1. 서 론
2. 연구대상 및 연구방법
2.1 연구대상
2.2 자료수집 및 현장조사
2.3 작업시간 및 공수 산정방법
3. 결과 및 분석
3.1 작업환경별 교체시간 분석
3.2 구경 및 연결방식별 교체시간 분석
3.3 계량기 구경 및 연결방식에 따른 작업특성 분석
4. 결 론
1. 서 론
수도계량기는 수돗물 사용량을 측정하여 수도요금 산정의 기초자료를 제공하는 핵심 시설물로서, 정확한 계량 성능 확보를 위하여 지속적인 유지관리와 주기적인 교체가 요구된다. 우리나라에서는 ｢계량에 관한 법률｣에 따라 수도계량기의 검정유효기간을 규정하고 있으며, 지방자치단체는 검정유효기간이 만료된 계량기를 대상으로 정기적인 교체사업을 수행하고 있다. 최근에는 노후 계량기 증가와 스마트 수도계량기 도입 확대에 따라 계량기 유지관리 및 교체사업 규모가 지속적으로 증가하고 있다.
수도계량기의 유지관리와 교체 필요성에 관한 연구는 국내외에서 지속적으로 수행되어 왔다. Arregui et al.(2006)은 수도계량기의 선정, 설치, 유지관리 및 교체주기를 포함한 통합 관리체계(Integrated Water Meter Management)를 제시하였으며, 체계적인 계량기 관리가 상수도 운영 효율성 향상에 중요한 역할을 수행한다고 보고하였다. 또한 AWWA(2012)는 수도계량기의 설치조건, 사용환경 및 유지관리 수준이 계량기 수명과 성능에 직접적인 영향을 미친다고 제시하였다.
계량기 노후화에 따른 성능 저하 연구도 다수 수행되었다. Arregui et al.(2003)은 계량기 사용기간 증가에 따라 측정오차가 증가하며, 효율적인 수도사업 운영을 위해서는 적절한 교체전략 수립이 필요하다고 제안하였다. Criminisi et al.(2009)은 노후 수도계량기에서 과소계측(Under-registration)이 발생하여 유수수량 손실(Apparent Losses)이 증가할 수 있음을 제시하였으며, 계량기 교체를 통한 경제적 효과를 분석하였다. 또한, Arregui et al.(2012)은 계량기 교체주기 결정 시 사용연수뿐만 아니라 운영조건, 계량기 성능 및 유지관리 비용을 함께 고려하여야 한다고 제안하였다. 최근 Cordeiro et al.(2022)은 계량기 성능평가를 기반으로 교체 우선순위를 결정할 수 있는 관리전략을 제시하여 계량기 유지관리의 효율성을 향상시킬 수 있음을 제시하였다.
이와 같이 기존 연구들은 주로 계량기의 성능 저하, 계량오차 분석 및 교체주기 결정에 초점을 맞추어 수행되어 왔다. 그러나 실제 현장에서 수행되는 수도계량기 교체공정의 작업특성에 관한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 특히 계량기 구경, 연결방식 및 설치환경에 따른 작업시간과 생산성 차이를 정량적으로 분석한 연구는 거의 수행되지 않았다. 실제 수도계량기 교체작업은 계량기 철거 및 설치뿐만 아니라 단수조치, 누수확인, 계량기함 정비, 사용자 대응 및 현장 접근 등 다양한 작업이 포함되는 현장 중심 공정으로 구성된다. 따라서 합리적인 예정가격 산정과 효율적인 유지관리 체계 구축을 위해서는 실제 현장자료를 기반으로 한 작업특성 분석이 필요하다.
본 연구에서는 청주시에서 수행된 검정유효기간 만기 수도계량기 교체사업을 대상으로 현장조사 및 작업실적 자료를 활용하여 계량기 구경, 설치방식 및 작업환경에 따른 작업특성을 분석하였다. 또한 교체공정의 주요 영향요인을 도출하고 공수를 산정함으로써 향후 지방자치단체의 수도계량기 교체사업 계획 수립 및 예정가격 산정을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다.
2. 연구대상 및 연구방법
2.1 연구대상
본 연구는 충청북도 청주시에서 수행 중인 검정유효기간 만기 수도계량기 교체사업을 대상으로 하였다. 연구대상 계량기는 ｢계량에 관한 법률｣에 따른 검정유효기간이 만료된 수도계량기로서, 소구경 계량기(15~50 mm)와 대구경 계량기(100~150 mm)를 포함하였다.
청주시는 약 9만 7천여 개의 수도계량기를 운영하고 있으며, 도시지역과 농촌지역이 혼재된 공간적 특성을 가지고 있다. 또한 공동주택, 다세대주택, 단독주택, 상가 및 공장 등 다양한 설치환경이 분포하고 있어 수도계량기 교체공정의 작업특성을 분석하기에 적합한 지역으로 판단하였다. 연구대상지역 및 현장조사 위치는 Fig. 1에 나타내었다.
2.2 자료수집 및 현장조사
수도계량기 교체공정의 작업특성을 분석하기 위하여 현장조사와 교체실적 자료를 활용하였다. 현장조사는 실제 계량기 교체현장을 방문하여 계량기 설치위치, 작업환경 및 교체절차를 조사하였으며, 작업자 동선과 계량기 교체에 소요되는 시간을 측정하였다. 또한 교체 전문업체의 작업일지를 활용하여 구경별 및 설치유형별 교체실적을 분석하였다.
교체실적분석은 교체 전문업체가 작성한 작업일지 및 교체실적 자료를 활용하여 수행하였다. 작업일지에는 계량기 구경, 설치위치, 연결방식, 교체수량 및 작업시간 등의 정보가 포함되어 있으며, 본 연구에서는 이를 활용하여 계량기 구경 및 설치유형에 따른 작업특성을 분석하였다. 또한 현장조사를 통해 확인한 작업절차와 작업일지의 기록내용을 비교·검토하여 자료의 일관성을 확인하였다. 따라서 현장조사는 작업특성 파악을 위한 기초조사로 활용하였으며, 기록분석은 다수의 교체사례를 확보하기 위한 정량적 자료구축 과정으로 구분하였다.
자료수집은 총 8차에 걸쳐 수행되었으며, 현장조사 4회(1차, 2차, 6차, 7차)와 교체내역 분석 3회(3차, 4차, 5차), 기존자료 분석 1회(8차)로 구분하여 수행하였다. 현장조사는 다세대주택, 교외 일반주택, 아파트, 상가 및 공장부지 등 다양한 작업환경을 대상으로 수행하였으며, 교체내역 분석은 계량기 구경 및 설치유형에 따른 작업특성을 파악하기 위하여 실시하였다. 조사 개요는 Table 1과 같다.
Table 1.
Summary of Survey Program and Data Collection
현장조사 결과와 교체실적 자료를 종합하여 총 683개 계량기의 교체자료를 구축하였다. 분석대상 자료는 현장조사 및 교체실적 분석을 통해 구축한 683개의 계량기 교체자료를 기반으로 하였으며, 대구경 계량기(100 mm 및 150 mm)에 대해서는 청주시(Cheongju City, 2009) 단가산정 용역 결과를 참고자료로 활용하였다. 또한 계량기 연결방식에 따라 유니온형(Union Type)과 플랜지형(Flange Type)으로 구분하여 분석을 수행하였다.
40 mm 및 50 mm 계량기의 경우 유니온형과 플랜지형이 혼재되어 있어 연결방식에 따른 작업특성을 비교할 수 있도록 하였으며, 100 mm 및 150 mm 계량기는 현장조사 자료 확보가 어려워 청주시에서 수행한 ｢검정유효기간 만기계량기 교체 단가산정 용역(Cheongju City, 2009)｣ 자료를 활용하였다. 해당 용역의 실측자료에 따르면 100 mm 계량기의 평균 교체시간은 324.17분, 150 mm 계량기의 평균 교체시간은 467.17분으로 조사되었다. 또한 직접 측정자료가 존재하지 않는 80~300 mm 구경의 계량기에 대해서는 직선보간법(linear interpolation)을 적용하여 구경별 교체시간을 추정하였으며, 이를 바탕으로 공수를 산정하였다. 다만 본 연구의 작업특성 분석은 현장조사 및 교체실적 자료가 확보된 15~50 mm 계량기를 중심으로 수행하였으며, 대구경 계량기 자료는 공수 산정을 위한 참고자료로 활용하였다. 구경 및 연결방식에 따른 자료 구성은 Table 2와 같다. 분석자료의 대부분은 13~25 mm의 유니온형 계량기로 구성되었으며, 40 mm 이상 계량기에서는 유니온형과 플랜지형이 혼재하는 것으로 나타났다.
Table 2.
Distribution of Water Meter Replacement Records Used in This Study
| Diameter (mm) | Union Type | Flange Type | Total |
| 13–15 | 246 | - | 246 |
| 20 | 257 | - | 257 |
| 25 | 159 | - | 159 |
| 32 | 12 | - | 12 |
| 40 | 2 | 2 | 4 |
| 50 | 2 | 3 | 5 |
| Total | 678 | 5 | 683 |
2.3 작업시간 및 공수 산정방법
본 연구에서는 현장조사 및 교체실적 자료를 기반으로 수도계량기 교체공정의 작업특성과 공수를 분석하였다. 분석대상은 계량기 구경, 연결방식 및 설치환경에 따라 구분하였으며, 각 조건별 교체시간 및 작업특성을 비교·분석하였다.
계량기 교체공정은 기존 계량기 철거, 신규 계량기 설치, 누수 확인 및 부대작업으로 구성되며, 플랜지형 계량기의 경우 스트레이너 교체 및 연결부 재조립 작업이 추가적으로 수행된다. 따라서 본 연구에서는 단순히 계량기 구경만을 고려하지 않고 설치방식 및 작업환경에 따른 차이를 함께 반영하였다.
공수는 현장조사와 교체실적 분석을 통해 산정된 평균 교체시간을 기반으로 산정하였으며, 공동주택, 도심지, 교외주택 및 상가·공장지역 등 작업환경별 차이를 비교하였다. 또한 유니온형과 플랜지형 계량기를 구분하여 연결방식에 따른 작업부하 차이를 분석하였으며, 플랜지형 계량기에 수반되는 스트레이너 교체 작업의 영향도 함께 검토하였다.
3. 결과 및 분석
3.1 작업환경별 교체시간 분석
수도계량기 교체작업의 효율성을 평가하기 위하여 작업환경에 따른 평균 교체시간을 분석하였다. 작업환경별 평균 교체시간 분석결과는 Table 3과 같다. 분석 결과, 동일한 구경과 연결방식을 갖는 계량기라 하더라도 설치환경에 따라 교체시간에 상당한 차이가 발생하는 것으로 나타났다.
유니온형 계량기(13~32 mm)의 경우 아파트에서 평균 20.0분으로 가장 짧은 교체시간을 나타냈으며, 다세대주택 및 도심지 단독주택에서는 평균 22.0분, 교외 단독주택 및 상가·공장지역에서는 평균 38.0분이 소요되는 것으로 분석되었다.
아파트의 경우 계량기가 동일 층 또는 동일 동 내에 집약적으로 설치되어 있어 이동거리가 짧고 작업 동선이 단순한 특징을 보였다. 반면 교외지역은 계량기 간 이격거리가 크고 현장 접근성이 떨어져 이동시간이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 일부 지역에서는 건물 미존재, 장기 공실, 수도 미사용 등의 사례가 확인되어 작업효율 저하 요인으로 작용하였다.
이러한 결과는 수도계량기 교체작업의 효율성이 단순히 계량기 구경에 의해 결정되는 것이 아니라 설치환경과 공간적 배치 특성에 의해 크게 영향을 받음을 보여준다.
Table 3.
Average Replacement Time According to Work Environment
| Meter Type | Work Environment | Average Time (min) |
| Union (13–32 mm) | Apartment | 20 |
| Union (13–32 mm) | Urban Residential Area | 22 |
| Union (13–32 mm) | Rural / Commercial Area | 38 |
| Union (40–50 mm) | General | 76.9 |
3.2 구경 및 연결방식별 교체시간 분석
수도계량기 교체공정의 작업특성을 정량적으로 평가하기 위하여 계량기 구경 및 연결방식에 따른 평균 교체시간을 분석하였다. 분석 결과, 계량기 구경이 증가할수록 평균 교체시간이 증가하는 경향을 나타내었으며, 동일 구경에서도 연결방식에 따라 교체시간의 차이가 발생하는 것으로 분석되었다.
Table 4는 구경 및 연결방식에 따른 평균 교체시간을 나타낸 것이다. 13~15 mm 유니온형 계량기의 평균 교체시간은 23.5분으로 가장 짧게 나타났으며, 20 mm는 27.8분, 25 mm는 32.2분, 32 mm는 47.0분으로 분석되었다. 이는 계량기 구경 증가에 따라 계량기 중량, 체결부 크기 및 작업 난이도가 증가하기 때문으로 판단된다.
Table 4.
Average Replacement Time by Meter Diameter and Connection Type
| Diameter (mm) | Connection Type | Average Time (min) |
| 13–15 | Union | 23.5 |
| 20 | Union | 27.8 |
| 25 | Union | 32.2 |
| 32 | Union | 47 |
| 40 | Union | 64.9 |
| 40 | Flange | 77.8 |
| 50 | Union | 88.9 |
| 50 | Flange | 106.6 |
40 mm 이상 계량기에서는 연결방식에 따른 차이가 뚜렷하게 나타났다. 40 mm 유니온형 계량기의 평균 교체시간은 64.9분으로 나타난 반면, 동일 구경의 플랜지형 계량기는 77.8분으로 약 20% 증가하였다. 또한 50 mm 유니온형 계량기는 88.9분, 플랜지형 계량기는 106.6분으로 분석되어 플랜지형 계량기의 작업시간이 상대적으로 더 길게 나타났다.
이는 플랜지형 계량기의 경우 연결부 탈·부착 작업과 체결 볼트 해체 및 재조립 공정이 추가적으로 요구되기 때문으로 판단된다. 또한, 청주시의 계량기 교체공정에서는 플랜지형 계량기 교체 시 스트레이너(여과장치) 교체가 함께 수행되는 경우가 많아 작업시간 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
Fig. 2는 계량기 구경 및 연결방식에 따른 평균 교체시간을 나타낸 것이다. 계량기 구경 증가에 따라 교체시간이 증가하는 경향이 명확하게 나타났으며, 특히 플랜지형 계량기는 동일 구경의 유니온형 계량기보다 높은 작업시간을 나타내는 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 공수 산정 시 단순히 계량기 구경만 고려하는 것이 아니라 연결방식 및 부대작업 여부를 함께 고려해야 함을 시사한다.
3.3 계량기 구경 및 연결방식에 따른 작업특성 분석
현장조사 및 교체실적 분석 결과, 계량기 구경과 연결방식은 교체공정의 작업특성에 직접적인 영향을 미치는 주요 요인으로 나타났다. 특히 소구경 계량기와 플랜지형 계량기는 설치구조 및 시공방식의 차이로 인해 작업 난이도와 소요시간에 차이를 보이는 것으로 분석되었다.
13~32 mm 유니온형 계량기의 경우 설치구조와 교체절차가 대부분 유사한 것으로 나타났다. 다만 계량기 구경이 증가할수록 계량기의 중량 증가, 체결부 크기 확대 및 취급 난이도 증가가 발생하므로 동일한 공수를 적용하기보다는 구경별 특성을 반영한 공수 산정이 필요한 것으로 판단된다.
한편, 40 mm 및 50 mm 계량기는 동일 구경이라 하더라도 연결방식에 따라 작업특성의 차이가 나타났다. 유니온형 계량기의 경우 기존 연결부 해체 후 신규 계량기를 설치하는 일반적인 작업절차로 수행되지만, 플랜지형 계량기의 경우 연결 플랜지 분리, 체결 볼트 해체 및 재조립 등의 추가 공정이 필요하다. 이에 따라 동일 구경에서도 플랜지형 계량기가 유니온형 계량기보다 더 긴 교체시간을 나타내는 것으로 분석되었다.
또한 청주시의 경우 플랜지형 계량기 설치 시 스트레이너(Strainer)가 함께 설치되는 것이 일반적이며, 계량기 교체 시에도 스트레이너 교체 또는 신규 설치가 동시에 수행되는 것으로 확인되었다. 따라서 실제 현장에서는 계량기 본체 교체뿐만 아니라 스트레이너 교체, 연결부 보수 및 부대작업이 함께 수행되어 작업량이 증가하는 것으로 나타났다.
이러한 결과는 계량기 교체공정의 공수 산정 시 단순히 계량기 구경만을 기준으로 적용하는 방식에는 한계가 있음을 보여준다. 특히 연결방식, 설치환경 및 부대작업 여부에 따라 실제 작업부하가 달라질 수 있으므로, 보다 합리적인 공수 산정을 위해서는 계량기 유형별 작업특성을 반영한 차등 적용이 필요할 것으로 판단된다.
4. 결 론
본 연구에서는 청주시 수도계량기 교체사업을 대상으로 현장조사 및 교체실적 자료를 분석하여 계량기 구경, 연결방식 및 작업환경에 따른 교체공정의 작업특성을 분석하고 공수 산정을 위한 기초자료를 제시하였다. 본 연구를 통해 도출된 주요 결과는 다음과 같다.
(1) 작업환경에 따라 계량기 교체시간에 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 유니온형 계량기(13~32 mm)의 경우 아파트는 평균 20.0분, 도심지 주거지역은 22.0분, 교외 주택 및 상가·공장지역은 38.0분이 소요되는 것으로 분석되었다. 이는 계량기 설치 밀도, 작업 동선 및 현장 접근성 차이에 기인하는 것으로 판단된다.
(2) 계량기 구경이 증가할수록 평균 교체시간이 증가하는 경향을 나타내었다. 유니온형 계량기의 평균 교체시간은 13~15 mm에서 23.5분, 20 mm에서 27.8분, 25 mm에서 32.2분, 32 mm에서 47.0분으로 분석되었으며, 구경 증가에 따른 중량 증가와 작업 난이도 증가가 주요 원인으로 판단된다.
(3) 동일 구경에서도 연결방식에 따라 교체시간의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 40 mm 및 50 mm 플랜지형 계량기는 유니온형 계량기에 비해 더 긴 교체시간을 나타냈으며, 이는 플랜지 해체·조립, 체결 볼트 작업 및 부대공정이 추가되기 때문으로 분석되었다.
(4) 청주시의 플랜지형 계량기 교체공정은 스트레이너 교체가 병행되는 특성을 보였으며, 이에 따라 단순 계량기 교체작업뿐 아니라 부대작업이 전체 공수에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 공수 산정 시 계량기 구경뿐 아니라 연결방식, 작업환경 및 스트레이너 교체 여부를 함께 고려할 필요가 있다.
본 연구 결과는 수도계량기 교체사업의 적정 공수 산정 및 단가 산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 다만 본 연구는 청주시 사례를 대상으로 수행되었으며, 40 mm 이상 계량기와 플랜지형 계량기의 분석 사례 수가 제한적이라는 한계가 있다. 따라서 결과의 일반화에는 신중한 접근이 필요하며, 향후 다양한 지자체와 계량기 유형을 대상으로 추가 자료를 확보하여 보다 신뢰성 높은 공수 산정기준과 공수 예측모형을 개발할 필요가 있다.
