 투자비 분석을 통해 비용을 절감할 수 있도록 분석하였다.

통합배관 시스템은 기존배관(4-배관)방식 보다 2차측 배관들을 통합하므로 기존배관 방식(난방 공급 및 환수관, 급탕 공급 및 환수관)보다 초기 투자비가 절감된다는 점과 배관의 가닥수가 줄어들면서 배관 면적이 줄었기 때문에 열 손실이 줄어드는 감소되는 효과도 있다.

통합배관 시스템은 새로운 공법이며, 지금까지 배관설계 하는 부분에서 실제적으로 에너지 손실에 가장 크게 영향을 미치는 요소가 배관의 적정한 설계가 이루어지지 않아서 발생하였다.

이번 연구에는 총 3단계의 연구과정을 통해 연구를 진행하였다.

첫째는 30년 이상 노후화된 공동주택에서 리모델링시에 적정한 설비 설계기술 및 초기 투자비 절감으로 리모델링 공동주택 단지를 대상으로 기존배관(4-배관) 방식과 통합배관 방식의 부하 및 장비 용량 계산서를 통해 두 시스템의 관경 계산 및 각각 두 시스템의 공사비 비교를 분석하였다.

1) 대상 공동주택의 개요
2) 기존배관(4-배관) 시스템의 주요 계산서 적용
3) 통합배관(2-배관) 시스템의 주요 계산서 적용
4) 기존배관(4-배관) 및 통합배관(2-배관) 주요부 비교 적용
5) 각 시스템의 장비일람표 적용
6) 101동 난방배관 계통도-기존배관(4-배관)
7) 101동 난방배관 계통도-통합배관(2-배관)
8) 입상배관 관경 비교

초기 투자비를 분석 비교하면 340세대 규모의 주거용 리모델링 공동주택 단지에서 기존배관(4-배관) 방식 대신 통합배관 방식으로 배관을 교체한다면 기계실 유효면적 증가에 대한 이득, 입상관과 횡주관의 배관 설치공간에 축소로 인하여 건축적인 이점을 배제 시키더라도 절감액이 세대별로 계산해서 보면 대략 330,000원 정도 절감할 수 있었다.

둘째는 공정별 공사금액 비교를 하여 기존배관(4-배관)방식과 통합배관방식의 각각 두 시스템의 공사비(초기투자비) 비교 분석하여 통합배관 방식의 초기투자비 절감 효과를 밝히고자 하였다.

1) 공정별 공사금액 비교 (직접공사비 기준)
2) 초기 투자비 기존배관(4-배관) vs 통합배관(2-배관) 시스템 비교 적용
(직접공사비 기준)
3) 공동주택의 공사별 공사금액 분석 결과(직접공사비 기준) 적용

초기 투자비 부분에서는 장비 설치공사는 뺀 나머지는 기계실 배관공사, 난방 배관 공사, 급탕 배관공사 등은 전반적으로 절감이 되는 걸 볼 수 있으며, 직접공사비만 보면 기존배관(4-배관) 방식과 통합배관 방식을 비교했을 때 장비설치공사는 뺀 나머지는 전반적으로 절감이 되는 걸 확인할 수 있었다.

대상 리모델링 공동주택 단지 분석에서 기존배관(4-배관) 방식과 통합배관 방식에 있어서 직접비 항목의 비용을 비교해 본 결과, 통합배관방식이 14% 정도 공사비가 절감이 되었음을 확인할 수 있었다,

셋째는 공동주택의 단위 난방부하 기준(지역별 기준부하) 분석 비교 적용하여 다른 지역(A~D지역) 에서도 리모델링시 기존배관(4-배관) 방식 대비 통합배관 방식이 공사비가 다른 지역에서도 절감이 되는지를 분석하였다.

그래서 지역난방 설계를 할 때는 한국지역난방공사에서 제공하는 “열사용시설기준”(공동주택의 단위난방부하 기준)을 적용하여 지역별로 해당하는 열부하를 설정해서 부하 및 장비계산서를 돌려보고 그에 해당하는 장비들 또는 배관 관경사이즈를 분석 해서 다른 지역에서도 절감이 되는지 확인할 수 있었다.

1) 공동주택의 단위 난방부하 기준(지역별 기준부하) 분석 비교 적용

본 연구를 통해 공동주택의 단위난방부하 기준인 A~D지역의 공사비를 비교 했을 때 직접비 항목에서 기존배관(4-배관) 대비 비용을 비교해 본 결과, 통합배관 방식이 13~14% 정도 공사비용이 절감이 되었다.

나머지 배관들에 공사비용을 비교하여도 열교환기실 배관공사 12% 절감, 공동주택 난방 배관공사 34%절감, 주차장난방 배관 공사 9%절감, 공동주택 급탕 배관 공사 89%절감, 주차장 급탕배관 공사 100% 절감이 되었습니다.
이는 전체 총 공사비 항목으로 비교해도 통합배관 시스템이 기존배관(4-배관)시스템 보다 13~14%의 공사비가 더 적게 드는 것으로 나타났다.

또한, 다른 지역에서도 일부 입상배관을 제외한 초기 투자비 부분에서는 장비 설치공사는 뺀 나머지는 기계실 배관 공사, 난방 배관 공사, 급탕 배관 공사 등은 전반적으로 절감이 되는 걸 볼 수 있으며, 직접공사비만 보면 기존배관(4-배관)방식과 통합배관방식을 비교했을 때 장비 설치공사는 뺀 나머지는 전반적으로 절감이 되는 걸 확인하였다.

입주민들도 리모델링 후에 주거성능도 중요하지만 해당 단지의 시세차익 또한 고려하기 때문에 사업성이 중요하다고 생각하며, 리모델링 시 초기 투자비 절감 부분이 노후 건축물의 중요한 부분이라고 판단되고 있다.

이는 기존배관(4-배관)으로 시공되고 리모델링 단지를 통합배관으로 교체할 때 세대수가 많을수록 비교 대상이 되는 공용부 배관 길이의 차이가 커져서 경제성이 더 높일 수 있음을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다

A Study on the Reduction of Initial Investment Cost of Integrated Pipe System of Heating and Hot Water Supply System for Apartment Remodeling

This study analyzed the cost by analyzing the construction cost and initial investment cost in heating and hot water system facilities such as cost reduction, energy reduction, and architectural space saving through the introduction of a new piping system (integrated piping) in apartment houses.

Since the integrated piping system integrates secondary pipes compared to the existing piping method (4-piping), the initial investment cost is reduced compared to the existing piping method (heating supply and return pipe, hot water supply and return pipe), and the area of piping is reduced.

The integrated piping system is a new construction method, and so far, the factor that has the greatest effect on energy loss in the piping design has not been properly designed.

This study was conducted through a total of three stages of research.

First, we analyzed the landscape calculation of the two systems and the construction cost comparison of the two systems through the existing piping method and the integrated piping method load and equipment capacity calculation for the remodeling apartment complex by reducing the facility design technology and initial investment cost.
1) Overview of the target apartment house
2) Application of key bills for existing piping (4-Piping) systems
3) Application of Key Bill for Integrated Piping (2-Piping) System
4) Application of Comparison between Existing Piping (4-Piping) and Integrated Piping (2-Piping) Main Parts
5) Application of equipment schedule for each system
6) 101 Building Heating Piping System Map - Existing Piping (4-Piping)
7) 101 Building Heating Piping Systematic Map - Integrated Piping (2-Piping)
8) Granular Piping Landscape Comparison

By analyzing the initial investment cost, replacing the existing pipe (4-piping) method in a 340 household remodeling apartment complex could save about 330,000 won, even if it excludes the benefits of increasing the effective area of the machine room and the construction benefits of reducing the standing and cross-piping were excluded.

Second, by comparing the construction amount by process, the construction cost (initial investment cost) of the two systems, the existing piping (4-piping) and the integrated piping method, was analyzed to reveal the effect of reducing the initial investment cost of the integrated piping method.

1) Comparison of construction amount by process (based on direct construction cost)
2) Comparison of Existing Piping (4-Piping) vs Integrated Piping (2-Piping)
Systems for Initial Investment Costs (Based on direct construction costs)
3) Application of the Analysis Results of Construction Amount by Construction of Apartment Housing (Based on Direct Construction Cost)

In terms of initial investment cost, except for equipment installation work, machine room plumbing work, heating plumbing work, and hot water plumbing work are generally reduced, and compared to the existing (four-plumbing) and integrated plumbing work, the rest is generally reduced.

In the analysis of the target remodeling apartment complex, it was confirmed that the construction cost of the integrated piping method was reduced by 14% as a result of comparing the cost of direct costs in the existing piping method and the integrated piping method

Third, by applying a comparison of the unit heating load criteria (base load by region) of apartment houses, whether the integrated piping method saves construction costs compared to the existing piping (4-piping) method when remodeling in other regions (areas A to D).

Therefore, when designing district heating, it was possible to set the corresponding heat load for each region by applying the "heat use facility standard" (unit heating load of apartment houses) provided by the Korea District Heating Corporation, turn the load and equipment bill, and analyze the corresponding equipment or pipe diameter size to see if it can be saved in other regions.

1) Comparative Application of Unit Heating Load Criteria
(Regional Reference Load) in Apartment Houses

When comparing the construction costs of areas A to D, the unit heating load standard of apartments, the integrated piping method reduced the construction cost by 13 to 14% as a result of comparing the cost of direct ratio items.

Comparing the construction costs to the rest of the pipes, the heat exchanger room piping construction was reduced by 12%, the apartment heating piping construction was reduced by 34%, the parking lot heating piping construction was reduced by 99% and the parking lot hot water piping construction was reduced by 100%.
Even when compared to the total construction cost items, the integrated piping system costs 13 to 14% less than the existing piping (4-piping) system.


In other regions, except for some standing pipes, the equipment installation work, heating piping, and hot water piping work are generally reduced, and if you look at the direct construction cost, the equipment installation work is generally reduced.

Residents also believe that business feasibility is important because the housing performance is important after remodeling, but the capital gains of the complex are also considered, and the initial investment cost reduction during remodeling is an important part of old buildings.

This can be confirmed through this study that the larger the number of households, the greater the difference in the length of the common pipe to be compared when the remodeling complex is constructed with the existing pipe (4-pipe) and replaced with the integrated pipe.