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빌딩 전기설비에서 지진대책예
2007-01-02

전기설비는 전기 공급이 끊기면 거의 모든 기능이 정지해버린다. 건물측에서는 안정적인 전기공급 대책을 마련해야한다. (주)미츠비시토지설계에서는 빌딩 전기설비에 있어서 다음과 같은 대책을 마련함으로써 지진에 대비하고 있다.서론일본은 세계 유수의 지진 입국으로 전기설비 설치·관리에 있어서 충분한 내진성능을 고려할 필요가 있다. 작금의 설비기기는 전기 공급이 끊기면 거의 모든 기능이 정지해버리기 때문에 건물 측에서는 안정적으로 기기에 전원공급을 행할 만한 내진대책을 해 둬야한다. 그 계획은 1981년에 시행된 신내진설계법의 골자에 근거해, ‘중지진시에는 건축설비의 손상은 없는 것, 대지진시에는 건축설비가 건축물에서 탈락하거나 전도하거나, 혹은 이동 없이 설비의 기능확보 혹은 긴급히 기능회복이 가능한 것이다’라는 수준을 목표로 행할 필요가 있다.내진설계의 기본사항기기내진계획을 함에서 당연한 것은 해당 건물이 지진으로 어느 정도 흔들릴지를 상정할 필요가 있다. 단, 실제로 흔들리게 하는 것은 불가능하기 때문에 과거 전형적인 지진파를 조건입력하고, 흔들림의 정도를 구조, 계산하여 상정하는 방법이 있다. 그 결과에 근거하여 흔들림에 견디는 고정방법과 부재를 선정하는 동적해석을 행하는 것이 가장 바람직하다. 단지 기존의 건물과 중소 건물에 대해서 전부 이 방법을 준용하는 것은 약간 실행 현실성이 빠지기 때문에 이 세상에 비교적 많이 존재하는 높이 60M이하의 건물에 대해서는 ‘국부진도법’이라는 계산방법으로 내진대책에 필요한 ‘표준 수평진도’를 구성하고 있다. 이 방법을 이용함으로 기기의 내진계획상 필요한 ‘설계용 수평지진력(FH)’을 아래 식으로 간단히 얻을 수 있다. (상세한 것은 별항으로 집필하기 때문에 할애한다)FH = KH×W(kgf)KH = Z×KSKH = 설계용 수평진도KS = 설계용 표준수평진도Z = 지역계수(원칙 1.0)W = 기기의 질량(kgf)위에서 얻은 설계용 수평지진력을 이용해 기기고정용의 앵커볼트 등을 선정한다. 여기서 중요한 점은 내진 등급을 설정할 때 맹목적으로 내진 등급 ‘S’를 선택할 필요는 없고, 경제성을 고려하고 건물의 중요도를 잘 생각한 뒤에 등급 선정을 하면 좋다. 내진 등급 ‘B’에도 일반적인 건물의 필요충분한 내진성을 갖고 있다.또 내일 일어날지도 모를 지진에 대해 그 대책은 본래 급히 할 필요가 있지만 기존 건물의 경우, 한번에 완전한 내진대책을 행하는 것은 비용 면에서 효율적이지 않다. 최중요기기(전도할 때 복구에 시간을 요하는 것. (예)수변전기기, 비상용발전기설비 등)는 급하게 대책을 행하고, 그 외기기는 설비의 중요도에 맞춰 우선순위를 매겨 순차대책하거나, 기기의 리뉴얼 시에 확실한 내진대책을 행함에 따라 효율적으로 대응할 것을 권한다.실례소개마루 슬래브에 고정되어 있는 기기는 원칙으로 지진시에 이동·전도하지 않도록 기초에 앵커볼트 등으로 급히 맺고, 계산상의 내진력에 대해 필요충분한 고정을 한다. 단지 종횡비가 커지면 전도 순간도 커지고, 다리 부분만 고정하는 경우는 앵커볼트에 작용하는 인입력도 커진다. 이같은 경우는 기기항부를 지지재로 구체에 급히 맬지 또는 항부에서 구체에 급히 연결할 수 없는 경우는 배면지시재로 기초, 혹은 콘크리트 바닥에 긴급히 이음으로 전도를 방지할 수 있다.

<사진 A>는 옥상설치반의 배면지지예이다. 이 경우 배면측에 장해가 있기 때문에 바닥 고정의 배면지지재는 반측면에 반출하여 반과 급히 잇고 있다.

<사진 B>는 마주보는 열반의 항부를 각각 강재로 급히 맺고, 전도방지를 도모한 것이다. 사례와 같이 내진시공 매뉴얼대로 대책이 시행되지 않는 경우에도 미대책이라 하지 않고, 적의준거·판단하여 그 때에 준거한 방법으로 대응하는 것이 중요하다.

<사진 C>는 횡인 케이블랙의 내진지지예이다. 케이블랙의 자중은 천정 슬래브에서 매달린 볼트로 지지하고, 내진지지로서 야마가타강을 사용하고 있다. 내진설계상은 사진 같은 내진줄을 1.2m 피치로 행할 필요를 강조하고 있다.

<사진 D>는 초고층 빌딩 EP내의 수직방향의 케이블랙 고정예이다. 초고층빌딩은 고층부의 전원쪾통신 케이블 부설용으로 상당한 볼륨 케이블을 수직방향의 랙에 지지하고 있다. 사례와 같이 벽에 지지할 수 없는 케이블랙은 마루 슬래브(보조적으로 천정)에만 고정이 되기 때문에 지진시에는 큰 힘이 고정부에 전해진다. 사진의 예는 야마가타강재를 큰 문형으로 나누고, 마루 슬래브와 케이블랙을 큰 면으로 급히 이음으로 케이블 랙을 지진시에 과도하게 진동시키지 않고 내진고정을 행하는 예이다.<사진 E>는 천정조명기구의 루버의 탈락방지 와이어 설치상황이다. 천정재는 지진의 요동에 대해 거의 추종하지 않기 때문에 손상이 크다. 천정에 부수하는 조명기구에도 큰 힘이 실리지만 천정에 매달린 볼트에 지지하고 있는 재래 천정기구의 경우는 거의가 문제가 없다고 생각한다. 단 시스템 천정의 경우 조명기구가 ‘달려있다’는 상태이기 때문에 천정탈락의 때는 동행되게 때문에 탈락방지책이 필요하다. 또 레버 등 옵션 부품의 탈락에도 배려가 필요하다.저자도 1995년 한신아와이지진을 니시미야의 자택에서 조우했지만 주위의 건물 가운데는 완전한 내진고정은 되어 있지 않아도 우연히 전도방지용 와이어 1개, 지지용 앵글 1개가 있기 때문에 완전전도·붕락하지 않고 중요하게 도달하지 않은 설비를 많이 목격했다. 사소한 약간의 마음의 준비로 피해를 덜 받을 수 있는 것을 실감했다.그 밖의 배려해야할 사항‘각 지진에는 지역 등의 개별사정이 있지만 대체로 3일로 복구가 진행, 1주일에 특별한 경우를 빼고 상용전력은 회복된다’고 듣고 있다. 즉 목표로 3일분의 비상용발전기의 비축연료가 있으면 전력회사의 재송전까지 최저한으로 기능을 자립해 유지할 수 있다. 실제 연료 비축에는 수량·보관장소 등 관할의 소방, 그 밖의 여러 관청과의 협의가 필요하다.또, 전원을 상실한 때에 자가용발전기에 전원을 자립확보하는 것은 리스크 회피를 위해 중요한 것이지만, 전원 인프라인 전력회사의 공급신뢰성은 높은 실적이 있기 때문에, 수요가측으로는 내진대책을 행하고, 상용전력을 계속적으로 확보하는 것을 신경써야한다.그 외 전력공급에 관계되는 설비의 신뢰성 향상의 구체책으로는 아래와 같다.· 전력공급은 각각의 변압기에서 이계통 공급하는 등 수변전설비를 이중화한다.· 간선을 각각의 루트로 본선예비선 공급하는 등 이중화한다.· 전력공급설비의 감시제어설비는 신호다중전송계통에 더해 현장에서 직송배선계통을 설치한다.· 전력공급설비의 감시제어설비의 전체를 이중화한다.· 자가발전설비를 보기를 포함해 복수 세트로 분할하고, 단독운전·병렬운전을 가능하게 한다. (소용량을 제외한다)· 자가발전설비의 냉각방식을 공냉화한다.· 직류전원설비는 비상용조명용과 수변전설비제어용을 각각 설치한다.· 직류전원설비는 수변전설비제어용으로 예비기를 설치한다.상기를 전부 대책하는 것은 비용 및 공간적으로 임팩트가 크기 때문에 건물의 용도·규모·중요도에 맞춰 각각 검토해야한다.또 재해 시 정보수집에는 공중통신망의 확보도 중요하고,· 다른 통신업자의 통신선을 끌어들려· 광케이블만이 아니라 메탈케이블도 끌어들인다.등의 대응도 맞춰 고려하는 것이 바람직하다. 또 재해시에는 텔레비전에서 얻은 정보가 크기 때문에 텔레비전 수신계통 전원도 발전기계통으로 해야 한다.결론 이상 사례에 입각하여 내진상의 시공예 및 계획의 고려점을 서술한다. 기본적인 구조체의 내진성능에 관한 기준은 건축기준법에 의하지만 건축설비와 내장 등의 비구조체에 관해서는 기준이 간행되고, 전기설비관련으로 중요한 것은 아래와 같다.· 건축설비의 내진설계·시공지침 2005년판 ……(재)일본건축센터· 관청시설의 종합내진계획기준 및 동해설 1996년판 ……(사)공공건축협회· 전기설비 내진설계 시공지침 검토보고서……(사)전기설비학회· 건축설비·승강기내진진단기준 및 개수지침 1996년판 ……(재)일본건축설비·승강기 센터기기의 내진대책에 맞춰서는 반드시 참조하고 종합적으로 판단하기 바란다.

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