엘리베이터

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• 昇降機 / Elevator

개요

엘리베이터는 사람이나 사물을 상하로 운송시키는 기계이다. 한자로는 승강기(昇降機)라 하며 영문 약자는 E/V, E/L이라고 말한다.

역사

원시적인 엘리베이터는 로마 시대나 중세 시대에도 있었다. 로프를 사용한 근대의 엘리베이터는 엘리샤 오티스가 19세기에 발명하였다. 그의 엘리베이터의 특이점은 ‘안전장치’로, 로프가 잘려도 추락하지 않도록 설계되어 시장에 파란을 일으켰다.

종류

구조에 따라

• 로프식 엘리베이터

  아주 전통적인 구조이자 가장 흔한 구조. 엘리베이터 카(탑승공간)가 로프에 매달려 운행하는 방식이다. 로프가 끊어지면 추락의 위험이 있지만 안전장치가 덕지덕지 붙어있기 때문에 가장 검증된 방식의 엘리베이터이다. 건물 상부에 기계실이 반드시 요구되어 리모델링에 적용하기엔 곤란했지만, 기계실이 없는(MRL) 로프식 엘리베이터가 있어 낡은 건물에도 엘리베이터를 넣기 쉬워졌다.

• 유압식 엘리베이터

  유압 잭이 카를 밀어올리는 방식이다. 고하중을 견디는 데 유리하기 때문에 화물용, 자동차용 엘리베이터에서 볼 수 있다. 유압 잭의 한계로 저층 건물에 한정된다. 유압 라인이 터져도 잭이 쿵하고 내려앉진 않기 때문에 로프식보다 상대적으로 안전한 구조이다. 간이 승강기(휠체어 리프트)에서도 볼 수 있는 방식.

목적에 따라

• 승객용 엘리베이터(병원용, 장애인용, 비상용, 전망용 등등)

  생활에서 부딫치는 대부분의 엘리베이터는 승객용 엘리베이터이다. 간혹 설치 장소에 따라 세부 분류가 변하긴 하나, 그게 승객용이라는 것은 변하지 않는다. 대개 15인승 ~ 24인승(1000kg ~ 1500kg)으로 설계되며, 건축법에서 요구하는 사항에 따라 몇가지 장치가 붙어서 세부 분류가 완성된다. 예를 들어 비상용은 소방활동을 위한 장치를, 장애인용은 휠체어가 자유로이 움직일 수 있는 공간과 손에 쉽게 닿는 조작부를 요구한다.

• 화물용 엘리베이터(화물용, 덤웨이터, 자동차용)

  대형 화물이나 자동차를 감당하기 위한 엘리베이터. 못해도 2톤 이상은 감당하며 탑승 공간도 매우 넓다. 덤웨이터는 소화물을 이동시키기 위한 소형 기계를 가리킨다. 오래된 학교 건물에 가보면 급식용 덤웨이터의 흔적을 찾을 수 있다.

구성 요소

카

카(Car)는 승객이 탑승하거나 화물이 적재되는 공간을 구성하는 요소를 가리키며, 엘리베이터 목적에 따라 상이한 모양을 띤다.

• 운전반

  버튼이 빼곡히 들어차있는 그것. 장애인용 엘리베이터는 카 측면에 휠체어에 앉아서도 쉽게 조작할 수 있는 추가 조작부를 요구한다. 비상용 엘리베이터라면 소방운전 스위치가 열쇠 형태로 부속되어 있을 것이다.

• 도어

  도어의 안팎 중 안쪽에 해당하는 카 도어는 동력을 가지고 바깥쪽인 승강장 도어를 움직이게 한다. 따라서 안전장치를 포함한 도어의 대부분 부속은 카 도어에 붙어있다. 장애물이 눌리면 도어가 도로 열리는 ‘세이프티 슈’와 적외선 장애물 감지 장치 등이 부속된다. 도어 리미트 센서는 도어 개폐 속도를 조절하고 도어가 열렸는지 판단한다. 리미트 센서가 이상하면 엘리베이터는 운행하지 않는다.

  도어의 열리는 방향은 여러가지가 있다. 승객용은 대부분 중앙개폐(양쪽으로 열림)이며 화물용은 일방개폐(한쪽 방향으로 미닫이)이다. 중앙개폐는 행정 길이가 짧아 개폐 속도가 유리하고, 일방개폐는 공간 절약에서 유리해 도어를 크게 만들 수 있다. 위로 열리는 일방개폐는 상승개폐라고 부른다. 일찌기 엘리베이터가 설치된 구주에 가보면 수동 미닫이 문을 사용하는 걸 볼 수 있다.

• 비상통화장치

  엘리베이터에 갇혔을 때 외부에 도움을 청하기 위한 통화장치. 1차적으로 건물 관리실과 연결되며 연결 실패시 외부 회선으로 연락을 시도한다. 엘리베이터의 전파 차폐 효과를 고려해(휴대전화가 안 터짐) 법으로 의무화되어 있다.

• 공기조화장치

  차내 공기 순환을 위해 설치하는 장치이다. 구형은 잘해봤자 선풍기 정도지만, 신형은 옵션에 따라 공기청정기나 에어컨이 붙어있을 때도 있다.

• 기타 인테리어 요소

  고층 건물의 필수 요소이기 때문에 고급 이미지를 주기 위한 인테리어 요소가 가미되어 있다. 양옆에서 마주보는 거울은 엘리베이터를 상대적으로 넓어보이게 한다는 이야기는 유명한 이야기. 단, 도어와 정면으로 배치된 거울은 일정 크기 이하 엘리베이터에서 휠체어 탑승 장애인의 시야 확보를 위해 법으로 강제하는 사항이다.

  조명은 일반적인 실내 조명 이외에, 비상시 점등되어야 하는 비상조명을 설치하도록 규정되어 있다. 비상조명은 차내 어디서나 1lx 이상 밝아야 하며 수십 분간 밝힐 수 있어야 한다.

• 비상정지장치

  로프가 파절되거나(추락), 권상기 결함으로 카 하강 속도가 과도할 경우, 승강로의 양쪽을 붙잡아서 카를 강제로 제동시키는 장치. 하부에 위치해 있으며, 추락방지장치가 제동하기에 거리가 짧은 경우 승강로 바닥의 완충기가 추락 충격을 완화한다.

• 하중감지장치

  카 내부에 얼마나 하중이 실렸는지 측정하는 장치로, 일정 하중 초과시 운전반에 경고를 송신해 운행 중지 및 하중 경량화 요구(정원초과 경고)를 하도록 한다. 간혹 아슬아슬하게 넘는 경우 오차를 감안해 그냥 운행될 때도 있는 데, 로프 슬립으로 인한 추락 위험이 있다.

승강장

승강장은 건물의 각 층에서 엘리베이터 탑승을 대기하는 공간이다. 피난용 엘리베이터 등 일부 용도의 경우 승강장의 설치 규제도 있으나, 엘리베이터 자체를 규제하는 것은 아니고 주변 설비의 규제로 이루어져 있다.

• 도어

  승강장의 도어는 동력이 없는 쇳덩어리다. 카 도어가 물리지 않는 이상 스스로 열리지 않으며, 카 도어가 물리지 않는 상태에서는 기계적으로 강하게 맞물리도록 설계돼 억지로 열기도 힘들다. 단, 구조 활동시 시설 관리자가 구조대에게 통로를 내줄 수 있도록 특정 루틴 만족시 쉽게 열 수 있게 되어 있다.

• 호출부

  엘리베이터를 부르는 버튼. 방향별 버튼이 붙어있으며 로비층의 경우 주차 스위치가 배속된 경우가 있다. 주차 스위치를 넣으면 엘리베이터가 내려와서 조명을 끄고 정지한다.

• 위치표시기 · 예고 램프

  엘리베이터가 어디에 있으며 어느 방향으로 움직이는지 표시하는 위치표시기가 도어 상단 또는 호출부 상단에 부착된다. 예고 램프는 승강기 군관리가 실시되는 건물에서 볼 수 있는 장치로 대기 인원에게 어느 엘리베이터를 타면 될지 안내한다.

• 소방운전 스위치

  비상용 엘리베이터인 경우 로비층에서 볼 수 있는 장치. 스위치를 넣으면 모든 운행을 중지하고 엘리베이터가 내려와서 구조대 탑승을 기다린다. 신형 엘리베이터는 장난으로 조작할 수 없도록 1차 소방운전 스위치를 겸해 열쇠뭉치로 되어 있지만, 구형 엘리베이터는 그냥 버튼인 경우가 많다. 가끔 운전반이 S/W적인 오류를 낼때 이걸로 리셋하기도 한다.

기계실

• 권상기

  엘리베이터를 움직이는 심장으로, 로프를 물고 움직이며 가감속 및 제동까지 모두 담당한다. 기어드(Geared)와 기어리스(Gearless)로 나뉜다. 기어드는 모터와 변속기가 세트인 부류로, 오래전부터 사용해 온 방식이어서 설치 비용은 저렴하지만 자잘한 유지보수가 필요하다. 기어리스는 변속기가 없는 부류로 모터가 직접 로프를 돌린다.

• 로프 브레이크

  카 정지시 로프를 직접 붙잡는 장치. 원래 권상기 혼자 제동을 담당했지만, 권상기의 근본은 모터이기 때문에 정지 중 오작동시 카가 움직이면서 인명 사고가 발생할 수 있기에 오작동을 보조하기 위해 로프 브레이크가 개발되었다.

• 조속기

  카의 속도를 감시하는 안전 장치.

• 제어반

  엘리베이터의 두뇌. 오래된 엘리베이터는 제어반이 각종 전선과 릴레이로 범벅되어 있지만 최신 엘리베이터는 기판 몇개로 때운다.

기계실이 없는 엘리베이터(MRL)은 기계실의 요소를 적당히 분산시켜서 설치한다. 권상기는 승강로에 설치하고, 제어반은 로비층이나 최상층 승강장에 설치한다.

승강로

• 로프

  카를 지탱하는 생명줄. 균형추와 연결되어 무게를 지탱하며, 설계상 안전율을 1200% 정도로 잡아 정상 하중의 12배 이상 버틸 수 있어 순수하게 로프가 절단돼 사고가 발생하는 일은 없다.

• 파이널 리미트 스위치

  승강로 최상단·최하단에 설치되어 카가 센서를 통과하여 움직이는 경우 제어반에 신호를 보내 강제로 정지하도록 한다.

• 가이드 레일

  카의 움직임을 안정시키기 위해 설치하는 레일로, 승강기는 이 레일을 따라 움직이게 된다.

• 균형추

  카의 무게를 어느 정도 감쇄하는 역할을 하며 권상기의 부하 감소에 일조한다.

• 완충기

  승강로 최하단(피트)에 설치되며 카의 비정상 하강시 충격을 흡수하는 역할을 한다.

운전 방식

• 자동운전

  대부분의 엘리베이터에서 사용하는 방식. 알아서 호출한 승강장에 가서 문 열어주고 승객이 층을 지정하면 문 닫고 목적층에 가서 문 열어주는 방식. 얼핏 보면 단순해보이지만 다수 호기를 하나로 묶는 ‘군관리’로 넘어가면 루틴이 복잡해진다.

• 수동운전

  운전원이 탑승하여 엘리베이터를 운행하는 방식이다. 대체로 자동운전과 비슷하지만 필요한 경우 승강장 호출을 무시하거나, 운행 방향을 임의로 반전시킬 수 있다.

• 독립운전(이사운전)

  엘리베이터가 승강장 호출에 응답하지 않고 탑승 승객의 목적층으로만 움직이는 방식. 버튼 몇 개 꾹꾹 누르면 이게 활성화된다는 루머가 있지만 그런 거 없고 시설 관리자가 전용 운전반을 만져야 활성화 된다. 신형 엘리베이터에 있는 ‘이사운전’도 독립운전과 동일한 원리.

• 소방운전

  비상용 엘리베이터에 있는 기능으로, 독립운전과 비슷하지만 비상 용도의 기능이 몇 개 더 있다. 로비층에서 비상호출 스위치를 넣으면 모든 운행을 중지하고 로비층에서 대기하며, 구조대가 탑승하면 소방운전 스위치를 가동한다.

  1차 스위치를 넣으면 승강장 호출은 무시하며, 목적층에 도착해도 열림 버튼을 누르지 않으면 문이 열리지 않는다. 평상시 일부 층수만 운행했더라도 스위치가 들어가면 모든 층에 설 수 있다. 2차 스위치는 도어 개방 스위치로, 구조 도중 도어 손상으로 도어 폐쇄가 불가능한 경우, 관련 안전장치를 무시해 강제로 운행하는 스위치이다.

기타

• 화재 발생시에는 엘리베이터를 사용하지 않는 것이 원칙이다. 우선 비상용으로 지정된 엘리베이터는 구조 활동으로만 사용하며, 화재에서 발생한 매연이 엘리베이터 승강구를 따라 확산될 수 있기 때문이다. 다만 고층 건물이 계속 증가하는 추세이기 때문에 엘리베이터를 화재 피난에 사용하는 방법이 등장하고 있다.