에스컬레이터 및 무빙워크의 교통계획Ⅱ

형식 및 배열, 일반구조

4. 에스컬레이터의 형식 및 배열

4.1 스텝폭에 따른 분류
승객을 운반하는 발판(Step)의 폭에 따라 1인 ∼3인이 동시에 탑승이 가능하도록 그 폭을 표준화하여 생산 및 설치되고 있는데 통상적으로 사용되는 스텝폭은 ; 600mm : 1인 탑승용 / 800mm : 1.5인 탑승용 / 1000mm : 2인 탑승용 / 1200mm : 2.5인 탑승용(특수용 및 무빙워커웨이 적용) / 1400mm : 3인 탑승용(특수용 및 무빙워커웨이 적용 경사 : 0도)으로 크게 분류할 수 있다. 1200mm과 1400mm의 폭을 가진 에스컬레이터는 일반적으로는 적용하지 않고 외국의 경우, 노약자 및 유아보호 시설 등에서 동반 탑승이 빈번한 경우에 적용되기도 하는데, 저속 운행으로 동반 탑승 및 부축이 용이토록 하고 있다. 발판(Step)의 폭은 유효폭을 의미하며, 승객의 안전선(Yellow Demarcation Line)을 포함한 수치로 표기한다.
그러나, [그림1]에서 보는 바와 같이 좌우측 손잡이간의 간격은 통상 스텝폭보다 약 150mm∼200mm이 넓게 설계되어 750mm∼800mm의 폭을 확보하고 있다. 따라서 승객의 평균신체폭보다 넓은 자유공간으로 탑승이 가능하도록 설계되고 있다.

승강장의 수평 이동 발판수(Horizontal running steps)
발판(Step)의 폭과는 관계없이 상부 및 하부의 승강장에서의 수평 이동 스텝 수는 승객의 탑승 쇼크(Boarding shock)를 줄이고 안전을 확보하기 위하여 가능한 많은 수평 이동 발판(Horizontal running steps)을 확보하는 것이 좋다([그림2] 참조). 일반적으로 옥내용의 상업시설 및 업무시설에 설치되는 에스컬레이터의 경우에는 수평 이동 스텝이 800mm를 확보하는 것이 안전하며(EN 115규정), 중부하용인 지하철이나, 에스컬레이터의 수직 설치 높이가 6m를 넘을 경우에는 1200mm이상을 확보하는 것이 안전하다.
따라서 건축설계시에 적용하는 에스컬레이터 설치 보의 간격(Span)은 이 점을 감안하여 계산되어야 한다(에스컬레이터의 스텝 1개의 깊이(Step depth)는 통상 400mm이므로 2steps, 3steps의 수평 이동을 시방서에 명기한다).
EN 115규정의 경우, 공공서비스용 에스컬레이터의 경우 분당속도 39m/min 이상이 가능하며, 반드시 수평 이동스텝이 1600mm(4steps)이상이어야 한다. 수평 이동발판의 수는 경부하용과 중부하용에 따라서 그 수를 결정해야 하며, 또한 에스컬레이터의 운행 속도에 따라서 반드시 적정한 수평 이동발판수를 결정해야 한다.
승객의 탑승충격(Boarding shock)은 에스컬레이터의 운행 속도가 빠를수록 증가하며 수평 이동 발판의 수가 적을수록 증가하게 된다. Gal은 가속도의 cgs단위로 1Gal = 1cm/sec2 임.
일반적으로 에스컬레이터 탑승시의 충격이 40Gal 이하일 경우 안전한 탑승이 가능하다. 건축설계의 경우 에스컬레이터의 용도 및 속도를 감안하여 필요한 수평 이동 발판수와 그에 따른 경간(Span)을 확보해야 한다. 특히 해외 프로젝트(Project)의 경우 관련국의 적용코드와 기준을 확인하도록 한다.

4.2 설치각도에 따른 분류(Inclination)
[그림4]에서 처럼 에스컬레이터의 일반적인 설치 각도는 다음의 3가지로 나눠볼 수 있다.
30도 : 가장 일반적인 형식
35도 : 설치 장소의 경간(span)이 짧은 경우(층고 6m 이하일 경우 적용)
27.3도 : 비표준 형식으로 특수한 경우에 적용한다.
※ 경사각 30도의 경우 수평 이동스텝 수가 3개 이상이고 층고가 6m이하일 경우에는 속도를 40m/min까지 허용 된다.
[그림5]에서 보듯이 무빙워커웨이의 일반적인 설치각도는 0∼12도가 설치되고 있으며, 통상 0, 10, 11, 12도의 경사각으로 제작 및 설치되고 있다.
※ 경사각도 8도이하일 경우에는 속도를 50m/min 이하까지 가능하다.

4.3 용도에 따른 분류
에스컬레이터 및 무빙워커웨이의 용도도 다음과 같이 세분될 수 있다.

4.3.1 설치장소에 따라
옥내용(Indoors) : 건물의 옥내에 설치되어 건물 외부 환경으로부터 보호될 수 있는 형식으로서, 업무용 빌딩, 상업용 빌딩, 백화점, 할인점 등에 설치되는 경우이다. 옥외용(Outdoors) : 건물의 외부 공간에 설치되어 직접 기후 환경에 영향을 받는 장소인 지하철 입구나 건물의 외부 출입구 등에 설치되는 경우다. 이 경우에는 방수, 방청, 내한, 내열, 방진구조로 설계 및 설치되어 가혹한 조건에서도 그 성능을 확보할 수 있도록 한다.

4.3.2 내구성에 따라
일반용(Commercial) : 통상 옥내용 에스컬레이터로서 근무 시간 및 영업 시간내에 가동되는 구조로 제작 및 설치되는 형태이며, 기능과 외장을 중시하여, 측면 난간(Balustrade)이 유리로 제작되는 것이 일반적이다.
중부하용(Heavy-duty) : 옥외에 설치되는 가혹한 조건과, 옥내에 설치되더라도 지하철과 같이 장시간 많은 승객을 수송해야 하는 용도에 맞게 각 기기 및 구조물의 강도와 외장 및 성능을 유지할 수 있도록 제작 및 설치되는 형식이다. 이 형식은 주로 내구성 위주로 설계되고, 난간(Balustrade)은 스테인리스 스틸 등의 불투명 금속재료를 사용하는 것이 일반적이다.

4.3.3 구동방식에 따라
체인 구동 방식(Chain drive) : 스텝을 구동하기 위한 권상기의 동력을 금속체인(Chain)으로 구동륜(Sprocket)을 구동하는 방식으로 권상기의 장착공간이 필요하며 가장 일반적인 방식이다. 직접 구동 방식(Direct drive) : 구동 권상기를 스텝 구동륜축에 직결시켜서 효율을 높이고, 구동 기기를 스텝 라인 내부에 장착시켜서 트러스 공간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
※ 직접 구동 방식의 특수한 경우로서 랙 앤 피니언(Rack & pinion) 방식의 형식이 있는데 스텝 체인(Step chain)대신에 랙을 장착하여 피니언으로 구동하는 방식이 있다.

4.3.4 기타 특수 형식
스파이럴 에스컬레이터(Spiral escalator) : 일반적인 에스컬레이터는 직선 운송을 하지만, 이 형식은 에스컬레이터가 곡선으로 설치 및 운행할 수 있어 마치 원형 계단을 운행하는 것과 같다. 양방향 구동 워커웨이(Two walkways in one drive) : 이 형식은 무빙워크웨이에 적용되는 경우로서 일반적인 경우 발판(Pallet)이 하부로 복귀되는데 반하여, 복귀되는 발판을 반대 방향의 승객 수송용으로 사용하게 되는 평면 회전방식이다. 이 형식은 1개의 구동 장치로 2대의 무빙웨커웨이를 가동할 수 있는 장점이 있으나, 몇 가지 문제점도 있어 특수한 경우에 설치된다.
가속 무빙워크웨이(Accelerating Moving walkways) : 이 방식은 매우 긴 무빙워커웨이의 경우 탑승부(Landing)에서는 일반 속도로 출발하고 이후 가속하여 출발 속도의 약 4배 정도의 속도로 주행하고 다시 도착부(Landing)에서는 정상 속도로 감속하는 시스템으로 지하철이나 대규모 환승 구역에 설치되면 효과적이다.
통상, 탑승부 속도 약 0.75∼0.8m/s 이며 주행부에서는 약 3.0∼3.2m/s의 속도를 갖게 된다. 다중 구동 시스템(Multi-drive system) : 층고가 높거나 매우 긴 경간(Span)을 갖는 구조에서는 기존의 1개의 구동기계를 사용하는 대신에 2개 또는 3개의 모듈화된 구동장치를 트러스에 분산 장치하여 구동하는 방식으로 중부하용으로 적합한 시스템이다.

4.4 배열 형식

4.4.1 병렬 배치(Parallel arrangement)
복수의 에스컬레이터가 병렬로 배치되는 구조로서 대부분 2개층만 설치할 경우에 많이 이용되는 배치 방식이다.
백화점과 같이 승객이 매장을 거치게 하여 구매의욕을 유도할 목적으로 많이 이용될 수 있으나, 승객의 연계 탑승시 동선이 길어지는 단점이 있다. 그러나 병렬 배치의 경우에도 가위 배치(Scissor arrangement)와 같이 연계 탑승이 가능한 배치도 있다. 이 배치의 경우는 많은 공간을 필요하게 되므로, 공항이나 터미널 등에 설치할 경우 적합한 배치가 되고 넓은 시야를 확보할 수 있다. 또한 지하철과 같이 3대 이상의 에스컬레이터가 배치될 경우에는 가장 적합한 배치 방식이다. 위 그림은 병렬 배치의 예로서 넓은 시야를 확보할 수 있어서 측면에 배치되거나 전망을 목적으로하는 경우에 많이 이용된다. 좌측의 배치는 2대 병렬 배치로 층간 연결되는 에스컬레이터가 연계되지 않는 배치 형식으로서 백화점이나 쇼핑몰과 같이 가능한 승객의 동선을 길게하여 많은 시간을 해당층에 소비하도록하여 구매욕구를 유도할 수 있는 장점이 있다.
우측의 배치는 직병렬 배치로서 승객의 시야 확보와 함께 동선을 최소화하여 목적하는 공간을 충분히 전망할 수 있도록 의도하는 배치이며, 전시장의 경우에 많이 배치되는 구조이다. 백화점의 경우, 측면에 배치하여 이동간에 전체 매장을 볼 수 있도록 하는 장점도 있으나 에스컬레이터의 설치공간을 넓게 필요로 한다.

4.4.2 가위 배치(Scissor arrangement or Cross arrangement)
병렬 배치와는 달리 승객이 연계 탑승이 용이하도록 배치되는 구조로서 원활한 순환이 필요한 경우에 많이 이용된다. 이 배치 방식은 시야를 차단하는 단점이 있어, 건물의 측면에 배치할 경우나, 시야 확보가 크게 중요하지 않을 경우에 많이 이용된다. 승객의 동선이 가장 짧아서 각층의 매장 면적이 적고 층수가 많을 경우에 적합하다. 위의 가위배치는 여러 개층을 배치할 경우에 가장 일반적으로 적용되는 배열 방법으로서 승객의 시야 확보면에서는 제약이 있으나, 효율적인 공간 활용과 에스컬레이터의 운행 방향의 조정에 따라 병렬 배치의 효과도 동시에 만족할 수 있어서 업무용 빌딩에서부터 일반 상업용 빌딩까지 두루 적용이 가능한 형식이다.

5. 에스컬레이터의 일반구조
여기서 다루고자 하는 에스컬레이터의 일반 구조는 건축 설계 및 시공과 관련하여 필요한 정보를 제공하기 위한 것이며, 전문적인 구조는 각 제조사에 따라 다르다. 다음은 [그림15]에 나타낸 에스컬레이터의 외형을 각각 소개한 것이다. 승강장판(Landing plate) : 탑승 및 도착부의 안내판으로 하부에 구조물(Truss) 및 기계 장치와 제어반이 내장되어 있다(상부 또는 하부). 층 바닥과의 마감 연결 역할과 ‘해당층 표시’도 함께 표시될 수 있으며, 미끄럼 방지 홈을 가지고 있고, 옥외용의 경우에는 혹한시 사용되는 히터 등이 내장되어 있다. 또한 에스컬레이터의 중요한 구동장치가 하부에 내장되어 있어 견고한 구조로 되어 있으며, 재질은 스테인리스 강판이나 알루미늄판으로 제작된다.
발판(Step) : 승객을 실제 탑승하여 운송되는 판으로, 알루미늄이나 스테인리스로 제작되고 일체형(One piece Aluminum extruded)과 여러 조각으로 조립된 분리형(Fabricated steps) 등으로 제작되고 있으며, 현재는 주로 일체형으로 제작되어 변형을 방지하고 일관된 품질을 유지할 수 있다. 통상(EN 115포함) 200mm×300mm의 시험편으로 3,000N(약 300Kg.force)에 견딜 수 있도록 설계 및 제작되고 있다.
난간(Balustrade) : 난간은 발판(Step)의 측면에 위치하는 안내판(Skirting panel)과 내부 프로파일(Interior profile)과 핸드레일 안쪽에 설치되는 난간 데크(Balustrade decking), 외부판넬(Balustrade exterior panel)로 구성되어 있어서 실제 에스컬레이터의 외형 디자인을 구성하는 중요한 요소가 된다. 이 난간의 형식은 다음의 3가지 형태로 크게 대별할 수 있으며, 백화점, 업무용 빌딩 등의 건물 내부에 설치되는 경우에는 대부분 유리 재질의 난간을 적용하고, 중부하용인 지하철, 공항 및 기타 대중 서비스 시설물에는 스테인리스 스틸 등의 금속재료를 많이 적용한다.
조작판(Operation switch panel) : 이곳에는 에스컬레이터의 운전, 정지, 방향전환을 할 수 있는 스위치와 버튼이 장치되어 있으며, 허가된 자의 키조작에 의해 운전과 방향을 선택하며, 비상정지 스위치가 함께 내장되어 있다.
외부 판넬(Balustrade exterior panel) : 난간의 일부로서 금속 재질의 난간일 경우 외부 마감판넬로서 외부로 노출되는 중요한 디자인이며, 난간이 유리일 경우에는 유리 하부에 마감된다. 안내 손잡이(Handrail) : 승객의 안전 탑승을 확보하기 위하여 발판(Step)과 동일한 속도로 이동하는 승객의 안내 손잡이로서 보강철심이 내장된 화학섬유 계통의 재질로 만들어지고 있고, 여러 가지 원하는 색깔을 선택하여 적용될 수 있다.
안내판(Skirting panel) : 발판(Step)의 양쪽 측면에 부착되는 금속판으로서 발판은 이동에 내부 보호판 역할을 맡고 있으며, 통상 금속 재질로 설치된다. 일부에서는 낮은 마찰력을 얻기 위해 테프론 코팅을 하는 경우도 있고, 승객의 의상이나 소지품이 끼이지 못하도록 고무재질 또는 브러쉬 등을 장착(Skirt guard)하기도 한다.
콤(Comb) : 발판(Step)의 홈(Groove)를 안내하도록 각 승강장판(Landing plate)의 선단에 장치되어 있으며, 발판을 안전하게 안내하여 이동될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이 장치는 이물질이 진입할 경우 안전 장치가 동작될 수 있도록 설계되어 있다.
측면 및 하부마감(Cladding) : 에스컬레이터의 하부 구조물의 외관이 미려하지 못하므로, 3면을 건물의 내장에 맞게 금속 재료 또는 투명 유리로써 마감하는 부분이다.
최근에는 건물의 내장과 조화를 위해 트러스의 3면 모두를 투명 유리로 마감하여 에스컬레이터의 모든 부품과 그 동작을 볼 수 있도록 설계 및 설치되기도 한다.