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고층건물의 필수품, 엘리베이터에 숨은 과학

  세계에서 가장 높은 건축물은 무엇일까요? 사실, 쉽게 대답할 수 있는 질문은 아닙니다. 높다는 의미가 해수면으로부터 건축물이 솟은 끝부분까지의 고도를 따지는 방법일 수 있고, 실제 건축물 자체의 길이를 따지는 방식일 수도 있기 때문이죠. 옥상의 안테나의 높이를 포함시켜야 할까요? 관람용으로만 건축된 타워나 탑은 어떻게 해야 하나요? 일각에서는 인간이 상주하는 건물만 포함해야 한다는 주장도 있습니다. 와이어에 의해 지탱되는 건물을 포함시켜야 하는지, 990.6m나 되지만 대부분의 몸체가 바다 속에 있는 멕시코만 석유가스 시추용 플랫폼은 고층 건출물에서 제외해야 합니까? 여러분의 생각은 어떠세요? 

  통상적으로 아랍에미리트의 부르즈칼리파 버즈두바이가 808m로 가장 높은 건물로 인정받는 가운데, 최근 634m에 이르는 도쿄스카이트리(TV전탑 송신탑)가 개장되어 다시 한 번 고층건물에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 사우디 왕가에서는 1,000m에 이르는 타워를 건설할 계획을 갖고 있다고 하니 앞으로 얼마나 높은 건물이 등장할지 놀랍기만 합니다.

634m로 꼭대기가 보이지 않을 정도로 높은 도쿄스카이트리 -2012년 5월 22일 개장일 현지 촬영

  세계 곳곳에서 초고층 건물이 등장하고 있는 가운데, 이에 빠질 수 없는 필수품이 바로 ‘엘리베이터’입니다. 지난 5월 22일 도쿄스카이트리 개방을 앞두고 비상시를 대비한 소방훈련을 실시했습니다. 13개나 되는 엘리베이터가 있었지만 꼭대기에서 지상까지 걸어서 내려온 한 소방대원은 ‘후들거리는 다리를 붙잡고 겨우 내려왔다’고 말할 정도였습니다. 엘리베이터의 발명은 고층건물의 건축에 획기적인 변화를 이끌어 냈습니다. 5층 이상 짓는 건축기술은 1800년대 초부터 있어왔지만 고층을 걸어서 올라 다닐 사람이 없어 생기지 않았기 때문입니다.
 
  엘리베이터의 가장 기본적인 장치인 도르래는 BC 273년경부터 등장했고, 나폴레옹은 자신의 왕궁에 계단 대신 수직으로 이동할 수 있는 장치를 사용했다고 합니다. 하지만 과거에 사용되던 엘리베이터는 로프가 끊어져 추락할 위험이 많아 대중화 되지 못했습니다. 그러다 1853년, 미국의 발명가인 엘리사 그레이브스 오티스(E.G.Otis)는 밧줄이 장력을 못이길 때 두 개의 철로 만든 톱니가 제어 역할을 할 수 있도록 하는 낙하방지장치를 발명하였고, 세계최초로 안전한 엘리베이터가 등장하게 되었습니다. 이후 수력이나 수압을 이용하던 형태에서 증기기관에 의한 구동방식으로 발전해 왔으며, 현대의 동력 발생 엘리베이터는 독일의 지멘스(1880년)가 처음 제작했습니다.

오티스가 발명한 엘리베이터 최초의 설계도면 /cc이미지: http://en.wikipedia.org/wiki/File:ElevatorPatentOtis1861.jpg

  우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 엘리베이터는 여러 과학의 원리가 숨어 있습니다. 회전력, 마찰력, 중력 등의 힘에 의해 움직이고, 이 힘을 전기로 생산하여 효율까지 높이고 있습니다. 엘리베이터가 스스로 발전기가 되는 단계까지 이른 것입니다.

  엘리베이터는 기중기와 비슷합니다. 인간은 무거운 물체를 운반하기에 편리한 바퀴를 발명했습니다. 평지에서 효율적인 바퀴는 높은 곳으로 물건을 들어 올리는 데는 그리 큰 도움이 되지 못했습니다. 그 해결책으로 물체의 운동방향을 바꿔 주면 좋겠다는 생각에 나온 것이 바로 ‘도르래’입니다. 바퀴를 높은 곳에 매달고, 여기에 줄을 연결해 무거운 물체에 연결해 당기면 훨씬 힘이 덜 든다는 사실을 알게 됐기 때문입니다. 이 도르래와 추를 이용한 것이 바로 기중기입니다. 이는 반대쪽에 무거운 평형추가 매달려 사람이 무거운 물건을 당길 때에 평형추가 내려가면서 훨씬 힘이 덜 들게 되는 원리입니다.

  3만개의 부품으로 이루어진 엘리베이터는 수십 미터에서 수백 미터를 오르내리는 교통수단이기 때문에 절대적으로 이용자의 안전이 담보되어야 합니다. 많은 사람들이 엘리베이터의 로프가 끊어지면 추락할지도 모른다는 막연한 공포심을 갖고 있는데, 오티스에 의해 개발된 엘리베이터에는 비상정지 장치와 조속기, 완충기, 제동기, 도어 인터록 등 100여개의 안전장치가 내장되어 있습니다. 

▲조속기(Governor)는 엘리베이터의 일정한 속도를 유지시켜 주는 장치로 엘리베이터 카의 속도가 기준속도의 1.3배를 초과하지 않는 범위 내에서 과속방지스위치를 작동시켜 전원을 강제로 차단하고 레일브레이크를 작동해 속도를 제어하는 중요한 안전장치입니다. 만일 이 과속방지스위치가 작동된 상태에서도 엘리베이터가 계속해 과속으로 하강하게 되면(정격속도의 1.4배 이내) 조속기 로프를 기계적으로 잡아주는 2차적인 비상정지장치가 작동하게 됩니다.

▲비상정지장치(Safety Device)는 로프가 끊어지거나 절단돼서 엘리베이터가 기준속도보다 빨라지게 되면 이를 감지해 엘리베이터를 강제로 정지시키는 장치입니다. 비상정지장치는 평상시에는 엘리베이터 레일을 따라 자연스럽게 움직이다가 일정속도 이상으로 작동하게 되면 레일을 꽉 붙잡아 속도를 제어하는 역할을 합니다.

▲제동기(Brake)는 엘리베이터 전동기의 회전을 자동적으로 제어하는 장치로, 과속 등 엘리베이터에 이상이 발생하면 공급전원을 차단하고, 브레이크 패드 등을 이용해 전동기를 강제로 멈추는 역할을 합니다.

▲도어 인터록장치(Door Interlock)는 엘리베이터 도어에 부착된 안전장치로 도어 잠금 장치와 도어스위치로 구성돼 있습니다. 엘리베이터는 이용자가 원하는 층에 정확하게 정차해야 하는데, 만일 기계적인 결함으로 엘리베이터가 자기 층에(±10mm이내) 정차하지 못할 경우 문이 열리지 못하도록 제어하는 장치를 말합니다.

▲문 닫힘 안전장치(Door Safety Device)는 엘리베이터 문이 닫히는 도중에 이용자가 출입하는 경우 문 끼임 사고나 문짝 충돌을 방지하기 위해 설치된 안전장치입니다. 일반적으로 센서 등 검출 장치로 작동되는데, 사람이 낄 경우 자동으로 문을 열게 됩니다. 만일 이 장치가 고장 나면 사람이 문에 끼어 다칠 수도 있습니다.

▲완충기(Buffer)는 엘리베이터가 이동하는 통로 바닥에 설치된 충격흡수 장치라고 생각하면 됩니다. 보통 저층 건물에는 스프링 형태로 만들어져 있고, 고층은 유압식 완충장치 형태로 설치돼 있습니다.


   이렇게 안정성이 확보된 엘리베이터는 전 세계적으로 크게 사용됩니다. 우리나라에 현대식 엘리베이터가 설치된 것은 지금으로부터 100여 년 전인 1910년 조선은행 건물입니다. 이후 1980년대 경제 호황에 힘입어 대규모 아파트와 고층건물이 많아지면서 엘리베이터도 급속히 증가해 현재는 43만대 규모로 세계 8위 수준이며, 증가율로도 중국, 인도에 이어 세계 3위(2010년 기준)입니다. 2009년에는 엘리베이터 전문 인력 양성을 위해 한국승강기대학교가 개교했고, 분당 1080미터를 이동할 수 있는 초고속형 엘리베이터도 국내기술로 개발했습니다.

  앞으로는 로프가 사라지고 벽면에 레일처럼 달린 선형 모터(liner motor)를 이용해 움직이거나 수직·수평으로 움직이는 신개념의 엘리베이터의 등장도 얼마 남지 않았습니다. 과학기술의 발전은 인간이 원하는 어느 곳이든 더 빨리, 더 높이, 더 편안하게, 더 안전하게 이동할 수 있도록 만들어 줄 것으로 보입니다.

※ 2층 버스처럼 위아래 두 개가 붙어 함께 움직이는 엘리베이터(더블덱 엘리베이터)는 해외의 초고층 빌딩에서는 사용되고 있다고 합니다. 국내에서는 '롯데 수퍼타워'와 용산국제업무지구의 랜드마크인 '트리플 원'에 설치될 예정이라고 하니 곧 볼 수 있겠죠?


 


 

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

가구만? 백화점도 과학입니다 ! 

여러분 즐거운 하루하루 보내고 계신가요? 대학원생인 저는 매일 과제에 발표준비에 정신없는 하루를 보내고 있답니다. 그래도 여름에 여행갈 생각에 하루하루 힘을 내며 살아가고(?) 있죠.^^ 오늘 제가 알려드릴 과학 정보는 우리의 눈이 번쩍! 말초신경은 아~~! 할 만큼 언제나 우리를 설레게 하는 그곳!!! 바로 백화점에 대한 것인데요. 이곳 백화점에도 과학적 전략이 숨어있다는 것, 아시나요? 지금부터 백화점 속 숨은 심리과학 몇 가지를 알려드리도록 하겠습니다.

1. 백화점 1층엔 왜 화장실이 없을까?

자, 백화점 내부를 떠올려봅시다. 백화점 1층에 가면 보통 무엇이 있을까요? 아마 여성분들은 대부분 아시겠지만, 보통 명품관이나 보석, 화장품이 1층을 차지하고 있습니다. 그러다보니 고급스러운 이미지가 중요한 1층에 화장실을 설치하는 것은 자칫 상품의 이미지가 나빠질 수 있기 때문에 화장실을 설치하지 않는다고 해요. 또한, 지하에 식품매장이 있는 것도 같은 전략에 따른 것입니다. 1층은 그 백화점의 상징과도 같은 곳이기 때문에 백화점의 브랜드 이미지를 위해 식품매장을 1층에 두지 않는데요, 동시에 지하는 온도유지에도 유리하기 때문에 다른 층이 아닌 지하에 두는 것입니다.

그리고 화장실을 찾아서 급하게 찾아든 손님들조차도 놓치지 않겠다는 강력한 의지도 내포되어 있다고 하는데요. 상품 구입과 상관없이 화장실을 찾아 들어온 고객이라도 2층이나 지하의 화장실을 갈 때 본 상품을 구입할 수 있다는 고도의 심리적 전략이 숨어있는 것이죠.

또한, 백화점에서 임대료가 가장 높은 곳이 바로 1층인데요. 백화점에 있는 모든 매장을 백화점 자체에서 관리를 하지 않고 임대를 하는데, 그 대가로 백화점에서는 임대 수입을 얻게 됩니다. 그런데 이곳에 화장실을 설치한다면 그만큼 임대 수입이 감소하게 되겠죠. 조사에 의하면 1층에 화장실을 설치하면 1년에 10억 이상의 임대료 수입이 줄어든다고 하네요.

2. 백화점엔 왜 창문이나 시계가 없을까?


여기에도 심리 마케팅 전략이 숨어있는데요, 바로 소비자들이 물건을 사면서 밖을 보지 않고 쇼핑에만 집중하게 하려는 전략이랍니다. 밖이 어두워진다는 것을 알게 되면 귀가를 서두르게 되고, 마음이 급해지기 때문이죠. 또한 같은 맥락으로 쇼핑하다가 무심코 벽에 걸린 시계를 보면 “아, 시간이 벌써 이렇게 되었네.”하고 쇼핑을 그만할 수가 있으므로 고객이 쇼핑 자체에 집중할 수 있도록 시계를 걸지 않습니다. 물론 요즘에는 다들 핸드폰이나 손목시계를 가지고 있긴 하지만, 그렇다고 해도 구태여 시계를 볼 수 있도록 할 필요는 없다는 거죠~ 


3. 동선 이용은 에스컬레이터로?

보통 백화점 하면 엘리베이터보다는 에스컬레이터를 많이 떠올리실 텐데요. 이것 또한 동선에 숨겨진 과학입니다. 층을 옮겨 갈 때 반대쪽으로 가면서 상품들이 고객들의 눈에 많이 노출되게 하는 것이죠. 또 가장 아래층에서 맨 꼭대기 층까지 엘리베이터를 통해 한 번에 이동하는 경우가 거의 없는데요. 이것 또한 엘리베이터 안에만 머물지 말고 판매장에서 상품을 구입하게 하려는 고도의 심리적 전략이 숨어있답니다.

@mikecogh / http://www.flickr.com/photos/mikecogh/5713279266


하지만 이 같은 전략은 에스컬레이터를 이용하는 고객들이 많을 때 효과적입니다. 그러니 이를 위해선 에스컬레이터가 엘리베이터보다 이용하기 쉽게 되어 있어야 가능하겠죠? 백화점 내 엘리베이터가 대부분 백화점 안쪽 구석진 곳에 있는 것과 달리, 에스컬레이터가 중앙에 설치된 것도 바로 이 때문입니다. 


4. 고객의 동선, 신체적 구조까지 파악!

보통 고객들이 많이 찾는 상품이나 물건을 입구 쪽에 두면 매출이 상승할 것이라고 생각하시나요? 여러분이 매장 직원이라면 고객들의 불평불만에 놀라게 될지도 모릅니다. 바로 ‘부딪힘 효과(Butt-Bush Effect)’를 간과했기 때문이죠. 고객들이 입구에 몰려있을 경우 고객들은 한정된 공간에서 다른 사람과 부딪치는 것을 꺼리게 되고 더 나아가 불쾌감을 느낄 수도 있습니다.

@FindYourSearch / http://www.flickr.com/photos/findyoursearch/5126478815



판매자의 입장에서 생각하면 상품 판매에 도움이 될 것이라고 생각했던 부분들이 전혀 다른 부분에서 부작용을 낳게 되는 경우인 것이죠. 이뿐만 아니라 쇼핑을 할 때에는 인체공학적 요소도 개입한다고 해요. 우리는 왜 백화점 식품코너에 갔을 때 쇼핑카트를 이용할까요? 바로 손을 자유롭게 움직일 수 있게 하기 위해서입니다. 아무래도 손이 부자유스러운 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 쇼핑을 하기 힘들겠죠? 물건을 자유롭게 집을 수 있다면 더 많은 물건을 사게 되고, 이는 곧 매출의 상승으로 이어질 것이라는 단순하지만 명확한 원리! 이를 위해 언제 어디서나 카트를 잡을 수 있도록 백화점 내 곳곳에 카트를 놓아두는 것입니다. 쉽게 끌고다닐 수 있는 카트는, 많은 물건을 사도 이를 힘들이지 않고 이동시킬 수 있어 장바구니 등을 이용할 때보다 더 많은 물건을 사게 한답니다. 

여러분 어떠셨나요? 간과하고 지나갔던 부분들을 다시 떠올려보니 놀랍지 않으세요?? 이 같은 백화점 속 마케팅 심리학은 고객의 쇼핑패턴을 연구하는, 일명 '쇼핑의 과학'이라 불리는 분야와 연관 있는데요. 이와 관련된 내용은 정재승 박사가 저술한 '과학콘서트' 속 '자본주의의 심리학 : 상술로 설계된 복잡한 미로 - 백화점'에도 자세히 나와 있으니 나중에 한 번 꼭 읽어보세요.

생각해보니 저도 이러한 백화점의 과학적인 마케팅 전략에 넘어갔던 경험이 참 많았던 것 같네요. 앞으로는 백화점에서 쇼핑할 땐 한 번 더! 생각하고 합리적인 소비를 하자고요~

참고 :
파코 언더힐(Paco Underhill)의 '쇼핑의 과학(Why We Buy : The Science Of Shopping)‘






 

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