용량계산서는 전체시설의 가동 용량을 만족하기 위해서 공정상의 각 설비에 대한 용량을 계산한 설계도서입니다. 기기리스트와 함께 설계도서의 ‘부록’에 주로 들어가게 됩니다.

기기리스트 작성시 기기번호나 기기명, 개략적인 형식 또한 P&ID와 함께 우선 작성이 가능하지만, 용량은 용량계산서 작성 후에 기기리스트에 최종 작성하게 됩니다. 기기리스트와 용량계산서는 용량으로 연결되어, 설계 변경시마다 통일하여 수정이 필요합니다.

용량계산서 작성시 고려해야할 주요 사항들에는 P&ID 재확인, 가동대수, 가동시간, 여유율, 기기형식에 적합한 계산서, 동력, 실제 메이커 사양 확인 등이 있습니다. 이 중에서 몇가지 이야기해 보겠습니다.

위의 많은 항목 중에 동력을 가장 먼저 이야기하는 이유는 뭘까요? 기기의 형식, 용량이 설계 중에 오류를 발견하거나, 시설 용량의 변경으로 변경이 된다면 물론 기계분야 설계자 본인이 번거롭겠지만, 그에 따라서 기기리스트, 시방서, 견적서 등을 설계가 끝나기 전까지 수정하면 됩니다. 하지만 동력은 전기분야와 관련이 깊으며, 전기분야에서 설계하는 시작점. 즉 설계의 최우선 기초자료이기 때문에 잘못된 용량 산정으로 인한 동력 산정 오류시에 설계중 변경을 하게되면 전기분야 설계 담당자가 설계를 다시 해야 하는 문제가 발생합니다. 본인의 오류로 본인이 밤을 새서 변경하면 끝나는 것이 아니라, 기계분야 실수로 전기분야에서 재설계를 해야할 수 있다는 이야기입니다. 물론 전체 용량 대비하여 작은 펌프 용량이 변경되는 것은 전기분야 전체 설계에 크게 영향은 없으나, 특히 설비의 수가 많거나, 대용량 설비의 경우 동력이 변경되면 전체 변압기 용량 변경뿐 아니라, 전기에서도 동력 케이블 계획을 할때 기계 상수도 급수 인입배관이 시설 내 가지치기를 하며 나아가듯, 말단에 큰 용량이 갑자기 변경되어 들어가면 동력 케이블도 전체적으로 새로 계획해야하는 상황이 발생할 수 있습니다.

이처럼 동력 선정은 전기분야 설계의 기초자료로 매우 중요하기 때문에 용량과 동력 선정시 특별히 더 신경써서 작성할 필요가 있습니다. 나의 설계 미스로 동료가 밤을 새야하는 경우가 생기면 얼마나 안타깝습니까. 설계도 사람이 하는 일이라 오류가 발생 안할 수는 없으나, 좀 더 주의할 필요가 있습니다.

동력 선정을 잘 하기 위해서는, 여기서 ‘정확히’라기 보다는 ‘잘’이라고 표현하는 것이 적절할 것 같습니다. 동력선정이 수학식처럼 정확한 답이 있는 것이 아니기 때문입니다. 같은 형식의 기자재라도 업체별로 효율이 다르고, 동력도 다릅니다. 그래서 설계상에 정하는 동력은 향후 공사시에 업체가 정해지면 동력이 큰 업체가 정해질 수도, 작은 업체가 정해질 수도 있는데, 어느 정도 평균치를 가지고 정하게 되면, 모든 시설이 선정되고, 실제 전체 동력이 산정되었을 때 설계한 동력에 크게 벗어나지 않으면 문제가 발생하지 않습니다. 전기분야에서도 동력 산정할 때 일정부분 여유율을 주기 때문입니다.

만약 기자재 업체가 정해져 있다면, 업체에 해당 용량 설비의 동력을 받으면 정확할 수 있습니다. 그러나 설계시에 기자재 업체가 정해지는 경우는 드물고, 국가시설 설계시 일반적으로는 2개 이상 업체가 들어올 수 있는 사양을 공고하게 됩니다. 설계도서에서 특별한 이유없이 한업체만 들어오도록 사양을 정하게 되면 특혜 의혹이 불거질 수 있기 때문입니다.

적절한 동력을 산정하기 위해서는 해당 형식의 이론적인 계산식과 함께 해당 업체들의 카다로그 사양(실제 제품 사양)을 반드시 확인해야 합니다. 검토를 하다보면 두가지 자료에서 나온 동력이 크게 차이가 나는 경우가 있는데, 이론 계산식이 실제 동력계산과 비교하여 동력 효율 등이 적절하지 않을 수가 있으며, 업체의 카다로그가 일반 타 업체들의 평균치와 많이 다른 경우도 있습니다. 업체 카다로그 확인시에는 해당 기자재 형식의 제작사 중에 전국에 많이 설치된 실적이 있는 대표업체 두곳 이상의 카다로그를 참고하여 확인하는 것이 좋습니다.

전체 시설 동력은 작은 시설의 경우 수백kW에서 큰 시설은 수천 kW까지 있습니다. 이 중에 약품공급을 위한 정량펌프가 0.2kW에서 0.75kW로 공사시에 변경이 된다고 하여도, 이 펌프가 10대여도 차이는 0.55×10 = 5.5kW입니다. 전체 동력에 미치는 영향은 미미합니다. 그렇다면 동력 산정시에도 정말 주의할 설비들이 있습니다. 동력이 큰 설비는 예를 들어 설계시 75kW로 선정한 설비가 공사시 110kW 기자재가 선정되면 상용 1대여도 35kW차이가 발생하는 것입니다. 그래서 큰 동력 설비는 이론 계산식 뿐만 아니라 복수 업체 카다로그의 확인이 필요합니다. 또한 15kW설비라도 예를 들어 수중포기기 100대가 배치가 된다면, 공사시 22kW 선정시에 7×100 =700kW의 엄청난 차이가 발생합니다.

그렇다면 동력을 여유있게 한단계식 무조건 높이는 것이 옳을까요? 그렇게 되면 전기분야에서 실제 공사시에 과설계한 문제가 발견될 수 있습니다. 동력은 무조건 크게는 아니지만, 약간은 보수적으로 설계시에 작성하는 것이 일반적이며, 위의 예와 같이 수중포기기 100대 같은 경우는 여러 업체 카다로그 동력 범위를 참고하여 과소도 과대한 설계도 아닐 수 있도록 선정하도록 노력하고, 그렇게 설계하고도 공사시 저효율 저가업체가 의도치 않게 선정된다면, 그에 맞게 공사시에 전기분야 설계도서의 수정을 진행하게 됩니다. 저효율 저가업체라는 표현을 했는데, 이러한 업체를 걸러내기 위해서는 기본적인 사양과 성능을 만족하기 위해서 기계시방서에도 허술하지 않도록 작성을 해주는 것이 필요합니다.

설비의 용량 계산을 위해서는 전체 시설의 용량, 반입 용량, 계열 수의 계획을 기반으로 하며, 여기에 가동대수, 가동시간을 고려하여 용량계산을 하게 됩니다. 시설의 반입용량이 80m3/일 이고 2계열(상용 2대 예비1대), 8시간/일 계획이라면, 80/2/8= 5m3/hr 의 용량이 계산되는데, 여기에 기자재 형식에 따라 적절한 여유율을 주게 됩니다. 형식이 동일한 경우 하나의 시설 내에서 통일성 있게 여유율을 주는 것이 일반적이나, 예를 들어 반입 펌프의 막힘이 자주 발생하는 구간인데, 용량계산 상으로 펌프가 지나치게 소용량의 펌프로 선정이 되어 이송물의 막힘이 예상되면, 이러한 구간은 이물질이 많은 구간으로 여유율을 더 높게 설정하여 펌프 용량을 더 큰 타입으로 설정하는 경우도 있습니다. 대신 양정과 배관 손실 등 종합적으로 고려하여 계산하여야 합니다.

기계설비에서 반입물을 후단 시설까지 이송하는 설비를 설명할 때 간단하게 설계상에 잘 쓰는 말은 아니지만 고체,액체,기체로 분리하여 이야기 하겠습니다. 대표적 이송설비에 고체는 컨베이어류, 액체는 펌프, 기체는 송풍기가 있습니다. 이중에 펌프와 송풍기는 배관을 통해 유체를 이송하는 설비이며, 앞서 가동시간, 가동대수로 기기 사양이 간단히 정해지지 않는 부분이 있는데, 바로 압력입니다. 용량계산시에 펌프는 2m3/min x 20mH 라는 식으로 사양을 많이 표기하는데, 여기에 20mH라는 부분이 펌프의 압력(양정)을 말합니다. 용량은 반입량,가동대수,가동시간,여유율로 금방 계산이 되지만, 압력과 동력 산정은 배관 관경 선정에 따라 함께 바뀌는 부분이 있으므로, 배관 관경을 2~3개 돌려보면서 그에 해당하는 압력손실이 적정한 수준인지 정하게 됩니다. 관경이 크면 배관비에 따른 공사비는 증가하지만, 동력손실은 줄어들어 운영상 전기비가 적게 들게 됩니다. 이 양쪽을 적절히 고려하여 선정하는 것이 필요합니다.

용량계산서를 작성할 때 그밖에 참고할 내용을 생각해보면, 가끔 부록을 예쁘게 꾸민다고 한글 등에 용량계산서를 옮겨서 작업한 도서를 간혹 보게 되는데, 도서 수정시 엑셀 수정 후 일일이 한글파일에 가져다 붙이는 작업이 추가되게 되며, 계산서 수정시마다 제때 수정하여 통일한 경우를 잘 보지 못함. 한마디로 관리가 어렵다는 말입니다. 설계도서를 꾸미는데 예쁘게 꾸미는게 중요할까요 오류없게 정확한게 중요할까요? 설계를 진행하다보면 계산서 수정할 일이 수십 수백번 발생합니다. 그 때마다 기기리스트와 통일해주는 것도 일이고, 설계 후반에는 시방서, 견적에도 수정해줘야합니다. 거기에 한글파일로 된 계산서에도 일일이 수정해야하는 일을 만들어야 할까요? 설계도서의 품질을 보는데 예쁜 걸 따지는 그런 삼류 평가 문화는 언제 사라질지. 설계 기술공모를 하는데 왜 일러스트 편집을 하고 그림을 넣어야 설계능력 평가가 가능한지 과연 전문가 집단이라면 평가하는데 그런게 왜 필요한지 알수가 없습니다.

앞서 설계진행을 하면서 수십 수백번의 수정이 이뤄지는데, 언제 어떤 설비를 용량 수정했는지 전부 기억하지 못하면, 그때마다 전체 기기리스트와 전체 용량계산서 통일여부를 일일이 전부 확인해야하는 문제가 생깁니다. 그러므로, 설계상에 불필요한 확인시간을 줄이기 위해서는 용량계산서 수정시 기기리스트는 바로바로 최신으로 항상 유지하는 것이 중요합니다. 기기리스트만 최신으로 잘 정리가 되어있다면, 시방서, 견적서 등은 도서 제출시 최종적으로 한번만 확인해주면 됩니다. 이 기준을 지키지 않고 설계를 하다보면, 용량계산 따로, 기기리스트 따로, 시방서 따로, 견적 따로인 도서가 작성되게 됩니다. 도서 통일은 실력의 문제가 아니라 품질 확보를 위한 기본입니다.

위에서 앞서 이론계산식과 카다로그를 함께 확인하는 것이 필요하다고 말씀드렸는데, 이론 계산식의 경우 기존에 타설계도서를 참고하는 경우가 많은데, 최소한 본인이 처음 계산하는 기자재 형식은 처음부터 끝까지 확인하고, 수식 연결도 전체적으로 점검할 필요가 있습니다. 기존에 있던 자료가 꼭 맞는 자료이고, 오류가 없다는 보장은 없습니다. 본인이 전체적으로 점검하여 OK한 수식은 이후에 다른 기자재 계산시에도 복사하여 사용하면 됩니다.