승강기 원리 이해

엘리베이터 - 설치 (Installation)

칠보 2025. 1. 22. 16:18
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승강기 안전관리법에 따른 설치란 승강기의 설계도면 등 기술도서(技術圖書)에 따라 승강기를 건축물이나 고정된 시설물에 장착(행정안전부령으로 정하는 범위에서의 승강기 교체를 포함한다)하는 것을 말한다.로 정의되어 있다.

 

여기에서는 엘리베이터 설치에 대해서 설명하고자 한다.

설치작업에 대한 세부적인 공정에 대한 설명은 내용이 상당히 방대하기 때문에 기본적인 사항에 대해서 집어보고 정리해본다. 

 

0. 안전 수칙

안전 수칙을 잘 준수하는 것은 기본중 기본이다.

엘리베이터 - 안전 수칙

 

엘리베이터 - 안전 수칙

정부에서는 근로자들의 안전의식을 고취시키고, 산업안전보건법이 규정하고 있는 기본적인 사고예방 규정을 준수한다면 산재예방의 큰 효과를 기대할 수 있을 것을 기대된다는 취지에 따라 노

elevatorlaboratory.tistory.com

 

 

설치 작업전 설치자는 현장에 대한 도면, 계약서 및 시방서(주1)를 우선 숙지하고 설치한 제품이 이러한 도면과 시방서에 적합한지 먼저 확인하여야 한다.

 

1. 설치 도면 (Layout Plan)

 

엘리베이터의 설치작업을 위해서 필요한 도면이다. 설치도면에는 승강기 설치시 관련된 건축공사와 전기공사에 적용되는 각종 주요 기준과 작업(공급) 구분등이 표현된다.

 

기본적인 설치도면의 다음과 같다.

 

1) 승강기 제원도 (승강기 사양도)

각 승강기의 호기별 주요 계약 사항, 시방서의 주요사항 등을 표시한 도면이다.

2) 호기별 배치도

 

3) 기계실 평면도, 단면도

기계실 평면도에는 구동기, 제어반, 로프 구멍, 출입문 위치, 크기 등을 표시한다. 특히 로프 구멍은 건축사항으로 슬라브 공사시 반드시 도면에 맞게 정밀 시공을 하여야 한다.

기계실 단면도에는 구동기의 설치 단면을 위주로 표시한다. 여기서 기계실 전체높이, 권상기 설치높이, 후크위치를 표시한다.

 

4) 승강로 평면도, 단면도

승강로 평면도는 승강로 및 카의 크기(내외), 가이드레일의 위치, 균형추 위치, 출입구 폭, 카와 승강장실의 위치를 알 수 있다. 계약에 의해 각층별 사양이 다를 경우 별도로 도면에 표기한다. 평면도는 형판작업시 기준점이 되는 6군데의 피아노선을 내리는데 적용되는 중요한 도면이다.

승강로 전체 층고, 층간 거리, 승강기 운행거리, 오버헤드, 피트 깊이 등을 표시한다. 또한 레일 브라켓의 간격과 배열에 대해서 표시한다.

 

5) 출입구 정면도 (건축 개구부도, 승강장 의장도)

출입구 건축 개구부(open)도 및 승장도어 등 설치전의 건물측 콘크리트 개구부 크기, 층표시기, 버튼등의 위치를 표시한다.

출입구 설치 도면은 승강장 설치후의 삼방틀, 승강장 도어, 층표시기, 버튼의 위치와 모양을 표시한다.

 

6) 카 의장도

카내부와 승장도어, 버튼, 층표시기등 인테리어에 대한 디자인도이다. 통상 렌더링(rendering)이라고 한다.

 

이외에도 설치에 필요한 사항은 모두 설치도면으로 구성할 수 있다.

 

2. 설치 공법 (method)

 

과거에는 비계(족장, 아시바, scaffold, 주2)를 사용한 비계공법이 많이 사용되었는데 현재는 대부분 무비계공법을 적용한다. 무비계공법은 본체공법(주로 사용)과 임시카공법이 있으며 초고층 건물은 분절공법이나 스텝업공법을 적용하기도 한다.

 

1) 설치 공법의 종류

(1) 비계 공법 (飛階工法, scaffolding method )

최초의 엘리베이터 설치 공법으로 국내에서는 현재 거의 사용되지 않는 공법이다. 단, 기계실없는엘리베이터의 승강로 상부 기계류공간의 구동기 등의 설치를 위해 최상층에 일부 간이비계를 사용하여 설치를 한다. 

 

 

(2) 무비계 공법 (無飛階工法, without scaffolding method, WOS공법)

일반적인 엘리베이터 공법이다. 본체공법과 임시카공법으로 나뉜다.

본체 공법
(본설차공법, 本設車工法 )
임시카 공법
(winch 공법, 가설차공법, 곤돌라공법)
기계실에 본 공사용 권상기를 설치하고 본설용 케이지를 상하로 움직이며 작업 승강로 상부에 윈치(winch)를 설치하여 임시카를 상하로 움직이며 작업

 

특별하게는, 무비계 공법중에는 초고층 건물의 골조 완료 이전에 레일을 조기에 설치하여 전체 골조 완료후 최단 기간 내에 엘리베이터를 가동할 수 있도록 하는 분절 공법과 초고층 골조 완료 이전에 공사용으로 사용할 수 있는 스텝업(step-up) 공법이 있다.

구분 분절공법
(分節工法)
스텝업공법 
(step-up method)
목적 초고층 건물 기계실 완공후 설치공기 단축
(골조 완료후 2~3개월내 엘리베이터 설치 완료)
초고층 건물에서 준공전 공사용 승강기 사용
공법 - 승강로를 분할(20~40층)하여 임기 기계실 위치 선정
- 승강로 분할 구간 상부 임시 기계실에 윈치 설치
- 임시카를 상하로 움직이며 작업
- 해당구간 레일설치후 다음 상부 분할구간으로 이동
- 타워크레인을 이용하여 승강로를 분할하여 임시 기계실 위치선정
- 공사용 카 설치후 해당구간의 레일 및 출입구 설치
- 설치완료후 법정 검사후 사용가능

용량 일반적으로 최대 2000kg 본체용량까지 적용
속도 25~30m/min 본체속도까지 적용
카 프레임 임시 카 구조 공사 후 교체 또는 본체 사용 중 선택
안전장치 조속기+비상정지장치 좌동
건축조건 해당 구간 골조 완료 좌동
기계실 하중 8톤이내(카 3톤, 기계실 1톤) 본설과 동일 하중 작용
균형추 불필요 필요
비용 발생요인 임시 기계실 시공/해체 비용, 윈치 비용 임시 기계실 시공/해체 비용, 타 비용은 교체범위에 따라 변동
특기사항 top-down 방식 건물은 적용불가 top-down 방식 건물에도 적용 가능
설치 예   건설콘페이퍼 Engi's CONPAPER
그림

 

 

3. 설치 공정 (process)

 

건물의 골조가 완성되면 엘리베이터의 설치가 가능하다. 물론 초고층의 경우 골조가 다 완성되지 않아도 공기단축을 위해 엘리베이터 설치가 가능한 공법을 적용하기도 한다.

 

1) 설치 공사 전 업무 흐름도 및 확인 사항

 

2) 설치 공사 업무 흐름도 및 확인 사항

 

3) 표준 설치 공정표 작성

 

승강기 설치 공사의 효율적인 공정 관리와 적정 작업 인원의 배치를 통한 원활한 공정추진으로 승강기의 적기 준공과 품질 확보를 위하여 현장별 설치 공정표를 작성한다. 아래 표는 예시이며 승강기 설치 작업 순서와 공종별 단위 공정률은 설치 업체와 현장 조건에 따라서 차이가 있을 수 있으므로 착공 시에 현장의 작업 여건, 설치 완료 예정일 등을 고려하여 설치 공정표를 작성하여야 한다.

작성 기준

- 승강기 설치 규모 : 15층 승강기 20대를 설치하는 1개 공구

- 작업 공정 분류 : 승강기 설치 공사 작업 순서에 의한 중요 작업 단위로 구분

- 공정별 단위 공정률 : 승강기 원가 계산서에 의한 설치 노무 공정시간와 승강기 설치 업체의 운영 사례를 종합하여 산정하므로 변경될 수 있음

- 자료 출처 : 승강기 설치 실무(2002.12) -대한주택공사 

순번 공정 분류 작업내용 공정률(%) 실시간(hr)
단위공정 누계
1 작업 준비 및 안전설비 설치
(착공준비)
현장사무실 설치 및 공구 준비
골조확인 및 자재반입계획 수립
작업용 가설 전원설치
2 2 211
2 자재 반입 소요동, 층별 자재 반입 및 적재
기계실 부품의 양중 (주3)
5 7 538
3 형판 작업 (주4) 형판 설치
설치 설계도에 따른 피이노선 작업
3 10 317
4 기계실 기기 및 제어반 설치 지지보 빔, 기계대 설치
기계실 기기 설치: 구동기, 과속조절기, 시브 등
제어반 설치
6 16 634
5 기계실 배관 설치 기계실 바닥 덕트 설치
기기 배선용 강관 배관: 모터, 엔코더, 과속조절기
동력 및 제어용 배선
1 17 106
6 완충기 및 1단 레일설치 피트 완충기대 및 완충기 설치
1단 레일 설치
2 19 211
7 카 프레임 조립 추락방지안전장치 조립
카프레임 조립, 카바닥, 옆체대, 상부체대
가이드슈 조립
안전작업대 설치
4 23 422
8 균형추 조립 균형추 프레임 설치 및 서브 웨이트 투입
가이드 슈 조립
2 25 211
9 로프 소케팅 로프 소케팅 1 26 106
10 로프 걸기 메인 로프 걸기
과속조절기 로프 걸기
3 29 317
11 저속 시운전 제어반 확인
카 및 균형추 가이드 레일 설치
2 31 211
12 레일 브라켓 설치 앵커 볼트 작업 (주5)
승강장 문턱 설치
5 36 528
13 가이드 레일 설치 카 및 균형추 측 가이드 레일 설치 10 46 1056
14 승강장 문턱 설치 앵커 볼트 작업
승강장 문턱 설치
토가드 설치
3 49 317
15 승강장 삼방틀 설치 앵커 볼트 작업
삼방틀 설치
몰탈 막음판(잠 커버) 설치
5 54 528
16 승강장 출입문 개폐장치 설치 앵커 볼트 작업
승강장 출입문 개폐 장치 설치
4 58 422
17 승강장 출입문 설치 승강장 출입문 설치 6 64 634
18 카 조립 및 내외부 기기 조립 카 벽체 및 천장판 조립
조작반 및 도어 장치 조립
위치 표시기 조립
에이프런 조립
6 70 634
19 승강로 케이블 배선 및 결선 이동 케이블 배선 및 결선
안전 스위치용 배선 및 결선
6 76 634
20 승강장 호출 버튼 카 결선 승강장 호출 버튼 결선 및 설치
카 상부 안전 스위치 결선
조명 기구 결선
방송, 차임등 약전 결선
4 80 422
21 고속 시운전 및 조정 균형 체인(로프) 설치
균형추 중량 확인
카 착상 및 승차감 조정
승강기 속도 확인
출입문 열림 상태 조정
인터록 조정
각종 안전 스위치 동작 상태 확인
각종 버튼 표시등 동작 상태 확인
소음 및 진동 확인
7 87 739
22 인터폰 등 감시 장치 결선 인터폰 결선 시험
감시반 결선 시험
CCTV 결선 시험
기타 감시 장치 결선
3 90 317
23 설치 검사 한국 승강기 안전 공단의 설치검사
엘리베이터 - 무부하(무분동) 하중시험
6 96 634
24 준공 검사 종합 성능시험 (시방서 기준): 시공오차 조정
인터폰 등 감시 장치 시험
엘리베이터 작동 시험
2 98 211
25 카 보양 (필요시) 카 내부 외장 보양 2 100 211
합계     10,560

 


 

엘리베이터의 설치는 공장에서 출하되는 각종 부품이 현장에서 조립되어 완성됨으로 현장에서의 공정이 많다. 설치시간도 많이 소요되며 현장의 여건에 따라 안전사고의 위험성도 항상 존재한다. 제조업체나 설치업체에서는 부품의 모듈화나 공정개선(로봇을 이용한 설치공법 개발등)을 통해서 이러한 문제를 해결하기 위해 부단히 노력했지만 오랫동안 그 기본틀은 변경되지 않았다. 승강기 전체의 모듈조립 출하도 시도했으나 상용화에 이르지는 못했다. 엘리베이터 - 건축법 승강기 설치 기준, 6층이상

 

앞서 설명한 표준 설치 공정표의 예시는 20여년이 지난 자료이지만 현재와 크게 달라진 것이 없다. 이는 그동안 설치공법이나 공정개선을 위해 큰 변화가 없었다는 것을 의미하며 점점 3D 업종이 되고 있는 설치현장의 문제점으로 나타나고 있고 현재는 설치인력난까지 겪고 있다.

건축현장 엘리베이터 설치 '인력난' 웃돈 관행 성행…"최고 3000만원" - 대한경제

[엘리베이터 리모델링 큰장] (3) 설치인력 연간 1300명 부족…전문인력 평균 연령, 50대 후반 - 대한경제

 

이처럼 인력에 의존하다보니 전체 원가에서 차지하는 설치비가 차지하는 비중도 점점 높아지고 있는 실정이다. 

엘리베이터 한 대 설치에 빌딩보다 비싼 155억원 드는 까닭은?

 

엘리베이터 한 대 설치에 빌딩보다 비싼 155억원 드는 까닭은?

지난달 28일 찾은 서울 지하철 2호선과 5호선 환승역인 까치산역에서는 엘리베이터 설치 공사가 한창이다. 까치산역에는 지상에서 지하 1층까지만 운행하는 엘리베이터 1대, 지하 1층에서 승강장

v.daum.net

 

엘리베이터 품질은 설치 작업의 양호/불량으로 차지하는 비중이 40% (심지어는 60%)이상을 차지한다고 알려져 있다. 현장 설치자의 작업 스킬에 따라 크게 품질이 달라지다는 의미이다. 그래서 제조업체에서는 끊임없이 현장에서의 설치 작업간소화를 위한 노력을 기울이고 있지만 이것도 요원하다. 


주1) 계약서 및 시방서의 정의와 종류

엘리베이터 - 시방서(示方書) 모음

 

주2) 비계(飛階scaffolding, scaffold, staging)는 건설, 건축 등 산업현장에서 쓰이는 가설 발판이나 시설물 유지 관리를 위해 사람이나 장비, 자재 등을 올려 작업할 수 있도록 임시로 설치한 가시설물 등을 뜻한다.

참고로, 건설 현장에서 간혹 쓰이는 족장(일본어足場 아시바)은 일본어에서 사용되는 용어이며, 중국어에서는 각수가(脚手架, 腳手架, jiǎoshǒujià)라고 한다.

 

주3) 승강기 중량 부품의 인양(양중) 방법

인양 작업의 정의 : 양중 작업이라고도 하며 엘리베이터 부품들을 크레인, 윈치, 전동 체인 블록, 호이스 카 등을 이용하여 승강로, 건물 외부, 혹은 다른 통로를 통하여 지정된 장소(기계실, 최상층, 최하층 등)로 이동시키는 작업이다.

(2) 인양 방법과 종류

구분 장비 방법 및 용도
외부 인양 타워 크레인 신규아파트 고층 빌딩등에 적용
이동식 유압 크레인 중소형 빌딩, 리모델링 공사시 적용
호이스트 카 타워크레인을 사용할 수 없는 경우 건물 외벽에 설치
내부 인양 이동식 체인 블록 계단 등으로 인양시 적용함

주) 교체공사시 중량물의 이동통로 확보가 어려울 경우 계단을 통해 이동식 체인 블록 기구를 이용하거나 심지어는 사람이 직접 들어 운반하기도 한다. 이럴 경우 각 부품의 단위 무게가 낮아야 유리하다.

 

주4) 형판

 

엘리베이터는 공장에서 부품단위로 현장에 출하한다. 설치자는 출하된 부품을 건물에 맞추어 조립하고 조정한다. 엘리베이터의 모든 부품은 건물의 정확한 위치에 조립되어야 함으로 설치자는 그 설치위치를 주의깊게 정하고 시공하여야 한다. 시공회사에 따라 건축물의 정밀도가 많이 다르다. 대개 승강장의 출입구를 기준으로 각 부품의 배치와 위치가 결정된다. 일반적인 엘리베이터의 경우 주요 기준점은 출입구폭의 위치, 카측 가이드레일의 위치, 균형추측 가이드레일의 위치가 된다. 이것에 대한 정확한 위치를 잡기 위해 현장에서는 형판(template)을 제작하여 사용한다. 형판은 상부형판(기계실)과 하부형판(피트)으로 구성된다.

(상부형판의 예)

 

(하부형판의 설치 예)

 

형판에 따라 총 6개(출입구 2, 카측레일 2, 균형추측레일 2)의 피아노선을 내려 수직을 잡는다.

대각 치수는 피타고라스의 정리로 구한다. 피타고라스의 정리(Pythagorean theorem), 직각삼각형에서 그 직각에 대항하는 빗변의 제곱은 직각을 만드는 두 변의 제곱의 합과 같다는 것이다.

 

형판은 대부분 설치자가 현장에서 C형강을 가지고 제작한 후 설치가 끝나면 폐기한다. 현장마다 유사한 구조를 가지고 있기때문에 지그(jig)형태로 제작하여 배부하기도 했지만 휴대성이 좋지 않아 상용화되지는 않고 있다.

 

 

주5) 앵커볼트 작업

1) 웨지 앵커 볼트(wedge anchor bolt)와 해머 드릴(hammer drill) 실습 방법

1. 웨지 앵커 볼트

웨지 앵커 볼트는 볼트 몸체, 슬리브, 와셔, 스프링 와셔, 너트로 구성되어 있으며 앵 커 볼트의 모양은 [그림 1-4]와 같다.

 

2. 실습 방법

해머 드릴을 이용하여 구멍을 뚫고 앵커 볼트를 삽입하여 사용하는 방법은 다음과 같다.

(1) 앵커 볼트 규격에 따라 뚫고자 하는 구멍의 깊이만큼 [그림 1-5]의 해머 드릴용 비트 (bit) 몸체에 색깔 있는 비닐 테이프 등으로 감아서 표시한다.

(2) 해머 드릴 본체에 비트를 끼운다.

(3) 웨지 앵커 볼트 삽입을 위하여 천공 작업을 하는 곳의 벽면과 해머 드릴이 직각을 이루는 안정된 자세를 취한 후, 해머 드릴의 스위치를 작동하면서 압력을 가하여 비트의 표시 부분까지 구멍 뚫기를 한다.

주의 : 천공 도중 드릴 비트가 벽면에 매설된 철근과 접촉하면 드릴의 비트가 회전하지 못하고 드릴의 몸체가 갑자기 회전할 수 있으므로 주의하여야 한다.

(4) 천공 실습 시 철근의 방해를 받거나 설치 위치가 잘못되어 수직이 정확하지 않으면 앵커 볼트가 빠지거나 부러질 위험이 있고, 볼트의 견고한 조임이 불가능하므로 필히 직각을 유지해야 한다.

(5) 천공 실습을 하는 구멍의 깊이는 사용 앵커 볼트의 규격에 따라 <1-1>과 같다.

(6) 구멍 뚫기 실습 후 [그림1-6]과 같이 브래킷의 가공된 구멍을 벽면의 천공 위치에 밀착시키고 앵커 볼트를 구멍에 삽입한 후 망치로 적당히 두들겨 앵커 볼트를 천공된 구멍의 끝까지 삽입한다. 앵커 볼트를 삐뚤게 삽입하면 앵커 볼트가 빠지거나 부러질 위험이 있으므로 직각 상태로 정확히 맞추어 삽입한다.

 

(7) 앵커 볼트를 삽입한 후 앵커 볼트의 너트(nut)를 너트 규격에 맞는 라체트(ratchet spanner)나 스패너 등을 이용하여 조여 브래킷 고정을 완료한다.

(8) 앵커 볼트를 완전히 조인 상태에서 나사산은 [그림 1-7]과 같이 너트 면보다 약 10(mm) 이상 돌출되어야 한다. 이때 전동 임팩을 사용하여 조일 경우 과다 조임으로 인하여 앵커 볼트가 빠져나올 수 있으므로 주의한다.

 

 

주6) 참고자료:

NCS학습모듈 - 승강기 설치계획 수립 (LM1505010701_16v2, 교육부)

엘리베이터 베이직 테크롤러지 (황수철, 성안당, 2002)

 

2025.1.22.

(c) 칠보 (chillbo)

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