초고층 건물의 엘리베이터 컨설팅

기술 포커스

초고층 건물의 엘리베이터 컨설팅

여의도 파크원타워를 중심으로

초고층 건물은 도심의 제한적이고 좁은 공간을 극복하기 위해 탄생한 예술과 기술의 집합체이다. 지난 수십 년간 고층건물은 꾸준한 발전을 이루어 왔고 그 중에서 초고층 건물의 탄생에 가장 크게 기여한 건축기술 혁신은 지진과 바람의 제어기술과 더불어 수직운송 시스템인 초고속 엘리베이터의 발전이다.

글. 윤병희((주)첨성시스템 대표 컨설턴트)

초고층 건물의 발전

초고층 건물에서 엘리베이터는 수직운송 목적뿐만 아니라 지진과 바람을 제어하는 기술을 동시에 해결해야 하는 가장 중요한 설비에 해당된다. 초고층 건물 내의 거주자와 방문자를 수직공간으로 빠르게 대량으로 이동시키는 것이 최대의 목표이다. 제한된 좁은 공간에서 기존의 엘리베이터 시스템으로는 공간의 한계를 극복하는데 불리하기 때문에 초고속 엘리베이터와 더블데크 및 트윈 엘리베이터의 도입으로 빠르게 대량수송이 가능하게 되었다.
많은 사람들은 911 사태 이후 초고층 건물에 대한 테러 등의 불안감으로 더 이상 초고층 건물이 건축되지 않을 거라고 예상했지만 현실은 그 반대였다. 특히 중국과 중동 지역에서는 국력의 상징으로 마천루 경쟁이 치열하게 펼쳐졌고 우리나라도 롯데월드타워 123층이 건설되었다. 최근에는 일본이 동경에 지상 1600m 높이에 달하는 스카이마일타워 건물을 계획 중에 있다.

여의도 파크원타워는 어떤 건물인가?

파크원타워는 대지면적 4만6465㎡에 타워1(69층, 332.7m), 타워2(53층, 256m) 오피스, 30층의 호텔, 8층의 리테일로 구성된 복합건물로서 준공이 되면 하루에 약 3~4만명의 상주인구와 방문자가 드나드는 도시 속의 또 다른 도시가 될 것이다. 2개의 지하철역이 인접해 있으며 여의도공원과 한강의 야경을 조망하는 위치에 있다.
파크원타워는 금융, 관광, 고급쇼핑 등으로 응집된 건축물로서 혁신적인 기술을 통합하는데 노력했고 미래 지속가능한 고층건물의 좋은 모범 사례로 꼽을 수 있다.
파크원은 수직도시가 큰 생태계의 한 부분으로 수평적 지하철 교통망과 연결되어 있고, 거대한 복합건물의 유동인구를 원활히 이동시키기 위해 수직동선체계를 심도있게 분석하고 반영한 초고층 건물이다.

여의도 파크원타워의 수직동선체계

파크원타워는 다양한 수직동선 방식을 도입하고 여러 층의 환승층으로 다른 기능을 이용하는 승객들을 구분하여 상층부의 사무실, 그리고 호텔 객실을 고속 엘리베이터로 이동하도록 설계되었다. 리테일은 총 28대의 엘리베이터와 총 72대의 에스컬레이터로 방문객과 직원들이 이용하도록 설치된다. 파크원타워에는 독일 티센크루프엘리베이터사의 최신 기술인 Twin Elevator, 목적층 선행등록시스템(DSC)이 설치된다. Card Reader, DSC와 연결된 통합 빌딩운영시스템은 이용자를 가장 짧은 시간에 그들이 원하는 층까지 이동시켜줄 최적의 엘리베이터를 자동 배치하는 서비스를 제공할 것이다.
다양한 기능으로 타워의 많은 상주인구와 방문자를 원활히 보내기 위해 수직적으로 여러 층에 조닝(Zoning)을 구획하는 승강장(Low/Middle/High Zone)을 두어 로비층에 진입하는 탑승객에게 신속하고 용이하게 수직교통수단의 접근을 제공한다.
파크원타워에 설치되는 트윈 엘리베이터는 1분에 420m를 주행하는 초고속 기종으로 아시아 지역에서 가장 빠른 트윈엘리베이터가 설치된다. 에너지 사용과 토지자원 활용을 고려해 트윈 엘리베이터를 적용하여 가려는 층에 따라 승객들을 그룹화하여 수송하는 목적층 선행등록시스템을 적용하여 층별 수송계획을 수립했다.

파크원타워의 엘리베이터 기술컨설팅

초고층 건물의 엘리베이터 품질은 공장에서 설계 및 제작되는 품질관리도 중요하지만 설치시공에 있어 세심한 주의를 필요로 한다. 엘리베이터는 자동차나 전자제품과 다르게 공장에서 조립되어 고객이 바로 사용하는 것이 아니고, 모듈 부품을 현장에서 조립하여 사용하기 때문이다.
초고속 엘리베이터의 설치시공은 단 한 번의 승부라고 할 정도로 매우 정교한 설치품질 관리를 요구하므로 파크원 타워에서는 특별 컨설팅에 의해 품질관리를 수행한다. 단계가 많지만 지면의 한계 상 일부를 소개한다.

⑴ 엘리베이터 승차감을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나가 레일을 설치하는 정밀도이다. 그러나 지금까지 높은 건물에서 레일의 정밀도를 확보하는 것이 매우 어렵기 때문에 최고 전문가인 컨설턴트가 직접 티센크루프엘리베이터사의 설치전문가들과 협의한다. 파크원타워에 적용되는 엘리베이터용 레일은 1m 당 30kg이고 레일의 설치시공 핵심기술은 레일의 이음매의 정밀도를 확보하는 것이다. 레일의 이음매에 오차가 있으면, 이음매 위를 통과하는 순간에 진동이 카로 전달된다. 진동을 억제하기 위해서 무엇보다 레일의 이음매의 정밀도를 높이지 않으면 안 된다. 이음대에 허락되는 공차는 약 0.1mm를 넘지 않도록 정밀시공을 한다.

⑵ 엘리베이터 설치전문가인 최고 기능인이 엘리베이터의 레일을 설치하기 위한 심출작업을 하도록 한다. 최장 약 330m에 달하는 레일을 수직으로 설치하기 위한 측정작업으로 한낮에는 공사에 의한 미세한 진동의 영향으로 정확한 수치를 잡아내는 것이 어렵기 때문에 건 축의 정밀도를 좌우하는 엘리베이터의 심출작업은 야간에 실시한다.
이 방법은 아날로그적이지만 매우 중요한 작업 중의 하나이다.

⑶ 1본의 레일은 선행 시공된 임베드 플레이트에 브라켓트를 전 둘레 용접하고 슬라이딩 레일클립으로 고정하여 건물침하에 대비한다. 임베드 플레이트의 용접부위는 자분탐상검사 및 MG테스트를 거친 제품이 시공되도록 검수하고 있으며, 이런 일련의 작업에 엘리베이터 설치 전문가를 반드시 투입해야 한다.

⑷ 파크원타워에는 티센크루프에서 자랑하는 최고의 설치전문가를 투입시키고, 엘리베이터 승강로 내부에 공사용 리프트를 설치하여 공중에서 조립과 용접 등의 선행작업을 하도록 했다. 승강로 내는 조명이 있어도 좁고 어두워서 고정밀도의 작업에는 설치 전문가의 기술이 절대적으로 필요하기 때문이다.


⑸ 레일과 카의 사이는 상부 2개소, 하부 2개소, 그리고 1개소마다 3개의 가이드롤러가 타이어의 역할을 하는 고무제품의 바퀴가 설치되어 있다. 직경은 약25~35cm 이상으로 적용하여 진동을 억제하도록 관리한다.

초고층 건물에서 컨설턴트의 역할

초고층 건물에서 엘리베이터 컨설턴트는 엘리베이터와 에스컬레이터의 안전과 효율성, 그리고 믿을 수 있게 작동하도록 초기 건축설계단계부터 최종 준공단계까지 기술적인 업무를 총괄 감독하는 업무를 하게 된다. 건축설계 기술지원, 원가관리, 설계관리, 설치관리, 고장 예방적 관리 등의 범위를 종합하여 관리하고 감독하는 매우 중요한 역할을 수행한다. 따라서 컨설팅의 기술적 업무수행을 위해서는 승강기 산업과 건축에서 축적한 기술적 경험의 토대 위에 다음과 같은 자질이 철저히 교육이 되어야 하고 준비가 되어야 한다.
첫째, 초고층 건물에 필수적인 초고속 엘리베이터와 특수 엘리베이터(더블데크, 트윈, 대용량 등)의 설계기술 및 시공기술에 대한 이해가 필요하다. 초고층 건물의 기술의 난이도는 일반 건물과는 비교할 수 없을 정도로 차이가 크다는 사실을 제대로 이해해야 한다.
둘째, 초고층 건물을 위한 사회적 인프라, 해당법규와 제도, 재난안전관리체계, 사회적 공감대 등을 이해해야 하고 기술적 경험이 축적되어야 한다. 또한 지방조례와 승강기 관리절차에 대해서도 잘 알고 있어야 한다.
셋째, 승강기 산업의 유지보수관리체계, 화재발생, 지진발생, 침수사태 등의 비상사태 발생 시 엘리베이터의 구조체계에 대한 지식이 필요하며, 2차 재해를 초래할 가능성을 예방할 지식을 가지고 사전 컨설팅을 해야 한다.
넷째, 승강기 제조업체의 기술적 제안과 가격의 적정성에 대한 분석과 검증이 가능해야 하고 설치 완료 후에 기계적, 전기적 시험과 검사요소, 검사기준의 이해와 연관된 검토가 가능해야 하고 제품수명과 사고예방까지 검토하는 능력을 가져야 한다.
다섯째, 승강기 이용자와 유지보수점검자의 사고확률을 최소화하는 안전성 확보에 노력해야 하고, 불안전한 요소를 발견할 수 있는 능력을 가져야 한다.
여섯째, 엘리베이터 컨설팅 업무에서 가장 중요한 것은 자신의 기술력을 표현하고 발표하는 역량을 갖추어야 한다. 앞에서 언급한 제반지식이 부족하고 이해도가 떨어질 경우에는 건축 관계자들을 이해시키지 못하게 되는 상황이 되기 때문이다.
마지막으로 엘리베이터 컨설턴트는 프로젝트를 수행함에 있어서 정직과 신뢰를 최우선으로 해야 한다.