초고속 엘리베이터의 성능 진단 및 평가, 품질확보방안

초고속 엘리베이터의 성능 진단 및 평가, 품질확보방안

글. 윤병희(㈜첨성시스템 대표이사)

우리나라도 지상 50층 이상의 초고층 건물이 급속히 증가하면서 관련 법률들이 새로이 제정되고 승강기도 초고속 도입이 불가피하게 되었다. 1990년대 이후 인버터 제어 및 동기전동기가 도입되면서 대용량 및 초고속 모델이 등장했고 엘리베이터의 속도는 해마다 증가하면서 갱신되고 있다. 초고층 건물의 초고속 엘리베이터 기술 경쟁은 승강기 업계의 기술력이자 건축기술과 함께 발전을 거듭하고 있다.

초고속 엘리베이터의 도입 배경 및 컨설턴트 역할

초고속 엘리베이터의 도입은 해당 건물의 품질과 미적 기능을 충족시켜야 하는 매우 중요한 공정으로 공사비 절감과 공사 기간에 미치는 영향이 점차 커지고 있으며, 엘리베이터 설비의 경량화, 에너지 절감, 친환경, 우수한 승차감, 쾌 적성이 요구된다. 초고층 건물 자체가 세계적인 랜드마크로 시사하는 바가 크기 때문에 초고속 엘리베이터의 품질 확보는 더욱 중요해지고 있다. 문제는 승강기 제조업체에 종사하는 우수한 기술자들이 많이 있지만 누구도 고객의 고민을 이해하고 해결하려고 하는 사람이 없다는 것이다. 또한, 승강기 제조업체가 입찰에 의한 저가 수주로 원가 절감을 실시하면서 품질 저하 원인이 되기도 하는 상황에서 승강기 컨설턴트의 역할은 매우 중요하다고 할 수 있다.
컨설턴트는 고객의 엘리베이터 요구사항과 예산에 맞는 다양한 프로그램을 제공하면서 엘리베이터의 작동을 점검하고 진단하여 성능평가를 실시하고 문서화해야 한다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 건물주와 이용자의 관점에서 광범위하고 전문적인 승강설비에 대한 지식을 보유한 특별한 엔지니어가 수행해야 한다.

초고속 엘리베이터의 품질확보 컨설팅

초고속 엘리베이터 컨설팅은 안전과 효율성, 신뢰성이 확보된 시스템이 작동되도록 초기의 건축설계 단계부터 최종 준공단계까지 기술적인 업무를 자문하고 감독하는 업무를 하는 것이다. 건축설계지원, 원가관리, 설계관리, 설치관리, 고장 예방적 관리 등을 종합하여 감독하는 것으로 다음과 같다.

⑴ 초고속 엘리베이터의 주요한 기술사항으로는 바람에 의한 건물 흔들림 현상을 제어하는 기술, 지진시의 제어기술, 연돌현상 억제 대책, 피스톤현상 억제 대책, 가이드레일 설치를 위한 건축시공 기술, 기압 저감 기술, 건축물 수축현상 대책, 진동소음 저감방안, 승차감 확보 기술 등이 있다.
⑵ 초고층 건물은 거주자 및 방문자를 수직공간으로 빠르게 대량으로 이동시키는 것이 최대의 목표이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 제한된 좁은 공간에서 초고속 엘리베이터의 도입이 필수적이고 더블데크 및 트윈 등 대용량 특수 엘리베이터를 채택하는 것을 검토하기도 한다. 또한, 목적층 사전등록 기능을 채택하여 층별 수송계획을 검토한다.
⑶ 초고속 엘리베이터는 고가의 부품으로 조립되기 때문에 건축 설계 단계에서 대수와 속도를 정밀 분석하여 최적의 승강 설비를 검토하고 제안해야 한다. 이것은 건축 공사비의 절감과 공간 이용의 효율성을 극대화시켜서 건물의 가치 를 올리는 것이다.
⑷ 승객의 이동동선에 따른 엘리베이터의 뱅크와 조닝을 구획하고 교통량 시뮬레이션 프로그램에 의한 승객의 평균 대기시간과 목적층 도착시간을 최소화하도록 하여 에너지 절감을 달성하도록 관리해야 한다.
⑸ 초고속 엘리베이터의 승차감 품질을 좌우하는 가이드 레일, 와이어로프, 주행케이블에 대한 승강기 업체의 설계제원을 검토하고 검증하는 업무를 수행한다. 이때, 생명선인 와이어로프는 도르래와의 마찰력과 면압을 고려하여 승강기 제조업체와 협의하고 의견을 최대한 수용하는 것이 필요하다.
⑹ 특히 초고층 건물에서 와이어로프의 수명에 영향을 미치는 것은 설계적인 제원 외에 총주행횟수와 주행시간, 주행거리 등은 물론, 지진과 바람에 의한 건물 흔들림의 영향을 받기 때문에 승강기 업체와 건물관리회사에 자문해야 한다.
특히 해외논문에 따라 주행거리 약 500m 이내로 설치할 것을 권장해야 하고, 와이어로프 공급자의 영업적인 제안에 따른 적용은 매우 위험하므로 승강기 업체의 엔지니어와 충분히 기술적 상담을 해야 한다.
⑺ 기압차가 높은 초고층 건물의 연돌현상은 저층 건물보다 심하게 발생하므로 유입된 바람이 엘리베이터 승강로를 타고 상층부로 빨려 올라가면서 엘리베이터 와이어로프와 주행케이블 등을 심하게 흔들고, 고속 주행 시의 피스톤 현상을 크게 만들기도 한다. 와이어로프 및 주행케이블의 심한 흔들림은 승차감 저하 및 수명 저하에 영향을 끼친다. 이때 로프의 요동을 방지하는 승강기 업체의 기술적인 제안을 검토해야 한다.
⑻ 화재, 지진, 테러 등에 대비하여 비상용은 승강기 검사기준에 따라, 피난층에서 가장 먼 층인 최상층까지 60초이내에 도달하는지 여부를 검증한다. 피난용은 비상시에 피난안전 구획층인 대피층에서 피난층까지 직행으로 주행하여 평상시의 수송능력보다 25% 이상의 수송능력을 발휘하는지 여부와 법규 준수 여부를 검증해야 한다.
⑼ 컨설턴트는 설계 도면과 설치 도면을 바탕으로 수많은 부품들이 어디에 어떤 목적으로 사용되는지 검토하고, 검수를 실시해야 한다.
⑽ 초고속 엘리베이터는 초고층 건축물 내구연한과 함께하도록 설계되고 유지관리 되어야 한다. 미래 엘리베이터 교체로 인한 이용자의 이동에 불편함을 초래해서는 안되고 교체비용이 높기 때문에 저층 건물보다 내구 연한이 최소 2배 이상이 확보되도록 내구연한을 엄격하게 검토하고 적용해야 한다. ⑾ 건축물의 중력과 횡력은 계단과 엘리베이터를 둘러싸고있는 코어 벽체와 건물의 외골격에 의해서 지지되기 때문에 초고층 건물에서 엘리베이터 코어 구조는 중요한 역할을 한다. 가이드레일 설치로 주철근의 손상이 없도록 임베드 플 레이트의 선시공을 제안하고 코어의 수직과 수평 기울기의 오차를 최소화하도록 제시하고 시공사측에 요구해야 한다.
⑿ 어떤 이유로 비상용과 피난용이 승강로 중간에 멈춰서 내부에 사람이 갇혔을 경우, 구조되기 이전에 연기에 노출될 수도 있다. 이때 소방대원과 장애인들의 안전한 탈출을 위한 개선된 시스템이 반영되도록 자문한다.
⒀ 컨설턴트는 건물의 디자인 개념을 이해하고 기술지원, 인테리어 도면의 검토를 통해서 엘리베이터가 건물의 디자인 이미지에 맞도록 적용시킨다.
⒁ 기타 컨설팅 업무내용
견적원가 및 예산수립, 제작시방서 작성, 승강기관련법규 검토, 초고속 엘리베이터 기술적 응용 프로그램 검토, 계약이행 여부 검증, 노후 승강기 현대화공사 및 업그레이드 검토, 건축 관계자의 승강기 기술교육, 법적소송에 대한 기술적 지원, 승강기 설치자의 기술협의, 승강기 완성검사 지원, 승강기 유지보수계약의 지원, 승강기 성능진단 및 평가 등을 수행한다.

초고속 엘리베이터의 성능진단 및 평가

초고속 엘리베이터에 대한 성능진단은 매우 중요하고 위험한 작업이다. 이론과 실제 경험이 풍부한 최고 전문가에 의해서 검증된 계측기로 측정해야 하고 보고서가 작성되어야 한다. 컨설턴트의 성능진단 프로그램은 매우 광범위하면서 상세하고 계획적인 작업이다. 건물주에게 초고속 엘리베이터에 대한 최고의 높은 가치와 만족하는 결과를 제공해 주어야 한다. 설치된 승강기에 대해서 광범위한 측정을 실시하고, 계약시방서가 요구하는 초고속 엘리베이터의 구성요소가 완전하게 설치 또는 기능을 발휘하는지, 정확한 부품과 재료가 제공되었는지, 시스템의 상태가 정상적으로 유지되고 있는지를 진단하여 승강기 시스템에 대한 성능을 분석하고 그 구성요소를 판정한다. 이 과업은 최종 단계인 유지보수 프로그램의 성능 확보와 더불어 최고의 건물가치를 건물주에게 제공하는 고난이도 기술업무이다. 컨설턴트는 실제 측정을 위해서 설치된 초고속 엘리베이터의 부품별 기능과 역할, 부품수명, 법규 만족 여부, 기계실 제원, 승강로 제원, 카 제원, 모든 신호기기와 피트 설비. 본체구조, 작동 및 제어시스템, 용 량과 속도 등의 측정 기록 데이터를 점검한다.

초고속 엘리베이터 컨설턴트 육성 필요성

초고층 시대의 초고엘리베이터 승강기 컨설팅은 매우 특별한 기술력과 자질을 요구하는 지식산업으로 개발업자, 건물주, 건축사, 건설사, 엔지니어회사, 승강기업체 등의 이해관계를 조정하고 기술적 업무를 수행하는 건축물의 꽃이라 할 수 있다. 우리나라는 한국승강기대학교에서 승강기를 전문적으로 교육시키고 훈련시켜서 배출하고 있지만, 승강기 컨설턴트 양성을 위한 과정이 없는 것이 아쉽다. 승강기업계에서 기계 및 전기 엔지니어들을 교육, 훈련을 시키고 있지만, 건설 분야 등의 다양한 지식을 요구하는 컨설팅 업무를 수행하기에는 지식의 부족으로 제약을 받기도 한다. 승강기 컨설턴트와 같은 전문 컨설턴트는 특정의 기술적인 경험을 요구하기 때문에 승강기대학교에서 컨설팅학과를 신설하여 이론적 지식을 충분히 습득한 후에 승강기 전문 컨설턴트로 출발하도록 하는 것이 바람직하다. 초고층 건물의 초고속 엘리베이터의 증가로 도덕성을 갖춘 전문 컨설턴트의 요구가 많아질 것으로 예상되어 체계적인 교육시스템의 구축이 필요하다