초고층 빌딩이란 어떤 법적인 근거로 구분되어지는 것은
아니나 현시대에서 이 정도의 규모를 초고충의 범주로 넣는다는 통념의 개념으로
보면(국내에서는 고층 빌딩이라 정의할 수 있는 건물의 설계 및 시공이 드물어
일본의 자료를 인용하면) 지상 高 100m, 30층 이상의 고층 빌딩을 초고층
빌딩의 범주에 넣을 수 있다 (고층 빌딩의 범위는 주택지역 21m 이상, 기타 지역
31m 이상으로 정하고 있다).
초 고충 빌딩의 전기설계시 착수를 위한 기본설계와
실시설계 과정에서 타 빌딩 설계보다도 건축, 기계설비와의 충분한 협의가 이루어져야
하고, 특히 기계설비의 분포 및 방식에 따라 대부분의 동력간선 방법 등이 제시되므로
이 점에 유의하여야 한다.
지상 약 70m지점에서 순간 최대풍속이 최고도에 달한 후 위로 갈수록 약화되었다가 170m, 250m지점에서 재차 풍속이 강해진다. 또한, 대도시의 경우 질소산화물, 아황산산화물, 매연, 대기오염 등이 상부 층에 역전층을 이루어 초고층 빌딩의 일부층은 대기오염의 영향을 심각하게 받게 되므로 OA기기 위치 선정 및 청정대책을 강구해야 한다. ( 초고층 빌딩 설계 4∼5년 전부터 기상관측 등을 하여 데이터를 수집한다).
고층에서는 복사열의 영향으로 냉방부하가 커지며 풍속의 증대로 외기유입량이 많아 냉방부하가 증가하게 되고 따라서 전기부하도 증가하게 된다.
야간 복사로 인한 난방손실이 커지므로 실내온도의 급강하 및 결로 현상 등에 대한 방지대 책을 강구해야만 한다.
저층부에서는 로프(균형체인)의 진동범위가 작지만 고층부로 올라갈수록 로프의 진동수가 커지고 주파수가 증가하게 되므로 로프가 손상되어 승강기의 안전에 영향을 준다. 따라서 이동식 로프가이드를 설치하여 진동을 억제하여야 한다.
초고층 빌딩에 적용하는 승강기는 초고속으로 운행되고 운행거리도 길어 승강로 내에 바람의 이동이나 충격이 발생한다. 따라서 바람의 충격이나 이동을 완화시키기 위해 공기충격을 완화할 수 있는 완충공간을 최상층, 중간층, 최하층에 설치한다.
1층 현관에서 문이 열려있는 경우 승강로가 굴뚝으로서 작용하게 되므로 출입문의 조작이 곤란하거나 특히, 화재발생시 고층거주자가 질식하는 사고가 발생된다. 따라서 현관문은 2중(회전문)으로 하고 승강기 기계실의 창문을 밀폐형으로 한다.
초고층 빌딩 설계시 특히 중요한 항목으로 강한 태양광선 조사에 의한 사무실 내 조도대비, 방향에 따른 휘도분포 외부광량의 절대적인 차이 등에 대해서 효율적으로 대처하고(관련도표, 참고자료 등) 또, 조명에 의한 에너지 절약측면 대책이 적극 강구되어야만 한다.
초고충 빌딩은 각 부분의 내진설계가 필수적이며, 풍압을 계산한 설계, 유구구조, 유지보수 측면 등이 고려되어야 한다. 특히, 정보통신 및 OA기기 등의 설치 변경이 용이한 건축마감이 되어야 한다.
초고층 빌딩의 동력기기는 단위용량이 크고 간선거리도 길어지기 때문에 저압배전의 경우 400V급을 채용하고, 단상부하 필요시에는 각층 또는 2~3층마다 타이트랜스를 설치하는 것을 검토한다.
대용량 간선계통의 고장사고는 그 부분의 제거, 수선복구
작업에 상당한 시간을 요하게 되므로 사고시 건물에 중대한 지장을 초래하는
경우가 야기된다. 이 문제점을 보완하기 위해 Back-Up 송전방식,
Loop 송전방식(4~6개로 구분한다) 예비,본선 송전방식(샤프트의 구분)등을 고려해야
한다.
각 부하마다 양쪽 피더에서 연결하는 방식으로 신뢰도가 크게 되나 가장 값이 비싸다.
통신설비, OA설비는 최근 중요한 설비로 부상하고 있어 통신선로의 간선은 전기설비 방식에 준한 Loop, Back-Up, 예비본선 방식을 적용시키고 LAN을 이용한 광통신 포설경우도 2중 Loop 방식이 적극 검토 적용되어야 한다.
고층 빌딩의 인접건물에는 전파장해 문제가 발생하게 되므로 대책을 강구한다.
건물에 SHF안테나설치, 또는 초고층빌딩에 전파장해 대책용 안테나를 설치하여 케이블로 분기한다.
직접파와 마찬가지로 전파장해 요인에 대한 적극적인 검토가 필요하다. 피해건물의 공청안테나 대신 전파장해를 유발하는 초고층 빌딩의 옥상에 공청안테나를 설치하여 케이블로 연결한다.
- 일반건축물
N = 2.46×10-5×H l.924
N : 낙뢰회수/년, H : 건물높이m
- 초고층빌딩(m)
N = 3.44×10-4 ×H
l.924 ≒ 3×10-4×H²
초고층빌딩은 상당한 부분이 임대되는 경우가 많고 또한 장래에는 정보화시대에 대응한 기반 정보통신설비(케이블 수납공간확보 : 샤프트, 바닥 등), 전원설비(OA 전원용량 50VA/㎡정도), 통신회선(전화선을 제외한 데이터 용)가 미비된 건축물의 임대는 기대난이라고 할 수 있다.
설계 및 시공은 내진설계에 의하여 행해져야 하며, 특히 초고층 빌딩의 전기부분 중요설비 시공의 경우 간선의지지가 중요한 사항으로 검토되어야 한다.
간선의 정 하중에 대하여 충분한 강도를 가지는 것은
물론 지진 발생시에 무리한 응력이 가해지지 않도록 시공방법을
취해야 한다.
또, 간선의 열신축에 의한 간선 및 구조물에 무리한 응력이
가해지지 않도록 고려해야만 한다.
케이블공사 등과 같이 가요성이 있는
것은 비교적 대처하기가 용이하지만 Bus-Duct 같이 가요성이 없는 것에 대해서는
상 지지에 방진고무, 코일, 스프링 등을 사용하고 필요개소에 Flexible Joint
등을 설계하여 응력을 흡수할 필요가 있다.
일반 케이블의 경우 별도 주문제작을
요한다.(케이블 내부에 강선 삽입으로 기계적 강도 보강).