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張家口弘盛特種設(shè)備安裝有限公司
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電梯是建筑物的垂直交通工具，其選型配置的優(yōu)劣關(guān)系到整個建筑的合理利用，特別是對高層現(xiàn)代化建筑。優(yōu)良的選型配置意味著乘客和貨物在大樓內(nèi)快捷、便利、安全地流通，意味著增加建筑面積的利用率、節(jié)省設(shè)備和能源而降低成本。因此在建筑設(shè)計階段，建筑師、電梯工程師和業(yè)主就應(yīng)緊密配合選配合理的電梯，讓電梯真正成為建筑物這曲凝固音樂的和諧地跳動的音符。
電梯選型配置時應(yīng)認(rèn)真了解建筑物的自身情況和使用環(huán)境，包括建筑物的用途、規(guī)模、高度、客貨流量等。比如在作電梯交通分析時需要了解以下內(nèi)容：(1)建 筑物用途，分辦公樓、住宅、旅館、百貨商場、醫(yī)院、圖書館、車站等，還有多功能、多用途的綜合建筑，如智能大廈。即使是辦公樓，也有公司專用樓、準(zhǔn)專用 樓、分區(qū)出租樓、分層出租樓之分。(2)樓層數(shù)、樓層高度、電梯的提升高度。(3)大樓的人數(shù)及在各層的分布情況。(4)各層的有效使用面積及其用途(如 會議室、餐廳、售貨店、辦公室等)。(5)每人使用的地板面積。(6)大樓周圍或地下有無交通車站、地下街道等。選型配置過程中應(yīng)考慮的因素很多，為了方便，下面將以影響電梯輸送效率的因素為主線并兼顧其它相關(guān)因素進(jìn)行討論。
1 電梯類型的選擇
每種類型的電梯都有其功能配置要求和適用場合，對其合理地選擇是保證大樓高效交通的基礎(chǔ)。電梯按用途分為乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅 電梯、雜物電梯、觀光電梯、船用電梯、汽車電梯、建筑施工電梯等，還有一些特殊用途的電梯如：防爆電梯、冷庫電梯、家用電梯、殘疾人電梯、礦井電梯、電站 電梯、消防電梯等。比如觀光電梯可以安裝在室內(nèi)或室外，外形有圓形、棱形等多種，乘客可以透過玻璃轎壁觀賞外景。再如殘疾人電梯，它有普通殘疾人客梯、輪 椅平臺電梯和樓梯升降椅等種類，其特點是轎廂尺寸、開門寬度、操縱盤等應(yīng)適合乘輪椅的乘客或盲人進(jìn)出和操作，一般還要設(shè)置語音報站和故障聲音報警等功能。 輪椅兼用的自動扶梯有幾個相鄰梯級可以聯(lián)動形成支持輪椅的平臺。
電梯按驅(qū)動方式分為曳引驅(qū)動電梯、液壓電梯、直線電機驅(qū)動電梯、齒輪齒 條驅(qū)動電梯、卷筒驅(qū)動電梯、螺桿式電梯、斜行電梯等。曳引驅(qū)動電梯又分為交流電梯和直流電梯。交流電梯經(jīng)歷了交流單速、交流雙速、調(diào)壓調(diào)速、變頻調(diào)速等發(fā) 展階段，最終變頻調(diào)速電梯以其良好的調(diào)速性能和舒適感、節(jié)能、驅(qū)動設(shè)備小、噪聲低、平層精度高、可靠性高、電路負(fù)載低而成為當(dāng)今主流電梯產(chǎn)品。直流電梯具 有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍大等優(yōu)點，但需要直流電源和電機維護難，如今常用于無齒輪驅(qū)動的2.00m/s以上速度的電梯。液壓電梯具有井道結(jié)構(gòu)強度要求低、 井道利用率高、提升載荷大、運行平穩(wěn)、安全可靠、機房布置靈活等特點，常用于提升高度低于30m，速度低于1.00m/s的電梯，特別適合于一些舊樓增設(shè) 電梯的場合。液壓電梯在歐美的使用量很大，但是因其能耗高、泵站噪聲大(采用浸油式泵站可以降低噪聲)、運行狀態(tài)易受油溫影響、需處理油管安全與泄漏問題 等近來受到了無機房電梯的挑戰(zhàn)。直線電機驅(qū)動電梯利用直線電機原理，一般線圈裝在整個井道，轎廂或?qū)χ匮b有永磁材料，采用光控技術(shù)或無線電波控制，適用于 未來1 000m高的超高層建筑。斜行電梯的轎廂在傾斜的井道中沿導(dǎo)軌運行，是集觀光和運輸于一體的坡道交通工具，行程可以超過200m。但為了安全其最 高速度極限為4.00m/s，最大減速度極限為0.5gn。
電梯按操縱控制方式分為手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、并聯(lián) 控制、群控等，如今發(fā)展到單梯集選控制和多梯的智能群控。電梯按機房位置分為上機房、下機房、側(cè)機房和無機房(曳引系統(tǒng)和控制柜置于井道中)等。電梯按曳 引機有無齒輪減速分為有齒輪驅(qū)動(包括V型帶驅(qū)動)和無齒輪驅(qū)動等。
自動扶梯與電梯相比輸送能力強，可有效使用建筑空間，層與層之間可 連續(xù)輸送乘客，適用于人流集中的公共場所，如大型商場、車站、機場、劇院、碼頭等。自動扶梯按其結(jié)構(gòu)特點分為標(biāo)準(zhǔn)型、苗條型、加重型。苗條型適用于客流量 不太大且需要節(jié)省空間的場合，加重型適用于大客流量的公共交通。按提升高度分為小提升高度、中提升高度、大提升高度自動扶梯。按驅(qū)動裝置的位置分為端部驅(qū) 動式(或稱鏈條式)和中間驅(qū)動式(或稱齒條式)，后者可以裝設(shè)多組驅(qū)動裝置，應(yīng)用于大提升高度自動扶梯。按驅(qū)動控制方式分為常速型和變頻調(diào)速型，后者可以 通過傳感器在無人乘坐時實現(xiàn)低速運行或停止運行，乘客到來時自動恢復(fù)到額定速度，以節(jié)省能源和延長設(shè)備壽命。按梯路線型分為直線型、多坡度型、螺旋型。多 坡度型一般中間設(shè)有水平段，在大提升高度時可降低乘客對高度的恐懼感，并能與大樓土建樓梯協(xié)調(diào)配置。螺旋型可以節(jié)省建筑空間，具有裝飾藝術(shù)效果。
自動人行道可進(jìn)行水平運輸，允許有小于12°的傾角，適用于機場、大型超市(載運購物小推車)等。按結(jié)構(gòu)分為踏步式(最常見)、帶式、雙線式。最近，日 本研究了加速型帶式自動人行道，即自動人行道以分段速度運行，乘客從低速段進(jìn)入，然后進(jìn)入高速平穩(wěn)運行段，再后進(jìn)入低速段離開，這樣保證了乘客上下自動人 行道時的安全，縮短了長行程時的乘梯時間。
電梯、自動扶梯、自動人行道的合理搭配使用可有效發(fā)揮它們各自的長處。
2 轎廂容量(額定乘客人數(shù))和額定載重量
在傳統(tǒng)的電梯交通分析計算中，使用的是轎廂容量而不是額定載重量。簡單看來大的轎廂容量輸送能力就高，但實際上過大的轎廂容量會導(dǎo)致停層概率增加，乘客 數(shù)量多而使出入轎廂的時間長，在沒有客流高峰時設(shè)備運行費用大。因此轎廂容量應(yīng)根據(jù)大樓的用途、規(guī)模和客貨流選取。一般國內(nèi)以13人(1 000kg)為 參考基準(zhǔn)，結(jié)合具體情況上下浮動。
在乘客電梯的設(shè)計時，往往是通過額定載重量來確定轎廂容量和轎廂有效面積。最多的乘客人數(shù)應(yīng)按額定載 重量(kg)除以75(kg/人)計算結(jié)果向下圓整到最近的整數(shù)，或按GB7588-1995《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的表3結(jié)果取其中較小的數(shù)值。為 了防止乘客過多或貨物過重而引起超載，GB7588-1995第8.2條規(guī)定了額定載重量與轎廂最大有效面積的關(guān)系。我們注意到，因電梯安裝所在地域的地 方文化、社會習(xí)俗和自然條件不同；人的體重和每人所占用的轎廂面積不同；由于裝潢使得整個轎廂地板面積不能完全被乘客利用，于是在交通分析計算中常以 80%的轎廂容量來計算。
轎廂尺寸應(yīng)參照GB/T7025-1997《電梯主參數(shù)及轎廂、井道、機房的型式與尺寸》確定。住宅電梯轎廂 應(yīng)考慮運送大件或重件物品如家俱、鋼琴、擔(dān)架。對于載貨電梯額定載重量的選擇應(yīng)考慮大型單體物件的最大自重，以及小型物件一次運輸?shù)目傊亓�。為了安全電�?可以安裝超載報警裝置。
3 電梯額定速度和加減速度
電梯額定速度和加減速度關(guān)系 到轎廂運行時間(乘梯時間)，簡單看來其數(shù)值越大，電梯輸送能力越強。但實際上額定速度的選取還應(yīng)考慮樓層高度、停站數(shù)、額定乘客人數(shù)和群控調(diào)度(最小的 可能停站間距)等方面。對于樓層高度不高且停站數(shù)多的大樓，由于受到加減速度的限制，高速的電梯運行時有時達(dá)不到額定速度；由于電梯的速度越高，安全裝置 投資也越大，價格就貴，過分地追求高速度就會浪費。實踐中常根據(jù)大樓的提升高度H(m)來選擇額定速度v(m/s)，一般v= (0.25~0.45)H(低速時取下限，高速時取上限)；此外一般還要求從大樓的主樓層到最高層單程運行時間不超過40s。加減速度的選擇應(yīng)參照額定速 度，一般速度越高，加減速度越大，但是為了保證強輸送能力應(yīng)有下限值，為了保證舒適感應(yīng)有上限值。
電梯按額定速度分為低速梯、中速梯、 高速梯、超高速梯。日本橫濱的里程碑大廈于1993年安裝了三菱電梯公司12.50m/s當(dāng)時世界最快的電梯，臺北國際金融中心大廈目前正在安裝東芝電梯 公司1 000m/min的電梯，而通力電梯公司正在測試17.00m/s的高速電梯。
在選擇額定速度和加減速度時還應(yīng)考慮：(1)選 擇高調(diào)速性能的電力拖動系統(tǒng)，一般選用變頻調(diào)速交流驅(qū)動或直流驅(qū)動，此外還應(yīng)注意拖動系統(tǒng)的啟動延時和停站前的微動平層時間對輸送效率的影響。(2)應(yīng)使 加減速度、平層準(zhǔn)確度、噪聲滿足GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》的要求，確保乘坐舒適性。(3)加減速度變化率是影響舒適感的重要因素，其 值不應(yīng)大于2.00m/s3。(4)高速電梯必須保證可靠的安全裝置。
4 轎廂開關(guān)門總時間和乘客出入轎廂時間
在電梯的交通分析計算中，轎廂開關(guān)門總時間和乘客出入轎廂的時間是一個重要因素，特別是在停站數(shù)較多時的累積時間對輸送效率的影響非�？捎^，必須盡量縮短這些時間。
轎廂開關(guān)門總時間為單次開關(guān)門時間乘以停站數(shù)。其中開門時間是指從轎廂第1次平層(第1次制動)到門打開90%所用的時間，關(guān)門時間是指從發(fā)出關(guān)門指令 到門關(guān)閉聯(lián)鎖打開的時間。GB/T10058-1997中的表1限制了最長的開關(guān)門時間。門要求啟閉迅速，但為了避免門系統(tǒng)在動作開始和結(jié)束時的沖擊，門 機應(yīng)具優(yōu)良的調(diào)速性能，目前主要采用變頻調(diào)速門機和直流門機，并選擇鋼絲繩或齒形帶傳動，從而獲得良好的開關(guān)門調(diào)速曲線，而且安全、可靠、低噪聲。一般關(guān) 門時間比開門時間長，因為GB7588-1995第7.5.2條和第8.7.2條門運動期間的保護要求在平均關(guān)閉速度下門的動能不應(yīng)大于10J，同時在使 用者連續(xù)控制下進(jìn)行關(guān)閉的門，最快門扇的平均關(guān)閉速度不應(yīng)大于0.30m/s。如果門不觸及乘客(如采用可靠的三維立體光幕保護)我認(rèn)為可以使用較快的關(guān) 門速度。對于玻璃轎門應(yīng)注意快速開門時門扇縮回入口處的安全保護。另外需要特別強調(diào)的是應(yīng)通過群控、分層段(區(qū))減少可能的停站數(shù)，這對控制開關(guān)門總時間 非常重要。
一般兩扇中分門比兩扇旁開門開關(guān)門時間短，但是旁開門因門扇少占井道和轎廂寬度可以使開門寬度更大。中分門常用于客梯(必要時采用4扇門)，而旁開門常用于貨梯。
開門寬度增加，開關(guān)門時間就會增加，但另一方面有利于乘客進(jìn)出，縮短乘客出入轎廂的時間。一般開門寬度參照額定載重量(或轎廂容量)來選取。
為提高開關(guān)門效率，可以采用直接�？俊⑻崆伴_門、快速關(guān)門和按客流量自動控制開門保持時間(需有候梯廳客流監(jiān)測裝置)技術(shù)。直接�？烤褪窃谶\行曲線中取 消了低速平層段，轎廂從額定速度按一定減速度減到零速，此時正好是平層位置，如有偏差可用再平層技術(shù)調(diào)整。提前開門就是電梯尚未完全停止，門就開始打開， 此時為了安全需在廳門口的井道設(shè)廳門護腳板，防止乘客的腳插入井道。另外，轎內(nèi)設(shè)置關(guān)門按鈕可以人工縮短開門保持時間。
轎門入口保護(如光幕保護)、自動重開門、本層順向外召喚重開門、到時強迫關(guān)門等控制功能也對開關(guān)門總時間有一定影響。比如在門關(guān)閉過程中門保護裝置觸及或感應(yīng)到障礙物時，門反向開門但不完全開足(有限行程)，一旦障礙物去除門重新關(guān)閉，從而節(jié)省開關(guān)門總時間。
乘客出入轎廂的時間與轎內(nèi)的乘客人數(shù)、開門寬度、轎廂面積與形狀、候梯廳和轎內(nèi)乘客的混雜物程度以及乘客行動敏捷性等因素有關(guān)。寬大于深的轎廂可以方便 乘客的出入和貨物的裝卸(但對病床電梯轎廂往往窄而深以方便病床進(jìn)出)。在轎內(nèi)和候梯廳采用語音即時報站裝置可以及時提醒乘客提前作出出入轎廂的反應(yīng)。