고층 건물의 숨겨진 비용

[이매진]

고층 건물의 숨겨진 비용

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The Hidden Cost of High-Rise - Issuu

호주 도시의 공간이 부족하기 때문에 투자자와 개발자는 종종 고층 건물 건설을 통해 수익을 극대화하기 위해 높이를 고려하게 됩니다. 그러나 규모의 증가가 투자자와 개발자에게 수익성 있는 수익과 동일한지 확인하기 위해 타당성 조사의 일부로 그다지 명확하지 않은 다수의 숨겨진 비용을 고려해야 합니다.

하늘을 향한 경주

CBD 부지의 가용성이 점점 줄어들면서 토지 비용이 증가하고 건물 차질이 더욱 번거로워지면서 사고 계획이 필요해지면서 높이를 높이는 것이 매우 매력적으로 보일 수 있습니다. 많은 개발자들은 층을 추가하면 사이트 수익이 증가하고 '가장 높은 건물'이라는 찬사를 받을 것이라고 가정합니다. 하지만 한 층의 비용에 층수를 곱하는 것만큼 간단하지는 않습니다. 잘 설계된 구조 및 상층 서비스를 위한 추가 리프트와 같은 명백한 추가 비용뿐만 아니라 판매 가능 면적에 대한 영향을 포함하여 타당성 조사에서 고려해야 할 명백하지 않은 수많은 숨겨진 비용도 있습니다. 리프트 증가 및 기타 필수 서비스 요구 사항으로 인해 손상되었습니다.

초고층 건물을 지탱하려면 어떤 종류의 상부구조가 필요합니까?

100층이 넘는 건물은 여전히 ​​드물다. 두바이의 유명한 부르즈 칼리파는 지상 163층, 높이 830m로 여전히 세계에서 가장 높은 건물입니다. 지역적으로, 특히 호주의 주요 도시에서 우리는 일반적으로 평균 70~80층의 200~300m 규모의 건물에 더 관심을 갖고 있습니다. 호주는 1990년대에 기술이 가능해지면서 고층 건물 건설에 빠르게 뛰어들었지만, 현재 높이가 200m 이상인 타워('초고층 건물')는 36개만 건설되어 있습니다. 멜버른의 유레카 타워는 91층, 높이 297m로 여전히 호주에서 지붕까지 가장 높은 건물입니다.

부르즈 칼리파. 이미지 제공: Donaldytong

파일과 메가 기둥

아래에서는 말뚝이 건물의 하중을 적절한 지지층으로 전달하므로 건물이 단단한 암석 위에 세워져 있는 경우에는 반드시 말뚝이 필요하지 않습니다. 그렇다면 해당 크기와 개수는 위의 부하에 비례하여 증가할 것입니다. 대부분의 고층 건물은 크기가 크고 비용이 많이 들 수 있는 하중을 건물 주변으로 전달하기 위해 '메가 기둥'을 사용합니다. 메가기둥을 사용하는 일반적인 타워 레이아웃은 일련의 전단벽과 중간 아웃리거 벽이 있는 중앙 코어를 활용하여 건물 가장자리로 하중을 전달하며, 건물 가장자리는 기둥과 함께 아래로 내려갈수록 크기와 콘크리트 강도가 점차 증가합니다. 위의 하중을 지지하기 위해. 예를 들어, 건물 꼭대기의 콘크리트 기둥은 직경이 300% 증가하고 지하의 콘크리트 강도는 100% 증가할 수 있습니다. 마찬가지로, 콘크리트 코어 벽은 위에서 아래로 두께가 200% 이상 증가할 수 있습니다. 이는 구조의 평균 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 기둥과 벽의 필수 레이아웃이 바닥판의 구조 그리드 효율성과 이동 바닥의 필요성에 눈에 띄게 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 바닥판이 1,000m²라고 가정하면 저층 건물에서 고층 건물까지 해당 지역의 구조 요소 비용이 40% 증가할 수 있습니다. 바닥판이 작아질수록 코어 대 바닥 비율도 올라가고 이 프리미엄도 높아집니다.

또한 물리적 구조의 두께와 크기가 증가한 이러한 유형의 구성은 순 판매 가능 면적/순 임대 가능 면적을 줄이고 해당 벽 레이아웃은 공간의 기능적 효율성을 감소시킬 수 있습니다. 둘 다 수익에 영향을 미칩니다.

건물 운동

구조 요소의 크기가 증가했음에도 불구하고 건물이 바람에 따라 움직이는 것을 방지하는 것은 여전히 ​​비현실적입니다. 동시에 너무 많이 움직일 경우 이는 정면 및 내부 벽과 같은 표준 건축 제품의 허용 오차를 초과하게 되며 특수/목적에 맞게 제작된 구성 요소가 필요하게 됩니다. 이는 필요한 양이 많기 때문에 비경제적입니다. 높은 건물이 주변 건물보다 더 높이 솟아오를수록 노출이 더 많아지고 풍속도 증가합니다. 이에 대응하기 위한 경험적 기준에 따르면 설계 공차는 일반적으로 건물 높이를 500으로 나눈 지붕 수준 내에서 흔들림을 유지하도록 설계되어야 합니다. 예를 들어, 멜버른의 300m 높이 오로라 타워는 두 높이에서 약 600mm 이동합니다. 방향, 총 1.2m. 이에 비해 두바이의 부르즈 칼리파(830m)는 양방향으로 약 1,660mm(총 3.3m)를 이동하게 됩니다. 이것이 많아 보일 수 있지만 생성된 응력은 건물의 전체 높이에 걸쳐 분산되며 필요한 구성 요소 공차 내에 유지되어야 합니다. 더 중요한 요소는 움직이는 속도와 관련하여 사용자의 편안함입니다. 가속도가 낮고 느리고 완만하게 흔들리는 경우 탑승자가 거의 눈에 띄지 않고 수용할 수 있습니다. 그러나 바람 모델링에서 가속도가 너무 빠르다는 것을 나타내는 경우 이를 완화해야 합니다. 두바이의 부르즈 칼리파(Burj Khalifa)는 다양한 높이에서 모양을 변경하고 바람의 흐름을 차단함으로써 이를 크게 수행했지만 대부분의 건물은 이를 수행할 수 있는 높이와 모양을 갖추고 있지 않습니다. 이러한 가속도를 줄이기 위해 '튜닝된 질량 댐퍼'를 사용해야 합니다. 이것들은 건물 꼭대기에 보관되어 있습니다. 일반적으로 두 가지 형태로 제공됩니다. 내부에 배플이 있는 하나 이상의 물 탱크로 구성되어 바람에 대항하여 밀어내는 중량물을 생성하는 액체 유형 또는 건물의 움직임에 대응하기 위해 흔들리는 거대한 진자입니다.

가장 적합한 유형의 댐퍼는 건물마다 움직임의 정도와 빈도에 따라 다릅니다. 댐퍼 비용은 소형 액체 댐퍼의 수십만 달러부터 타이페이 101 타워의 미화 400만 달러 진자까지 다양합니다. 이와 함께 주택을 수용할 바닥 면적의 손실과 이로 인해 발생하는 증가된 구조적 하중을 지원하는 비용으로 인한 추가 비용이 발생합니다.

건축 서비스

건물 서비스는 건물 비용의 큰 부분을 차지하며 건물이 높을수록 더 많은 제약 조건, 옵션 및 비용을 고려해야 합니다. 기계 시스템 기술은 지속적으로 발전하고 있지만 여전히 덕트 및 파이프의 효율적인 길이로 인해 제한을 받고 있습니다. VAV/VRF 시스템의 경우,

이는 일반적으로 대형 덕트를 의미하며 해당 플랜트는 플랜트룸에서 위로 약 15층, 아래로 약 15층까지만 경제적으로 서비스할 수 있습니다. 이로 인해 대형 서비스 라이저가 생기고 건물 위 약 30층 간격으로 바닥에 공장실(종종 두 배 높이)이 도입됩니다. 이는 잠재적인 NSA/NLA를 줄이고 공장이 지붕이나 지하실에 위치한 경우보다 더 큰 음향 및 화재 분리를 위해 추가 비용을 추가합니다. 이에 대한 주요 대안은 중앙 지하실과 배관 순환이 있는 지붕 플랜트를 갖춘 냉수 시스템을 활용하는 것입니다. 이는 더 작은 라이저를 의미하지만 여전히 바닥 공기 처리 플랜트가 필요하고 최대 20층마다 외부 공기에 대한 접근이 필요합니다. 냉각수/빔 시스템은 라이저 및 공장실에서 손실되는 NSA/NLA를 줄일 수 있지만 일반적으로 초기 비용이 더 높습니다. 따라서 건물 용도에 따라 다양한 시스템의 비용 이점을 NSA/NLA의 자본 비용 대 기회 비용과 관련하여 프로젝트별로 신중하게 분석해야 합니다. 건물을 매각하지 않고 보유할 경우에도 운영 비용 비교를 고려해야 합니다. 전기 배전 비용은 케이블 길이와 크기에 따라 크게 영향을 받습니다. 개별 저전압(LV) 케이블을 건물 높이까지 연결하는 것은 동일한 부하를 전달하는 저렴한 고전압(HV) 케이블링보다 훨씬 더 비쌉니다. 따라서 공급 기관이 동의할 수 있는 경우 주 배전반/변전소를 건물 중간에 배치하여 LV 배전 케이블 길이를 줄이는 것이 더 비용 효율적입니다.

타이페이 101의 펜듈럼. Armand du Plessis의 이미지 제공.

마찬가지로, 두 번째 변압기가 필요한 경우 첫 번째 변압기는 이상적으로 낮은 레벨, 약 10층에 위치해야 하며 두 번째 변압기는 이전처럼 위의 중간쯤에 위치해야 합니다. 그러나 두 경우 모두 이로 인해 NSA/NLA가 손실되고 음향 및 전자기장(EMF) 차폐 비용이 증가합니다. 백업 발전기와 관련 디젤 탱크가 더 많은 공간을 차지하고 수십만 달러의 비용이 드는 고층 건물에서는 공급의 연속성이 필수적입니다. 유압 시스템은 파이프 및 라이저 크기 증가와 유사한 추세를 따릅니다. 또한, 소화수와 식수 모두 중간 부스터 펌프가 필요하며, 배수관은 일반적으로 일정한 간격으로 압력 감쇠가 필요합니다. 또한 통신에는 수십만 달러의 비용이 들 수 있는 분산 안테나 시스템(DAS)을 통한 추가 분배 케이블링과 잠재적인 신호 증폭이 필요합니다. 수직 운송은 건물이 높아질수록 더 복잡해지고 대기 시간은 더 높은 리프트 속도와 더 높은 층을 위한 전용 리프트를 필요로 합니다. 더 많은 상품 리프트가 건물 위로 공장 바닥과 변전소로 올라가고 잠재적으로 주차장에서 로비까지 셔틀 리프트가 필요합니다. 수백만 달러의 비용이 드는 상위 레벨 리프트의 경우, 숫자를 최소로 유지하기 위해 각 유형 및 건물 등급의 요구 사항을 충족하려면 광범위한 모델링이 필요합니다. 중요한 것은 리프트 수의 증가뿐만 아니라 건물 코어에 대한 노크 효과도 있습니다. 앞서 언급한 바와 같이, 낮은 층은 가장 큰 구조적 공간을 가지며, 바닥에 서비스를 제공하지 않는 리프트 샤프트를 수용해야 하기 때문에 사용 가능한 면적/효율성이 크게 손실되어 더욱 복잡해집니다.

한편, 상층에서는 하층 리프트가 떨어지면서 코어 레이아웃이 변경될 때마다 콘크리트 점프 형태를 변경하는 데 추가 비용이 발생합니다. 외관 청소 및 접근을 위한 건물 유지 관리 장치(BMU)도 문제를 야기합니다. 많은 고층 건물은 높이가 높아짐에 따라 물리적으로 들어갑니다. 따라서 낮은 층 위로 확장하기 위해 텔레스코픽 BMU를 사용해야 하거나 대빗 또는 로프 액세스 시스템을 활용할 수 있을 때까지 각 단계에 추가 장치를 통합해야 할 수 있습니다. 하지만 건물이 일직선이라 하더라도 100층 이상에 흔들리는 요람을 매달아놓는 실용성은 반드시 현실적이지는 않습니다. 또는 건물의 수직 프로필이 규칙적이지 않은 경우 더 비싼 솔루션과 추적 크롤러 크래들과 같은 맞춤형 시스템을 개발해야 할 수도 있습니다. 이러한 모든 옵션에는 수백만 달러의 비용이 소요될 수 있습니다.

생산성과 프로그램

키가 커지면 생산성이 떨어집니다. 이동 시간과 호이스트 대기 시간이 늘어남에 따라 시계를 켜고 직장에 가는 것과 같은 간단한 일에는 더 오랜 시간이 걸립니다. 마찬가지로 자재 취급 및 타워 크레인 후크 시간도 중요합니다. 리프트 시간이 길어지면 프로그램에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 그런 다음 생산성을 유지하기 위해 작업 비용에 추가할 호이스트와 크레인을 언제, 얼마나 많이 추가할지에 대한 균형이 이루어집니다. 이는 건물이 인근 구조물 위로 솟아오르고 작업 공간이 바람에 더 많이 노출될 때 더욱 복잡해지는 방정식입니다. 이로 인해 악천후로 인해 크레인 시간 손실이 늘어나 프로그램이 더욱 길어지게 됩니다.

노동 이동 시간 증가를 완화하기 위해 지상이나 지하로 이동하는 것보다 건물 위쪽에 정기적으로 여러 세트의 현장 편의 시설을 도입하는 것이 더 경제적입니다. 이는 생산성에 도움이 되지만 여전히 공간 자체의 추가 비용과 초기 임시 서비스(특히 유압 장치)를 건물의 더 높은 수준으로 가져오는 데 따른 복잡성을 초래합니다. 고층빌딩 건설을 고려할 때 또 다른 요인은 짓는 데 수년이 걸린다는 점, 수익이 나오기 전 후순위 부채 수준이 상당하다는 점이다. 따라서 조기 완료를 위해 보너스가 제공되는 경우가 많으며 가능한 경우 건물의 낮은 층을 조기에 인수할 수 있도록 프로그래밍된 분리 가능한 부분이 제공됩니다. 그러나 이러한 작업에는 일반적으로 로비 및 중앙 플랜트와 같은 작업의 가속화/배열이 필요할 수 있으므로 비용이 발생합니다. 임시 입국, 비축 및 서비스; 샤프트 중간 리프트 모터실 및 계약자의 접근 및 자재 취급에 방해가 됩니다.

팬옵스

계획 규정이 실제로 하늘을 한계로 허용하는 경우에도 여전히 추가적인 높이 제한 및 비용 요소가 있을 수 있습니다. 많은 주요 도시는 항공기 비행 경로를 통해 이동하므로 PANS-OPS(항공 항해 서비스 절차 - 항공기 운영) 규정이 적용되어 본질적으로 장애물 없는 구역을 유지합니다. 이는 건물이 관통할 수 없는 기본 높이, 즉 '완성된' 건물의 최대 높이를 설정합니다. 그러나 건물 높이 잠재력을 최대화하고 이 수준까지 물리적으로 구축하려면 예를 들어 타워 크레인이 일시적으로 이 공간을 관통해야 합니다. 이는 일반적으로 관련 공항 당국에 신청 시 허용되지만 계약자의 예비 작업에 추가되어야 하는 시간 관련 비용이 적용됩니다. 이러한 숨겨진 비용이 저층, 중층, 고층 아파트 간에 발생할 수 있는 차이는 다음 페이지에 설명되어 있습니다.

요소 비용 - 모델 - 전체 비용의 백분율

저층 중층 고층 요소 % % % 하부 구조 3% 2% 1% 상부 구조 16% 17% 18% 정면 12% 12% 13% 내부 설비 35% 32% 25% 소계 - 상부 구조 63% 61% 56% 서비스 M&E 및 건설업체 서비스 17% 18% 20% 리프트 설치/BMU 1% 3% 5% 소계 - 서비스 18% 21% 25% 예비, OH&P, 계약업체 위험, 비상 사태 16% 16% 18 % 합계 100% 100% 100%

기초 공사

구조

정면

내부 설비

서비스

예선

요약하자면

올바른 수율과 수익률이 제공된다면 이러한 과제와 비용 프리미엄 중 어느 것도 극복할 수 없는 것이 아닙니다. 그러나 몇 개의 '추가 층'을 추가하는 것을 고려하기 전에 이들 모두를 워크숍, 모델링 및 분석해야 합니다. 이는 단지 추가적인 플랜트 레벨, 리프트, 조정된 댐퍼 또는 몇 달 간의 후방 부채를 의미할 수 있습니다. 예를 들어 비용 모델링에 따르면 600~750m² 바닥판 CBD 아파트의 최적 높이는 55~60층입니다. 그 후에는 댐퍼, 추가 중간 수준 공장, 변전소, 크레인 등에 대한 추가 비용이 시작될 수 있습니다.

그런 다음 그러한 비용을 상쇄하려면 추가로 15~20층의 수익이 필요합니다. 이러한 모든 요소가 적절하게 균형을 이룰 때 성공적인 개발로 이어집니다. 따라서 이러한 프로젝트의 설계 및 건설 단계를 통해 정확한 원가 계산과 지속적인 비용 관리는 고층 분야에 대한 광범위한 경험을 가진 업계 전문가에게 구하는 것이 필수적입니다.

이 기사는 Slattery에서 제공했으며 Kaizen 시리즈 간행물에 소개되었습니다.

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