초고층건축물의
기본계획 및 착공시
고려사항
(
Ⅰ
)
채용병 <대일이엔씨기술(주) 전략기획본부 본부장/상무>초고층건축물이라
하면
인터넷
,
다양한
매체
등과
각종
문헌
에
여러가지
의미로
정의하고
있습니다
.
고층
또는
초고층
건물에
대한
용어는
외국에서는
High-rise
또는
Skyscraper
라고
불릴
뿐
,
개인의
주관적
판단이나
시대상황에
따라
달라짐으로
,
적절한
정의를
내리는
것은
어려
운
사실이나
가장
일반적으로
통용되는
초고층
건물에
대한
정
의
몇가지를
나열해
보면
다음과
같습니다
.
건축물이
만들어
지기까지는
건축
,
구조
,
토목
,
기계
,
전기
,
통신
,
소방
,
조경
등의
주
공정과
인테리어
,
친환경
,
에너지
등
의
세부공정과
그
외
기타
공정들이
참여하게
됩니다
.
사실
,
건축물이
높이에
따라
전기설비가
크게
다르지는
않지
전기설비사례 구분 초고층 건축물의 구분 1초고층 위원회(CTBUH, Council on Tall Building and Urban Habitat)에 따르면 고층 건축물이란 건축계획 디자인 그리고 용도상에 직접적으로 영향을 주는 고층성 (Tallness)를 가진 건축물이며, 그 고층성으로 인하여 어떠한 지역이나 시대에 존재하는 일반적인 건축물의 디자인 및 시공 그리고 사용 및 유지관리 측면에서의 보편적인 조건과는 다른 특별한 조건을 유발하는 건축물로서 정의되고 있다.
2 우리나라의 경우도 명확한 정의가 되어있지 않고, 내진설계에 의한 구조안전 확인 대상물인 21층 이상 건물을 초고층 건물로 간주하여 왔으며, 국제 고층건물학회(Council of Tall Building and Urban Habitat)는. 50층. 이.상.으.로. 제.시.하.고. 있.다..
3 건물 자체의 높이로 인하여 바람이나 지진 등과 같은 하중으로부터 발생하는 횡하중이 구조 설계에 큰 영향을 미치는 건물
4 주어진 설계조건하에서 건물에 작용하는 수평하중(지진, 바람 등)에 경제적으로 저항하기 위하여 특별한 구조형식을 도입할 필요가 있는 건물
1. 환경을 고려한 기본계획 수립
1) 풍속, 대기오염
지상
약
70
m
지점에서
순간
최대풍속이
최고도에
달한
후
위
로
갈수록
약화되었다가
170
m,
250
m
지점에서
재차
풍속이
강해집니다
.
또한
,
대도시의
경우
질소산화물
,
아황산산화물
,
매
연
,
대기오염
등이
상부
층에
역전층을
이루어
초고층
빌딩의
일부
층은
대기오염의
영향을
심각하게
받게
되므로
기기의
위
치
선정
및
청정대책을
강구해야
합니다
.
(
초고층
빌딩
설계
5〜10년
전부터
기상관측
등을
하여
데이
터를
수집하여
설계한다
)
기 본 계 획 시 공(가설 및 본공사) 설 계 계획 단계부터 면밀한 검토를 통해 각종 리스크 요인 분석 및 대책마련 공사 중 일어 날 수 있는 변경사항, 민원 등에 대한 신속한 대응책 마련 초고층에 반드시 필요한 설비, 공법, 자재 및 현장여건에 맞는 설계기법 높이에 따른 풍속의 변화나. 기본계획 시 고려사항
· 고층의 경우 다양한 외부요인에 대한 대처가 필요하며, 기상조건을 고려한 계획 필요 · 높이에 따른 풍속, 외주부 온도 차이 등에 의한 안전한 전원공급 계획 수립 기본방향전기설비사례
2) 냉방부하
(
복사열
증가
,
외기유입량
증가
,
전기부하증가
)
냉각탑
,
공조기
고층에서는
복사열의
영향으로
냉방
부하가
커지며
풍속의
증대로
외기유입량이
많아
냉방부하가
증가하게
되고
따라서
전기부하
증가
3) 난방부하
(
야간복사
-
실내온도
급강하
,
결로
)
야간
복사로
인한
난방손실이
커지므로
실내온도의
급강하
및
결로
현상
등에
대한
방지대책
강구
다. 가설공사 시 고려사항
· 대용량 전원공급 및 공사단계별 용량 증가 및 원거리 전압강하에 대한 고려 · 원거리 부하에 대한 전원공급 및 고소작업 시 주변 안전을 고려한 계획 수립 기본방향1. 가설용 수변전설비 계획
구분 가설신청 지상층 착공 지구변전소 분기 준공시점 전기실 단계별 운영 단계별 계획 내용 · 가설 전기실 옥외 신설 · 부지 1층 및 지하층에 대한 공사용 전원공급 · 부지가 넓을 경우 다수 · 가설 전기실 설치 검토 · 지상층 착공전 본공사 부전기실 장비 설치 · 수배전반 설치 완료 후 가설 전기실로부터 전력인입 및 해당층 공사용 전원공급 · 지상층 2단계 착공전 부전기실 수배전반 발주 및 설치, 시운전 · 기존 부전기실로 부터 전력 인입시 본공사 용량의 인입간선 설치 · 골조공사 및 부전기실 공사완료 후 주전기실 설치 · 준공 및 사용전검사 전 주전기실 본공사 수전 결론 · 사업부지가 넓고 지상층 고소작업 등으로 인한 수직간선에 대한 전압강하 등 안전대책을 고려해 지상층 Zone별 가설용 부전기실 설치가 바람직하며, · 원활한 공사진행을 위해 지상층 부전기실은 본공사용으로 사전 시공하는 방안 검토 · 부전기실 사전시공 시 전력인입은 본공사용으로 용량과 간선을 선정하도록 함.3. 타워크레인 투광기 및 고층부 빛공해 방지 대책
타워크레인 전원공급 방안 타워크레인 위험경고 센서 설치 · 초고층의 경우 지상으로 부터 타워크레인까지 전압강하 및 수직하중 때문에전원공급 불가 · 전용 발전기를 이용한 전원공급 방안 검토 · 디젤발전기 상시운전 시 소음 및 진동을 고려해 방진대책 고려 · 발전기 상시운전 시 매연발생을 고려해 매연저감장치 설치 고려 · 현장 고소작업시 안전을 고려해 타워크레인에 위험경고센서 설치 · 붐대가 안전한 구간을 벗어날 경우 경보음 발생 · 경보 발생시 운전자는 선회구간을 변경하는 신속한 조치로 안전성 확보 현장 주변 빛공해 방지 대책 · 초고층 건물의 야간 작업시 투광등에 의한 눈부심 등으로 주변건물과 특 히, 주거지역인 경우 심각한 민원 발생이 우려됨. · 타워크레인 작업등은 고용량의 투광등을 사용하므로 빛가림막 또는 동등이 상의 시설 필요 · 컷오프타입과 광원의 배광이 좁은 사양 검토전기설비사례
4. 현장 내 CCTV 설치 시 사각지대 최소화
5. 지상층 무선통신 인프라 구축
실시간 감시로 이벤트시 신속한 대응 · 초고층의 경우 작은 낙하물에 대해서도 큰 사고로 이어질 수 있으므로, 세 심한 감시와 관리가 필요 · 안전사고 발생 시 넓은 공사현장을 고려해 지하층 및 지상 전층 CCTV Camera 설치 필요 · 공사 진행현황 뿐만 아니라, 안전을 고려해 별도의 종합상황실을 설치 및 실시간 감시 필요 지상 및 지하 전지역 통신환경 구축 · 공사 현장의 경의 무전기를 이용하여 작업지시 · 현장 내 상주인원의 원활한 통신 서비스 제공 · 지상 50층 이상의 경우 기간통신 서비스 불가 · 고층부의 원활한 작업지시 및 상주인원 편의를 위한 중계기 및 무선통신 인 프라 구축 필수지상 및 지하 전지역 통신환경 구축 · 지상층 전기실 및 발전기실 장비반입시 승강기를 이용하며, 승강기 용량을 고려한 장비선정 검토 · 변압기 용량 선정시 가급적 동일 규격으로 계획 · 승강기 내부 규격을 고려한 수배전반 모듈화 제작 · 분해 후 장비 반입 및 현장 조립 시공
라. 본공사 착공시 고려사항
· 본공사 및 초고층의 현장 여건을 고려한 계획과 면밀한 검토를 통해 리스크 최소화 · 초고층에 대한 장비반입, 수직하중 및 흔들림(Sway) 등을 고려한 계획 집중 검토 기본방향1. 수변전설비 계획
2. 전력간선설비 계획
Bus-Duct 내진 대책 cable Tray 내진 대책
· EPS 내 지상층 일정 구간별 Expansion joint 설치 · 부스덕트 하부 지지철물은 Spring Hanger 설치
· 수직 및 수평 변위를 고려해 일정 간격 이격 설치 · 트레이 연결구간 전용Expansion joint Conector 설치
전기설비사례
3. 수직간선 자중에 의한 Cable 손상방지
전력간선 수직 케이블 시공방법
· Cable Pulling시 하중에 따fms 손상방지 대책 강구 · Winch에 의한 Pulling 또는 중간층에 재 Pulling · 수평 옹벽 관통 배관시 고려사항
· 수평 부위 옹벽 Open Sleeve의 관통 배관 시 배관을 Open된 하부로 배관함
4. 전력 시설물 내진(진동, 소음) 대책
1) 장비의 내진 대책
2) 일반배관 vs 내진배관 Support 비교
간선의 내진대책 발전기의 내진대책 변압기 내진대책 발전기 진동재책 · 구조물 조인트부 케이블 트레이 분리 설치로 변위 흡수 · 운전 시 소음저감 및 내진을 위한 방진 패드 및 스프링 설치 · 변압기 내진스토퍼 볼트 배전반 단 면 변형 을 억제하는 보강판 적용 · 진동에 의한 기기보호 를 위한 방 진 고무와 내진 스토퍼 설치 구분 일반배관 support 내진 배관 support 시공비 100% 200~300% 시공난이도 일반적 시공법 용접 및 도장의 장미도 요구됨 시공평가 기준 없음 전문평가 기준에 의한 시공평가 요망 시공기간 100% 200~300% 표준시공 기준 전기공사·통신공사협회 표준 시공도 없음장비의 이탈, 파손방지 장비의 낙하, 파손방지 · 장비의 하단 고정기기 지진내력 부재 사용 · 발전기 연도, 천장기기 단선지지, 스토퍼 설치 장비의 전도, 파손방지 변압기 연결부스 파손방지 · 변압기 등의 고정장비 내진 스토퍼 설치 · 변압기 내부 본체지지 대 설치로 파손방지 지진 발생시 조기 감지로 안전한 대피 통합 SI와 연계한 지진감지 시스템 · 건물 내 최상층, 중간층, 최하층에 지진센서 설치 · 정확한 진동 감시관리와 재해 예방체계 확립
