1、电梯设计技术建议书 电梯设计在建筑结构上的建议电梯设计在建筑结构上的建议 对于高层建筑而言，强风吹袭及温度变化等环境因素的变化都会对电梯系统的运行产生影响。同时在建筑中高速运行的电梯也会由于井道风等因素而影响电梯的运行质量。因此在建筑设计方面对于超高层建筑需要注意这些因素对于电梯的影响。电梯环境因素的影响主要表现在：电梯环境因素的影响主要表现在：?建筑物摇摆对电梯系统的影响?烟囱效应对电梯运行的影响?活塞效应对电梯运行的影响 以下 将根据我司在电梯行业 150 多年的尤其在超高层建筑中电梯的丰富经验提供了一些电梯方面的相关建议。以确保大搂中的电梯能够安全及舒适地运行。电梯设计技术建议书 建筑物2、摆动示意图中间支撑支架中间支撑支架 固定片固定片 悬挂细绳悬挂细绳 钟摆式传感器钟摆式传感器 圆柱筒圆柱筒 建筑物摇摆对电梯系统影响建筑物摇摆对电梯系统影响 根据奥的斯公司的经验，当建筑物的提升高度超过200 米时，建筑物在强风下产生振动的同时，电梯的曳引绳、补偿绳、限速器绳、随行电缆等随动设备有可能会跟着大楼某些频率的振动而产生共振的现象。严重时曳引绳等的摆幅可以很大，会拍打井道壁或其他部件，造成钢丝绳的损坏，甚至危及乘客的安全。因此针对超高层建筑中运行的高提升高度的电梯需要进行分析以便发现是否存在影响，并提出相应的措施。建筑物摇摆的频率在某些特定的楼层会引起各随动部件（包括曳引钢丝绳、限速3、器绳、补偿绳和随动电缆等）的共振，而且如果共振幅度已经超过了允许的范围值，则电梯设备必须加入相应的保护措施。一般来说，在电梯接近最顶层的对重导轨架上安装三个钟摆形状的感应器，该感应器的作用是用来探测建筑物的摇摆幅度。初始设置的钟摆式感应器的摆动周期与建筑物设计的摇摆周期一致，但当建筑物由于装修引起的重心变化以致摇摆的周期与设计不一致时，可以通过调整感应器悬挂绳的长度来调整感应器的摇摆周期，使之与改变后的建筑摇摆度继续保持一致。电梯设计技术建议书 当建筑物因强风吹袭摇摆，将带动感应器摆动并碰触到与它相结合使用的圆柱筒时，该感应器将发出信号而控制柜将发出相应的指令。而采用三个钟摆形状的感应器的作用4、是需要把建筑物的摇摆分为三个级别，每个感应器的作用就是用来探测相对应的摇摆幅度的。当控制柜接到信号后，将根据不同摇摆级别的传感器传来的信号，发出相应的指令，降低电梯的速度，使电梯钢丝绳等随动部件的摆幅减少，甚至停梯。以下的图样可以很清晰的看到采用钢丝绳摇摆的保护措施后，钢丝绳振幅的变化。为了能够进行相关的分析，我司希望贵司能够提供以下表格的大楼的具体建筑参数，以便结合我司电梯产品的结构特点来进行分析与计算。建筑自身东西方向的固有频率：建筑自身南北方向的固有频率：建筑自身扭转的固有频率：除开从电梯的运行控制方面来保护电梯，尽量不受到建筑物摇晃的影响以外，为了防止各种井道随行部件摆动时纠缠在一起或5、者拍打井道墙体或其他部件造成井道部件和墙体的损坏，针对不同的分析结果奥的斯电梯公司还会考虑对门锁、加入保护措施前 加入保护措施后 电梯设计技术建议书 地坎、传感器、随行电缆、随行电缆挂钩和极限开关等都提供了特殊的保护装置。例如：是针对随行电缆的的保护，是针对抗极限开关的保护装置等。注：具体采用何种保护需要视电梯建筑物摇摆分析的情况而定。电梯设计技术建议书 经验与案例经验与案例 奥的斯电梯公司在高层建筑项目中经验丰富，以下的两个例子可以证明奥的斯电梯公司对于超高层建筑物摇摆的采用的保护措施是经过长期使用，可靠稳定的技术方案。（1）加拿大）加拿大 CN 电视塔电视塔 塔高 553.33 米 额定速6、度 6.0m/s 提供钟摆式感应器作为建筑物摇晃的保护措施。当建筑物的摇晃比较厉害引致钟摆式感应器碰到感应圆柱筒时，电梯转为低速运行。低速运行速度：1.5m/s 电梯设计技术建议书 （2）香港国际金融中心二期（）香港国际金融中心二期（IFC II）总高 484 米 奥的斯电梯公司根据 IFC II 客户提供的具体建筑自身东西方向的固有频率、建筑自身南北方向的固有频率和建筑自身扭转的固有频率三个具体数据，分析了在哪些具体楼层井道内钢丝绳由建筑物摇摆引起的共振摆幅是比较危险。电梯设计技术建议书 曳引钢丝绳共振楼层曳引钢丝绳共振楼层 补偿绳共振楼层补偿绳共振楼层 限速器绳共振楼层限速器绳共振楼层 电7、梯设计技术建议书 奥的斯电梯公司将该建筑物的摇摆分为三个级别，在对重导轨架上安装了三个钟摆式感应器。举 IFCII 中一台双层轿厢电梯为例：额定速度为 8m/s 级别 1：建筑物摇摆幅度 240mm 时，速度减到 4m/s；级别 2：建筑物摇摆幅度 520mm 时，速度减到 2.5m/s，并且不停靠共振严重的楼层；级别 3：建筑物摇摆幅度 860mm 时，在不共振的楼层停梯，开门释放乘客。注：IFC II项目上钟摆式感应器设定的摇摆幅度值与该业主提供的数据密切相关，所以不能任意用于其他项目上。电梯设计技术建议书 烟囱效应对电梯运行的影响烟囱效应对电梯运行的影响 烟囱效应是由于室外室内温度的不同8、，引起井道周围空气密度的不同，产生的气压使空气以一定的方向向缝隙渗透或者溜出。因此烟囱效应不仅涉及到井道的设计问题，更重要的是整个大楼的“气候”问题。这对于建筑中所有的管井设计均需要注意。有关研究表明冬天大厦中空气的流动方向可以用下图表示 上图表明在冬天由于室内温度较高，室外温度较低，当形成泄漏后，底层的热气流通过最容易到达的路径（例如井道，车库通道等）向上冲，形成井道内的烟囱效应。电梯设计技术建议书 温度变化时引起建筑的变形和空气在井道内的流动方向见附图示 烟囱效应造成的影响大致有以下：烟囱效应造成的影响大致有以下：（1）流动的井道风会从层门门缝挤出，造成噪音；（2）风压严重时会影响电梯开关9、门；（3）当发生火灾时，烟囱效应会将浓烟或火苗抽入井道内，造成危险；（4）能量的损耗较大；井道内的烟囱效应与提升高度，井道内外温度差，环境压力等因素成正比。由烟囱效应引起的井道内空气的压力的关系从可从下面的图或知。从上面的关系图表可知无论提升高度高与低，都有可能引起烟囱效应，只是电梯设计技术建议书 提升高度越高，井道内的空气压力差越大，烟囱效应越明显。鉴于引起井道内外温度差与空气湿度差的原因与建筑密切相关，奥的斯的经验告诉我们，做好建筑室内外空气的阻隔控制对降低烟囱效应的效果非常明显。降低烟囱效应可以采用以下方法：降低烟囱效应可以采用以下方法：（1）大堂的入口保持封闭（通过设置自动门）而最好不10、要畅开设计（2）建筑大堂的入口处需要采用三扇以上的自动旋转门，或者至少双重的自动门（确保其中一重自动门打开时，另一重自动门是关闭的），防止室内外空气的直接对流交换；尤其防止电梯大堂直接与外部直接开放连通。（3）电梯的机房层不要直接通向室外。（4）避免火灾时浓烟进入井道，最好在井道各入口处加入烟雾过滤器。（5）也可考虑各层门加入门封条，避免空气从缝隙处渗出引起噪音，但一般来说由于造价高不采用这种方式。需要注明的是，烟囱效应并不可能完全消除，只能尽量降低。电梯设计技术建议书 活塞效应对电梯运行的影响活塞效应对电梯运行的影响 高速电梯转换周围空气的速度通常比周围环境能够转移这些被置换的空气速度要快。11、空气具有粘性和可被压缩的特性，当电梯在井道内高速运行的时候，会将与电梯运行的相反方向的空气“吸”进来，同时压缩电梯前进方向的空气，当找到任何一处可能的缝隙（包括厅门门缝）时，这些被压缩的空气就会被挤出去，产生扰人的噪音和振动。这就是电梯运行的活塞效应。以下附图是电梯在向下运动时，井道活塞效应引起的空气的流动示意图。电梯设计技术建议书 由于活塞效应具有“吸入”运行相反方向的空气及挤出运行相同方向的空气的能力，因此当发生火灾时，电梯经过起火楼层时，会把火苗或浓烟吸入井道，并且将这些危险挤到大堂或者其他层站中，引起更大的生命危险和财产的损失。由于活塞效应引起的空气压力的存在，因此活塞效应也会对井道强12、度有一定的要求。以下是井道墙所受空气压力的参考数据如下 从上述计算可知，当井道设计为单井道或双井道的设计时，由于空气可以流动的空间不够，因此造成对井道墙的压力会更大。因此，通常对于高速电梯，如有可能，我司都会建议采用多电梯互通井道的设计。当单井道设计或空间不足时，活塞效应引起的风速会比电梯的运行速度还要快，甚至可以达到电梯运行速度的两倍，井道内高速流动的空气会集结在电梯运行方向的前方，引起紊流，这也是高速电梯产生运行噪音、摇摆和振动的重要原因。通过适当增大井道的截面面积或者维持一个合理的井道截面积与电梯地台面积的比率，将可有效地减小井道风速，降低活塞风对于运行电梯的影响。各种速度下期望的井道面13、积与电梯地台面积的倍数关系如下 电梯设计技术建议书 为减少活塞效应我们建议采取以下措施：为减少活塞效应我们建议采取以下措施：（1）尽量避免单井道的设计，而采用通井道的设计，并且在电梯运行模式上进行控制，尽量避免通井道内各电梯出现同时下降或同时上升的情况。则单井道电梯所压缩的空气除了其井道外还有另外的空间让它扩散，以减少井道内空气的压力，从根本上降低活塞效应的不良影响。（2）如果一定需要采用单井道，则井道的面积最好等于轿厢地台面积的两倍或以上；（3）在单井道或双井道的顶层和底坑各设有大孔通向室外，孔的面积最好等于 1.5 倍的轿厢地台面积。因此轿厢在接近顶层和底层的时候，压缩的空气可以向井道外扩散。并且该通气孔连接的空间最好有 5 层以上的井道空间让空气逃逸(这个被压缩的空气空间与速度密切相关)。电梯设计技术建议书 （4）对于 8 米/秒的高速单层轿厢电梯可以采用导流罩的方式降低紊流的产生。该外罩可以使轿厢与空气接触时，空气的流动更顺滑一致，减少紊流的产生，达到例如子弹头火车的效果。实验证明，采用导流外罩的轿内噪音比没有使用导流外罩的轿内噪音平均减少 3 分贝。