[논문]승강기 산업의 비표준 승강로에 대응하는 승강기 크기 결정 방법 연구

고영준; 김병익; 한관희

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.2.085

초록
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현재 승강기의 크기에 관한 공인된 표준이 존재하지 않는다. 각 승강기 제조 회사들은 EN-CODE와 국내검사기준에서 정의하는 용량대비 최대사용 카 바닥 면적을 이용하여 승강기의 용량 산출 기준에 맞는 최대 허용 바닥 면적을 설정하고 자신들의 기준으로 승강기 크기를 결정하고 있다. 본 논문에서는 승강기 크기를 보다 쉽게 결정 할 수 있는 방법을 제시한다. 이를 위해 승강로의 치수를 입력하면 승강기의 크기를 계산해주는 프로그램을 구현하였다. 이 프로그램은 건물의 이미 결정된 승강로 크기에 따라 승강기 요소들을 고려하여 현재 사용 중인 EN-CODE와 국내검사기준에 맞는 승강기의 크기를 계산해 주어 빠른 의사결정과 승강기 설치에 있어서 유용한 도구가 될 것이라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

There is currently no recognized standard for the size of lifts. Each elevator manufacturer sets the maximum allowable floor area that meets the capacity calculation standard of the elevator using the maximum used car floor area, which is defined by EN-CODE and the domestic inspection standard, and ...

There is currently no recognized standard for the size of lifts. Each elevator manufacturer sets the maximum allowable floor area that meets the capacity calculation standard of the elevator using the maximum used car floor area, which is defined by EN-CODE and the domestic inspection standard, and determines the elevator size based on their own standards. In this paper, we propose a method to more easily determine the elevator size. To do this, we implemented a program that calculates the size of the elevator by inputting the dimensions of the hoistway. This program will be useful method for quick decision making and elevator installation considering the elevator factors according to the already determined hoistway size of the building and calculating the EN-CODE currently used and the size of the elevator according to domestic inspection standards.

Keyword

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Pedestrian queuing : (a) body ellipse, (b) crowded, (c) nominal (Courtesy Pedestrians, by J. Fruim, currently published by Elevator World Magazine)
표 Table 1. Code of Lift Inspection in Korea¹⁾
표 Table 2. Code of Lift Inspection in EU¹⁾
표 Table 3. Code of Lift Inspection in China¹⁾
그림 Fig. 2. Initial Selection of Economic Capacity[4]
표 Table 4. Volume Contrast Bottom Area (EN-81[1])
그림 Fig. 3. Change in Size of Elevator Relative to Hoistway Size
그림 Fig. 4. Use Case Diagram for Determining Lift Size
그림 Fig. 5. LORMP(Lift Optimal Rated-Load Modeling Program)
그림 Fig. 6. Lift Sizing Procedure

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

위에서 언급한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 교통량이 계산되지 않은 승강로에 어떤 승강기를 넣을 지에 대한 효율적이고 빠른 의사결정을 돕는 프로그램을 제안하고자 한다.
비표준 승강로에 대응하는 승강기의 크기를 결정하는 방법을 제시하기 위해, 1) 먼저 현재 사용 중인 승강기 용량 산출 방식과 연구를 알아보고, 2) 사각기둥 형태의 승강기 메커니즘을 설명하고 승강기 크기의 기준과 이를 바탕으로 표준화되지 않은 승강로에 대응하는 승강기의 크기를 결정하는 프로그램을 제시하고자 한다.
여기서 우리는 무게 중심을 쉽게 잡아낼 수 있는 정사각형을 기준으로 정하여 비표준 승강로의 경우에 승강기 카 크기를 결정하는 방법을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 기존에 사용 중인 승강기 용량 산출기준을 분석하여 비표준 승강로의 경우 승강기 크기를 결정하는데 있어서의 현행 문제점들을 개선하기 위해사각기둥의 형태를 이루고 있는 승강기 모형의 메커니즘과 크기의 기준을 제시하였다. 또한, 이를 근거로 하여 비표준 승강로에 맞는 승강기의 크기를 결정하는 프로그램 개발하였다.

가설 설정

대규모 발딩 : 7∼8 m²/인, 중 소 사무실 빌딩 : 6∼7m² /인, 중 소 사무실 빌딩 : 6∼7m² /인 으로 가정한다. 승강기의 교통수요는 건물의 피크시간(출근시간)을 고려하여 승객수를 가정한다. 즉, 승강기 이용자수는 건물 내 상주하는 인구의 80%가 승강기를 이용하는 것으로 계산하고 적정 용량과 적정승강기대수를 산출 한다.
대규모 발딩 : 7∼8 m2/인, 중 소 사무실 빌딩 : 6∼7m2 /인, 중 소 사무실 빌딩 : 6∼7m2 /인 으로 가정한다.

제안 방법

3은 승강기 카 사이즈 평면도이다. 본 논문의 제안방법에서는 Fig. 3에서 보는 것과 같이 X좌표와 Y 좌표의 교차점인 C점을 중심으로 승강로의 크기에 따른 승강기 크기 변화를 X축과 Y축을 같은 비율로 조정한다.
또한, 균형추의 공간은 Y축 후면에 배치하고 유효 공간을 직사각형 형태의 공간으로 변수 처리하며, 가이드레일 및 브라켓의 구성 또한 X축의 좌우측에 일정한 값으로 설정하여 변수처리하고 이를 기반으로 승강로의 크기에 따라 승강기 최적의 크기를 자동으로 결정하는 범용 승강기 크기 결정 모델링 소프트웨어를 구현하였다.
비표준 승강로에 대응하는 승강기 크기 결정 소프트웨어 구현을 위하여 승강기 업체 영업기술자 측면에서 어떤 기능이 고려되어야 될지를 도출하기위해 Fig. 4처럼 Use Case Diagram을 작성하였다. 도출 기능은 크게1) 현장 실측 데이터 입력하고 2) 승강기 크기 계산 버튼을 클릭 하여 3) 계산된 승강기 크기를 확인하는 것이다.
본 논문에서 개발된 소프트웨어는 승강기 기종 여부에 상관없이 선택한 국내 기준(KN) 또는 유럽 기준(EN)에 맞게 승강로의 치수, 승강기의 정격용량 대비 균형추의크기 변화, 레일 브래킷의 변화, 도어 타입과 도어 크기에 따른 승강장 문턱의 크기를 반영하였다. 그리고 그 외다양한 변수를 반영하여 비표준 승강로에서 최적의 승강기의 크기를 산출한다.
본 논문에서 개발된 소프트웨어는 승강기 기종 여부에 상관없이 선택한 국내 기준(KN) 또는 유럽 기준(EN)에 맞게 승강로의 치수, 승강기의 정격용량 대비 균형추의크기 변화, 레일 브래킷의 변화, 도어 타입과 도어 크기에 따른 승강장 문턱의 크기를 반영하였다. 그리고 그 외다양한 변수를 반영하여 비표준 승강로에서 최적의 승강기의 크기를 산출한다.
2) 이때 결정된 승강기의 폭과 깊이를 설치를 위해100 mm 혹은 50 mm 단위로 보정한다. 개발된 프로그램에서는 1)에서 결정된 최대 승강기 크기 중에서 폭은100 mm 단위 버림을 통해 보정하고, 깊이는 50 mm 단위로 버림 하였다.
3) 이렇게 구해진 승강기 크기에 기반 하여 유효 면적을 계산 한다. 유효면적을 계산할 때에도 출입구 쪽의 작은 면적을 포함하느냐 포함하지 않느냐에 따라 2 가지 방식으로 계산한다. 그리고 선택한 검사 기준에 따라 유럽 기준일 경우 EN-81의 분류표에 따른 선형 보간법이 적용되어 정격 중량이 결정된다.
본 논문에서는 기존에 사용 중인 승강기 용량 산출기준을 분석하여 비표준 승강로의 경우 승강기 크기를 결정하는데 있어서의 현행 문제점들을 개선하기 위해사각기둥의 형태를 이루고 있는 승강기 모형의 메커니즘과 크기의 기준을 제시하였다. 또한, 이를 근거로 하여 비표준 승강로에 맞는 승강기의 크기를 결정하는 프로그램 개발하였다. 이 프로그램은 영업설계 초기 단계에서 건축 도면에서의 제약 조건을 쉽게 해석 하는데 도움을 줄 수 있다.
이는 설계의 빠른 접근과 오류를 피할 수 있는 장점이 될 수 있다. 또한, 비표준 승강로에 대응하여 최적의 승강기 크기를 계산해줌으로써 어떠한 형태의 승강로를 접하더라도 안전 검사 기준안에서 승강기의 최적 용량을 산출할 수 있도록 한다. 이는 곧 균형점의 변화 없이 결정된 크기 안에서 레이아웃을 구성할 수 있게 한다.

성능/효과

1) 사용자가 승강로의 폭과 깊이, 고려사항(엘리베이터 기종, 도어 종류, 적용 룰, 균형추의 위치, 문열림 방식, 출입구 폭)을 입력하면 내부 수식에 의해 최대 승강기 크기를 결정하게 된다.

후속연구

이 연구는 승강기의 용량 및 인승을 결정짓는 하나의연구로 평가받고 있다. 또한 이 연구에서는 승강기에 승객이 타고 내리는 과정에서의 혼잡 등을 물리적으로 예측하였고, 연구의 결과는 승강기의 제원(용량 및 도어의 위치 및 사이즈)을 결정짓는 기초 자료로 사용되고 있다. Table 4는 제이 프루인의 연구를 기반으로 설계된 유럽 표준의 용량 대비 승강기의 유효 면적을 보여주고 있다.
본 논문에서 개발된 소프트웨어를 사용하면, 1)교통영향 평가 이전에 승강로의 사양만으로 승강기의 최적크기를 예측함으로써 영업 설계의 초기 작업을 신속하게 진행할 수 있고, 2) 교통 영향 평가 후 승강기의 크기결정과 변화된 스펙에 알맞은 승강기 크기를 결정하는데 도움을 줄 것으로 기대한다.
즉, 입력 값은 승강로의 폭과 깊이, 기타 변수로 단순하지만 새로 생성되는 승강로의 X축 값과 Y축 값은 모두최적의 값으로 변할 수 있다. 그리고 현장의 제약 조건하에서 무게 중심을 고려한 승강기의 최적 크기를 자동으로 구성할 수 있어 영업설계 단계에서 유용한 도구가 될 것이다. 이는 최근 융복합 시대에 비즈니스 프로세스의 자동화로 정의되고 있는 RPA(Robotic ProcessAutomation)에서 승강기 산업 분야의 영업설계 RPA 모델의 한 유형이 될 것으로 사료된다.
본 논문은 개발된 프로그램을 이용한 실증 데이터가부족하다. 향후 승강기 산업의 영업 설계 단계에 개발프로그램을 적용하여 사례 분석을 통해 프로그램의 효율성을 향상시키고 실용성 제고와 우수성을 검증하도록 할 예정이다. 더 나아가 MRL(기계실 없는 엘리베이터)타입과 MR(기계실 있는 엘리베이터)타입의 최적 선정에 관한 연구에 적용할 수 있다.
향후 승강기 산업의 영업 설계 단계에 개발프로그램을 적용하여 사례 분석을 통해 프로그램의 효율성을 향상시키고 실용성 제고와 우수성을 검증하도록 할 예정이다. 더 나아가 MRL(기계실 없는 엘리베이터)타입과 MR(기계실 있는 엘리베이터)타입의 최적 선정에 관한 연구에 적용할 수 있다. 현재 상부 여유거리의 검사 기준상 규정과 설치 현장의 층고 측정 및 최상층에서 승강로 천정까지의 확정 값 등을 몇 가지 변수로 적용할 수 있다면 가능하다.
현재 상부 여유거리의 검사 기준상 규정과 설치 현장의 층고 측정 및 최상층에서 승강로 천정까지의 확정 값 등을 몇 가지 변수로 적용할 수 있다면 가능하다. 따라서, 승강로 크기만으로도MRL타입과 MR타입 중 최적타입의 결정에도 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	승객 당 평균 공간이란?	19m2)까지 밀집될수도 있다고 제시하였다. 이를 기반으로 산출된 승객 당 평균 공간이란 승강기 용량 즉 카가 만차 될 경우 정격하중을 초과하지 않도록 파운드 또는 킬로그램으로 표현되고 평방피트로 환산된, 사람의 형태를 수용할 수 있는 최적의 공간으로 표현되고 있다. Fig.
	승강기와 관련하여서는 우리나라를 비롯한 여러 나라들의 승강기 표준 규격과 안전 기준이 무엇으로 통합되고 있는가?	오늘날 대부분의 기술들은 ISO (국제 표준화 기구),IEC(국제전기기술위원회) 등 표준화 기구에 의해 표준화가 이루어진다. 승강기와 관련하여서는 우리나라를 비롯한 여러 나라들의 승강기 표준 규격과 안전 기준이 유럽 기준인 EN-CODE로 통합되고 있다[1]. 승강기에 관련된 표준은 ISO TC 178(IOC 승강기 분과위원회)에서 다루어지고 있으며 ASME(미국공업규격)과 JIS(일본 산업 표준) 등도 국제회의를 거쳐 EN-CODE의 부록으로 첨가되고 추후에는 모두 단일한 코드로 통합되어가는 수순을 밟고 있다.
	승강기설치에 있어서 빠른 의사결정을 할 수 없는 요인은?	따라서 승강로의 치수 역시각 승강기 회사별 최소치만을 규정하고 있으므로 역시표준화 되었다고는 보기 힘들다. 이렇게 표준화 되지 않은(비표준) 승강로에 대한 승강기의 크기 결정은 승강기의 용도와 이용량 평가에 의해 결정된다. 이는 승강기설치에 있어서 빠른 의사결정을 할 수 없는 요인이 된다.

참고문헌 (10)

British Standards Institution (2015). BS EN 81-1:1998+A3:2009 Safety Rules for the Construction and Installation of Lifts: Electric. British : British Standards Institution.
G. R. Strakosch & R. S. Caporale. (2010). The vertical transportation handbook 4th edition. Hobokon, NJ US : John Wiley & Sons, Inc.
Ministry of The Interior and Safety. (2018). Elevator Safety Inspection Standard,. Jinju Korea : Korea Elevator Safety Agency.
Korea Elevator Business Design. (2007). Guide to standards for elevator inspection. Jinju Korea : Korea Elevator Safety Agency.
J. P. Choi, J. K. Kang, D. Y. Kim, E .S. Jeong & J. W. Lee. (2012). A Study on Estimation of Coverage Area Per Elevator for High-rise Office Buildings. Journal Of The Architectural Institute Of Korea Planning & Design, 28(10), 131-138.
J. P. Choi, J. W. Lee, J. K. Kang, D. Y. Kim & E. S. Jeong. (2011). A Study on Deriving the Optimal Elevator Vertical Zoning Method for Office Use of High-rise Buildings. Journal Of The Architectural Institute Of Korea Planning & Design, 27(12), 181-188.
Y. G. Hyun & J. Y. Lee. (2018). Trands Analysis and Future Direction of Business Process Automation, RPA(Robotic Process Automation)in the Times of Convergence. Journal of Digital Convergence, 16(11), 313-327.
Y. J. Cho. (2016). Improvement of Elevator Management System after Completion. Journal of the Korea Institute of Building Construction, 16(5), 455-461.

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W. Y. Kim & S. G. Park. (2013). A Design and Implementation of the Integrated Framework linked Manufacturer-Specifications of the Elevators based on Android System, The Korea Navigation Institute, 17(6), 785-791.
H. J. Kim. (2012). An Experimental Study on the Estimation for the Flow Coefficient of Elevator Hoistway. Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering, 26(1), 43-48.

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