건축물 구조체 접지

 

건축물 구조체 접지

철골이나 철근 콘크리트 혹은 철골과 철근 콘크리트 구조를 지닌 건축구조물의 지하 하부층을 일종의 접지전극으로 활용하는 방안을 미국의 .H. G. Ufer.氏가 제창하였다. 이러한 건축물의 철골 구조체를 접지전극으로 이용하는 방식을 .Ufer 접지 전극.혹은 .Ufer ELECTRODE.라 한다.

1. 건축물 구조체 접지의 특성

철골 건물 구조체가 땅속에서 대지와 접하고 있는 부분(지하 구조물)을 접지전극으로 활용하여 접지를 하는 것이 철골 건축의 구조체 접지이다.

즉 구조체의 일부인 철골이나 철근 재료가 높은 도전성을 가지고 있고 콘크리트 자체가 완전한 절연물이 아니므로 철골 구조체 자체를 하나의 접지전극으로 생각하여 접지전극의 역할을 하는 것이다.

그러나 철골 구조체를 순수한 접지로 사용하는데는 몇가지 문제점이 있다.

먼저 접지 도선에는 많은 노이즈 전류와 서지 전류가 유입된다. 따라서 전류가 모여 방전되는 철골 구조물 하부에 전식의 발생이 심화되며, 또한 서지 전류로 철골구조를 감싸고 있는 콘크리트 균열이 발생할 수 있으므로 건축물의 안전 드에 문제가 될 수도 있다. 건축물 철골 구조를 접지로 이용하는 방법에 있어서는 성능의 신뢰성과 안전 문제가 완전히 규명되지 않은 상태이다.

하지만 위와 같은 문제점은 소수 발생하지만 경제성과 낮은 접지저항을 요구하는  현장에서는 광범위하게 사용되어지고 있다.

2. 구조 및 시공 방법

철골 구조로 지어진 건축물의 모든 철골들은 리벳이나 볼트로 연결되어 있어 건물 전체가 하나의 전기적 도체가 된다. 이러한 철골 건축물의 지하에 묻인 부분은 대지와 접촉하고 있으므로  이 대지와 접촉하고 있는 철골 구조부분을 접지 전극으로 활용할 수 있다. 지하부분의 접지전극으로 사용하는 위치에서 접지선을 인출하여 접지로 사용하게 된다. 철골과의 접지 연결 시 볼트 연결은 신뢰성이 떨어지므로 구조물과 구조물간에 반드시 연동선 이용, thermo Welding방식으로 연결하는 것이 좋다.

구조체 접지의 경우 토목공사 시 사용되는 철골파일도 같이 연결하는 것이 좋으며 별도의 케미칼 로드를 사용하는 것은 경제적인 면을 고려해 볼 때 바람직 하지 못하다.

 

3. 건축물 구조체 접지의 국내외 규정

국내에서는 전기설비 기술기준 제21조 제3항에서 대지와의 사이에 전기 저항값이 2Ω 이하로 유지하고 있는 건물의 철골 및 기타 금속체는 이것이 비 접지식 고압 선로에 시설하는 기계기구의 철대 또는 금속제 외함에 실시하는 제1종 접지공사 및 비 접지식 고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기의 저압 전로에 실시하는 제2종 접지공사의 접지극으로 사용할 수 있다. 라고 정하고 있으며 일본의 경우 일본 공업규격.건축물 등의 피뢰설비에서.철골조, 철근 콘크리트조, 철골.철근 콘크리트조의 피보호물에 대한 피뢰설비에는 피 보호물 기초의 접지저항이 5Ω이하라면 접지극을 생략 하더라도 관계없다. 라고 정하고 있다.

또한 미국 전기 공사 규정 (NEC)에서는 콘크리트로 에워싼 접지 전극(CONCRETE ENCASED ELECTRODE ; 250-82(b),250-83(a))의 사용을 인정하고 있다.