Замечания по проектированию лифтов

Критерии пропускной способности

Традиционно требуемая пропускная способность группы пассажирских лифтов с обычной системой управления определялась на основе критериев максимального пассажирского потока вверх. Однако приведенные ниже результаты исследований и появление системы управления группой лифтов по месту назначения позволяют сделать вывод, что такой подход нельзя использовать во всех случаях.

Данные, на основании которых сделаны выводы, получены компанией Lerch Bates Inc. в результате наблюдений в нью-йоркском Центре международной торговли в 1997 году.

Утренний максимальный поток вверх продолжается около 60 минут - значит все население здания нужно перевезти с первого этажа в течение этого времени (или за 12 интервалов по 5 минут каждый). Это соответствует средней пропускной способности за 5 минут (НС) в 100% / 12 = 8,33%.

При максимальном потоке вниз во время обеденного перерыва и вечером перевозка пассажиров становится более интенсивной, поскольку необходимо обеспечить людям выход из здания в течение 45 минут. Это означает, что всех людей необходимо перевезти на первый этаж в течение этого времени (или за 9 интервалов по 5 минут каждый). В результате пропускная способность за 5 минут должна быть 100% / 9 = 11,11%.

Однако пропускная способность за 5 минут в часы «пик» в полтора-два раза выше средней пятиминутной пропускной способности, которая при проектировании установок для высотных зданий определяется следующим образом:

• пятиминутная пропускная способность для режима максимального потока вверх: 8,33% х 1,5 - 2 = 13 - 16%;

• пятиминутная пропускная способность для режима максимального потока вниз: 11,1% х 1,5 - 2 = 17 - 22%.

В зависимости от типа управления группой лифтов, используемого для локальных зон, системы могут проектироваться либо на основании максимального потока вверх, либо на основании максимального потока вниз, как описано ниже.

Традиционная система управления группой лифтов

В такой системе управления принципиальное значение имеет пропускная способность при максимальном потоке вверх. Дело в том, что рабочий цикл в этот период значительно больше, чем во время максимального потока вниз, и, несмотря на больший темп перевозки пассажиров при максимальном потоке вниз, требуемая пропускная способность для этого периода будет обеспечена, если система спроектирована на основании критериев максимального потока вверх. (Во время максимального пассажирского потока вверх лифт в среднем будет делать порядка 10-12 остановок на верхних этажах на каждую поездку вверх-вниз, в зависимости от размера кабины и количества обслуживаемых этажей. А во время поездки при максимальном потоке вниз лифты будут останавливаться всего два-три раза на верхних этажах, поскольку обычно кабины полностью заполняются при таком количестве остановок).

Система управления группой лифтов по месту назначения

Для системы управления группой лифтов по месту назначения расчеты ведутся на основании требуемой пропускной способности при максимальном потоке вниз, поскольку рабочий цикл при максимальном потоке вверх примерно тот же, что и при максимальном потоке вниз. Иначе говоря, при обоих видах потока лифт остановится на верхних этажах всего два-четыре раза во время полной поездки вверх-вниз. Следовательно, проектирование группы лифтов должно основываться на требованиях максимального потока вниз, поскольку темп перевозки пассажиров при этом примерно на 30% выше, чем при максимальном потоке вверх.

Челночные экспресс-лифты

Челночные лифты должны отвечать требованиям к пропускной способности лифтов, обслуживающих локальную зону, куда они доставляют пассажиров. Следовательно, темп перевозки пассажиров челночными лифтами к верхнему вестибюлю и от него определяется лифтами, обслуживающими локальную зону от верхнего вестибюля (плюс население этажа с верхним вестибюлем).

Лифты с тройной платформой (TDE)

Лифты с двойной платформой (DDE) успешно используются уже несколько десятков лет. Многие годы рассматривается идея лифтов с тройной платформой (TDE), уже выдано несколько патентов на их отдельные компоненты, хотя (насколько известно автору статьи) на практике такие лифты еще не действуют. Однако в связи со строительством все более высоких зданий, лифты TDE, в конечном итоге, станут реальностью. Тем не менее, для реализации этой идеи на практике необходимо преодолеть некоторые трудности.

Ниже приведен перечень аспектов, отличающих лифты TDE от лифтов с одной платформой (SDE) и лифтов DDE.

Издержки на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). В будущем лифты TDE могут представлять интерес лишь для нескольких сверхвысоких зданий, а потому расходы на их разработку вряд ли оправданны с точки зрения компаний-производителей. Таким образом, очень немногие производители согласились бы предоставить необходимые ресурсы для разработки жизнеспособного конечного изделия этого типа.

Мощность и размер подъемного механизма. Мощность, необходимая подъемному механизму для заданной нагрузки кабины и скорости, удваивается при переходе от лифтов SDE к лифтам DDE. При переходе от лифтов DDE к лифтам TDE требуемая мощность возрастает еще на 50%. Таким образом, механизмы лифтов TDE при традиционном измерении становятся очень большими, что дополнительно осложняется их использованием для траекторий большей протяженности, а, следовательно, и более высоких скоростей.

Энергетические требования. При замене лифтов SDE или DDE на лифты TDE система энергоснабжения должна справляться со значительным расходом энергии для индивидуальных устройств. В то же время для лифтов SDE и DDE общая потребность в энергии распределяется по большему количеству устройств меньшей мощности, уменьшая среднюю потребность в подаче энергии.

Пространство в шахте на дополнительный ход и машинное помещение. Если нижняя кабина лифта TDE должна обслужить самый верхний этаж, необходимое вертикальное пространство в шахте (включая дополнительный ход и машинное помещение) может возрасти до пяти этажей над самым высоким обслуживаемым этажом. Возможно, при условии большего размера механизма этого лифта, механизмы соседних лифтов придется помещать на других этажах во избежание столкновений при расположении рядом на том же уровне.

Глубина приямка. Если верхняя кабина должна обслуживать нижний этаж, общая глубина приямка по вертикали (включая пространство для прогона и буферов) может достичь четырех этажей под нижним обслуживаемым этажом.

Маршрут эвакуации пассажиров, застрявших в лифте. Аварийная эвакуация пассажиров, застрявших в лифте TDE, усложняется по сравнению с лифтами SDE и DDE не только потому, что невозможно пользоваться откидными мостками на крыше нижних кабин (как и для лифтов DDE), но и поскольку схема эвакуации теперь должна охватывать 3 кабины. Необходимо обеспечить безопасность всего сектора шахты, принимая во внимание и сектор над верхним обслуживаемым этажом, и сектор под нижним обслуживаемым этажом на случай, если нижняя кабина лифта TDE будет подниматься до верхнего обслуживаемого этажа, а верхняя кабина опускаться до нижнего обслуживаемого этажа.

Защитные системы. В зависимости от нагрузки и скорости лифта потребуется два или три комплекта ловителей, расположенных цепочкой, чтобы расщепить действующее на направляющую при активации ловителей усилие зажима для предохранения направляющих от деформации и разделить тепловую энергию, выделяемую между тормозными колодками и направляющими. Несколько ловителей, расположенных последовательно, теряют часть общей эффективности. Например, при активации двух комплектов ловителей одинакового номинала тормозное усилие не удваивается, а их общая тормозная способность уменьшается. Это объясняется мгновенным уменьшением коэффициента трения на поверхности направляющей при активации первого по расположению ловителя, что затем уменьшает тормозную способность следующего за ним второго комплекта ловителей. Ловители представляют собой одно из узких мест для НИОКР.

Максимальная высота подъема. Высота подъема ограничена прочностью подъемных канатов. Допустимая нагрузка на канат ограничена весом самих подвесных и компенсирующих канатов, который возрастает пропорционально высоте подъема, включая канат регулятора скорости, вес полностью нагруженных кабин лифта TDE, вес движущегося за кабиной кабеля, натяжение в приямке, создаваемое натяжным устройством в приямке, и обязательным коэффициентом безопасности (равный 12 согласно стандарту EN 81). Высокий коэффициент безопасности должен также поглощать любые динамические нагрузки, возникающие при работе лифта. Максимально возможная высота подъема лежит где-то в пределах от 500 до 1 000 м.

Точность уровня пола этажа. Для челночных лифтов строительный подрядчик может построить и довести уровень этажа здания с достаточно высокой точностью, удовлетворяющей требованиям трех кабин лифта TDE, поскольку это влияет только на три наземных этажа и три этажа верхнего вестибюля. Если же лифт TDE обслуживает локальную зону, требуемая точность должна соблюдаться для всех обслуживаемых им этажей. В зависимости от условий контракта, ответственность за это ляжет или на строительного подрядчика, который должен точно вывести уровень каждого этажа в пределах нескольких миллиметров, или на поставщика лифтов, который должен спроектировать лифт TDE с перемещаемыми верхней и нижней платформами, чтобы они точно выходили на уровень соответствующих этажей здания, используя платформу средней кабины в качестве опорной. При этом нужно, чтобы в банке данных контроллера хранились все уровни этажей, подлежащих обслуживанию таким лифтом, позволяя платформам верхней и нижней кабин регулировать свое положение, чтобы точно выйти на уровень соответствующего этажа на этапе замедления, до того как лифт остановится и откроются двери.

Системы управления. В то время как система управления челночного обслуживания относительно проста, система управления зонного лифта TDE сложна чрезвычайно, намного сложнее, чем для лифтов DDE. По возможности, необходимо избегать так называемых «слепых» остановок кабины (во время таких остановок пассажиры остаются в кабине, никто из нее не выходит и никто в нее не входит), когда пассажиры других кабин входят в лифт или выходят из него. Это не составляет проблемы для челночных лифтов, поскольку они обслуживают лишь три наземных этажа и три этажа верхнего вестибюля. Однако для лифтов TDE с традиционной системой управления, обслуживающих все этажи зоны, это будет неприятным фактором. Чтобы свести к минимуму число «слепых» остановок (и одновременно сократить число остановок на поездку вверх-вниз), наиболее приемлема для лифтов TDE система управления по месту назначения. Эта система может распознать в общем числе зарегистрированных вызовов, какие пассажиры желают отправиться на один и тот же этаж, что позволяет селективно направлять этих пассажиров в одну и ту же кабину. В зависимости от количества лифтов в группе и количества обслуживаемых этажей, три кабины лифта TDE заполнялись бы, как правило, пассажирами, которым нужны 2-4 разных этажа. А это, в свою очередь, подскажет лифту, чтобы он останавливался на тех двух-четырех группах из трех соседних этажей, которые заданы пассажирами трех кабин лифта TDE.

Боль в ушах при поездке в челночном лифте. Необходимы некоторые защитные меры против появления в ушах пассажиров боли, вызванной быстрым изменением воздушного давления, когда расстояние свыше 300 м лифт проходит со скоростью более 8-9 м/с. Эта проблема существует только при спуске. Так, пассажиры, спускающиеся с высоты более 300 м, должны либо остановиться на уровне промежуточного верхнего вестибюля и привыкнуть к перепаду высот во время перехода на лифты другой группы, а затем спуститься на первый этаж, либо сразу спускаться на всю высоту с меньшей скоростью.

Чжань Лесянь в 1996 году опубликовал статью, где писал, что «проблемы [боли в ушах] возникают при спуске на расстояние более 300 м, если скорость спуска превышает 8-9 м/с. При подъеме такой проблемы нет».

Солнце. Солнце создает проблемы при установке направляющих. Когда оно нагревает одну сторону здания, материал здания на освещенной солнцем стороне расширяется. При высоте шахты свыше 500 м это вызовет такой наклон здания, что верхушка шахты отклонится от перпендикуляра на несколько дюймов. Из-за этого невозможно осуществлять установку направляющих обычным способом, определяя идеальную вертикаль с помощью лазерного луча сверху вниз или путем использования простого отвеса, позволяющего точно определить положение направляющей во время установки. Вместо этого во избежание указанного нежелательного эффекта направляющую приходится устанавливать в шахте по секциям.

Ветер. Ветер может вызвать проблему, аналогичную предыдущей, но намного серьезнее. Ветер создает проблемы не только во время установки, но может быть возмущающим фактором и в процессе работы лифта. При сильном ветре сверхвысокое здание раскачивается с амплитудой несколько футов, пусть и очень медленно в соответствии со своей резонансной частотой. В связи с этим, особое внимание должно уделяться предотвращению столкновения подъемных и компенсирующих канатов, а также каната регулятора скорости и движущегося за кабиной кабеля со стенами и оборудованием шахты.

Планировка при наличии верхних вестибюлей

В зданиях высотой более примерно 60 этажей можно рассматривать вариант создания верхнего вестибюля, обслуживаемого челночным лифтом. Это сэкономит ценные арендуемые площади, которые в противном случае были бы непродуктивно заняты лифтами, непосредственно обслуживающими все этажи, начиная с первого. В зданиях высотой более 100 этажей может потребоваться второй верхний вестибюль. Эти верхние вестибюли являются лишь общей рекомендацией, и их правильное местоположение следует определять для каждого конкретного случая в зависимости от выбранной системы управления, грузоподъемности лифтов и их типа: SDE, DDE или TDE.

Перевозка пассажиров вверх-вниз

При перевозке пассажиров вверх-вниз одна из локальных зон, идущих от верхнего вестибюля, предназначена для спуска пассажиров, которые затем будут развозиться по этажам, расположенным ниже. Стрелка на этом рисунке показывает дополнительное вертикальное пространство между машинным помещением зоны и приямками лифтов зоны, находящейся выше. Это сразу же решает скрытую пространственную проблему, при которой машинные помещения лифтов зоны 3 сталкивались бы с приямками лифтов зоны 6. Обычно шахты лифта идут вверх от цокольного этажа, требуя, чтобы группы лифтов базировались на разных уровнях в общих шахтах.

Примеры планировки при наличии верхних вестибюлей

Наиболее распространенная планировка, когда челночные лифты DDE обслуживают верхний вестибюль, от которого местные лифты DDE обслуживают обычные этажи. По веским причинам такая планировка может считаться стандартной для высотных зданий с верхними вестибюлями. На уровне верхнего вестибюля пассажиры могут переходить между соответствующими платформами челночного лифта и лифтами локальной зоны без необходимости в эскалаторах, если пассажиры на первом этаже вошли в правильную кабину челночного лифта.

Челночные лифты TDE, обслуживающие верхний вестибюль, откуда местные лифты DDE обслуживают обычные этажи. Лифты DDE для обслуживания локальных зон предпочтительнее с точки зрения экономии драгоценного пространства. На первый взгляд, это решение кажется удачным и экономичным, но такая планировка приводит к нежелательному дисбалансу пассажирских потоков на уровне верхнего вестибюля между челночными и локальными лифтами. Если пассажиры не хотят пользоваться эскалаторами для перехода между челночными и зональными лифтами, центральные кабины челночных лифтов должны обслуживать все три локальных зоны (50% общего пассажирского потока), а нижние кабины - только две локальных зоны (33,33% общего пассажирского потока), на долю верхней кабины останется обслуживание всего одной локальной зоны (16,67% общего пассажирского потока). Чтобы скорректировать этот дисбаланс (исходя из предположения о равной загрузке трех кабин челночного лифта), треть пассажиров, прибывающих в верхний вестибюль, должна вынужденно использовать эскалатор, чтобы попасть к местным лифтам. Эта ситуация столь же неудачна для эвакуации из здания, поскольку вести бюль центральной кабины будет переполнен, а в вестибюле верхней кабины пассажиров для заполнения кабин, идущих вниз, будет недостаточно.

Челночные лифты TDE в сочетании с лифтами TDE, уходящими от верхнего вестибюля. Использование лифтов TDE позволяет устранить дисбаланс пассажирского потока на уровне верхнего вестибюля между челночными лифтами и зональными лифтами. В этом случае пассажиры, переходящие из лифта в лифт, не нуждаются в эскалаторах, если на первом этаже они вошли в соответствующую кабину.

Челночные лифты TDE в сочетании с лифтами SDE, уходящими из верхнего вестибюля, обеспечивая жесткую сегрегацию пассажиров между тремя уровнями верхнего вестибюля. Пассажир должен войти в правильную кабину лифта TDE на первом этаже, чтобы прибыть на правильный уровень верхнего вестибюля, где он может перейти в соответствующий зональный лифт, не пользуясь эскалатором. Преимущество такой планировки - равномерный и сбалансированный пассажирский поток между кабинами челночных лифтов и локальными лифтами на всех трех уровнях верхнего вестибюля.

Пример, когда лифты TDE используются в сочетании с двумя зональными лифтами DDE и одним зональным лифтом SDE, уходящими из верхнего вестибюля. Такую планировку можно рассматривать для обслуживания этажей гостиницы. В данном примере верхние кабины челночных лифтов будут использоваться только для обслуживания гостиницы. Однако возникает дисбаланс между необходимой пропускной способностью двух нижних кабин, привозящих пассажиров в офисные зоны, и верхней кабиной, доставляющей пассажиров в гостиницу. Для достижения лучшего баланса между потребностями двух потоков можно подумать о меньшем размере кабины верхней платформы челночного лифта.

Звоните!
8(926)353-03-60