엘리베이터는 기원전부터 고안되어 19세기에 실용화된 수직 이동 장치이다. 한국에서는 1850년에 처음 사용되었고, 일제강점기인 1914년 조선호텔에 최초로 설치되었다. 엘리베이터는 승객용, 화물용, 특수 용도 등 다양한 종류가 있으며, 용도, 전원, 속도, 권상기, 구동 방식에 따라 구분된다. 안전을 위해 조속기, 완충기 등 다양한 안전 장치가 설치되어 있으며, 특수 운전 모드도 존재한다. 엘리베이터는 건물의 구조, 제어 방식, 유지 보수, 사회적 영향 등 다양한 측면에서 중요한 역할을 한다.
2. 역사
엘리베이터는 이미 기원전부터 존재했으며, 고대 그리스의 아르키메데스가 로프와 도르래로 조작하는 것을 개발했다. 로마 시대 네로는 궁전 내에 인력 엘리베이터를 설치했고, 콜로세움에는 검투사와 싸우는 맹수를 경기장으로 운반하는 인력 엘리베이터가 있었다.[121]
중세유럽에서도 도르래를 이용한 권상기가 있었으며, 17세기에는 균형추(카운터웨이트)를 사용한 엘리베이터가 발명되었다. 오늘날에도 무대용 인력 승강 설비가 사용되지만, 전동 방식이 주류이다.
19세기 초 수압 엘리베이터가 유럽공장 등에서 사용되었고, 1835년에는 증기 기관을 이용한 엘리베이터가 나타났다. 동력식 엘리베이터는 잉글랜드에 처음 도입되었고, 1840년대에는 미국 공장과 호텔에도 도입되었으나,[122] 속도가 느리고 안전성에 문제가 있었다.
미국의 엘리샤 오티스(Elisha Graves Otis, 1811-1861)는 1853년 뉴욕 만국 박람회에서 낙하 방지 장치(조속기)를 장착한 증기 엘리베이터를 발표하며 '엘리베이터'라는 명칭을 사용했다.[123] 그는 1854년 뉴욕 박람회에서 밧줄을 끊는 시연으로 안전성을 보였고, 이 엘리베이터는 뉴욕 수정궁에 설치되었다.[124]
수력식이나 증기 기관식은 겨울철에 물이 얼어 운행에 지장이 있었다. 1882년 최초의 전동식 엘리베이터가 뉴잉글랜드 면 공장에 설치되었고,[123]1889년경부터 고속 운전이 가능해지면서 전동식이 주 동력원이 되었다. 전동식 엘리베이터는 초고층 건축물 건설에 기여했다.
1857년3월 23일 오티스의 여객용 엘리베이터가 뉴욕 488 브로드웨이에 설치되어 세계 최초 실용 엘리베이터 사례가 되었다. 1859년뉴욕브로드웨이 호텔에 설치된 오티스 엘리베이터는 상층부 객실의 인기를 높였다. 1861년 오티스는 증기 엘리베이터 특허를 취득하고 오티스 엘리베이터 컴퍼니를 설립했다. 1870년뉴욕 이퀴터블 생명 빌딩은 여객용 엘리베이터를 설치한 세계 최초의 오피스 빌딩이 되었다.[125]
1875년일본 최초의 수압식 화물용 엘리베이터가 오지 제지 쥬조 공장에, 1880년 베르너 폰 지멘스가 세계 최초의 전동식 엘리베이터를 개발했다.[126]1887년 알렉산더 마일스는 자동문 엘리베이터 특허를, 1889년파리에펠탑에 수압식 엘리베이터가 설치되었다. 같은 해 오티스 엘리베이터사는 전동식 엘리베이터를 뉴욕 빌딩에 설치하여 마천루화를 가속화했다.
1915년 일본 최초 국산화 승용 엘리베이터인 도마츠식 엘리베이터(푸시 버튼식 완전 자동)가 오사카부 이토마루홍 오복점에, 1919년 도마츠 타카토키는 일본 최초 엘리베이터 제작 법인인 일본 엘리베이터 제조를 설립했다. 1933년 동양 오티스 엘리베이터(일본 오티스 엘리베이터)가 가마타 공장에서 국산 엘리베이터 제조를 시작했다.
2006년1월 17일 도시바 엘리베이터가 자석 이용 자세 안정 엘리베이터를, 3월 1일 히타치 제작소가 순환형 엘리베이터 실증 실험 성공을 발표했다. 2016년 1,080m/min 엘리베이터(미쓰비시 전기)를 갖춘 상하이 센터가 일부 개업했다. 2014년4월 21일 히타치 제작소는 1,200m/min 엘리베이터 개발 성공을 발표했다.
일본 엘리베이터 협회는 1890년11월 10일도쿄아사쿠사 "료운카쿠"에 일본 최초 전동식 엘리베이터 설치를 기념하여 11월 10일을 "엘리베이터의 날"로 정했다.[128] 일본 현존 최고(最古) 엘리베이터는 1926년 설치된 미국 오티스사 제품(도카 사이칸, 교토시)이다.
1842년가이라쿠엔(이바라키현미토시) 내 "고분정"에 설치된, 식사 운반용 승강기가 보존 중인 가장 오래된 것이다.[129] 에이헤이지 대고원의 1930년 설치 엘리베이터 등도 가동 중이다.
1850년조선에서 엘리베이터가 사용되기 시작했지만 큰 지지를 받지 못했다.[169] 이후 일제 강점기 1914년 조선호텔에 최초로 설치되었다.[170]
2. 1. 기원과 초기 발전
엘리베이터는 기원전부터 존재했으며, 고대 그리스의 아르키메데스가 로프와 도르래를 이용하여 작동하는 엘리베이터를 개발했다. 비트루비우스의 저작에 따르면, 아르키메데스는 기원전 236년에 최초의 엘리베이터를 만들었다고 한다.[2] 이후 엘리베이터는 사람이나 동물의 힘으로 움직이는 삼 밧줄에 매달린 객실 형태로 발전했다.
로마 시대에는 콜로세움에 동물을 위층으로 운반하는 데 사용된 약 25개의 엘리베이터가 있었다.[3] 이 엘리베이터들은 최대 8명의 사람이 약 272.16kg의 무게를 약 7.01m 높이까지 들어 올릴 수 있었다.[4]1000년에는 이슬람 스페인의 이븐 할라프 알-무라디가 쓴 《비밀의 책》에 요새를 파괴하기 위한 거대한 공성퇴를 들어 올리는 엘리베이터와 유사한 장치가 언급되어 있다.[5]
고대 및 중세 엘리베이터는 호이스트와 윈드래스를 기반으로 구동되었다. 리드 스크류 기반 시스템의 발명은 현대 여객용 엘리베이터 개발에 중요한 역할을 했다. 최초의 스크류 구동 엘리베이터는 이반 쿨리빈이 제작하여 1793년겨울 궁전에 설치되었지만, 레오나르도 다 빈치의 더 이전 설계가 있었을 수도 있다.[7] 쿨리빈의 또 다른 엘리베이터는 수년 후 모스크바 근처 아르한겔스코예 궁전에 설치되었다.
19세기 초에는 수압을 이용한 엘리베이터가 유럽에 등장하여 공장 등에서 사용되었다. 1835년에는 증기 기관을 동력으로 사용한 엘리베이터가 나타났다. 동력식 엘리베이터는 잉글랜드에 처음 도입되었고, 1840년대에는 미국의 공장과 호텔에도 도입되었다. 그러나 수력이나 증기 기관을 사용한 엘리베이터는 속도가 느리고 안전성에 문제가 있었다.
미국의 엘리샤 오티스는 1853년 뉴욕 만국 박람회에서 낙하 방지 장치(조속기)를 장착한 증기 엘리베이터를 발표했다. 그는 1854년 뉴욕 박람회에서 밧줄을 자르는 시연을 통해 안전성을 입증했다. 1857년에는 뉴욕 시의 5층짜리 건물에 최초로 엘리베이터가 설치되었다.
1882년 최초의 전동식 엘리베이터가 뉴잉글랜드의 면 공장에 설치되었고,[123]1889년경부터 고속 운전 가능한 장치가 고안되면서 전동식이 엘리베이터의 주 동력원으로 자리 잡았다.
한국에서는 1850년에 엘리베이터가 쓰이기 시작했지만 큰 지지를 받지 못했다.[169] 이후 일제 강점기인 1914년 조선호텔에 최초로 엘리베이터가 설치되었다.[170]
2. 2. 산업 혁명과 현대 엘리베이터의 등장
19세기에 엘리베이터가 실용화되었다. 엘리샤 오티스는 1852년뉴욕주용커스의 침대공장에서 일하며 덮개 없는 상자에 침대를 싣고 상하로 움직이는 기계를 발명했다. 1854년 뉴욕 박람회에서 이 발명품을 직접 시연했고, 1857년 뉴욕 시의 5층짜리 도자기 및 유리 상점에 최초로 엘리베이터가 설치되었다.[169]한국에서는 1850년에 처음 사용되었지만 큰 지지를 받지 못했다.[169] 이후 일제 강점기인 1914년 조선호텔에 최초로 설치되었다.[170]
엘리베이터 개발은 석탄과 목재 등의 원자재 운반 필요성에 의해 주도되었다. 19세기 중반, 증기 동력 엘리베이터가 광산과 공장에서 상품 운반에 사용되었다. 1823년 런던의 두 건축가는 "상승하는 방"이라는 관광 명소를 건설하여 런던 중심부의 높은 곳에서 파노라마 뷰를 제공했다.[8]
초기 증기 구동 엘리베이터는 10년 동안 개선되었다. 1835년, 잉글랜드의 Frost and Stutt 회사에서 벨트 구동 방식의 Teagle 엘리베이터를 개발했다.[9] 1845년, 이탈리아 건축가 가에타노 제노베세는 카세르타 왕궁에 "플라잉 체어"라는 엘리베이터를 설치했다.
1846년 윌리엄 암스트롱 경이 발명한 유압 크레인은 파스칼의 법칙을 활용하여 더 큰 힘을 제공하며 증기 구동 엘리베이터를 대체했다. 헨리 워터맨 (발명가)은 1850년 엘리베이터의 "스탠딩 로프 제어"를 발명했다.[10]
1852년, 엘리샤 오티스는 케이블이 끊어져도 추락을 방지하는 안전 엘리베이터를 도입했다. 그는 1854년 뉴욕 크리스탈 팰리스에서 이를 시연했고,[10][11] 최초의 여객 엘리베이터는 1857년 3월 23일 뉴욕 뉴욕 시의 488 Broadway에 설치되었다.
최초의 엘리베이터 샤프트는 1853년 피터 쿠퍼의 쿠퍼 유니언 재단 건물에 설치되었다.[12] 샤프트는 원통형이었다.[13] 영국 건축가 피터 엘리스 (건축가)는 1868년 오리얼 챔버스에 파테르노스터 엘리베이터를 설치했다.[14]
1870년 뉴욕 시의 이퀴터블 생명 보험 빌딩은 여객 엘리베이터가 설치된 최초의 사무실 건물로 여겨진다.[15] 1872년, 미국 발명가 제임스 웨이랜드는 엘리베이터 샤프트 문을 자동으로 여닫는 방법을 특허냈다.[16] 1874년, J. W. 메이커는 엘리베이터 문을 안전하게 여닫는 방법을 특허냈다.[17]
최초의 전기 엘리베이터는 1880년 베르너 폰 지멘스에 의해 제작되었다.[18] 안톤 프라이슬러는 폰 지멘스의 아이디어를 발전시켰다. 프랭크 J. 스프라그는 층 제어, 자동 작동, 가속 제어 및 안전 장치를 추가하여 전기 엘리베이터의 안전성과 속도를 향상시켰다.
1871년, 에드워드 B. 엘링턴은 런던 유압 동력 회사를 설립하여 엘리베이터와 크레인에 동력을 공급했다.[19] 스카일러 휠러는 1883년 전기 엘리베이터 설계를 특허냈다.[20][21][22] 1884년, 미국 발명가 버지니아주 노퍽의 D. 험프리는 자동 문이 있는 엘리베이터를 특허냈다.[23][24] 1887년, 미국 발명가 미네소타주 덜루스의 알렉산더 마일스는 자동 문이 있는 엘리베이터를 특허냈다.
1891년, 미국 발명가 조셉 켈리와 윌리엄 L. 우즈는 자동으로 여닫히는 해치 방식의 엘리베이터 샤프트 보호 방법을 특허냈다.[25] 인도 최초의 엘리베이터는 1892년 콜카타의 라즈 바반에 설치되었다.[26]
1900년까지 완전 자동 엘리베이터가 보급되었지만, 승객들은 사용을 꺼렸다. 1945년 뉴욕 시의 엘리베이터 운영자 파업과 비상 정지 버튼, 비상 전화 등의 추가로 채택이 지원되었다.[27]
인버터 제어 기어리스 구동 시스템은 전 세계 고속 엘리베이터에 적용된다. 도시바는 1980년대 말 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)를 개발했다.[28] 2000년, 최초의 진공 엘리베이터가 아르헨티나에서 상업적으로 출시되었다.[29]
2. 3. 한국 엘리베이터의 역사
1850년에 한국에서 엘리베이터가 쓰이기 시작했지만, 그 때는 큰 지지를 받지 못했다.[169] 이후 일제 강점기인 1914년 조선호텔에 최초로 설치되었다.[170]
3. 종류
엘리베이터는 크게 로프식과 유압식으로 나눌 수 있다.
로프식 엘리베이터: 로프와 풀리 사이의 마찰력을 이용하여 카(cage)를 움직인다. 카의 무게는 균형추로 상쇄하며, 종종 두 대를 설치하여 서로 균형추 역할을 하게 한다.
유압식 엘리베이터: 유압 원리를 이용하여 카를 올리고 내린다. 로프와 유압 동력을 함께 사용하는 로프 유압식도 있다.
최근에는 영구 자석 모터, 기계실 없는 레일 장착 기어리스 기계, 마이크로프로세서 제어 등 다양한 기술이 발전하고 있다.
건물 신축 시 층수, 공간, 사용 패턴 등을 고려하여 엘리베이터 기술을 선택한다. 유압식은 저렴하지만 고층에 설치하기 어렵고, 견인식보다 속도가 느리다.
코네는 1996년 세계 최초로 기계실 없는 엘리베이터 '코네 모노스페이스(Kone MonoSpace)'를 출시했다. 공간 절약, 에너지 효율, 유압 오일 불필요 등의 장점이 있지만, 유지 보수가 어렵고 위험할 수 있다.[30][31]
엘리베이터는 대량 맞춤화가 가능하다. 구성 부품은 대량 생산으로 경제성을 확보하면서도, 각 건물 특성에 맞춰 설계 및 제작된다.
3. 1. 용도에 따른 구분
엘리베이터는 그 용도에 따라 다음과 같이 여러 종류로 구분된다.
; 승객용 엘리베이터
: 주로 사람을 운반하기 위한 엘리베이터이다. 아파트, 사무실, 상업 시설, 호텔, 병원 등 다양한 건물에 설치된다.
엘리베이터는 속도에 따라 다음과 같이 구분된다.[171][172][173][174][175]
종류
속도
적용 건물
저속 엘리베이터
45m/min 이하
3층 이하의 저층 건물
중속 엘리베이터
60m/min
3층 이상의 건물
준고속 엘리베이터
90m/min ~ 105m/min
10층 이상의 중층 건물
고속 엘리베이터
120m/min ~ 300m/min
30층 이상의 고층, 준초고층 건물
초고속 엘리베이터
360m/min ~ 1260m/min
80층 이상의 초고층 건물
일반적인 엘리베이터의 속도는 45m/min ~ 105m/min이다.[139]중국 광저우시의 "광저우 저우다푸 금융 센터"에는 시속 75.6km (1260m/min)로 상승하는, 세계에서 가장 빠른 엘리베이터가 있다.( 히타치 제작소 제작, 하강은 600m/min).[140]요코하마 랜드마크 타워에는 45km/h (750m/min)로 하강하는, 세계에서 가장 빠른 하강 엘리베이터가 있다. (미쓰비시 전기 엘리베이터).[141]
고속 엘리베이터는 고속으로 올리는 기술보다 고속에서 안전하게 정지시키는 기술이 더 어렵기 때문에, 하강 속도를 상승 속도보다 억제하는 경우가 많다.[142]
3. 4. 권상기에 따른 구분
엘리베이터는 권상기(Winding Machine)의 종류에 따라 기어드식(Geared)과 기어리스식(Gearless)으로 나뉜다.
와이어 로프는 트랙션식 엘리베이터 등에서 사용되는 권상 삭이다. 재질은 탄소강이 사용되며, 건축기준법에 의해 안전율을 10 이상 확보하도록 의무화되어 있다. 로프는 스트랜드라고 불리는 가는 강선을 꼬아 만들고, 이 스트랜드를 8개 정도 꼬아서 만든다. 로프의 중심부에는 마닐라 삼이나 사이잘 삼 등의 경질 섬유 심이 들어가 유연성을 유지한다. 굵기는 직경 10mm, 12mm, 16mm 등이 있으며, 객실 적재량에 따라 사용하는 로프의 개수가 늘어나거나 더 굵은 로프가 사용된다. 트랙션식 엘리베이터는 로프 양 끝에 객실과 균형추가 매달려 있으며, 이들의 연결부에는 소켓이라고 불리는 기구에 배빗 메탈을 주입하는 단말 처리가 되어 있어 연결 강도를 확보하고 있다.[130]
3. 5. 구동 방식에 따른 구분
엘리베이터는 구동 방식에 따라 크게 로프식과 유압식으로 나눌 수 있다.
로프식 엘리베이터: 로프와 풀리 사이의 마찰력을 이용하여 카(cage)를 움직이는 방식이다. 카의 무게는 균형추를 통해 상쇄시키며, 종종 두 대의 엘리베이터를 설치하여 서로 균형추 역할을 하도록 한다. 파터노스터가 대표적인 예시이다.
유압식 엘리베이터: 유압 원리를 이용하여 카를 올리고 내리는 방식이다. 로프와 유압 동력을 함께 사용하는 로프 유압식 엘리베이터도 있다.
최근 엘리베이터 기술은 영구 자석 모터, 기계실이 없는 레일 장착 기어리스 기계, 마이크로프로세서 제어 등 다양한 방식으로 발전하고 있다.
건물에 새로 엘리베이터를 설치할 때는 건물의 층수, 설치 가능한 공간, 엘리베이터 사용 패턴 등 여러 요소를 고려하여 적절한 기술을 선택해야 한다. 유압식 엘리베이터는 비교적 저렴하지만, 높은 층에는 설치가 어렵고 견인식 엘리베이터에 비해 속도가 느린 편이다.
코네는 1996년에 세계 최초로 기계실 없는 엘리베이터인 코네 모노스페이스(Kone MonoSpace)를 출시했다. 이 엘리베이터는 공간을 절약하고 에너지 효율이 높으며, 유압 오일을 사용하지 않는다는 장점이 있다. 그러나 유지 보수가 어렵고 위험할 수 있으며, 일부 지역에서는 건축 법규 때문에 설치가 제한될 수 있다는 단점도 존재한다.[30][31]
엘리베이터는 대량 맞춤화가 가능한 제품이다. 즉, 구성 부품들은 대량 생산을 통해 경제성을 확보하면서도, 각 건물의 개별적인 특성에 맞춰 설계 및 제작이 이루어진다.
양문형 엘리베이터: 앞문과 뒷문을 통해 한쪽 문에서 타고 다른 문으로 내릴 수 있는 구조이다.
와이어 로프는 트랙션식 엘리베이터 등에서 사용되는 밧줄이다. 재질은 탄소강이 사용되며, 건축기준법에 의해 안전율을 10 이상 확보하도록 의무화되어 있다. 유연성을 위해 로프 중심부에는 마닐라 삼이나 사이잘 삼 등의 섬유 심이 있다. 굵기는 직경 10mm, 12mm, 16mm 등이 있으며, 객실 적재량에 따라 굵기와 개수가 달라진다. 트랙션식에서는 로프 양끝에 객실과 균형추가 매달려 있고, 소켓이라는 기구에 배빗 메탈을 주입하는 단말 처리가 되어 있다.
고층 빌딩 엘리베이터는 와이어 무게 때문에 최상층과 최하층 부근에서 객실 측과 균형추 측의 무게 불균형이 발생할 수 있다. 이를 막기 위해 객실 바닥과 균형추 바닥 사이에 보상 로프 또는 보상체인이 설치된다.
영화에서 엘리베이터 와이어가 끊어져 고속으로 낙하하는 장면은 오류가 많다. 엘리베이터 객실을 매단 와이어는 정원의 약 10배 무게를 견딜 수 있고, 3개 이상 사용되므로 모두 절단되는 것은 드물다. 만약 절단되어 객실이 낙하해도 조속기 로프가 절단되지 않으면 정격 속도의 1.4배에서 비상 정지 장치가 작동한다. 즉, 매트릭스처럼 폭파되거나 주 로프와 조속기 로프가 동시에 파단되지 않는 한 낙하 사고는 일어나지 않는다.
과거에는 엘리베이터 샤프트와 객실 간극이 작아 공기 저항이 감속 효과를 가진다고 했지만, 도시바 엘리베이터 테스트 타워 낙하 사고에서 감속 효과가 거의 없음이 증명되었다.
일부 엘리베이터는 피난용 출구를 가지고 있지만, 내부 탈출용이 아니므로 외부에서 잠겨 있는 경우가 많다. 군 관리되는 엘리베이터에서 고장 시 옆 카를 움직여 구조할 때 사용된다.
엘리베이터 방범 장치로는 방범 카메라, 경보 장치, 각 층 강제 정지 장치, 이용자/이용 층 감지 시스템 등이 있다.[150]
방범을 위해 엘리베이터 문이나 벽에 창(방범창)을 설치하거나, 카 내부에 감시 카메라를 설치하여 내부 영상을 승강장에 설치된 모니터에 비추기도 한다. 이는 범죄나 장난을 방지하고 안심하고 이용할 수 있게 한다. 주로 아파트, 단지 등의 공동 주택, 철도역, 일부 상업 시설 등에서 볼 수 있다.
심야에는 각 층으로 오르내릴 때 중간 층 모두에 정지하는 엘리베이터도 있다. 예를 들어 1층에서 5층으로 갈 때 2, 3, 4층에서 정지하여 문을 여는 식이다. 방범 효과는 높지만, 승강 시간이 길어지고 효율이 떨어진다.
건축기준법에는 다음과 같은 엘리베이터들이 규정되어 있다.
천장 구출구가 없는 엘리베이터
오픈 타입 엘리베이터
승강 행정이 짧은 엘리베이터: 승강 행정이 7m 이하. 지진 시 관제 운전 장치 등 일부 안전 장치 완화.
정격 속도가 빠른 엘리베이터: 정격 속도가 240m/min 이상.
홈 엘리베이터: 승강 행정이 10m 이하, 바닥 면적이 1.1m² 이하. 안전 장치 일부 완화, 정기 보고 의무 없음.
승강기(카)의 문, 천장 등이 없는 자동차용 엘리베이터
헬리포트용 엘리베이터
주로 철도 회사가 설치하는 휠체어 승강 장치 에스칼
롱 스팬 엘리베이터
단차 해소기: 휠체어 사용. 정격 속도 15m/min 이하, 바닥 면적 2.25m² 이하, 승강 행정 4m 이하 또는 계단/경사로 따라 승강.
의자식 계단 승강기: 정격 속도 9m/min 이하.
4. 구조
엘리베이터는 크게 승강로 설비와 카(cage) 설비로 나뉜다.
엘리베이터 내부에는 거울이 설치되는 경우가 있는데, 이는 휠체어 사용자가 뒤로 물러서서 내릴 수 있도록 돕기 위한 배려이다.[132] 휠체어 사용자는 앞을 보고 엘리베이터에 탑승하기 때문에, 좁은 공간에서 회전하기 어려워 뒤로 내리는 경우가 많기 때문이다.
출입구가 엘리베이터 앞뒤에 모두 배치된 '워크스루식' 또는 관통 2방향형 엘리베이터도 있다.[133] 이러한 엘리베이터는 병원이나 사업소 등에서 스트레처나 화물 운송 편의를 위해 사용된다.
건물 구조상 관통 2방향형 설치가 어려운 경우, 정면과 측면에 문이 있는 직각 2방향형 엘리베이터가 설치되기도 한다.[133] 이는 역이나 보행자 데크에서 흔히 볼 수 있으며, 음성 안내를 통해 내리는 문을 알려준다.
그 외에도 손잡이를 설치하여 휠체어 이용자의 편의를 돕는 경우도 있다.
4. 1. 승강로 (샤프트)
승강로는 샤프트(shaft)라고도 불리며, 엘리베이터가 위아래로 움직이기 위한 구조물로 덮인 세로로 긴 공간을 말한다. 샤프트를 구성하는 재료는 철근 콘크리트 구조나 철골 구조가 많다.
샤프트 일체형은 샤프트 부재와 기기 본체를 일체로 공장에서 제작하여 현장에 설치하는 타입이다. 샤프트 일체형은 소규모 집합 주택에 적합하며, 승강 행정이 낮고, 소용량의 후설치용 이외에는 거의 사용되지 않는다.
승강로의 최하층 아래 부분을 피트, 최상층 위 부분을 오버헤드라고 부른다.
4. 2. 카 (Cage)
승강로 바로 위나 승강로 내에 설치된 권상기를 사용하여 로프로 연결된 카와 균형추를 가이드 레일을 따라 상하로 움직인다. 기존에는 권상기가 승강로 상부에 있는 경우가 많았지만, 최근 설치되는 머신룸리스(machine room less)라고 불리는 것은 부품 소형화가 기여하여 권상기가 승강로 옆에 설치되어 있다. 이로 인해 기계실 공간이 불필요해졌다.[44]
트랙션식의 파생형으로 카가 2층 구조인 더블 데크 엘리베이터가 있다. 하나의 승강로에 카를 2개 배치함으로써 엘리베이터 공간에 대한 수송 능력이 약 1.5~1.9배[134] 향상되어, 그만큼 건물의 엘리베이터에 할당하는 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다. 한편, 한쪽 카의 이용자가 다른 쪽 카의 승하차를 기다려야 한다는 단점도 있다.
기존에는 두 카가 일정 간격으로 고정되어 있었기 때문에, 건물은 엘리베이터 정지 층의 층고(인접한 층의 거리)를 일정하게 유지해야 했고, 이는 건축상의 제약이 되었다. 이를 해결하기 위해 두 카의 거리를 정지 층에 맞춰 확대·축소할 수 있는 더블 데크 엘리베이터가 개발되어 건축의 자유도를 높였다.[45]
5. 제어 방식
엘리베이터 제어 방식은 기술 발전에 따라 다양하게 변화했다. 2011년 알-샤리프는 엘리베이터 왕복 운행을 모델링하는 시뮬레이션 방법을 제안했고,[48] 2018년에는 목적지 제어 시스템을 모델링할 수 있는 방법을 제시했다.[49] 그러나 이 방식은 단순화된 특성 때문에 디스패처 기반 시뮬레이션만큼 정확하지 않으며, 몬테카를로 방법은 승객 수를 입력으로 요구한다.
4인승 등 소형 엘리베이터는 공간 절약을 위해 균형추를 설치하지 않는 경우가 있는데, 이때는 권상기가 모든 부하를 부담하여 속도가 느려지는 단점이 있다.
5. 1. 역사적 변천
오티스 1920년대 컨트롤러, 뉴욕시 아파트 건물에서 작동 중
수동 푸시 버튼 엘리베이터 컨트롤
20세기 전반기, 거의 모든 엘리베이터는 카가 멈출 층을 자동으로 지정하는 기능이 없었다. 일부 구형 화물 엘리베이터는 인접한 로프를 당겨 작동하는 스위치로 제어되었다. 2차 세계 대전 이전의 대부분의 엘리베이터는 엘리베이터 운전사가 모터에 연결된 가변 저항기를 사용하여 수동으로 제어했다. 이 가변 저항기는 케이크 크기와 모양의 원통형 용기 안에 들어 있었으며, 카 벽에 수직 또는 옆으로 장착되어 원통 상반부를 따라 미끄러지는 돌출된 손잡이를 통해 작동했다.
엘리베이터 모터는 샤프트 상단이나 샤프트 하단 옆에 위치했다. 손잡이를 앞으로 밀면 카가 상승하고 뒤로 밀면 하강했다. 압력이 강할수록 엘리베이터는 더 빠르게 움직였다. 손잡이는 데드맨 스위치 역할도 했다. 운전자가 손잡이를 놓으면 손잡이가 수직 위치로 돌아가 엘리베이터 카가 멈췄다. 시간이 지남에 따라 안전 인터록을 통해 엘리베이터가 움직이기 전에 내부 및 외부 문이 닫히도록 했다.
이 레버를 통해 모터에 공급되는 에너지를 어느 정도 제어할 수 있었기 때문에, 숙련된 운전자는 엘리베이터를 정확하게 위치시킬 수 있었다. 더 일반적으로 운전자는 엘리베이터가 착륙 지점에 상당히 가까워질 때까지 작은 증분으로 카를 움직여 제어를 "조그"해야 했다. 그런 다음 운전자는 오가는 승객에게 "계단을 조심하라"고 지시했다.
1950년대 초 오티스(Otis)의 ''오토트로닉(Autotronic)'' 시스템은 건물 내 트래픽 패턴을 예측하여 엘리베이터의 움직임을 가장 효율적인 방식으로 배치할 수 있는 최초의 예측 시스템을 도입했다. 릴레이 제어 엘리베이터 시스템은 1980년대까지 일반적이었으며, 점차 솔리드 스테이트 시스템으로 대체되었고, 이제 마이크로프로세서 기반 제어가 업계 표준이다. 대부분의 구형 수동 작동 엘리베이터는 자동 또는 반자동 제어로 개조되었다.
5. 2. 정지층 제어
엘리베이터 도어는 탑승자가 샤프트로 떨어지거나 들어가는 것을 방지하며, 샤프트 내의 어떤 것이든 훼손하는 것을 막는다. 가장 일반적인 구성은 중앙에서 만나 옆으로 미끄러져 열리는 두 개의 패널을 갖는 "센터 오프닝" 방식이다. 캐스케이딩 텔레스코픽 구성에서는 문이 독립된 트랙 위에서 굴러가, 열릴 때는 서로 뒤로 접혀 들어가고, 닫힐 때는 한쪽에 캐스케이딩 층을 형성한다. 이러한 구성은 두 세트의 캐스케이딩 도어가 센터 오프닝 도어처럼 작동하여 매우 넓은 엘리베이터 캐빈을 만들 수 있다. 덜 비싼 설치의 경우, 엘리베이터는 입구 너비와 같은 단일 패널 도어를 사용하며, 이는 옆으로 왼쪽 또는 오른쪽으로 열리는 "싱글 슬라이드" 도어라고 한다. 일부 건물에는 샤프트웨이에 단일 도어가 있고 캐빈에 이중 캐스케이딩 도어가 있는 엘리베이터가 있다.
엘리베이터 내부의 캐스케이딩 텔레스코픽 2단 도어 구성
대형 "슬래브" 도어
20세기 전반기에 거의 모든 엘리베이터는 카가 멈출 층을 자동으로 지정하는 기능이 없었다. 일부 구형 화물 엘리베이터는 인접한 로프를 당겨 작동하는 스위치로 제어되었다. 2차 세계 대전 이전의 대부분의 엘리베이터는 모터에 연결된 가변 저항기를 사용하는 엘리베이터 운전사에 의해 수동으로 제어되었다. 이 가변 저항기는 원통형 용기 안에 들어 있었고, 원통의 상반부를 따라 미끄러질 수 있는 돌출된 손잡이를 통해 작동했다.
엘리베이터 모터는 샤프트 상단이나 샤프트 하단 옆에 위치했다. 손잡이를 앞으로 밀면 카가 상승하고 뒤로 밀면 하강했다. 압력이 강할수록 엘리베이터는 더 빠르게 움직였다. 손잡이는 데드맨 스위치 역할도 했다. 운전자가 손잡이를 놓으면 손잡이가 수직 위치로 돌아가 엘리베이터 카가 멈췄다. 시간이 지남에 따라 안전 인터록을 통해 엘리베이터가 움직이기 전에 내부 및 외부 문이 닫히도록 했다.
이 레버를 통해 모터에 공급되는 에너지를 어느 정도 제어할 수 있었고, 숙련된 운전자는 엘리베이터를 정확하게 위치시킬 수 있었다. 운전자는 엘리베이터가 착륙 지점에 가까워질 때까지 작은 단위로 카를 움직여 제어를 "조그"해야 했다.
1950년대 초 오티스의 ''오토트로닉(Autotronic)'' 시스템은 건물 내 트래픽 패턴을 예측하여 엘리베이터의 움직임을 가장 효율적인 방식으로 배치할 수 있는 최초의 예측 시스템을 도입했다. 릴레이 제어 엘리베이터 시스템은 1980년대까지 일반적이었으며, 점차 솔리드 스테이트 시스템으로 대체되었고, 이제 마이크로프로세서 기반 제어가 업계 표준이다. 대부분의 구형 수동 작동 엘리베이터는 자동 또는 반자동 제어로 개조되었다.
현대적인 일반적인 승객용 엘리베이터의 기능은 다음과 같다.
엘리베이터 외부에는 위 또는 아래로 가는 버튼이 있다(가장 아래층에는 위 버튼만 있고, 가장 위층에는 아래 버튼만 있으며, 그 사이의 모든 층에는 보통 두 버튼이 모두 있다).
과부하 센서 - 과도한 하중이 제거될 때까지 엘리베이터가 움직이지 않도록 한다. 음성 안내 또는 부저 알람이 울릴 수 있다. 또한 "만차" 표시등이 켜져서, 일부 승객이 하차할 때까지 엘리베이터가 더 많은 승객을 수용할 수 없음을 나타낼 수 있다.
층을 선택하는 호출 버튼.
알람 버튼 또는 스위치 - 승객이 엘리베이터에 갇혔을 때 건물 관리자에게 경고하는 데 사용.
문 열림 및 문 닫힘 버튼.
외부 제어판
엘리베이터는 일반적으로 각 정류장에 있는 위/아래 버튼이 있는 호출 상자(call box)를 통해 외부에서 제어된다. 특정 층에서 버튼("홀 호출" 버튼)을 누르면 엘리베이터가 호출되어 더 많은 승객을 태우게 된다. 특정 엘리베이터가 현재 특정 방향으로 운행 중인 경우 해당 층 너머에 더 이상 호출이 없는 경우에만 동일한 방향의 호출에 응답한다.
둘 이상의 엘리베이터 그룹에서 호출 버튼은 중앙 파견 컴퓨터에 연결되어 함께 켜지고 취소될 수 있다. 이는 한 번에 하나의 엘리베이터만 호출되도록 하기 위해 수행된다. 엘리베이터를 외부에서 원격으로 켜거나 끌 수 있도록 키 스위치를 1층에 설치할 수 있다.
목적지 제어 시스템에서는 ''"위"'' 또는 ''"아래"''를 누르는 대신 의도하는 목적지 층을 선택한 다음 어떤 엘리베이터가 요청을 처리할지 통보받는다.
엘리베이터 버튼에 표시된 13층
층을 구분하기 위해 각 층에는 숫자와 때로는 문자가 부여된다.
엘리베이터 알고리즘은 단일 엘리베이터가 어디에 멈출지 결정하는 간단한 알고리즘으로, 다음과 같이 요약된다.
같은 방향으로의 요청이 남아 있는 동안에는 같은 방향으로 계속 이동한다.
해당 방향으로 더 이상 요청이 없으면 멈추고 유휴 상태가 되거나, 반대 방향으로 요청이 있는 경우 방향을 바꾼다.
현대식 엘리베이터는 다음에 어떤 요청을 처리할지 결정하기 위해 더 복잡한 휴리스틱 알고리즘을 사용한다. 뉴욕 메리어트 마르퀴스나 부르즈 할리파와 같이 교통량이 많은 고층 건물에서는, 비슷한 층으로 가는 승객을 그룹화하여 최대 25%까지 부하를 극대화하는 목적지 디스패치 알고리즘이 사용된다.
미국 보스턴노스이스턴 대학교에 있는 오티스 컴파스플러스 목적지 제어 엘리베이터 층 선택 패널
일부 고층 건물 및 기타 유형의 설치 시설에는 승객이 승강기에 탑승하기 전에 층 호출을 등록하는 목적지 작동 패널이 있다. 이 시스템을 통해 모든 사람이 다음 승강기에 탑승하는 대신 기다려야 할 승강기를 알 수 있다. 이러한 방식으로 엘리베이터가 개별 승객을 위해 정차하는 횟수가 줄어들어 이동 시간이 단축된다.
엘리베이터 내부에는 누를 호출 버튼이 없거나 버튼이 있어도 문 열림 및 경고 버튼을 제외하고는 누를 수 없으며 정차 층만 표시한다.
목적지 제어 아이디어는 원래 1961년 시드니 출신 레오 포트에 의해 구상되었지만,[67] 당시 엘리베이터 컨트롤러는 릴레이로 구현되었고 목적지 제어 할당의 성능을 최적화할 수 없었다. 이 시스템은 1992년 쉰들러 엘리베이터에 의해 Miconic 10으로 처음 개척되었다.
사용자가 원하는 목적지 층을 나타내기 위해 버튼을 누르고, 패널이 어떤 승강기가 배차될지 표시하는 오티스 컴파스 목적지 분산 제어 스테이션(승강기 외부)
하나의 건물에 여러 대의 엘리베이터가 있는 경우, 그것들을 똑같이 각 층에 정지시키는 것은 효율이 떨어진다. 따라서 엘리베이터의 제어를 단독화하거나 특정 층을 정지하지 않도록 제어하여, 일부 층에만 정지시키는 급행 운전(혹은 직통 운전)을 하는 경우도 종종 볼 수 있다.
5. 3. 특수 제어
현대적인 일반 승객용 엘리베이터에는 다음과 같은 기능이 있다.
엘리베이터 외부에는 위 또는 아래로 가는 버튼이 있다(가장 아래층에는 위 버튼만 있고, 가장 위층에는 아래 버튼만 있으며, 그 사이의 모든 층에는 보통 두 버튼이 모두 있다).
서 있을 공간, 난간, 좌석 쿠션(고급)
과부하 센서 - 과도한 하중이 제거될 때까지 엘리베이터가 움직이지 않도록 한다. 음성 안내 또는 부저 알람이 울릴 수 있다. 또한 "만차" 표시등이 켜져서, 일부 승객이 하차할 때까지 엘리베이터가 더 많은 승객을 수용할 수 없음을 나타낼 수 있다.
순환과 편안함을 향상시키는 전기 팬 또는 에어컨 장치.
다양한 버튼이 있는 제어판. 많은 국가에서 버튼 텍스트와 아이콘이 솟아 있어서 시각 장애인이 엘리베이터를 작동할 수 있도록 하며, 많은 엘리베이터에는 점자 텍스트도 있다. 버튼에는 다음이 포함된다.
층을 선택하는 호출 버튼. 이러한 버튼 중 일부는 (접근을 제어하기 위한) 키 스위치일 수 있다. 일부 호텔과 같은 일부 엘리베이터에서는 보안 카드를 스와이프하거나 비밀번호를 입력해야만 특정 층에 접근할 수 있다.
알람 버튼 또는 스위치, 승객이 엘리베이터에 갇혔을 때 건물 관리자에게 경고하는 데 사용할 수 있다. 일부 엘리베이터에는 갇힘 사고 발생 시 도움을 요청할 수 있는 비상 전화기도 있다. 많은 관할 구역에서 이는 법으로 요구된다.
문 열림 및 문 닫힘 버튼.
문 열림 버튼은 즉시 문을 열고 일반적으로 시간 초과가 발생하고 문이 닫힐 때까지 문을 열어둔다. 문 닫힘 버튼 작동은 덜 투명하며 종종 아무 일도 하지 않는 것처럼 보여, 문 닫힘 버튼이 플라시보 버튼이라는 잦지만 잘못된[57] 보고가 있다. 이는 아예 배선이 되어 있지 않거나 정상 작동 시 비활성화되어 있다는 것이다. 많은 구형 엘리베이터에서 문 닫힘 버튼이 있는 경우, 엘리베이터가 ADA를 준수하지 않거나 화재 서비스 모드가 없기 때문에 작동한다.[58][59][60][61] 미국을 포함한 많은 관할 구역에서는 비상 작동을 위해 작동하는 문 열림 및 문 닫힘 버튼이 코드에 의해 요구된다. 특히 독립 모드에서 문 열림 및 문 닫힘 버튼은 문을 수동으로 열거나 닫는 데 사용된다.[57][62] 이 외에도 프로그래밍이 크게 다르며, 일부 문 닫힘 버튼은 즉시 문을 닫지만, 다른 경우에는 전체 시간 초과에 의해 지연되어 문이 열린 지 몇 초 후에 닫히지 않는다. 이 경우 (정상적인 닫힘을 재촉하는 경우) 문 닫힘 버튼은 아무런 효과가 없다. 그러나 문 닫힘 버튼은 층 호출을 무시하게 하므로 (문이 다시 열리지 않음) 시간 초과가 만료되면 문 닫힘은 즉시 문을 닫아 문 열림 누름을 취소한다. 미국의 자동 문 닫힘에 대한 최소 시간 초과는 5초이다.[63] 이는 재정의되지 않으면 눈에 띄는 지연이다.
예상치 못한 개인이 엘리베이터 샤프트에 의도치 않게 접근하는 것을 방지하기 위해 각 층에 잠겨 있는 일련의 문. 문은 차량 지붕에 있는 기계에 의해 잠금 해제되고 열리며, 이 기계는 차량과 함께 이동하는 문도 구동한다. 문 제어 장치는 즉시 닫거나 문을 다시 열 수 있도록 제공되지만, 특히 최근 엘리베이터에서는 정상 작동 중에 즉시 닫는 버튼이 비활성화되는 경우가 많다. 움직이는 문의 경로에 있는 물체는 센서에 의해 감지되거나 문을 다시 여는 스위치를 물리적으로 활성화한다. 그렇지 않으면 미리 설정된 시간 후에 문이 닫힌다. 일부 엘리베이터는 다시 움직여야 할 때까지 층에 열린 상태로 유지되도록 구성되어 있다. 규정은 화재 발생 시 연기가 엘리베이터 샤프트로 들어가는 것을 방지하기 위해 사용 후 문을 닫도록 요구하는 경우가 많다.
움직이는 동안 엘리베이터를 멈추는 정지 스위치, 이는 종종 화물을 싣는 동안 엘리베이터를 열어두는 데 사용된다. 엘리베이터를 너무 오래 멈춰두면 알람이 울릴 수 있다. 지역 규정에서 달리 요구하지 않는 한, 이것은 키 스위치일 가능성이 가장 높다.
일부 엘리베이터에는 다음과 같은 기능이 하나 이상 있을 수 있다.
엘리베이터에서 비상 전화 버튼을 사용하고 있다. 시각 장애인을 위한 점자 텍스트가 있으며, 알람이 울리고 호출이 걸리고 있음을 청각 장애인에게 알리기 위해 버튼이 켜진다. 갇힌 승객이 도움을 요청하기 위해 (알람 외에) 사용할 수 있는 비상 전화. 이는 송수신기 또는 단순히 버튼으로 구성될 수 있다. 이 기능은 종종 지역 규정에서 요구된다.
홀드 버튼: 이 버튼은 문 닫힘 타이머를 지연시켜 화물 및 병원 침대를 싣는 데 유용하다.
호출 취소: 목적지 층은 두 번 클릭하여 선택 해제할 수 있다.
키 스위치, RFID 리더, 코드 키패드, 호텔 객실 카드 등을 통한 접근 제한.
하나 이상의 추가 문 세트. 이는 주로 다른 층 계획을 제공하는 데 사용된다. 각 층에서 하나의 문 세트만 열린다. 예를 들어, 높은 육교 설정에서 앞문은 거리 수준에서 열리고 뒷문은 육교 수준에서 열린다. 이는 차고, 기차역 및 공항에서도 흔하다. 또는 두 문이 모두 특정 층에서 열릴 수 있다. 이는 하차를 위해 한쪽이 먼저 열리고, 승차를 위해 다른 쪽이 열리도록 타이밍이 맞춰져서 승하차 속도를 향상시킨다. 이는 공항과 같이 승객이 수하물이나 카트를 가지고 있을 때 기동성이 감소하기 때문에 특히 유용하다.
2010년대의 ThyssenKrupp 엘리베이터에서 발견된 두 개의 문 열림 및 문 닫힘 버튼, 두 개의 문 세트가 있는 엘리베이터에서 발견 이중 문의 경우, 제어 콘솔의 관점에서 앞문을 제어하는 문 열림 및 문 닫힘 버튼이 두 세트 있을 수 있으며, 일반적으로 <> 및 ><로 표시되고, 다른 쌍은 뒷문을 제어하며, 일반적으로 중간에 선으로 표시되어 <|> 및 >|<로 표시되거나 이중 선으로 표시되어 |<>| 및 >||<로 표시된다. 두 문을 모두 동일한 층에서 열 수 있는 경우, 즉 독립 서비스에서 문을 모두 제어할 수 있도록 미국에서는 두 번째 세트가 필요하다.[57][64]
보안 카메라
단색 벽 또는 거울 벽
'S' "신호" 버튼, 1991-2012년 빈티지의 미국 엘리베이터에서 발견 건물 내부 또는 거리를 볼 수 있는 유리창
"S"라고 표시된 가청 신호 버튼: 미국에서는 1991년에서 2012년 사이에 설치된 엘리베이터의 경우(ADA의 초기 통과 및 2010년 개정 발효), 이 버튼을 누르면 각 층을 지날 때 가청 신호가 울려 시각 장애인 승객을 돕는다. 이 버튼은 소리가 일반적으로 의무화되는 새로운 엘리베이터에서는 더 이상 사용되지 않는다.[65][66]
공개적으로 사용할 수 없는 다른 제어 장치(키 스위치이거나 잠긴 패널 뒤에 보관되어 있기 때문)에는 다음이 포함된다.
소방관 서비스, 2단계 키 스위치
엘리베이터를 활성화 또는 비활성화하는 스위치.
''검사자'' 스위치(이는 엘리베이터 상단에 위치할 수 있음)
예를 들어 검사 모드에서 엘리베이터 기술자가 사용할 수 있는 수동 위/아래 제어 장치.
''독립 서비스''/''전용 모드''( "차량 선호도"라고도 함)
보조 서비스 모드
엘리베이터 관리자
엘리베이터는 일반적으로 각 정류장에 있는 위/아래 버튼이 있는 호출 상자(call box)를 통해 외부에서 제어된다. 특정 층에서 버튼( "홀 호출" 버튼이라고도 함)을 누르면 엘리베이터가 호출되어 더 많은 승객을 태우게 된다.
둘 이상의 엘리베이터 그룹에서 호출 버튼은 중앙 파견 컴퓨터에 연결되어 함께 켜지고 취소될 수 있다. 이는 한 번에 하나의 엘리베이터만 호출되도록 하기 위해 수행된다.
엘리베이터를 외부에서 원격으로 켜거나 끌 수 있도록 키 스위치를 1층에 설치할 수 있다.
목적지 제어 시스템에서는 ''"위"'' 또는 ''"아래"''를 누르는 대신 의도하는 목적지 층을 선택한 다음 어떤 엘리베이터가 요청을 처리할지 통보받는다.
일부 고층 건물 및 기타 유형의 설치 시설에는 승객이 승강기에 탑승하기 전에 층 호출을 등록하는 목적지 작동 패널이 있다.
4인승 등의 소형 엘리베이터에서는, 더욱 공간 절약을 위해 균형추를 설치하지 않는 경우가 있다. 이 경우에는 카와 승객의 부하 전부를 권상기가 부담하게 된다. 속도가 상당히 느리다는 등의 단점이 있다.
카고에 부착된 톱니바퀴를 전동기 등으로 회전시켜 엘리베이터 샤프트·가이드 레일 측의 랙과 맞물려 랙 앤 피니언으로 승강한다. 알리마크 헤크사의 수직 엘리베이터나 의자식 계단 승강기 등의 경사 엘리베이터에서 볼 수 있다.
열쇠나 비밀번호를 입력하지 않으면 호출 버튼이나 목적지 버튼이 작동하지 않는 엘리베이터. 치매 환자의 부주의한 외출을 방지하기 위해 특별 요양 층이 있는 노인 복지 시설에 설치되어 있으며, 건물 소유자의 자택 층이나 점포·병원의 직원 등 특정 인물 이외의 이용을 제한하고 싶은 경우에도 사용된다. 반대로, 엘리베이터 내부 조작반에서 카드키나 특정 명령어를 입력하여 착상하는 층을 설정할 수 있는 엘리베이터도 있으며, 특정 층에 외부인의 출입을 제한하고 싶은 경우에 설정된다. 기업 본사 빌딩에서 특정 층 전체가 임원실인 경우가 해당된다. 유사한 예로 비즈니스 호텔에서 상하 모두 프런트 층에 반드시 정지시키고 문 너머로 승객을 확인하는 등, 외래객도 사용하는 엘리베이터에서는 정지 층 제어 기능이 갖춰지는 경우가 있다.
6. 안전 장치
과속 조절기
통계적으로 견인 엘리베이터는 매우 안전하다. 매년 엘리베이터 관련 사망 사고는 20~30건 정도인데, 대부분은 유지 보수와 관련된 사고이다. 예를 들어 기술자가 샤프트에 너무 깊이 기대거나 움직이는 부품에 끼이는 경우가 있다. 그 외에는 빈 샤프트로 열리는 문을 통과하거나 문에 걸린 스카프로 인해 목이 졸리는 사고 등이 있다.[73]
엘리베이터 케이블이 끊어지는 것은 극히 드문 일이지만, 현대의 모든 엘리베이터에는 여러 안전 장치가 장착되어 있다. 이러한 장치들은 엘리베이터가 자유 낙하하여 추락하는 것을 방지한다. 엘리베이터 캐빈은 일반적으로 2~6개(고층 건물에는 12개 이상)의 중복 호이스트 케이블 또는 벨트에 의해 지지되며, 각 케이블은 엘리베이터 정격 하중의 125%를 자체적으로 지탱할 수 있다.
또한 엘리베이터가 최대 설계 속도보다 빠르게 하강하는지 감지하는 장치가 있다. 이 장치는 엘리샤 그레이브스 오티스가 발명한 조속기이다.[74] 조속기가 작동하면 구리(또는 고층 건물 설치 시 질화 규소 세라믹) 브레이크 슈가 샤프트의 수직 레일을 따라 조여져 엘리베이터를 빠르게 멈추게 한다. 하지만 부상을 입을 정도로 갑작스럽게 멈추지는 않는다. 2007년 시애틀 어린이 병원의 엘리베이터에서 케이블 고장이 발생했을 때 조속기가 작동하여 자유 낙하를 막았다.[75]
샤프트 바닥(또는 캐빈 바닥, 때로는 캐빈 상단 또는 샤프트에도)에는 오일/유압, 스프링, 폴리우레탄, 텔레스코픽 오일/유압 완충기 또는 조합(이동 높이 및 이동 속도에 따라 다름)이 설치되어 충격을 완화한다.[73] 그러나 1989년 스페인 로스피탈레트의 한 병원에서 케이블을 엘리베이터 캐빈에 연결하는 풀리가 풀리고 안전 장치가 작동하지 않아 엘리베이터가 7층 아래로 추락하여 7명이 사망하는 등[76] 치명적인 사고도 발생한다. 2019년 브라질 상투스에서도 유사한 사고로 4명이 사망했다.[77]
과거 유압 엘리베이터에는 실린더와 벌크헤드의 지하 전해 부식, 파이프 고장, 제어 실패 등의 문제가 있었다. 1972년 ASME A17.1 엘리베이터 안전 규정 변경 이전에는 단일 벌크헤드 실린더만 허용되었는데, 이는 파국적 고장의 가능성이 있었다. 실린더가 파손될 경우 유체 손실로 인해 엘리베이터가 제어되지 않은 채 하강할 수 있으며, 이는 바닥 충격 및 탑승자 전단 등의 위험을 초래한다. 따라서 규정에서는 압력 성능에 대한 정기적인 테스트를 요구한다.
실린더 파열로부터 보호하기 위해 플런저 그립 장치를 설치하기도 한다. 상업적으로 사용 가능한 제품으로는 "LifeJacket" 및 "HydroBrake"가 있다. 플런저 그리퍼는 제어되지 않은 하향 가속 시 플런저를 비파괴적으로 잡아 차를 멈추는 장치이다. 과속 또는 파열 밸브는 실린더의 유압 입구/출구에 부착되어 최대 유량으로 조정되며, 파이프나 호스 파손 시 유량이 설정된 제한을 초과하면 유압유 배출 흐름을 기계적으로 막아 하강을 멈춘다.
오래된 유압 엘리베이터는 대수층에 유압 오일이 누출되어 환경 오염을 일으킬 위험도 있다. 이를 방지하기 위해 유압 실린더 주변에 PVC 라이너(케이싱)를 도입하여 완전성을 모니터링한다.
최근에는 역 유압 실린더 혁신으로 보어홀 잭 설치를 위한 땅을 파는 비용이 많이 드는 과정이 제거되었고, 시스템 부식 위협 제거 및 안전성도 향상되었다.
갱도 엘리베이터 레일의 안전성 검사는 정기적으로 수행된다. 케이블 일부를 파괴적으로 테스트하며, 양쪽 끝을 풀어 원뿔형 아연 주형에 넣고 유압 인장 기계에 고정하여 파손 지점까지 하중을 증가시킨다. 탄성, 하중 등 데이터를 수집, 분석하여 레일의 안전성을 결정한다.
엘리베이터 내부는 밀실이 되기 쉬워 성추행 등의 범죄 발생 가능성이 있으므로, 관리 회사에 통보할 수 있는 장치가 갖춰져 있다.
7. 특수 운전 모드
엘리베이터는 다양한 특수 운전 모드를 통해 효율성과 안전성을 높인다.
범죄 방지 보호 기능(ACP): 엘리베이터가 미리 정해진 층에 정지하여 문을 열어 보안 요원이나 접수원이 승객을 확인할 수 있게 한다. 추가적인 수요가 있을 때까지 해당 층에 정지한다.
업 피크 모드: 출근 시간 등 승객이 건물로 들어오는 시간에는 엘리베이터 그룹이 로비로 호출되어 신속하게 승객을 수송한다. 승강기는 일정 인원이 차거나 문이 일정 시간 열려 있으면 출발하며, 다음 출발 엘리베이터는 표시등으로 안내된다. 일부 엘리베이터는 항상 로비 층으로 돌아와 주차하도록 설정되어 있다.
다운 피크 모드: 퇴근 시간 등 승객이 건물에서 나가는 시간에는 엘리베이터 그룹이 가장 높은 층으로 이동한 후, 호출에 응답하며 아래층으로 이동한다.
안식일 엘리베이터:유대교 안식일을 준수하는 지역에서는 엘리베이터가 모든 층에 자동으로 정지하여 버튼을 누르지 않고도 타고 내릴 수 있게 한다. 하지만 이 모드는 상당한 에너지를 소비하고, 불필요한 층에 서비스를 제공하는 경우가 많다.[71]
안식일 엘리베이터 모드를 켜거나 끄는 스위치
독립 운전: 키 스위치로 활성화되며, 층간 호출에 응답하지 않고 특정 층 사이에서 대형 물품이나 사람들을 운송하는 데 사용된다.
검사 서비스: 엘리베이터 기술자가 승강로 및 카 상부에 접근하여 검사 및 유지보수를 수행할 수 있도록 한다. 카 조작반의 키 스위치로 활성화되며, 엘리베이터는 감속 검사 속도로만 이동할 수 있다.
화재 안전 서비스: 화재 발생 시 소방관이 사용할 수 있도록 1단계와 2단계 모드로 나뉜다. 1단계는 연기 감지기 등으로 자동 활성화되어 엘리베이터를 복귀 층으로 이동시키고, 2단계는 소방관이 키 스위치로 활성화하여 수동으로 조작한다.
영국에서 소방관 서비스 모드로 운행되는 KONE Ecodisc 엘리베이터
코드 블루 서비스: 병원에서 응급 상황 발생 시 엘리베이터를 모든 층으로 호출한다. 가장 빠르게 응답할 수 있는 엘리베이터가 선택되며, 의료진은 키 스위치로 목적 층을 선택하여 논스톱으로 이동한다.
시위/폭동 방지: 엘리베이터가 로비나 주차 구역에 정차하는 것을 막아 원치 않는 사람의 사용을 방지한다.
비상 전원 시스템: 정전 시에도 엘리베이터를 사용할 수 있도록 무정전 전원 공급 장치(UPS) 등을 갖춘다. 견인 엘리베이터는 전력 공급 중단 시 모든 엘리베이터를 로비 층으로 이동시키고, 유압식 엘리베이터는 최하층으로 이동시킨다.
리니어 모터 방식: 가이드 레일과 함께 리니어 모터를 설치하여 카고를 상하로 움직이는 방식이다. 마찰의 영향을 받지 않아 고속 운전에 적합하지만 설치 비용이 매우 높다.
비상용 엘리베이터: 건축기준법(제34조 2항)에 따라 일정 높이 이상의 건축물에는 일반용 엘리베이터 외에 비상용 엘리베이터 설치가 의무화되어 있다. 재해 발생 시 소방대의 구조 활동을 지원하며, 비상 전원으로부터 전기를 공급받고 내화 전선을 사용한다.
비상용 엘리베이터를 나타내는 플레이트와 카 호출 버튼
8. 유지 보수
엘리베이터는 가동 및 경년 변화에 따라 소모되는 부품이 있어 정기적인 유지 보수가 필요하다. 유지 보수를 하지 않는 엘리베이터는 중대한 사고를 초래할 수 있다.[135]
유지보수는 제조사 또는 계열 유지보수 회사가 수행하는 경우가 대부분이다. 한편, 제조사 계열에 속하지 않는 독립 계열 유지보수 회사도 있다. 비교적 높은 제조사 계열의 유지보수에 비해, 최근에는 저렴한 요금을 내세우는 독립 계열 유지보수 회사로의 전환도 보인다. 1980년대에 독립 계열 유지보수 회사에 대한 제조사의 부품 판매 거부가 문제가 되어, 독립 계열 유지보수 회사가 제조사를 상대로 소송을 제기하여 10년 만에 승소했다. 그러나 제조사와 독립 계열 유지보수 회사와의 관계가 험악한 것은 현재도 변함없으며, 2009년에 국토교통성이 실시한 실태 조사에서 이것이 드러났다. 독립 계열 유지보수 회사는 업계 단체인 일본 엘리베이터 협회에서도 사실상 배제되어 있으며, 가맹하고 있는 회사는 거의 없다.
도쿄바 엘리베이터는 독립 계열 유지보수 회사에 대한 부품 공급에 대해 가격·납기 등에서 엄격한 조건이 될 것이라고 공언했다(현재는 독립 계열에 언급한 기술은 삭제되었다). 또한, 상품의 성질상 개인 고객이 주를 이루는 미쓰비시 히타치 홈 엘리베이터 및 파나소닉 홈 엘리베이터에서는, 독립 계열 유지보수 회사에 유지보수를 의뢰하지 않도록 안내하고 있다.
후지테크는 기본적으로 자사 유지보수를 권장하고 있으며, 독립 계열 유지보수로 변경하는 경우에는 신설 설치는 기본적으로 하지 않는다. 단, 기존의 후지테크제 엘리베이터를 독립 계열 유지보수로 변경하는 것은 가능하다.
그 한편, 도쿄바 엘리베이터가 독립 계열인 SEC 엘리베이터와 업무 제휴를 하는 등, 기존의 보수에서 수익을 올리는 비즈니스 모델에 그림자가 드리워지고 있으며, 제조사와 독립 계열의 관계에도 변화가 나타나게 되었다.
엘리베이터 유지보수 계약에는 크게 POG 계약과 FM 계약 두가지가 있다.
계약 종류
설명
POG(부품·오일·그리스)
전구류 등의 소모 부품(부품)·윤활유(오일·그리스)의 교체 및 보급만을 보증 범위로 하는 유지 보수 계약. 주요 부품의 교체는 개별적으로 유상으로 교체를 발주하게 된다.
FM(풀 유지 보수)
POG 계약에 더하여, 의장 부품 이외의 주요 부품도 보증 범위로 하는 유지 보수 계약. POG 계약에서는 개별 유상 대응이 되는 주요 부품의 교체를, 유지 보수 회사 측에서 입안하는 보전 계획에 따라 정기적으로 실시함으로써, 각 기기의 상태 악화를 억제할 수 있다는 장점이 있다.
'''제조사 직할'''
SEC 엘리베이터(エス・イー・シーエレベーター) - 타사 엘리베이터의 보수 점검·수리도 수행하고 있다. 2023년1월 26일부터 도시바 엘리베이터(東芝エレベータ)와 업무 제휴 계약을 체결하여 동사 엘리베이터의 순정 보수도 수행한다.[167]
엘리베이터 시스템즈(エレベータシステムズ) - 타사 엘리베이터의 보수 점검·수리도 수행하고 있다.
도시바 엘리베이터(東芝エレベータ) - SEC 엘리베이터(エス・イー・シーエレベーター)제 엘리베이터의 보수 점검·수리도 수행하고 있다.
일본 엘리베이터 제조(日本エレベーター製造)
일본 오티스 엘리베이터(日本オーチス・エレベータ) - 쉰들러사(구·일본 엘리베이터 공업제 포함) 엘리베이터의 보수 점검·수리도 수행하고 있다.[158]
히타치 빌딩 시스템(日立ビルシステム) - 미쓰비시 히타치 홈 엘리베이터 제 엘리베이터의 보수 점검·수리도 수행하고 있다.
미쓰비시 전기 빌딩 솔루션즈(三菱電機ビルソリューションズ) - 미쓰비시 전기 시대의 엘리베이터, 미쓰비시 히타치 홈 엘리베이터 제 엘리베이터의 보수 점검·수리·개수도 수행하고 있다.
요코하마 엘리베이터(横浜エレベータ)
'''제조사의 자회사'''
엘리케어 - 히타치 빌딩 시스템 자회사
료덴 엘리베이터 시설(菱電エレベータ施設) - 미쓰비시 전기(三菱電機) 빌딩 솔루션즈의 자회사. 동사 엘리베이터의 실시 설계·설치 공사를 수행한다. 순정 보수도 수행하고 있으며, 자사 제품인 소화물 전용 승강기 료덴 리프트의 설계·제조·설치를 수행한다.
토코 빌딩 시스템(トーコービルシステム) - 미쓰비시 전기(三菱電機) 그룹. 미쓰비시 전기 빌딩 솔루션즈 자회사인 료덴 엘리베이터 시설과는 달리, 미쓰비시 히타치 홈 엘리베이터의 설치도 담당하고 있다. 제조사 순정과 동등한 보수를 받을 수 있다.
'''독립계 (일부)'''
SEC 엘리베이터(エス・イー・シーエレベーター) - 일본 최대의 독립계 유지 보수 회사. 엘리베이터의 제조 허가를 취득하고 있으며, 제조사로서의 면모도 가지고 있다.
[https://kyoritsu-dengyo.co.jp/ 교리츠 전업] (共立電業) - 독립계이기는 하지만, 후지테크의 특약점으로서 후지테크제 엘리베이터의 설치 공사 및 순정 보수를 담당한다.
엘리베이터 커뮤니케이션즈(エレベーターコミュニケーションズ)
머큐리 아센소레(マーキュリーアシェンソーレ) - 머큐리 엘리베이터에서 사명 변경. 전 쉰들러 엘리베이터(シンドラーエレベータ)의 자회사. 쉰들러 엘리베이터(シンドラーエレベータ)의 정비 협력 회사로서 동사 엘리베이터의 순정 보수와 동시에 독립계로서의 면모도 가지고 있었다. 쉰들러 엘리베이터(シンドラーエレベータ)의 일본 철수 시 일본 오티스 엘리베이터(日本オーチス・エレベータ)에 양도되어 동사의 자회사가 되었지만, 일본 오티스 엘리베이터의 순정 보수는 수행하지 않고, 완전 독립계가 되었다.
코스모 엘리베이터(コスモエレベーター)
재팬 엘리베이터 서비스 홀딩스(ジャパンエレベーターサービスホールディングス) - 최근 독립계의 점유율을 급격히 확대하고 있으며, 간토 수도권을 중심으로 전개하고 있다. 전국에 있는 소규모 독립계 유지 보수 회사를 협력 회사로 함으로써 전국에 대응하고 있는 것이 특징이다.
세이프티 엘리베이터(セフティエレベーター)
교토 엘리베이터(京都エレベータ) - 교토부(京都府)에 본사를 둔 독립계 유지 보수 회사. 유튜브 채널에서 엘리베이터의 잡학 등을 공개하고 있다.
9. 사회적 영향
엘리베이터가 널리 보급되기 전에는 대부분의 주거용 건물이 약 7층 높이로 제한되었다. 부유층은 낮은 층에 거주했고, 가난한 사람들은 많은 계단을 오르내려야 했기 때문에 높은 층에 살았다. 엘리베이터는 이러한 사회적 계층화를 역전시켰으며, 현대식 펜트하우스 스위트가 그 예이다.[88]
초기 엘리베이터 이용자들은 하강 시 갑작스러운 정지로 인해 멀미를 겪기도 했으며, 일부는 계단을 이용해 내려가기도 했다. 1894년 시카고의 한 의사는 "엘리베이터 멀미"를 기록했다.[88]
엘리베이터는 새로운 사회적 규범을 필요로 했다. 러시아의 니콜라이 2세가 호텔 아들론을 방문했을 때, 그의 수행원들은 누가 먼저 엘리베이터를 타야 할지, 누가 버튼을 눌러야 할지 몰라 당황했다.[89] 작가 안드레아스 베르나르트는 그의 저서 『리프티드: 엘리베이터의 문화사』에서 엘리베이터에 갇힌 스릴러 영화, 엘리베이터 안에서의 우연한 만남과 성적 긴장감, 개인 공간 축소와 폐쇄 공포증, 개인 위생에 대한 우려 등 현대 엘리베이터로 인해 발생한 다른 사회적 영향들을 언급했다.[90]
10. 기타
엘리베이터의 국제적인 기호
엘리베이터의 기계 및 전기 설계는 국제, 국가, 주, 지역 또는 도시를 기반으로 하는 다양한 표준(엘리베이터 코드)에 따라 결정된다. 과거에는 규정적 표준이 많았지만, 최근에는 설계자가 엘리베이터가 표준을 충족하거나 초과하도록 책임을 지는 성능 기반 표준으로 전환되고 있다.
국가별 엘리베이터 표준은 다음과 같다.
국가
표준
호주
AS1735
캐나다
CAN/CSA B44
유럽
EN 81 시리즈 (EN 81-20, EN 81-21, EN 81-28, EN 81-70, EN 12015, EN 12016, EN 13015 등)
인도
인도 표준 – 홈 리프트 설치 및 유지보수(실행 강령 2002)[96]
미국
ASME A17
ISO 22559 시리즈는 "엘리베이터 안전 요구 사항"으로 통합되었다.[97][98] 내용은 다음과 같다.
파트 1: 전 세계 필수 안전 요구 사항 (GESR).
파트 2: 전 세계 필수 안전 요구 사항(GESR)을 충족하는 안전 매개변수.
파트 3: 글로벌 적합성 평가 절차(GCAP) – 엘리베이터 시스템, 엘리베이터 구성 요소 및 엘리베이터 기능의 적합성 인증 전제 조건
파트 4: 글로벌 적합성 평가 절차(GCAP) – 인증 및 인정 요구 사항
ISO/TC 178은 엘리베이터, 에스컬레이터 및 무빙워크에 대한 기술 위원회이다.[99][100]
엘리베이터는 건물의 일부이므로 건축 법규 표준(예: 지진 저항, 화재 안전 기준, 전기 배선 규칙) 등에도 부합해야 한다.
미국 국가 엘리베이터 표준 그룹(ANESG)은 엘리베이터 중량 표준을 2200lbs으로 설정했다.
장애인의 접근성에 관한 추가 요구 사항은 미국 장애인법과 같은 법률 또는 규정에 의해 의무화될 수 있다. 생명의 별로 표시된 엘리베이터는 들것을 넣을 만큼 충분히 크다.[101]
쇼와 40년대(1965년~1974년)경까지는 반도체 기술이 현재처럼 발전하지 못했기 때문에 엘리베이터의 제어 회로에는 릴레이 방식의 시퀀스 제어가 채용되었다.
쇼와 50년대(1975년~1984년)에 들어서면서 반도체 산업과 컴퓨터 기술이 번성하여 엘리베이터의 제어 회로에도 마이크로컴퓨터 방식이 도입되었다. 1983년에 교류 전력의 VVVF 인버터 제어가 엘리베이터용으로도 실용화되었다. 그 이후, 고속, 저속 모두 인버터에 의한 유도 전동기 구동을 거쳐, 현재는 영구 자석 동기 전동기 구동의 권상기가 주류가 되었다.
한편, 유압식 엘리베이터에서는 유량 제어 밸브에 의한 제어가 사용되었고, 1990년대에 들어서면 규격형 엘리베이터를 중심으로 VVVF 인버터 제어 방식이 널리 보급되어 승차감 향상, 에너지 절약, 주행 시간 단축을 실현하고 있다.
이러한 기술 혁신으로 인해 현재는 각 층의 정지 위치를 밀리미터 단위로 미세 조정하는 것이 가능해졌다.
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고령자와 장애인의 방문도 예상되는 공공성이 높은 시설(병원,양로원,시청,쇼핑센터 등)이라면 2층~5층 건물이라도 엘리베이터 설치가 거의 필수가 된다.
[152]
문서
이것은 일본에서의 이야기이며 영어판 위키피디아에서도 dumbwaiter 항목은 그대로이다.
[153]
문서
화재 발생 시 소화 활동으로 방수하는 물이 직접 구동 장치 등에 걸릴 우려가 있기 때문이다.
[154]
법률
平成27年12月28日 国土交通省告示第1274号 特殊な構造又は使用形態のエレベーター及びエスカレーターの構造方法を定める件の一部改正
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문서
2016년 10월 3일부터 2018년 5월 31일까지는 일본 오티스 엘리베이터의 자회사인 오티스 엘리베이터 서비스(2018년 6월 1일에 일본 오티스 엘리베이터에 흡수 합병된 기업)가 담당하고 있었다.
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フィンランド・コネ社との昇降機事業における資本提携について
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フジテック｜エレベータ・エスカレータの新規設置、メンテナンス、リニューアル
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フジテック｜エレベータ・エスカレータの新規設置、メンテナンス、リニューアル
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「エレベーターの保守管理等に関する実態調査」の結果について
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メンテナンスに関するご質問
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エレベーター所有者の管理義務
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웹사이트
ホームエレベーター/小型エレベーター 総合カタログ(新商品1418フォレスト掲載版)
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エス・イー・シーエレベーターと昇降機の保守事業で業務提携
https://www.toshiba-[...]
東芝エレベータ株式会社
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문서
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문서
1.00m/s
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문서
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문서
2.00~5.00m/s
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문서
6.00~21.0m/s
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