엘리베이터(승강기) 일반사항

엘리베이터는 건축물의 수직운반수단으로 이용되는 반송설비로서 건축물의 규모에 따라서 설치를 의무화하고 있다.

승용승강기 설치의무대상 : 건축법 57조 1항 시행령89조
비상용승강기 설치의무대상 : 건축법 57조 2항 시행령90조

가. 구조

카와 균형 추를 수 개의 로프로 권상기에 직결된 활차에 매달음.
승객, 화물용 엘리베이터는 로프거리(1:1, 2:1)의 트랙션형이 사용된다.
권상기 및 주 제어기기는 승강로 위에 설치.
로프차에 매달린 카와 균형추는 2개의 T형 레일에 따라 승강.
카는 카실과 카틀로 구성되며, 카틀 좌우에는 가이드슈가 레일을 구른다.

나. 승강기의 분류

구분	종류
용도별	승객용, 화물용, 인화물용, 침대용, 자동차용, 옥외용, 비상용
속도별	저속	속도 : 45m/분 이하
	중속	속도 : 60~105m/분 이하
	고속	속도 : 120~240m/분 이하
	초고속	속도 : 240m/분 초과
용량별	일반용 : 6인,9인,15인,20인,24인 침대용 : 11인,14인 주택용 : 6인,9인 비상용 : 17인
구동방식별	와이어 로프식 : 트랙션 설치(기어드,기어레스) 유압식
구동모터별	교류식(1단,2단), 직류식
권상기별	기어드, 기어레스
운전방식별	요 운전원, 무운전원, 병용운전, 군 관리
출입문 개폐방식별	가로개폐식 : 중앙, 사이드 세로개폐식 : 하향, 상향

다. 주요기기

종류	내용
전자 브레이크	전자석 내의 플랜저를 흡인하여 브레이커슈에 제동력을 가해 제동한다. 교류식과 직류식이 있으며, 직류 브레이크가 성능이 우수하여 많이 사용. 전자 브레이크의 제동토크(㎏·m) = 720 × HP × k / N - HP : 전동기의 마력수 - k : 브레이크 정수 (DC에서 1, AC에서 1.5) - N : 전부하에서 전동기의 회전수
트랙션 머신 (권상기)	전동기축의 회전력을 로프차에 전달하는 기구 기어드형 전동기축에 웜기어가 직결되어 로프차에 연결된 기어를 회전. 기어레스형 전동기축에 로프차를 직접연결.
자동 문 닫힘장치	카위에 설치한 전동기에 의해 문이 열린후 타이머에 의해 수초후 자동적으로 문닫힘. 리타이어링 캠 : 수동식과 전동식으로 구분하며 전동식의 경우 문 안전 스위치를 설치하여 신체 접촉시 자동열림.
자동착상 장치	승강로내 유도판과 카의 유도릴레이가 맞대면 제어회로가 동작하여 자동적으로 착상. 각층 문에는 고리 스위치가 부착되어 정지층 문만 열리고 완전히 닫히지 않으면 카가 움직이지 못함.
전기 제어장치	수전반 : 엘비베이터의 동력원. 제어반 : 권상기 속도제어, 문의 개폐제어 등의 설치 신호반 : 각층 호출에 의한 전동기의 시동,정지 플로어 컨트롤 : 엘리베이터의 전기적 제어, 표시등의 점멸, 운전상태를 비례 축적하여 동기적으로 운행한다.
가이드 레일	승강로 내의 양측면에 균형추 및 카의 승강을 안내하는 레일 설치. 5, 8, 13, 24㎏의 레일이 사용된다.
균형추	전동기 소요 용량을 최소로 하기 위하여 설치하는 카의 중량 보상용 추. (정원상승, 무승차하강시에 전동기부하가 최대가 됨) 균형추의 중량 = 카의 전중량 + 최대적재량의 40(화물용)~60%(승객용) 추의 수를 가감하여 균형 추의 중량을 조정한다.
로프	강도 및 유연성이 요구되며, 일반적으로 19개선을 8조 또는 6조로 꼰 것을 사용. 교체시기는 3~5년 사용 후가 안전하다.
안 전 장 치	조속기 중속기 : 정격속도의 140% 초과시 고속기 : 정격속도의 120% 초과시 정지시키는 기능 카가 정지하지 않을 때 조속기에 걸려있는 로프를 조이고 동시에 카바닥 밑의 비상정지 장치가 동작한다. 비상정지 장치의 정지방식 45m/min 이하의 경우 : 양측레일에 먹혀 들어가 즉시 정지. 45m/min 초과의 경우 : 양측레일을 일정한 압력으로 조이면서 1~2 m 이내에서 정지. 최상층, 최하층에서 착상동작 실패시 종점스위치가 작동하여 착상. 완충기(BUFFER) 안전장치가 작동하지 않고 카 및 균형추가 승강로 바닥에 충돌할 경우 충격 완충을 위하여 승강로 바닥에 카 및 균형추 용의 완충기 설치. - 스프링식 : 속도 60m/min이하에 적용. - 유압식 : 속도 90m/min이상에 적용.
신 호 장 치	홀 인디게이터 : 현재위치 층과 주행방향 표시 홀랜턴 : 군 관리방식에서 도착 수초 전에 도착을 예측하여 해당 엘리베이터를 표시한다. 홀 버튼 : 이용자 의사 전달장치 푸쉬 버튼식과 원터치 버튼식이 있다. 집합표시(엘리베이터 수신반) : 수 대의 엘리베이터의 상태를 하나의 조작반으로 정리한 것이다. 차임벨 : 도착을 대기자에게 전달하는 장치로 차임벨, 공벨, 전자버저 등이 있다. 카 인디게이터 : 카 내의 승객에게 현재의 위치 및 운행방향을 알리는 장치. 카 조작반 : 카의 조작을 위한 버튼. 부 케이지 조작반 : 카를 보조적으로 조작하기 위해 설치하는 조작반 연락장치 : 외부와 연락 가능한 시설(인터폰 등)로서 비상 축전지로 비상시 연락이 가능해야 한다.

라. 엘리베이터 구동방식

구 분		특 징
교 류	1단 속도 제어 방식	단속도의 특수 농형 유도전동기 사용하여 웜기어식 권상기를 구동(전동기회전속도 720~1200rpm). 속도조정 불가 정지 : 전원차단 제동 : 전원차단시 전자 브레이크 구동 역전 : 3상중 2상 바꿈 속도 : 30m/min 이하 하중 : 1,000㎏ 이하 착상오차가 크고, 승차감이 좋지 않고 잡음이 있다. 구조,보수가 간단하고, 경제적
	2단 속도 제어 방식	단권선 극수 변환형 전동기 사용(속도비 2:1) 2중권선 2단속도형 특수 농형 유도전동기 사용.(속도비 4:1) 전동기 극 수 변환으로 2단속도조정 역전 : 3상중 2상 바꿈 속도 : 60m/min 이하 하중 : 1,500㎏ 이하 착상이 양호하고,승강기분 양호하다. 기동은 저항제어, 감속은 고속에서 저속으로 전환, 정지는 급전이 단절시 전자 브레이크 작동. 보수가 간단하고, 경제적이며 널리 사용.
	궤환 제어 방식	시동 및 속도조절 : 1차 권선에 가해지는 전압을 SCR을 사용하여 제어. 유도전동기의 1차전압제어는 직접 토크를 제어하여 속도를 간접제어하므로 슬립이 높아져 효율이 저하되고 응답성 면에서도 직류전동기에 비해 약간 떨어진다. 특수 3상유도전동기를 사용.(1200~1800 rpm) 속도 : 45~105m/min 하중 : 제동은 피드백제어(권선에 직류를 흘려 발전제동)를 하여 승차감, 착상정도가 상당히 우수하다. 가격 및 시설면에서 직류방식보다 유리하여 고층빌딩 등에서 폭넓게 사용되고 있다.
직 류	워드레오너드방식	속도제어 : 직류전동기에 가해지는 전압을 연속제어하므로 부드러운 제어가 된다. ( 직류 타 여자발전기의 계자저항 가감 → 발전기 전압제어 → 타 여자 전동기공급 → 속도제어) 속도조정이 광범위하고 세밀하다. 역전 : 주전동기의 전기자 또는 계자극성 중 1개 바꿈. 하중 : 1,000㎏ 이상 무 부하, 부의부하, 극히 저속에서도 안정. 사용전력이 속도에 비례하여 전력절감효과가 있다. 기어드식 속도 : 90~105m/min 타 여자 직류전동기사용. 설비비가 높다. 기어레스식 속도 : 120~600m/min 타 여자 직류전동기 50~250rpm의 저속전동기 사용. 설비비가 가장 비싸다.
직 류	일그너 방식	유도전동기의 2차측에 접속된 저항의 가감으로 슬립조정으로 제어. 부하급변시 전원에 악영향. M-G Set, 플라이 휘일의 손실로 효율이 떨어진다.

마. 엘리베이터 운전방식

경제적인 운전을 위해 운전원이 없는 엘리베이터로 설계되고 있으며 대수 및 이용목적을 고려하여 운전방식을 선정하여야 하며, 3대 이상 설치시에는 일괄관리하는 군 관리방식을 고려하여 운전효율의 증대를 고려 한다.

구분		특징
요 운 전 원 방 식	레코드 콘트롤 방식	시동은 운전원 핸들조작 운전원이 목적 층 단추 누름으로 목적 층 순서로 자동정지 반전 : 최 단층에서 자동.
	시그널 컨트롤 방식	시동은 운전원 핸들조작 정지 : 목적 층 단추누름 호출 : 승강장 호출신호로 정지 반전 : 어느 층에서나 가능 뱅크운전의 경우에는 운전간격이 자동조절.
	카 스위치 방식	시동,정지는 운전원이 핸들조작 정지시 수동 또는 자동착상하며 운전원이 판단 및 조작
무 운 전 원 방 식	단식 자동 운전방식	승객이 운전 승강장 호출신호로 자동시동 및 정지(운전 중 호출은 운전종료시까지 응하지 않는다)
	승합 전자동방식	승객이 운전 목적 층 및 승강장 호출신호로 자동시동 및 정지 호출순서에 관계없이 각 호출에 응하여 자동으로 정지
	하강 승합 자동방식	도중 층으로부터 상승하는 승객이 적은 건물에 적합(아파트) 상승 중 호출신호는 무시하고 최고층 호출은 정지 하강 중에는 승강장호출에 의해 정지
병 용 방 식	카 스위치 단식자동	평상시 : 운전원 카 스위치 자동착상방식 한산시 : 단식자동방식으로 승객이 운전
	카 스위치 승합 전자동	평상시 : 카 스위치 자동착상방식 한산시 : 승합 전 자동식으로 승객이 운전
	시그널 승합 전 자동	평상시 : 운전원 시그널 컨트롤방식으로 운전 한산시 : 승합 전 자동식으로 승객이 운전
군 관 리 방 식	시그널 군 승합 전 자동	하루 이용 상황이 크게 변화하는 장소에 수 대의 엘리베이터가 설치되어 있는 경우 운전효율에 중점을 두어 수 대의 엘리베이터를 일괄하여 관리하는 방식. 효과 인건비절감, 승객대기시간 대폭 단축, 러쉬아워가 해소되며 도중 층의 대기시간은 하루종일 같은 정도, 부하율 균등화로 수명연장.
	출발신호 붙이 시그널 군승합전자동
	군승합 자동방식
	전자동 군관리방식

1. 엘리베이터설비 계획시 고려사항

적절한 수요를 예측하여 과부족이 없는 능력으로 가장 경제적인 설비를 선택하는 것이 목적이다.(수회 반복하여 검토 후 결정)
승용 엘리베이터는 가능한 한 1개소에 집중 설치해서 부하의 균등화를 도모한다.
평면적으로 분산시에는 동선을 검토한 후 다음 각목에 중점을 두고 검토한다.
계획대상의 상태 및 상태의 변화시점을 결정하여 그에 적합한 대수로 계획한다.
성격과 종류가 다른 교통이 혼재하는 경우에는 가능한 한 이종의 교통은 분리하여 동선의 단순화를 도모한다.
빌딩의 출입구가 지하1층과 1층으로 되어 있을 경우에는 에스컬레이터 등으로 2개층을 결합시켜 출발점을 1개층으로 정하여 운행능률과 수송력의 향상을 도모한다.(지하층에서 만원으로 1층에서는 이용불가한 경우가 발생할 수 있다)
하나의 그룹으로 운전되는 엘리베이터의 서비스 층을 모두 고르게 할 것. (군 관리시스템의 적용)
엘리베이터 배치시 특히 4대 이상인 경우에는 군 관리시스템을 채택하여 그 능력을 충분히 발휘할 수 있도록 한다
엘리베이터 1개 그룹의 대수는 이용편리상으로 볼 때 8대가 한도이다.

2. 엘리베이터 설계시 검토사항

법적제한사항 검토.
비용 및 면적 검토.
적재량, 정격 속도, 설비대수 결정.
정원 및 평균일주시간의 산출.
전동기용량, 구동방식, 배치, 균형 추의 위치, 카, 승강로, 기계실의 크기 결정.
의장의 결정

3. 엘리베이터의 선정

용도	적재량 ㎏	정원	속도 m/분	구동방식	운전방식
소형빌딩, 아파트	400	6	30	교류1단	요 운전원방식 : 카 스위치 자동착상 방식 무운전원방식 : 승합 전 자동 방식
중,소형 호텔,병원	600	9	45, 60	교류2단	무운전원방식 : 단식 자동방식, 승합 자동방식
중형빌딩 소형백화점	900	13	90, 105	직류 기어드	병용방식 : 카 스위치 승합자동, 시그널승합자동
대형사무실	1350	20	80~ 150	직류 기어레스	군관리 전자동방식
대형백화점	1500	23	150	직류 기어레스	시그널 승합 자동방식

★ 15층 이상의 아파트의 경우 비상용 승강기로서 트렁크 타입(후면에 관을 넣을 수 있는 구조)으로 할 것을 지방자치제별로 실시를 의무화하고 있는 경향이다.

2. 평균일주시간의 산출

평균일주시간은 러쉬아워에 기준 층을 출발하여 되돌아와 출입문을 열 때까지의 시간의 합으로 구한다.

평균일주시간 = 승객출입시간+문 개폐시간+주행시간

운행방식	출입 시간	문 개폐시간	주행시간
승 : 각층서비스 강 : 급행운전	r×t	(1+fp)× (2td+te)
승 : 도중 층까지 급행 이후 각층서비스 강 : 급행운전	r×t	(2+fp)× (2td+te)
운전원, 특정 층에만 정지	r×t	f (2td+te)

3. 운전간격과 평균대기시간

3-1. 운전간격

뱅크운전중의 엘리베이터 군에서 각 카의 기준 층 출발간격

운전간격(초) = 평균일주시간÷뱅크운전중의 대수
30초이하 : 양호, 40초 : 가능하다, 50초 초과 : 불량

3-2. 평균대기시간

평균대기시간 = 운전간격÷2

4-1. 설비대수 = 러쉬아워 대의 5분간의 이용인원수÷5분간 운반인원수

5분간 운반인원수 = 60×5×0.8×C(카 정원)÷평균일주시간

러쉬아워 5분간의 이용인원수 = j×M(건물의 총 인원)

사무실의 종류	j값
전용사무실, 동시출근이 많은 임대사무실	1/3 ~ 1/4
임대수가 적은 임대사무실	1/7 ~ 1/8
회사수가 많은 임대사무실	1/8 ~ 1/10

양적기준 : 교통수요를 과,부족 없이 수용할 수 있는 만큼의 수량선정
질적기준 : 이용자의 대기시간을 허용치 이하로 억제.(운전간격 만족)

설비대수 N = j×M / 5분간 수송인원수

1. 권상 전동기의 용량

W : 1시간정격(운전,정지의 반복)
L : 적재하중
V : 정격속도(m/분)
F : 균형 추 계수 (승객:0.6 화물 :0.4 )
η : 엘리베이터 전 계수 ~ 기어드 :0.5~0.6 ,0.45~0.55, 기어레스: 0.8~0.85

2. 직류발전기의 용량

3. 교류전동기의 용량

W2(㎾) = W1 + 여자기 용량(3~4.5㎾)÷발전기 및 여자기 효율(0.9)

4. 전원 변압기용량의 산출

부등율을 고려하여 산출하나 2대 이하로 하는 것이 좋다.

4-1. 변압기 용량

승강기 전원용량 산정시에는 부등율, 가속전류에 의한 전압강하를 고려하여야 한다.

4-1-1. 변압기용량 산출 式

P(㎾) ≥ √3×E ×1.25×Ir×N×Y×10^-3
- E : 정격전압(V)
- 1.25×Ir : 전부하 가속(상승)시의 전류(A)
- N : 병렬운전 대수
- Y : 부등율

4-1-2. 병렬대수에 따른 부등율 및 수용율

대수	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	17	20	25	30	35
사용빈도 많음	1 100%	1.82 91%	2.55 85%	3.2 80%	3.8 71%	4.32 72%	4.83 69%	5.36 67%	5.76 64%	6.2 62%	6.6 60%	7.08 59%	7.54 58%	7.98 57%	8.55 57%	9.35 55%	10.6 53%	12.25 49%	14.1 47%	15.75 45%
사용빈도 적음	1 100%	1.7 0.85	2.35 78%		3.35 67%					5.1 51%

◎ 비상용의 경우 부등율을 고려하지 않는다.

4-1-3. 가속전류에 의한 전압강하

구분	전원선의 전압변동	가속전류에 의한 전압 강하율		계
		변압기	배전선
직류, 유압	10%	4%	3%	17%
교류		5%	5%	20%

5. 간선의 선정

비상용의 경우 내화전선과 동등이상의 내화성능을 가진 것 사용.
중성선의 굵기는 비 접지 상선 최대부하의 70% 이상일 것. (가능한 동일 굵기로 한다.)

5-1. 허용전류에 의한 방법

허용전류 ≥ Ir×N×Y

5-2. 허용전압강하(5~8%)에 의한 방법

허용전압강하를 고려한 전선의 굵기 산출式
- L : 전선 1가닥의 길이(m)
- K : 전압강하 계수
- A : 전선 단면적(㎟)

5-3. 고조파에 대한 대책

5-4. 회생제동시에 대한 검토

6. 차단기 용량의 산정

차단기 용량 ≥ 2×Ir×N×Y

자. 건물과의 관계

건축기준법에 의해 정해진 적재하중 카 바닥면적으로부터 카의 치수, 승강로, 기계실치수를 구한다.
정격속도를 선정하고 그에 따른 승강로 상위부 높이, 기계실 높이, 피트길이를 구한다.

1. 승강로

적재하중 카 바닥면적 결정 나비,길이 승강로 치수산출

2. 승강로 옆 나비

카와 벽 사이에는 400㎜ 정도 여유(레일, 케이블, 로프, 자동착상장치 등 설치시 필요), 깊이는 500㎜정도 여유(균형추)

3. 기계실 피트깊이, 상위부의 틈

기계실은 승강로 위에 설치
수전반, 제어반, 권상기,발전기, 기동반을 설치하므로 카 바닥면적의 2배 넓이가 필요하다.
기계실의 높이는 2.4m이상 확보.

4. 기계실 보의 세기

보의 세기 = M (정하중) + D (동하중) × 2

M : 권상 전동기 중량 + 로프차 중량 + 기계대 자중
D : 적재하중(L) + 카중량(W) + 균형추중량(C) + 로프자중(W)
D = 2W + 1.4L +W

따라서

보의 세기 = M + 2D = M + 2 (2W + 1.4L +W) = M + 4W + 2.8L + 2W

5. 엘리베이터 내진설계

지진 발생시 엘리베이터를 작동하는 것은 기기손상 등 위험하다. 따라서 엘리베이터는 진도 4정도의 큰 지진이 발생하는 경우에는 바로 가까운 층에 정지시키고 케이지 내의 승객을 대피시킨 다음 휴지 시켜야 한다.

5-1. 엘리베이터의 내진설계 기본사항
- 정해진 설계용 진도에 준한 지진하중에 대해 기기이동이나 운반없이 구조부분에 위험한 변경이나 이탈레일이 생기지 않아야 한다.
- 지진시에 로프나 케이블이 승강로 내의 돌출물에 걸리지 않도록 조치하여야 한다.
- 정전 기타 외부 요인에 의해 엘리베이터 운행에 지장이 생길 염려가 있으므로 되도록 빨리 가까운 층에 정지시키는 지진관제운전장치를 설치하는 것이 바람직하다.

5-2. 내진설계시 고려사항

5-2-1. 설계용 지진력
승강기에 작용하는 설계용 지진력은 다음식으로 구한다. 단 지진력은 기기중심에 작용해야 한다.
- 수평지진력 FH = K·W
- 연직지진력 Fv = K'·W
K : 설계용 수평진도, K' : 설계용 연직진도

5-2-2. 중간스토퍼
중간 스토퍼는 상하 안내 슈 중간에 설치한다. 지진력에 의한 안내레일이나 추 틀이 휘었을 때 안내레일과 중간스토퍼가 접촉함으로써 안내레일에 가해지는 힘을 분산시켜 레일의 변형을 감소시키는 장치이다.

5-2-3. 타이 브래키트
타이브레키트는 균형추 용의 2개 레일을 하부레일 브레키트 간격의 거의 중앙위치에서 연결하고 지진하중을 2개레일에 부담시키는 것이다.

5-2-4. 권상기 제어반의 전도 또는 이동방지
전도에 대한 안전성은 기기에 가해지는 지진가속도에 의한 전도 모멘트와 이에 반항하는 복원 모멘트와의 비교에 의해 구해진다. 이동에 대한 안전성은 기기에 작용하는 수평지진하중과 이에 반항하는 기기의 방진고무, 고정볼트, 또는 스토퍼 등의 허용 전단하중 비교에 의해 구한다. 전도 또는 이동을 검토상 필요에 따라 스토퍼 또는 스테이로 보강한다.

차. 시공시 고려사항

1. 시공단계별 준비사항

발주(납품시기 3~5개월전 완료가 필요하다)
승강장 개구부 안전조치(추락 및 낙하물 방지)
승강로 및 기계실 청소(폼 제거)
승강로의 상태 파악 (찌그러짐, 출입문의 개구 상태)
비상용 승강기의 경우 배수구 설치
완충기 설치 및 승강로 바닥 콘크리트 타설(속도에 따라 1층 바닥마감에서 승강로 마감까지의 높이가 정해져 있다.)
승강로 SEAL 작업
장비 반입 및 설치(비계 설치방법 또는 카 이용방법)
출입문 조립 및 설치
시운전 및 조정
비상용의 경우 발전기와의 연동 시험운전
승강기 관리원 검사요청 및 검사필

2. 시공 전 사전 준비사항

구분	협의사항
삼방틀	삼방틀 고정용 철근 설치.
건축 협의사항	도어레일설치부의 오픈부위에 대한 마감처리등 승강장 도어 헤드부의 건축마감 검토 및 협의. 기계실 바닥의 무근 콘크리트 타설. 승강기 관리원의 검사항목에 대한 건축 협조사항.
승강장의 콜 버튼	건축물의 골조 타설 전에 위치, 사이즈, 개수, 등을 협의한다(건축주,설계자,감리자).
하부기초	승강기의 속도에 따른 최하층 하부의 공간 확보(예 90m/min : 마감치수1800㎜)
골조의 품질유지	승강로 내부가 휘어짐이 없어야 하므로 콘크리트 타설시에는 거푸집의 보강에 유의하고, 특히 사각형의 구조인 경우 찌그러짐이 없도록 주의하여야 한다.
기타	가이드레일 지지용 철근협조관계 인터폰, CCTV등 통신선로관계 연기감지기 설치 : 20~30m간격으로 설치 장비반입 : 장비반입방법에 대한 대책강구(개구부, Hook설치 등) 기계실 온도유지를 위한 냉방계획 점검.

신기술 뉴스

산업용 다이오드 모듈 국산화

전기설비기술기준

제227조 엘리베이터 덤 웨이터 등의 승강로 내의 저압배선 등의 시설
주택건설기준등에관한규칙 제4조 승강기 참고
주택건설기준등에관한규정 제15조 승강기 등 참고

카종류		적재량(㎏)
승 용	바닥면적㎡
	1.5이하의 것	㎡당 370
	1.5초과 3.0이하의 것	370 + (바닥면적-1.5) ×500 + 550
	3.0초과의 것	370+(바닥면적 - 3.0)×600 + 1300
승용 이외의 것		㎡당 250