배관의 방진

펌프에 배관을 접속하여 운전을 시작하면, 배관과 건물의 연결이 충분히 끊어져 있지 않은 경우에는 진동은 어디서나 발생하고 그 원인을 찾아내기가 상당히 힘듭니다. 그리고 배관으로부터 건물에 전해진 진동이 진행 도중에 그 진동 주파수와 같거나 그것에 가까운 고유주파수를 가진 바닥이나 벽이 있으면 그 부분이 공진을 일으켜 진동이 확대됩니다. 진동의 발생원은 회전기계에 한하지 않고 배관속 유체 흐름에 의해서도 발생하는 경우가 있기 때문에 배관에 대한 방진도 소홀히 해서는 안됩니다. 또, 고층건물에서는 반드시 몇 개의 배관이 수직샤프트 가운데를 아래층으로부터 최상층까지 올라가는 것을 고려할 수 있습니다. 이러한 경우는 지진시에 건물의 고유진동수와 배관의 고유진동수가 일치하지 않도록 배관 지지간격을 설계할 필요가 있습니다. 일반적으로 배관의 고유진동수가 건물의 고유진동수의 2배 이상 떨어져 있으면 공진에 대한 걱정은 하지 않아도 됩니다. 건물의 고유진동수는 건축 구조설계자에게 배우면 됩니다. 배관의 진동수는 기계공학 편람과 같은 자료에 나와있는 계산식을 이용하여 구할 수 있고, 전자계산기를 이용하면 보다 정확한 값을 구할 수 있습니다. 원자력발전소의 공조, 환기설비의 배관 등은 안전성 확보 측면에서 전자계산기를 사용하여 수계산으로는 곤란한 동적해석(실제는 미리 정해진 일정한 조건으로 지진이 일어난다고 할 수 없으므로 조건을 여러가지로 변화한 상태 하에서 결과가 어떻게 될지 조사하는 방법)이 이루어지고 있습니다. 덕트의 소음계산과 같은 방법처럼 배관의 방진장치를 설계하는 수단은 불행하게도 지금의 공조공학에서는 준비되어 있지 않습니다. 배관의 방진으로는 고무와 스프링을 사용하여 배관과 건물 구조체의 연결을 끊는 것에만 의지하고 있는 실정입니다. 그리고 펌프와의 사이에 가요성 호스 등이 설치되어 있지만, 펌프로부터 진동은 전부 배관을 통하여 전해지지는 않고 배관 내부를 흐르는 물과 같은 유체를 통해서도 전해집니다. 또 수압이 높게되면 가요성 호스 그 자체도 강도 좋은 두껍고 견고한 구조로 되어 버리므로 진동이 감쇄하기 어렵게 되어서 플렉시블 호스로 큰 방진효과를 기대하기는 무리가 있습니다. 오히려 가요성 호스는 배관에 의해 고정된 회전기기를 어느 정도 자유롭게 하여 기초에 설치된 방진장치의 움직임을 도와주기 위한 목적으로 사용된다고 생각하는 것이 바람직합니다. 배관의 방진장치의 형식은 일반적으로 압축형이 많고, 실제는 그 하중방향은 밑으로 향하고 배관의 축방향에 대한 고려는 별로 하지 않는다고 생각됩니다. 역시 배관의 방진은 절연이 주목적이므로 배관의 경로에 대응한 방진재의 위치를 검토하는 것이 필요합니다. 이후 건축물은 철골과 커튼벽으로 세워지게 되는 수가 많을 것이라는 것는 명백하므로 배관의 지지에는 세심한 주의가 필요합니다. 또 경게성을 고려하여 배관은 될 수 있으면 한곳에 모아서 완전히 구조체와의 연결을 끊는 것이 문제 발생을 적게 하는 최선의 방법입니다. 또한 배관이 관통하는 벽이나 바닥 부분은 절연을 위한 방진재를 채워 넣는 것을 잊어서는 안됩니다. 어땠든 배관은 진동을 가장 잘 전하는 것이라는 것을 염두에 두고 방진대책을 세우지 않으면 안됩니다.