探索设计理想中的电梯配置

由于全国的建设事业飞速发展，高楼遍地，层出不穷，带来电梯产品数量的急剧增加，电梯的使用客户也大量的增加，却不知道如何选择合适自己理想的配置。

　 电梯设备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。

　 一、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，*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*高速度极限为4.00m/s，*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（*常见）、带式、双线式。*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。

　 二、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。*多的乘客人数应按额定载重量（kg）除以75（kg/人）计算结果向下圆整到*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*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*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。

　 三、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（*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*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*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
　 四、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90％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。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。

　 五、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。
　
　 所以，优良的选型配置意味着客户对电梯品质的重视，电梯品质才能提升，社会相关人士均须引以重视。电梯行业需要更多的人呼吁电梯品质，共建和谐社会！