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建筑设计中电梯的选型配置


建筑设计中电梯的选型配置
电梯是建筑物的垂直交通工具,其选型配置的优劣关系到整个建筑的合理利用,特别是对高层现代化建筑。优良的 选型配置意味着乘客和货物在大楼内快捷、便利、安全地流通,意味着增加建筑面积的利用率、节省设备和能源而 降低成本。因此在建筑设计阶段,建筑师、电梯工程师和业主就应紧密配合选配合理的电梯,让电梯真正成为建筑 物这曲凝固音乐的和谐地跳动的音符。 电梯

选型配置时应认真了解建筑物的自身情况和使用环境,包括建筑物的用途、规模、高度、客货流量等。比如在 作电梯交通分析时需要了解以下内容:(1)建筑物用途,分办公楼、住宅、旅馆、百货商场、医院、图书馆、车站 等,还有多功能、多用途的综合建筑,如智能大厦。即使是办公楼,也有公司专用楼、准专用楼、分区出租楼、分 层出租楼之分。(2)楼层数、楼层高度、电梯的提升高度。(3)大楼的人数及在各层的分布情况。(4)各层的有 效使用面积及其用途(如会议室、餐厅、售货店、办公室等)。(5)每人使用的地板面积。(6)大楼周围或地下 有无交通车站、地下街道等。选型配置过程中应考虑的因素很多,为了方便,下面将以影响电梯输送效率的因素为 主线并兼顾其它相关因素进行讨论。 1 电梯类型的选择 每种类型的电梯都有其功能配置要求和适用场合,对其合理地选择是保证大楼高效交通的基础。电梯按用途分为乘 客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、船用电梯、汽车电梯、建筑施工电梯 等,还有一些特殊用途的电梯如:防爆电梯、冷库电梯、家用电梯、残疾人电梯、矿井电梯、电站电梯、消防电梯 等。比如观光电梯可以安装在室内或室外,外形有圆形、棱形等多种,乘客可以透过玻璃轿壁观赏外景。再如残疾 人电梯,它有普通残疾人客梯、轮椅平台电梯和楼梯升降椅等种类,其特点是轿厢尺寸、开门宽度、操纵盘等应适 合乘轮椅的乘客或盲人进出和操作,一般还要设置语音报站和故障声音报警等功能。轮椅兼用的自动扶梯有几个相 邻梯级可以联动形成支持轮椅的平台。 电梯按驱动方式分为曳引驱动电梯、液压电梯、直线电机驱动电梯、齿轮齿条驱动电梯、卷筒驱动电梯、螺杆式电 梯、斜行电梯等。曳引驱动电梯又分为交流电梯和直流电梯。交流电梯经历了交流单速、交流双速、调压调速、变 频调速等发展阶段,最终变频调速电梯以其良好的调速性能和舒适感、节能、驱动设备小、噪声低、平层精度高、 可靠性高、电路负载低而成为当今主流电梯产品。直流电梯具有调速性能好、调速范围大等优点,但需要直流电源 和电机维护难,如今常用于无齿轮驱动的 2.00m/s 以上速度的电梯。液压电梯具有井道结构强度要求低、井道利用 率高、提升载荷大、运行平稳、安全可靠、机房布置灵活等特点,常用于提升高度低于 30m,速度低于 1.00m/s 的 电梯,特别适合于一些旧楼增设电梯的场合。液压电梯在欧美的使用量很大,但是因其能耗高、泵站噪声大(采用 浸油式泵站可以降低噪声)、运行状态易受油温影响、需处理油管安全与泄漏问题等近来受到了无机房电梯的挑战。 直线电机驱动电梯利用直线电机原理,一般线圈装在整个井道,轿厢或对重装有永磁材料,采用光控技术或无线电 波控制,适用于未来 1 000m 高的超高层建筑。斜行电梯的轿厢在倾斜的井道中沿导轨运行,是集观光和运输于一体 的坡道交通工具,行程可以超过 200m。但为了安全其最高速度极限为 4.00m/s,最大减速度极限为 0.5gn。 电梯按操纵控制方式分为手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、并联控制、群控等,如今发展到单梯集 选控制和多梯的智能群控。电梯按机房位置分为上机房、下机房、侧机房和无机房(曳引系统和控制柜置于井道中)

等。电梯按曳引机有无齿轮减速分为有齿轮驱动(包括 V 型带驱动)和无齿轮驱动等。 自动扶梯与电梯相比输送能力强, 可有效使用建筑空间, 层与层之间可连续输送乘客, 适用于人流集中的公共场所, 如大型商场、车站、机场、剧院、码头等。自动扶梯按其结构特点分为标准型、苗条型、加重型。苗条型适用于客 流量不太大且需要节省空间的场合,加重型适用于大客流量的公共交通。按提升高度分为小提升高度、中提升高度、 大提升高度自动扶梯。按驱动装置的位置分为端部驱动式(或称链条式)和中间驱动式(或称齿条式),后者可以 装设多组驱动装置,应用于大提升高度自动扶梯。按驱动控制方式分为常速型和变频调速型,后者可以通过传感器 在无人乘坐时实现低速运行或停止运行,乘客到来时自动恢复到额定速度,以节省能源和延长设备寿命。按梯路线 型分为直线型、多坡度型、螺旋型。多坡度型一般中间设有水平段,在大提升高度时可降低乘客对高度的恐惧感, 并能与大楼土建楼梯协调配置。螺旋型可以节省建筑空间,具有装饰艺术效果。 自动人行道可进行水平运输,允许有小于 12°的倾角,适用于机场、大型超市(载运购物小推车)等。按结构分为 踏步式(最常见)、带式、双线式。最近,日本研究了加速型带式自动人行道,即自动人行道以分段速度运行,乘 客从低速段进入,然后进入高速平稳运行段,再后进入低速段离开,这样保证了乘客上下自动人行道时的安全,缩 短了长行程时的乘梯时间。 电梯、自动扶梯、自动人行道的合理搭配使用可有效发挥它们各自的长处。 2 轿厢容量(额定乘客人数)和额定载重量 在传统的电梯交通分析计算中,使用的是轿厢容量而不是额定载重量。简单看来大的轿厢容量输送能力就高,但实 际上过大的轿厢容量会导致停层概率增加,乘客数量多而使出入轿厢的时间长,在没有客流高峰时设备运行费用大。 因此轿厢容量应根据大楼的用途、规模和客货流选取。一般国内以 13 人(1 000kg)为参考基准,结合具体情况上 下浮动。 在乘客电梯的设计时, 往往是通过额定载重量来确定轿厢容量和轿厢有效面积。 最多的乘客人数应按额定载重量 (k g)除以 75(kg/人)计算结果向下圆整到最近的整数,或按 GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》的表 3 结果 取其中较小的数值。为了防止乘客过多或货物过重而引起超载,GB7588-1995 第 8.2 条规定了额定载重量与轿厢最 大有效面积的关系。我们注意到,因电梯安装所在地域的地方文化、社会习俗和自然条件不同;人的体重和每人所 占用的轿厢面积不同;由于装潢使得整个轿厢地板面积不能完全被乘客利用,于是在交通分析计算中常以 80%的轿 厢容量来计算。 轿厢尺寸应参照 GB/T7025-1997《电梯主参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸》确定。住宅电梯轿厢应考虑运 送大件或重件物品如家俱、钢琴、担架。对于载货电梯额定载重量的选择应考虑大型单体物件的最大自重,以及小 型物件一次运输的总重量。为了安全电梯可以安装超载报警装置。 3 电梯额定速度和加减速度 电梯额定速度和加减速度关系到轿厢运行时间(乘梯时间),简单看来其数值越大,电梯输送能力越强。但实际上 额定速度的选取还应考虑楼层高度、停站数、额定乘客人数和群控调度(最小的可能停站间距)等方面。对于楼层 高度不高且停站数多的大楼,由于受到加减速度的限制,高速的电梯运行时有时达不到额定速度;由于电梯的速度 越高,安全装置投资也越大,价格就贵,过分地追求高速度就会浪费。实践中常根据大楼的提升高度 H(m)来选择额 定速度 v(m/s),一般 v=(0.25~0.45)H(低速时取下限,高速时取上限);此外一般还要求从大楼的主楼层到最

高层单程运行时间不超过 40s。加减速度的选择应参照额定速度,一般速度越高,加减速度越大,但是为了保证强输 送能力应有下限值,为了保证舒适感应有上限值。 电梯按额定速度分为低速梯、中速梯、高速梯、超高速梯。日本横滨的里程碑大厦于 1993 年安装了三菱电梯公司 12.50m/s 当时世界最快的电梯,台北国际金融中心大厦目前正在安装东芝电梯公司 1 000m/min 的电梯,而通力电 梯公司正在测试 17.00m/s 的高速电梯。 在选择额定速度和加减速度时还应考虑:(1)选择高调速性能的电力拖动系统,一般选用变频调速交流驱动或直 流驱动,此外还应注意拖动系统的启动延时和停站前的微动平层时间对输送效率的影响。(2)应使加减速度、平层 准确度、噪声满足 GB/T10058-1997《电梯技术条件》的要求,确保乘坐舒适性。(3)加减速度变化率是影响舒适 感的重要因素,其值不应大于 2.00m/s3。(4)高速电梯必须保证可靠的安全装置。 4 轿厢开关门总时间和乘客出入轿厢时间 在电梯的交通分析计算中,轿厢开关门总时间和乘客出入轿厢的时间是一个重要因素,特别是在停站数较多时的累 积时间对输送效率的影响非常可观,必须尽量缩短这些时间。 轿厢开关门总时间为单次开关门时间乘以停站数。其中开门时间是指从轿厢第 1 次平层(第 1 次制动)到门打开 9 0%所用的时间,关门时间是指从发出关门指令到门关闭联锁打开的时间。GB/T10058-1997 中的表 1 限制了最长的 开关门时间。门要求启闭迅速,但为了避免门系统在动作开始和结束时的冲击,门机应具优良的调速性能,目前主 要采用变频调速门机和直流门机,并选择钢丝绳或齿形带传动,从而获得良好的开关门调速曲线,而且安全、可靠、 低噪声。一般关门时间比开门时间长,因为 GB7588-1995 第 7.5.2 条和第 8.7.2 条门运动期间的保护要求在平均关 闭速度下门的动能不应大于 10J,同时在使用者连续控制下进行关闭的门,最快门扇的平均关闭速度不应大于 0.30 m/s。如果门不触及乘客(如采用可靠的三维立体光幕保护)我认为可以使用较快的关门速度。对于玻璃轿门应注意 快速开门时门扇缩回入口处的安全保护。另外需要特别强调的是应通过群控、分层段(区)减少可能的停站数,这 对控制开关门总时间非常重要。 一般两扇中分门比两扇旁开门开关门时间短,但是旁开门因门扇少占井道和轿厢宽度可以使开门宽度更大。中分门 常用于客梯(必要时采用 4 扇门),而旁开门常用于货梯。 开门宽度增加,开关门时间就会增加,但另一方面有利于乘客进出,缩短乘客出入轿厢的时间。一般开门宽度参照 额定载重量(或轿厢容量)来选取。 为提高开关门效率,可以采用直接停靠、提前开门、快速关门和按客流量自动控制开门保持时间(需有候梯厅客流 监测装置)技术。直接停靠就是在运行曲线中取消了低速平层段,轿厢从额定速度按一定减速度减到零速,此时正 好是平层位置,如有偏差可用再平层技术调整。提前开门就是电梯尚未完全停止,门就开始打开,此时为了安全需 在厅门口的井道设厅门护脚板,防止乘客的脚插入井道。另外,轿内设置关门按钮可以人工缩短开门保持时间。 轿门入口保护(如光幕保护)、自动重开门、本层顺向外召唤重开门、到时强迫关门等控制功能也对开关门总时间 有一定影响。比如在门关闭过程中门保护装置触及或感应到障碍物时,门反向开门但不完全开足(有限行程),一 旦障碍物去除门重新关闭,从而节省开关门总时间。 乘客出入轿厢的时间与轿内的乘客人数、开门宽度、轿厢面积与形状、候梯厅和轿内乘客的混杂物程度以及乘客行 动敏捷性等因素有关。宽大于深的轿厢可以方便乘客的出入和货物的装卸(但对病床电梯轿厢往往窄而深以方便病

床进出)。在轿内和候梯厅采用语音即时报站装置可以及时提醒乘客提前作出出入轿厢的反应。 5 电梯的台数 早期大楼内电梯的设置台数是由经验确定的,即按照大楼的人数、房间数以及电梯的主参数进行估计。20 世纪 70 年代,开始流行基于电梯在客流高峰情况下往返一次运行时间的手工计算的交通分析法(常规计算法),这是一种 开创性的方法,直到今天仍然被用作简单的验算。但是这种方法仅是粗略的计算,没有涉及多台电梯的负载及运行 间隔均匀的问题(群控调度)。20 世纪 90 年代,运用计算机编程的分析法和仿真法被开发。如今人们正在研究利 用计算机专家系统、模糊逻辑、神经网络等人工智能技术来描述电梯交通系统的动态特性,进而完成大楼电梯的整 体配置。 乘客的候梯时间(根据大楼用途有不同的评定范围)和乘梯时间(一般不超过 90s)是评定电梯服务质量的 2 个重 要指标,也是交通分析的重要内容。交通分析就是根据大楼的用途,考虑大楼内外人员的实时流动情况,结合电梯 系统本身的特征如主参数、操纵控制方式等经过计算得出满足大楼输送要求的电梯台数及分配。交通分析时必须掌 握大楼的客流状态,如上行客流高峰、下行客流高峰、上下行客流平衡、上行客流较下行客流量大、下行客流较上 行客流量大、频繁的层际客流、空闲时的客流等状态。除了交通分析外,选择电梯台数时还应注意:(1)应考虑到 大楼完成数年后客流交通的变化;(2)台数设置应满足各类建筑设计规范要求的最低配置;(3)大楼一般不能只 配 1 台电梯(单元式住宅楼除外),否则一旦停机大楼交通就会瘫痪。 为便于理解交通分析,我们介绍常规计算法。分析法和仿真法由于更侧重数学和计算机知识,在此不再赘述。 (1)找出大楼客流高峰。 对于办公楼客流高峰一般出现在早晨上班到达时间 (典型的上行高峰) 下午下班回家时间、 、 午饭到餐厅就餐时间;住宅楼出现在早晨出去上班时间和傍晚回家时间;旅馆出现在就餐时间,会议厅开会或闭会 时间,中午前退房结帐时间;医院出现在病人探视时间;百货商场出现在星期日接近中午时间(由于使用自动扶梯 而使电梯客流高峰呈现不确定性,一般平均按电梯承担 10%~20%的客流,自动扶梯承担 70%~80%的客流,步行 为 10%的客流)。 (2)确定电梯的服务形式。电梯的服务形式主要有:单程快行(典型的上行高峰服务形式),单程区间快行,各层服 务或隔层服务,往返区间快行,单程高层服务,单程低层服务。 (3)计算单梯往返一次运行时间(RTT)。该时间包括乘客出入轿厢时间,开关门总时间,轿厢行驶时间,损失时间 (一般取乘客出入轿厢时间与开关门总时间之和的 10%)。 在计算以上这些时间时涉及以下几个变量:①乘客人数 r,取轿厢容量的 80%;②单次开关门时间;③额定速度与 加减速度;④轿厢服务层数 n(除基站外);⑤可能的停站数 f,包括短区间可能的停站数和快行期间的停站数,应 用概率论计算,例如对于单程快行服务形式 f=n[1-(1-1/n)r]+1;⑥层高与楼层数。 (4)验算输送能力。若大楼配置电梯数为 N 台,则电梯在主端站的运行间隔时间 INT=RTT/N,乘客平均候梯时间 A WT=(50%~65%)INT。一般对于办公楼要求 INT≤40s,住宅楼 INT≤90s,旅馆 INT≤50s。每 5min 内 N 台电梯的 总输送能力 HC=300rN/RTT(人),如果 HC 超过或等于乘客在高峰期间 5min 内的到达数则设计就满足了。有时还 希望算出高峰期间 HC 占大楼全部人员的百分比,使之不小于大楼客流高峰期间 5min 的百分比到达率 A(例如对于 上行高峰状况,指在客流最集中的 5min 内到达建筑物门厅准备上行的乘客数与大楼乘客总数的百分比,一般对办公 楼 A=14%~20%,住宅楼 A=3%~7.5%,旅馆 A=10%~15%)。

下面介绍自动扶梯理论输送能力的计算。自动扶梯的主要参数有提升高度 H(m),输送能力 Q(人/h),梯级运行 速度 v(m/s),梯级宽度 B(m)及梯路倾角 α(° 。自动扶梯的理论输送能力是指每小时输送的乘客数,计算式为: ) Q=3 600nvφ/t 级 式中:n--每一个梯级上站立人员的数目(当 B=0.6m 时 n=1,当 B=0.8m 时 n=1.5,当 B=1.0m 时 n=2);φ--梯级 运行速度对自动扶梯满载的影响系数,φ=0.6(2~v);t 级--两梯级间的节距,m。 一般认为自动扶梯的实际输送能力是理论输送能力的 60%。 如果客流量超过了实际输送能力,则乘客在自动扶梯前 的候梯区排成了队。 6 电梯的操纵控制方式 电梯的操纵控制又称为逻辑控制,用于电梯调度。优良的操纵控制可以减少电梯可能的停站数,使负载和运行间隔 均匀,从而缩短候梯时间和乘梯时间,节省能源,延长电梯寿命,所以操纵控制方式是电梯选型配置非常重要的内 容。目前对于单梯一般采用微机集选控制,2~3 台电梯采用并联,更多电梯时采用群控。 集选控制就是将单台电梯各楼层候梯厅的上下召唤信号与轿厢内的指令信号综合在一起进行集中控制,从而使电梯 按相应的方向控制原则自动地选择运行方向和目的层站。集选控制具有一系列基本功能,功能完善,自动化程度高。 集选又分双向集选和单向(上或下)集选控制,一般住宅楼可以采用下集选控制。 并联控制用于 2~3 台电梯的协调调度,是最简单的群控。这些电梯共享一个厅外召唤信号,按照预先设定的调配 原则自动分配某台电梯前去应答。 一般设置一台在底层待命的基站梯, 一台停留在最后停靠层站的自由梯 (备行梯) 。 并联控制也有其一系列调度原则。 群控是针对排列位置比较集中的共用一个信号系统的电梯组而言的,根据梯组厅外召唤和每台电梯负载情况按某种 调度原则自动调度,从而使每台电梯处于最合理服务状态,提高输送能力。每个轿厢都有轿内选层按钮,而厅外召 唤按钮是共用的。每个电梯组一般最多设置 8 台。 群控的调度原则一般有以下几种:(1)固定程序的调度原则。根据大楼客流可能的变化把梯组分为几种工作模式, 每种模式针对一个交通特征,由一种固定程序来控制。各固定程序的转换可自动或手动完成。(2)分区调度原则。 分为静态分区和动态分区。静态分区就是按电梯台数和建筑物层数分成相应的运行区域,无召唤时各梯停在自己所 服务区域的首层。静态分区又分为共用分区和定向分区。动态分区是按一定顺序把电梯的服务区域接成环形,分区 根据电梯运行状态不断更改。动态分区还有一种闲梯控制程序,即当某段客流量需求较高时,就把闲梯派到那段电 梯的前面。 (3)心理待机时间评价方式。就是把乘客等待时间这个物理量折算出在此时间中乘客所承受的心理影响, 分为最小等待时间调度原则、防止预报失败调度原则、避免长时间等候原则等。(4)综合成本调度原则。综合成本 的含义是轿厢中乘客人数与轿厢从一层到另一层之间运行时间的乘积(简称人·s),它综合反映了电梯运行成本,对 电梯运行时间、效率、能耗及乘客心理等多种因素给以兼顾,体现了一定的整体优化意义。 此外, 近来一些基于强大的计算机软硬件资源的智能型群控调度方法在电梯上也得以应用。 如基于专家系统的群控、 基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等。这些 群控方法适应了电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态特性。总而言之智能群控方法有数据 的采集、交换、存贮功能,也有分析、筛选和报告功能;能适应当前的交通状况,也能预测未来交通需求。随着智 能建筑的发展,电梯的智能群控能与大楼所有的服务设备如暖通、电动门、照明、给排水、消防、保安、电信等的

控制结合成整体智能系统。 目前先进的群控往往采用串行通讯的分散布置的高位数多微机网络控制,提高了信息处理的速度和控制的可靠性, 此外还增加了故障诊断和处理功能。 在电梯的操纵控制方面,一些标准的或可选的功能配置在特定的场合下有利于提高电梯的输送效率。对于单台电梯 有:下行集选、满载控制、防止恶作剧功能、消除无效指令、开关门时间自动控制、按客流量控制开门时间、强迫 关门、光电装置、副操纵箱、电子触钮、灯光报站、自动播音、轿厢和候梯厅多功能信息显示、停电应急装置等。 对于群控电梯有:最大最小功能、区域优先控制、特别楼层集中控制、满载预告、已启动电梯优先、"长时间等候" 召唤控制、高峰服务、分散备用控制、主层停靠、多种运行模式、即时预报功能、群控备用电源运行、不受控电梯 处理、故障备份等。 7 电梯服务楼层方面的分层段和分层区 对于客流量较大的高层建筑,常把建筑沿高度方向上分成几个相邻的层段,每个层段由相邻的层楼组成。每个层段 由 1 个或多个电梯组专门服务,有时还有一台电梯服务于从底层到最高层的所有楼层。高层段的电梯在其服务最低 楼层以下到大楼主端站间为直达快速运行。低层段的电梯速度较低,高层段的电梯速度较高。分层段的优点是: (1) 减少了可能的停站数,缩短了往返一周所用的时间;(2)高层段可以使用较高速度电梯;(3)低层段电梯机房上 部的楼层面积可以利用,高层段快行区间的候梯厅可以利用(当然必须考虑至少每 11m 设一个井道安全门);(4) 厅站总数减少,使得设备费用(如厅门费用)减少。 由于上述(1)、(4)两条的优点,楼层不高、客流量不大、仅有少量电梯的大楼可以采用隔层停靠的方法分配电 梯的服务楼层。 对于客流量很大的超高层建筑,可把建筑沿高度方向上分成 2~4 个相邻的层区,每个层区设空中候梯大厅,即有 1~3 个空中大厅。每个层区又可分为几个层段,由 1 个或多个梯组服务。每个空中大厅与大楼主端站之间由直达高 速电梯服务,可采用双层或多层轿厢电梯。这样每个层区的电梯不必以大楼主端站为基站,而以空中大厅为基站, 于是不同层区的电梯可以共用一个垂直井道,节省了井道布置空间。 分层段和分层区应考虑:(1)对于出租的办公大楼要避免同一租户跨越不同层段、层区;对于公司专用大楼要注 意部门设置;对于有食堂或大型会议室的楼层最好再设置继乘层。(2)对设有观光厅、露天大厅等大型公共服务区 的楼层采用高速电梯直驶。(3)要注意每个层区最低楼层和最高楼层与相邻层区的电梯机房和底坑的搭接问题,必 要时设置继乘层。(4)当大楼人数及其分布发生较大变化时,很难重新分层段或分层区。 在大型商场, 与通往空中大厅的高速直驶电梯类似, 可以采用大提升高度的快速自动扶梯用于中转楼层的客流运输。

8 电梯的土建布置 合理的土建布置才能使电梯的作用有效发挥,才能保证电梯的顺利安装。这里将涉及电梯的土建布置图,它是建筑 设计、施工及电梯安装人员必需的资料,包括电梯位置平面图、电梯井道平面图、井道纵剖面图、机房平面图、井 道和机房的混凝土预留孔等。图中还应标明电梯的基本参数、电源要求及注意事项。下面从电梯的位置布置原则和 电梯的土建结构要求两方面讨论。 8.1 电梯的位置布置原则

(1)电梯是出入大楼人员经常使用的工具,因此要设置在进入大楼的人容易看到且离出入口近的地方。一般可以将电 梯对着正门或大厅出入口并列布置(但对于超高层建筑为避免井道风的作用应阻止正门进入的风直接吹向层门); 也可将电梯布置在正门或大厅通路的旁侧或两侧。为了防止靠近正门或大厅入口的电梯利用率高,较远的利用率低 可将电梯群控,或将单梯分服务层设置。 (2)百货商场的电梯最好集中布置在售货大厅或一端容易看到的地方,当有自动扶梯设置时综合考虑决定二者位置, 而工作人员和运货用电梯应设置在顾客不易见到的地方。 (3)为便于梯组的群控,大楼内的电梯应集中布置,而不要分散布置(消防电梯可除外)。对于电梯较多的大型综合 楼,可以根据楼层的用途、出入口数量和客货流动路线分散布置成电梯组。同组群控的电梯服务楼层一般要一致。 (4)同组群控的电梯相互距离不要太大,否则增加了候梯厅乘客的步行距离,乘客还未到达轿厢就出发了。因此直线 并列的电梯不应超过 4 台;5~8 台电梯一般排成 2 排厅门面对面布置;8 台以上电梯一般排成"凹"形分组布置。呼 梯按钮不要远离轿厢。候梯厅深度应参照 GB/T7025.1-1997 第 8 章的要求。 (5)为了乘客方便,大楼主要通道应有指引候梯厅位置的指示牌;候梯厅内、电梯与电梯之间不要有柱子等突出物; 应避免轿厢出入口缩进;不同服务层的 2 组电梯布置在一起,应在候梯厅入口和候梯厅内标明各自服务楼层,以防 乘错造成干扰;群控梯组除首层可设轿厢位置显示器外,其余各候梯厅不要设,否则易引起乘客误解。 (6)若大楼出入口设在上下相邻的两层(如地下有停车场、地铁口、商店等),则电梯基站一般设在上层,不设地下 服务层,两层间使用自动扶梯,以保证电梯运输效率。对于地下入口交通量很少时可设单梯通往地下,或在候梯厅 加地下专用按钮。 (7)对于超高层建筑,电梯一般集中布置在大楼中央,采用分层区或分层段的方法。候梯厅要避开大楼主通路,设在 凹进部位以免影响主通路的人员流动。 (8)医院的乘客电梯和病床电梯应分开布置,有助于保持医疗通道畅通,提高输送效率。 (9)对于旅馆和住宅楼,应使电梯的井道和机房远离住室(如井道旁是楼梯或非住室),避免噪声干扰住室,必要时 考虑采用隔声材料隔声。 (10)电梯的位置布置应与大楼的结构布置相协调。 (11)候梯厅的结构布置应便于层门的防火(见 GB7588-1995 第 7.2.2 条)。 自动扶梯的布置型式对于单列有连续线型、连续型、重叠型;对于复列有并列型、平行连续型、十字交叉型。 8.2 电梯的土建结构要求 电梯与建筑物的联系主要涉及井道、机房、层门入口、导轨固定等的设置方式和连接方法,必须处理好这些细节。 此外还应考虑建筑的抗地震设计;电梯噪声的隔离措施;超高层建筑的摆动和垂直度对电梯的影响,电梯起制动引 起的晃动、倾斜、变形对建筑结构强度的影响等。比如根据建筑物摆动的参数算出的钢丝绳最大晃动值过大,就应 采取晃动衰减措施。 电梯的井道和机房的型式与尺寸应符合 GB/T7025-1997 的有关规定。为了安装顺利和保证安全,土建结构应符合 GB7588 第 5 章电梯井道,第 6 章机房和滑轮间,第 7 章层门,第 10 章导轨、缓冲器和极限开关,第 11 章轿厢与 井道内表面之间及轿厢与对重之间的间距等各章要求。下面简单介绍一些项目。 对于井道,井道壁为了防火需要应全部采用实体墙。为了提高建筑利用率,井道尺寸应在标准范围内尽可能小。顶

层高度和轿厢顶部间隙要保证当对重处于完全压缩缓冲器位置时,轿顶仍有一定的安全高度。底坑的深度、底坑的 承载、底坑的排水、井道开口、消防电梯的井道与机房的耐火极限、厅门牛腿的承载、井道顶板的隔声、井道永久 性照明等应符合建筑标准和电梯标准的有关规定。 对于机房,机房应有足够空间供维修人员安全、容易地接近所有部件。机房应防雨、通风;保证小动物不能进入机 房;机房环境温度应保持在 5~40℃之间;保证机房灭火设备的可靠性;机房的设备布置、通道宽度、机房承重、 为搬运设备而在机房顶板或上横梁设置的吊钩应符合电梯标准要求;楼板的预留孔应符合所订电梯的需求。 电梯井道与机房的土建图应按专业电梯生产厂家提供的同类型的标准图纸,并结合建筑物电梯井道的不同结构(如 砖结构、混凝土结构、砖混结构或钢骨结构)等绘制。最好能先确定采用哪个厂家的电梯,避免设计后电梯与土建 不配套。 9 其它因素 9.1 安全性和可靠性 这是大楼交通通畅的基本条件。在安全性方面电梯的制造与安装应严格执行 GB7588-1995 和 GB16899-1997《自 动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》。应特别注意门系统的安全,这方面占电梯事故比例较大。另外即将 修订的 GB7588 还增加了上行超速保护装置的要求。可靠性方面对整机的可靠性要求是起制动 60 000 次中失效(故 障)次数不应超过 5 次,并且每次修复时间不超过 1h。比如目前在操纵控制中,用计算机控制或无触点逻辑元件取 代了早期继电器触点电路就大大提高了可靠性。电梯的安全性和可靠性除与制造质量密切相关外,还与安装维保质 量相关。 9.2 舒适性 电梯的舒适性涉及电梯的速度、加速度、振动、噪声、平层准确度、装潢等方面。其中速度特性、工作噪声和平层 准确度是电梯的主要性能指标,GB10058-1997 第 3.3 条整机性能中对其有明确的规定。这些依赖于优良的拖动系 统、导向系统(如高速梯的非接触式导靴)、操纵控制系统和轿厢等,而且要有较高的安装质量。噪声来源于曳引 机的振动和噪声、钢丝绳的振动、轿厢在不平直的导轨上运动而发生的振动、风噪声(例如高速梯采用流线形轿厢、 单梯井道开设排风孔或加大井道尺寸、采用多梯井道避免活塞效应等均可降低风噪声)、门的运动等,一般考查运 动中的轿厢噪声、机房噪声和开关门噪声。平层准确度与电梯的载重量、速度及运行方向有关。 装潢主要包括轿厢的装潢、厅门的装潢、候梯厅的装潢、观光梯的井道装潢,以及自动扶梯的扶手栏杆和梯级的装 潢。轿厢装潢包括轿壁、轿顶、轿顶照明灯具、地板的装潢。厅门装潢近年来应用了不锈钢蚀刻技术、电脑彩色喷 绘技术。自动扶梯的扶手带有多种颜色供选择,梯级也出现了不锈钢梯级和彩色梯级。装潢要与电梯的内在质量和 档次匹配,并与大楼格调相协调。 9.3 节能和绿色环保 新世纪人们都在呼唤"绿色电梯", 即要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、安全可靠、长寿命、与建 筑物协调等。节能方面,良好的拖动控制系统(包括电机、传动机构和调速方式)能够节能,优良的群控可以节能, 无人乘坐时电梯照明自动关闭和自动扶梯自动停止或低速运行也能节能。此外有人正在研究在大楼顶部的机房利用 太阳能作补充能源。 9.4 使用环境因素

电梯选型配置应考虑使用环境的特点,简单列举几项:⑴用途与场合。比如住宅楼的电梯其轿厢与井道尺寸、开门 型式与尺寸、控制方式、价格、输送能力等方面与办公楼的要求不同。⑵室内或室外,以便确定防雨性能。如室外 观光电梯、全天候自动扶梯等。⑶环境温度,以便确定机房和轿厢是否使用空调设备,从而保证机房工作温度和轿 厢内乘客的舒适。⑷环境的湿度,是否有腐蚀性和易燃性介质,以便确定采用防腐电梯、防爆电梯等特种电梯。⑸ 是否处于地震多发区,以便安装地震传感器执行地震控制程序,且在抗震设计中提高抗震设计级别。⑹是否是处于 台风多发区的高层建筑,以便考虑大楼摆动对电梯的影响和大风从大楼底层电梯厅门抽到顶层的影响(可在高层候 梯厅加强密封)等。⑺是否是有残疾人来往的公共建筑(如学校、医院、图书馆等),以便分别针对不能行走的、 没有视力或视力很弱的、听力和说话有困难而影响紧急救援的残疾人配置相应功能。⑻是否配备足够的应急供电电 源。(9)是否需要楼层保密而设置指纹操纵的电梯。 9.5 耐火与消防 该因素主要是考虑大楼发生火灾的情况下人员的疏散和救助。简单谈以下几个方面。 ⑴电梯的井道墙、层门的耐火极限要求应符合建筑物的耐火等级。如建筑物需要电梯层门具有耐火性能,该层门应 按 GA109-1995《电梯层门耐火试验方法》进行测试。 ⑵消防服务功能,或称消防控制功能。这是电梯的选择功能,一般是指火警发生时,轿厢不再应答外呼内选,直返 首层基站,开门放人,轿厢开着;消防人员进入轿厢内用钥匙将开关转到消防运行位置,此时的消防运行只能手动 操纵轿厢开关门,轿内只能响应一个登记信号,不应答外呼;待收到消防状态解除指令时,按规定的步骤解除消防 状态。电梯一般获得火警信号的方式有:①消防控制中心或电梯机房值班人员发出;②人工击碎位于大楼基站的消 防按钮盒玻璃,拨动盒内开关;③火灾报警系统中烟感探测器发出的联动控制信号。 ⑶消防员用电梯和消防电梯。消防员用电梯是电梯界的提法,但没有明确的定义,也未强制性规定其基本性能。G B7558-1995 附录 G 第 G4 章对消防员电梯作了简单的描述,主要涉及土建布局、消防服务功能、主参数、服务楼层 等方面。消防电梯是建筑防火界(公安部门)的提法,指具有耐火封闭结构、防烟前室和专用电源,在火灾时供消 防员专用的电梯。看来只是从土建布局方面作考虑,而对电梯本身的要求还不太明确。GB50045-1995《高层民用建 筑设计防火规范》、GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》、GBJ16-87《建筑设计防火规范》 (1997 年版) 等对消防电梯的设置场合及数量、结构布置、层门选型、机房和井道防火和防水、供电方式及线路阻燃、轿内装饰 材料、主参数(运行速度、载重量等)、轿厢尺寸、电话通讯、消防前室、温度监测、消防服务功能等方面进行了 规定。但是世界范围内不同区域对电梯消防方面的要求也相差很大,也存在电梯界标准与建筑标准的协调统一问题, 目前国际标准化组织 ISO/TC178 也正在研究这方面的问题。有一点可以明确的是目前无论是消防员电梯还是消防电 梯都不是防火电梯,只能用于消防救生,乘客在火灾时搭乘是不安全的。 9.6 涉及的其它标准规范 电梯选型配置还关注其它一些标准规范的要求,所有的这些标准规范从安全方面、输送能力方面、安装和使用的便 捷性方面对大楼电梯进行了规定。这里列举一些:GB10060-93《电梯安装验收规范》、GBJ310-88《电梯安装工程 质量检验评定标准》、GB50182-93《电气装置安装工程 电梯电气装置施工及验收规范》、JG5071-1996《液压电 梯》、JG/T5010-92《住宅电梯的配置和选择》、GBJ118-88《民用建筑隔声设计规范》、GB14821.1-1993《建筑 物的电气装置电击防护》、GB3836-93《爆炸性环境用电气设备的规定》,以及各类建筑的设计规范,如 GB50096

-1999《住宅设计规范》、GB50157-92《地下铁道设计规范》、JGT50-88《方便残疾人使用的城市道路和建筑设计 规范》以及正在申请报批的 GB50310《电梯安装工程质量验收规范》等。其中工程建设方面对电梯的强制性规定可 以参见建设部建标[2000]85 号文件发布的《工程建设标准强制性条文》(房屋建筑部分)。 9.7 经济性 经济性在电梯选型配置中是业主比较关心的,主要涉及电梯的设备费用、土建费用、安装费用、运行费用、维保费 用、关税及保险费用等。对于设备费用取决于电梯的类型、功能配置、技术水平、品牌和质量档次等,还有根据大 楼交通分析选择的台数、额定速度、额定容量、操纵方式等;土建费用需考虑井道和机房的土建成本,节省的井道 空间和机房空间等;安装费用需考虑设备运输费、调试费(有些电梯为了满足现代建筑施工工期紧张的要求,在出 厂前完成预组装和调试,并将电梯与建筑物结合部分减至最少)、新梯验收费;运行费用需考虑节能指标和年检费; 维保费用需考虑保修的范围及期限,保修期后的维保费,关键配件的寿命,有偿提供配件的价格等。 10 新技术在电梯选型配置方面的应用 10.1 迅达公司 Miconic10 目的楼层厅站登记系统 该系统操纵盘设置在各层站候梯厅,操纵盘号码对应各楼层号码。乘客只需在呼梯时登记目的楼层号码,就会知道 应该去乘梯组中哪台电梯,从而提前去厅门等候。待乘客进入轿厢后不再需要选层,轿厢会在目的楼层停梯。由于 该系统的操作便利性及结合强大的计算机群控技术使得候梯和乘梯时间缩减。该系统的关键是处理好新召唤的候梯 时间对原先已安排好的那些召唤服务时间的延误问题。 10.2 双层轿厢的电梯 该电梯有 2 层轿厢,一层在另一层之上,同时运行。乘客进入大楼 1 楼门厅,如果去单数楼层就进下面一层轿厢; 如果去双数楼层则先乘 1 楼和 2 楼之间的自动扶梯,到达 2 楼后进入上面一层轿厢。下楼离开时可乘坐任一轿厢, 而位于上层轿厢的乘客需停在 2 楼,然后乘自动扶梯去 1 楼离开大楼。双层轿厢电梯增加了额定容量,节省了井道 空间,提高了输送能力,特别适合超高层建筑往返空中大厅的高速直驶电梯。双层轿厢电梯要求相邻的层高相等, 且存在上下层乘客出入轿厢所需时间取最大值的问题。 10.3 奥的斯公司 Odyssey 集垂直运输与水平运输的复合运输系统 该系统采用直线电机驱动,在一个井道内设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下,可以在轨道网络内交换各 自运行路线。该系统节省了井道占用的空间,解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题,尤其适合于具 有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。 10.4 交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯 无机房电梯由于曳引机和控制柜置于井道中,省去了独立机房,节约了建筑成本,增加了大楼的有效面积,提高了 大楼建筑美学的设计自由度。而交流永磁同步无齿轮曳引机的特点是:(1)结构简单紧凑,体积小,重量轻,形状 可灵活多样;(2)配以变频控制可以实现更大限度的节能;(3)没有齿轮,于是没有齿轮振动和噪声,齿轮效率, 齿轮磨损及油润滑问题,减少了维护工作,降低了油污染;(4)由于失电时旋转的电机处于发电制动状态,增加了 曳引系统的安全可靠性。 市场上这种电梯也受到了欢迎。通力公司 MonoSpace 无机房电梯由 EcoDisk 扁平的碟式电机驱动,电机固定在机 房顶部的侧面的导轨上,由钢丝绳传动牵引轿厢。奥的斯公司 Gen2 无机房电梯采用扁平的复合钢加固皮带传动牵

引轿厢,钢加固皮带(外面包裹着聚氨酯材料)柔性好,很容易绕在曳引轮上,从而使曳引轮直经大大减小。小型 曳引轮直接安装在细长形电机的输出轴上构成无齿轮曳引机。整个曳引机体积很小,容易放在井道顶部侧面的钢梁 上。迅达公司 Eurolift 无机房电梯采用高强度无钢丝绳芯的合成纤维曳引绳牵引轿厢,这种曳引绳比传统的钢丝绳轻 4 倍。每根曳引绳大约由 30 万股细纤维组成,绳中嵌入了石墨纤维导体,使得能够监控曳引绳的轻微磨损和变化。

10.5 彩色大屏幕液晶楼层显示器 这类显示器可以以高分辨率的彩色平面或三维图像显示电梯的楼层信息(如位置、运行方向),还可以显示实时的 载荷、故障状态等。通过控制中心的设置还可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等,甚至还可以与远程 计算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻等。有的显示器又增加了触摸查询功能。该装置缓解了陌生乘客在轿厢 内面对面对视时的尴尬、无趣的局面,降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感。 10.6 电梯远程监控系统 该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络(都需要使用调制 解调器)传输到远程的能够提供可视界面的专业电梯服务中心的计算机,以便那里的服务人员掌握电梯运行情况, 特别是故障情况。该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能,还有的可实现远程调试与操作, 便于维修人员迅速进行维修应答和采取维修措施。这样缩短了故障处理时间,简化了人工故障检查的劳动,保证了 大楼电梯安全高效地运行。


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