엘리베이터 - 450J 도어 (1000J 도어)

 

1997년 11월 5일, 대구의 한 아파트에서 두 사람이 엘리베이터 앞에서 말다툼을 벌이다가 엘리베이터 문이 열리면서 한 사람이 승강장으로 떨어지는 사고가 발생하였다. 엘리베이터 문이 충격에 약하게 설계되어 있었고, 문이 제대로 잠기지 않은 상태에서 다툼 중 충격을 받아 열리면서 발생한 사고였다.

 

1990년대 후반, 서울의 한 주상복합 건물에서 두 청소년이 엘리베이터 앞에서 싸우다가 한 명이 엘리베이터 문에 부딪히며 문이 열리고 승강장으로 추락하는 사고가 발생하였다. 엘리베이터 문이 충격에 취약한 구조로 되어 있었고, 관리 부실로 인해 문이 쉽게 열리면서 발생한 사고였다.

 

2002년 7월 22일, 서울 강남구의 한 빌딩에서 엘리베이터 앞에서 두 사람이 다투다가 사고가 발생했습니다. 다툼 중 한 사람이 엘리베이터 문에 부딪히면서 문이 열리자마자 추락하는 사고가 발생했다. 엘리베이터 문이 충격에 약한 구조로 되어 있었으며, 문이 제대로 고정되지 않은 상태에서 충격을 받자 열려버린 것이 사고의 원인이었다.

 

이 외에도 취객이 승강장문을 부딪히거나 발로 차다가 추락하는 사고도 있었고 이러한 사고가 끊임없이 발생하던 상황이었다. 

 

승강기가 보편화 되면서 승강장문의 이탈 사고는 끊임없이 일어났다.  2000년 이후 국내에서는 승강장문의 이탈에 대해 크게 이슈가 된 적이 있었다. 이에 대한 예방대책으로 450J(주1) 승강장문 안전기준을 신설(주2) 하고 2008년9월10일이후 건축허가분부터 적용하기 시작하였다. 이후 여러번의 개정을 거쳐 현재의 엘리베이터 안전기준에 이르게 되었다. 이 안전기준은 유럽의 CEN TC 10 (Lifts, escalators and moving walks)에 영향을 주어 EN81 Code에도 기준이 추가 신설(350J로 신설됨)되도록 하는 성과를 거두기도 했다. 또한 15년된 승강기에 적용되는 정밀안전검사(주3)에서 21년째되는 해에는 8대 안전부품에도 포함(승강장문 이탈방지장치)하여 소급적용 되도록 하였다.

 

1. 450J 

 

알려지기로는 체중 63.4kg의 중학생 2명이 초속 2.65m의 속도로 문에 충돌했을때 발생하는 운동에너지를 계산하여 450J을 정했다고 한다. 체중과 중학생 그리고 초속 모두 450J에 꿰맞춘듯한 느낌이다. 뒤에 얘기하겠지만 그러다보니 진자의 낙하높이도 1020mm라는 다소 비정형적인 숫자가 나온다. 아무튼 운동에너지를 구하는 공식은 다음과 같다. 이는 위치에너지 (=mgh)와 같다.

(운동에너지 공식)

 

기준 제정때는 전망을 목적으로 유효 출입구 면적의 50%이상을 접합유리로 설치하는 경우 운동에너지를 308J로 낮추어 적용할 수 있도록 하였다. (현재는 350J로 상향되었다)

 

2. 엘리베이터 안전 기준 (주4)

 

엘리베이터 안전기준은 총 4가지 경우에 대해서 충격 시험을 규정하고 있고 이를 정리하면 다음과 같다.

항목	승강장문	카문	유리문	인테리어유리가 붙어 있는 문	비고
진자 규격	연질 진자(45kg)	연질 진자(45kg)	연질 진자(45kg)	경질 진자(10kg)
낙하 높이	1020mm	800mm	800mm	500mm
운동에너지	450J	350J	350J	49J	E=mgh 예) = 45kg x 9.81m/s^2 x 1.020m = 450J
타격점 높이	1.0m ± 0.10 m	1.0m ± 0.10 m	유리의 중심	1.0m ± 0.10 m
기준	- 영구변형없을것 - 0.12m보다큰 틈이 없을것 - 시험후 문이 작동할 필요은 없음 - 유리는 균열 및 파손, 이탈이 없을것 - 지름 2mm이하의 흠집을 제외하고 유리표면에 손상이 없을것
- 문짝 유효면적의 50%이상이 유리인 승강장문의 경우 낙하높이는 800mm로 한다. - 카벽 전체 또는 일부에 유리를 사용할 경우 8.3.2.3 참조 (주5 참조)

주) 세부사항은 주3) 별표22 참조

참고) EN81-20의 충격 시험 기준

항목	승강장문	카문	유리문	인테리어유리가 붙어 있는 문	비고
진자 규격	연질 진자(45kg)	연질 진자(45kg)	연질 진자(45kg) 경질 진자(10kg)	기준없음
낙하 높이	800mm	800mm	800mm 500mm
운동에너지	350J	350J	350J 49J
타격점 높이	1.0m ± 0.10 m	1.0m ± 0.10 m	유리의 중심
기준	- 국내기준과 동일

주) 엘리베이터 안전기준과 EN81-20과의 차이는 승강장문의 운동에너지 값의 차이, 유리문의 경우 국내는 연질진자시험만 하는 반면 EN은 연질과 경질을 함께하도록 하였고 인테리어유리가 붙어 있는 문은 EN에는 별도 규정이 없다.

 

3. 450J 도어의 주요 구조

 

450J의 충격에너지에 견딜수 있는 도어의 구조는 도어 판넬의 강도를 높여 이탈이 되지 않도록 하는 방법을 생각할 수 있겠지만 도어 판넬이 아주 강하지 않는 경우가 아니면 도어의 하부나 상부가 먼저 이탈되어 빠지는 경우가 많다. 그래서 제조업체에서는 도어의 상부와 하부, 특히 하부의 이탈을 방지하기 위해서 추가적인 장치를 설치하거나 제작부터 이를 고려하여 반영하는 방법을 택했다. 

(도어 하부 이탈방지장치 설치 예)

 

도어하부에 이탈방지장치를 설치하는 예는 기존 도어 장치의 하부에 추가 설치가 용이하여 교체공사나 8대 안전부품 추가시 유용하게 활용되었다. 다만, 기존 설비에 추가하는 작업을 현장에서 수행하면서 정밀시공이 되지 않을 경우 문이 닫히는 구간에서 간섭등으로 인하여 문제가 발생하기도 하며 사용중인 도어 장치에 추가 설치하면서 450J기능을 확신하는 것도 어려운 점으로 남고 있다.

 

(상하부 이탈방지장치 예, 출처: 2008년 현대엘리베이터)

 

신품의 경우 상기 그림과 같이 상부에 충격에너지가 가해질때 이탈을 방지하는 브라켓(upper bracket)과 하부에 이탈을 방지하는 브라켓(lower bracket)이 설치되어 있어  평상시에는 도어가 수평운동을 할때는 간섭없이 운동하다가 수직방향으로 충격이 가해지면 도어가 실(sill)이나 도어 트랙에서 이탈하는 것을 막아주는 역할을 한다. 

(이탈방지장치의 부분의 상세)

 

각 제조사 마다 각기 상이한 구조로 개발하여 승강기부품 안전인증을 거쳐 시장에 내놓고 있다. 

 

4. 충격 시험(예)

 

(450J 도어 충격 시험 예)

 

 

4. 1000J의 등장

 

간헐적으로 전동휠체어(전동스쿠터)가 승강장문에 부딪혀 이탈하여 승강로 안으로 추락하는 사고가 이어지고 있다. 

부평소방서, 승강기 추락사고 안전하게 구조:FPN Daily (fpn119.co.kr)

부평소방서, 승강기 추락사고 안전하게 구조

아파트 엘리베이터실 지하서 70대 숨진 채 발견 (daum.net)

 

몇 해전 이러한 사고를 추가로 예방하기 위해서 450J을 1000J로 상향 조정하는 기준 개정을 추진한 적이 있다. 여러가지 사정으로 기준에 담겨지지는 않았지만 현재 여러 부품 업체에서 개발하여 시판중이다. 1000J은 한사람의 성인이 전동휠체어(전동스쿠터)를 타고 합산 180kg(스쿠터무게 110kg, 성인 70kg)의 무게에 시속 12km(초속 3.33m/s)로 승강장문에 충돌했을때 발생하는 값이다.

(전동스쿠터 무게 157kg(스쿠터 무게 92kg, 피해자 65kg('17년 통계청 70대 평균체중), 시속 10km로 승강장문에 충돌할 때 발생하는 운동에너지는 606.7J(국과수제공자료참조)로 610J로 상향하자는 의견도 있음.)

 

국내에서는 (주)은성이엠에스, (주)이노 Estem, (주)아조 ENG 등에서 개발하여 시판중이다.

철도연, 승강기 출입문 이탈방지장치 개발..교통약자 보호 (daum.net)

철도연, 승강기 출입문 이탈방지장치 개발..교통약자 보호

은성EMS홈페이지에 오신걸 환영합니다. (esems.kr)

아조이엔지 (ajoeng.com)

승강기안전공단, 승강기 출입문 1000J 충돌 시험 진행 - 건설이코노미뉴스 (cenews.kr)

 

장애인용 엘리베이터의 설치가 확대되고 전동휠체어등의 활용이 많아지고 있는 상황에서 전동휠체어 운전자의 조작미숙으로만 사고를 이해하지 말고 1000J도어장치의 확대등의 보다 적극적인 예방대책이 필요하다는 생각이다.

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주1) 줄(J, joule): SI 단위계에서 일 또는 에너지의 단위. 일량은 힘에 (힘의방향의) 거리를 곱한값이다. 일량의 단위와 에너지의 단위는 같다. 에너지는 일을 할 수 있는 능력이다.

1J(줄)은 1N(뉴턴)의 힘이 1m의 거리 동안 작용할 때 하는 일이며, 영국의 물리학자 제임스 프레스콧 줄을 기념하여 명명되었고 10^7erg(에르그)와 같다. 전기적 용어로 줄은 1W·s(와트 초)와 같으며, 대략 0.7377 ft·1b(푸트-파운드) 정도이다. 즉 1Ω(옴)의 저항에서 1A(암페어)의 전류에 의해 1초 동안 발생된 에너지이다. (출처:다음백과)

엘리베이터 - 일량, 동력등 그리고 단위 (tistory.com)

엘리베이터 - 일량, 동력등 그리고 단위

 

주2) <승강기 검사기준 3.1.2(6) ⓸>

⓸ 승강장문의 조립체는 KS B EN 81-1 부속서 J의 소프트 팬들럼 시험 방법에 따라 450J의 운동에너지로 충격을 가하였을 때 문의 이탈 없이 견딜 수 있어야 한다. 다만, 전망을 목적으로 유효 출입구 면적의 50% 이상을 접합유리로 설치하는 경우 운동에너지를 308J로 적용할 수 있다. 현장시험이 불가한 경우에는 공인시험기관의 시험성적서, 승강기 검사기관의 안전성 평가 등으로 확인할 수 있다. 화물용은 제외한다. (2008년9월10일 이후 건축허가분부터 적용)

 

주3) 엘리베이터 - 교체공사 (tistory.com)

엘리베이터 - 교체공사

 

주4) [별표 22] 엘리베이터 안전기준 (450J도어 관련)

7.5 승강장문 및 카문의 강도

7.5.3 기계적 강도

7.5.3.2 수평 개폐식 승강장문 및 카문에는 안내수단이 심한 마모나 부식 또는 충격으로 인하여 사용되지 못하게 될 경우에도 승강장문이 제 위치에서 유지되도록 하는 문이탈방지장치(Retainer)가 있어야 한다.

문이탈방지장치가 있는 모든 문짝(문 관련 부품들이 모두 조립된 문의 문짝을 말한다)은 7.5.3.4가)에 따른 진자충격시험을 견딜 수 있어야 한다. 이 경우, 진자충격시험은 안내수단 부품들이 가능한 최악의 조건 아래에서 표 4 및 그림 11에 따른 타격 지점에서 수행된다.

문이탈방지장치는 문짝의 경로 이탈을 방지하는 기계적인 수단으로서 이해되어야 하며, 문짝/행거의 추가적인 부품이거나 일부분일 수 있다.

7.5.3.4 유리판이 있는 승강장문, 유리판이 있는 카문, 폭이 150 ㎜ 이상인 승강장문의 측면 문틀은 추가적으로 다음을 만족해야 한다.(그림 11 참조)

비고 문틀 측면에 있는 추가 패널이 승강로를 둘러싸는데 사용되는 경우 측면 문틀로 간주된다.

가) 높이 1,020 ㎜에서 떨어지는 것과 동등한 충격에너지로 표 4에 따라 연질 진자충격장치(별표 9 참조)를 유리 문짝 또는 측면 문틀의 중앙 부분의 타격지점에 충격을 가할 때 다음과 같아야 한다. 진자충격시험은 승강장문의 경우 승강장 방향에서 수행되어야 하고, 카문의 경우 카 내부 방향에서 수행되어야 한다.

1) 영구적인 변형이 있을 수 있다.

2) 문 조립체의 완전성에 손상이 없어야 하고, 문 조립체는 승강로 내부로 0.12 m 이상의 틈이 발생하지 않아야 한다.

3) 시험 후, 문이 작동 가능할 필요는 없다.

4) 유리판은 균열이 없어야 한다.

나) 7.7.2.1가)에 따른 크기를 초과한 유리판이 적용된 경우 높이 500 ㎜에서 떨어지는 것과 동등한 충격에너지로 표 4에 따라 경질 진자충격장치(별표 9 참조)를 도어 문짝 또는 유리판의 중앙 부분의 타격지점에 충격을 가할 때 다음과 같아야 한다. 진자충격시험은 승강장문의 승강장 방향에서 수행되어야 하고, 카문의 경우 카 내부 방향에서 수행되어야 한다.

1) 균열이 없어야 한다.

2) 유리표면에는 지름 2 ㎜ 이하의 흠집을 제외하고 손상이 없어야 한다.

비고 1. 유리 문짝 또는 유리판이 여러 개인 경우에는 그 문짝들 또는 판들 중에서 가장 약한 배열이 고려될 수 있다.

2. 승강장문, 카문, 문틀에 사용되는 유리가 KS L 2004에 적합하거나 동등 이상의 접합유리인 경우 경질 진자 충격시험을 제외할 수 있다.

다) 승강장문, 카문 표면에 인테리어용으로 유리를 덧붙이는 경우에는 KS L 2002에 적합하거나 동등 이상의 강화유리가 사용되고 비산방지 필름 등이 부착되어야 하며, 7.5.3.4가) 및 나)에 따른 진자 충격시험을 견딜 수 있어야 한다. 경질진자 충격시험 후 유리 조각이 비산되지 않아야 한다.

[ 표 4. 진자충격시험의 타격 지점 ]
진동 충격 시험	연질 진자			경질 진자
낙하 높이	1,020 ㎜ (승강장문)	800 ㎜ [카문]	800 ㎜	500 ㎜
타격점 높이	1.0 m ± 0.10 m		유리의 중심	1.0 m ± 0.10 m
유리판이 없는 문(그림 11, 가.)	○	○
작은 유리판이 있는 문 (그림 11, 나.)	○	○	○
유리판이 2개 이상 있는 문 (그림 11, 다.) 최악의 유리판에 시험	○	○	○
큰 유리판이 있거나 전체가 유리인 문(그림 11, 라.) * 문짝 유효면적의 50 % 이상	○ (유리에 대한 충격) * 800 ㎜적용	○ (유리에 대한 충격)
유리판이 1 m 위에 있는 문 (그림 11, 마.)	○	○	○
유리판이 1 m 위에 있는 문 (그림 11, 바.)	○ (유리에 대한 충격)	○ (유리에 대한 충격)
측면 문틀의 폭 > 150 ㎜ (그림 11. 사.)	○		○
전망창이 있는 문(7.7.2)	○	○	○
금속제 문짝 표면에 인테리어용 강화유리를 덧붙인 문짝	○	○		○

 

<가. 유리가 없는 문>	<나. 작은 유리가 있는 문>	<다. 유리판이 2개 이상 있는 문>
<라. 큰 유리판이 있거나 전체가 유리인 문>	<마. 유리판이 1 m 위에 있는 문>	<바. 유리판이 1m 위에 있는 문>
			기호 설명 ● 연질 진자충격시험의 타격 지점 ○ 경질 진자충격시험의 타격 지점
<사. 문짝과 측면 문틀로 구성한 완전한 승강장 도어 (가 및 나에 따른 예시)>
최악의 조건으로 시험되어야 한다. 최악의 시험조건 결정이 어려운 경우, 두 가지 또는 모든 변형에 대해 시험되어야 한다. 비고 1. 그림 11.마와 11.바는 선택 가능한 대체 시험방법이다.         2. 타격 지점의 공차는 ± 0.1 m로 한다.
[ 그림 11. 진자충격시험의 타격 지점 ]

 

7.5.3.8 수평 개폐식 승강장문 조립체 및 카문 조립체는 별표 9에 따라 안전성이 입증되어야 한다.

[별표 9] 출입문 조립체(강도시험) 안전기준(제3조제1항제8호 관련)(승강기안전부품 안전기준 및 승강기 안전기준).hwp

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주5) [별표22] 엘리베이터 안전기준 8.3.2.3 (카벽 유리 사용시 관련)

8.3.2.3 카 벽 전체 또는 일부에 사용되는 유리는 KS L 2004에 적합한 접합유리이어야 한다.
높이 500 ㎜에서 떨어지는 것과 동등한 충격에너지의 경질 진자충격장치(별표 9 참조) 및 높이 700 ㎜에서 떨어지는 것과 동등한 충격에너지의 연질 진자충격장치(별표 9 참조)를 카 벽의 유리판 중심선의 바닥 위로 높이 1 m의 타격지점에 충격을 가할 때 또는 카 벽의 일부에 유리가 있는 경우 유리부품 중앙의 타격지점에 충격을 가할 때, 다음과 같아야 한다.

가) 카 벽의 구성요소에는 균열이 없어야 한다.

나) 유리 표면에는 지름 2 ㎜ 이하의 흡집을 제외하고 손상이 없어야 한다.

다) 카 벽의 완전성에 손실이 없어야 한다.

다만, 표 8과 같은 평면 유리로 된 카 벽의 부품들이 모든 면에서 틀에 끼여져 있는 경우, 상기의 충격시험은 필요하지 않다.

상기의 충격시험은 카 벽의 내부 면에서 수행되어야 한다.

[ 표 8. 카 벽에 사용되는 평면 유리판 ]
유리 형식	내접원 지름
	최대 1 m	최대 2 m
	최소 두께 (㎜)	최소 두께 (㎜)
강화 접합유리	8 (4 + 4 + 0.76)	10 (5 + 5 + 0.76)
접합유리	10 (5 + 5 + 0.76)	12 (6 + 6 + 0.76)

 

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(2025.2.27. 추가. 3000J 승강장 도어 개발, 한국ICT)

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