1、超高层建筑电梯交通设计【摘要】本文介绍了高层建筑电梯的特点，对超高层建筑的电梯设计进行探讨，并分析了目前国内外超高层电梯的差距以及电梯电机的发展趋势，以供参考 【关键词】超高层建筑电梯 交通 设计 中图分类号： TU857 文献标识码： A 文章编号： 一前言 电梯是现代超高层建筑中不可缺少的重要交通运输工具，为了满足超高层建筑的人流的运输问题，需要针对超高层建筑电梯运输能力进行设计，采取合理的电梯设计与规划，达到解决人流量运输的问题。 二超高层建筑电梯的特点 超高层建筑一般具有高度高、体量大、内部人员密集的特点，这就决定了垂直运输工具的电梯应具有载重量大、速度快、运行平稳舒适的特性。 1.
2、电梯电机的工作制 电机工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分S1S10 类，电梯电机属于 S5 工作制，这为电梯电机负荷计算提供了理论依据。 2电梯电机的功率因数 由于电梯电机的断续周期工作的特点，其功率因数一般为 0. 5 0. 6。 随着变频调速技术在电梯上的广泛应用，其功率因数可达 0. 9 以上。三超高层建筑的电梯设计 随着我国建筑业的高速度发展, 针对现代城市空间的有限, 导致超高层建筑的不断涌现，超高层建筑指 40 层以上，高度 100 米以上的建筑物，为了满足人员及货物的有组织上下，并保证安全的关健是电
3、梯设计，也是在设计中困扰的一个主要问题,而超高层建筑电梯对其数量的配置控制方式及有关参数的选定, 直接影响建筑物的使用安全与投资金额, 而系统设计的好坏直接关系到便用者对整个建筑服务质量。 1超高层建筑内人数计算标准 一幢超高层建筑一般可以提供办公、商业、娱乐、观光等服务, 根据建筑物每层商业运用标准, 采取合理的电梯设计与规划, 来分析建筑使用的总人数为电梯设计为依据。 建筑功能的不同, 可容纳人数也不同, 一般可按建筑使用性质及相应的标准或参考值决定。就是全部电梯运送服务的总人数。 2超高层电梯间隔时间设计与人员候梯管理 电梯厅里候梯时间的长短是电梯主要的服务质量标准。 间隔时间或候梯时间
4、一般是指轿厢从门厅出发时的平均等候时间。理想的电梯系统, 应在乘客到达门厅终点站时, 即有一轿厢在等候着, 或只需等待片刻轿厢即到。 人们在门厅的平均等候时间, 应是间隔时间之半。 有效设计超高层建筑的电梯的关键是运用各种局部电梯进行服务, 并把局部区域电梯系统组织起来。 通往这些局部区域,通过由地面始发站至局部区域的空中候梯厅间的快速穿梭电梯进行服务, 乘客到达空中候梯大厅后再换乘区间电梯。 为了能够将乘客以最快的速度运送到达目的地,一般以建筑每 3545 层为一局部区域。 交通管理的目的是提高电梯运输效率, 减少乘客等待时间, 最终达到建筑设计与垂直交通组织的有机结合, 减少电梯的基本投入
5、以及合理利用建筑空间的比例,这种情况在超高层建筑中尤为重要。 超高层建筑通常将电梯服务层分为低层运行和高层运行或分成更多区间，分区特点如下:由于减少了客梯的服务层数, 缩短了客梯往返一周的时间, 增大了往返一周时间内客梯的运输能力高层区段由高速客梯服务, 由于有高速运行区间, 充分发挥了高速客梯的优越性, 低层区和中层区的机房上面的部分空间, 仍可以作为使用空间, 超高层建筑中的电梯系统选择在底层由于对人流进行了分隔, 高层区和低层区的乘客避免了拥挤与干扰。 设置空中厅, 使得建筑向高空发展成为可能, 高速电梯往返于地面与空中厅之间, 乘客在空中厅转换高层区间电梯到达目的层, 一般建筑层数超过
6、 45 层以上大楼考虑设置空中厅服务层分区中为高层区间服务的高速电梯, 在快速运行区间发挥了高速的优越性, 但在服务层区时, 由于层高的限制, 两停靠站时间的距离往往不能满足加速距离, 电梯达不到额定速度即减速停站, 造成时间浪费。 而高层区间电梯占用底层区井道, 随着建筑高度的增加, 势必占用更多建筑空间, 减少了建筑的出租面积; 服务层在垂直方面的分区, 在建筑建成后一般难以改变, 它造成跨区交通的困难,使建筑在用后造成限制, 空中厅的意义也在于把建筑分成两到三大区, 方便建筑的人口分布改变后的调整。一种方式为部分电梯停靠单数层, 部分电梯停靠双数层，另一种方式为全部客梯只停靠单数层, 然
7、后再通过步梯上或下的方式可将客梯停靠站置于半层上, 每两层一停靠, 减少了客梯的停靠站数、 减少往返一周时间, 提高了运输效率。 3超高层电梯的多梯系统处理控制 由于超高层建筑采用多梯系统, 为了提高电梯群的使用效率, 以最快的速度满足乘客的需要, 缩短乘客等候时间, 为此应采用微机电梯控制系统, 通过计算机控制系统及时地处理大量信息, 判断各站台的呼叫信息和各电梯的位置、 方向、 开闭状态、 轿厢内呼叫等各种状态, 以提高运送能力, 改善服务质量, 提高超建筑的经济效益。电梯微机群控系统主要有以下几个方面: (一) 轿厢到达各停靠站台前应减速, 到达两端站台前强迫减速、停车, 避免撞顶和冲底
8、, 以保证安全。 (二) 对轿厢内的乘客所要到达的站台进行登记并通过指示灯作为应答信号, 在到达指定站台前减速停车、消号,对候梯的乘客的呼叫进行登记并作出应答信号。 (三) 满载直驶, 只停轿厢内乘客指定的站台。 (四) 当轿厢到达某一站台而成空载时,另有站台呼叫, 该轿厢与另外行驶中同方向的轿厢比较各自至呼叫层的距离, 近者抵达呼叫站并消号。 (五) 端站台乘客呼叫, 调用抵端站台轿厢与空载轿厢之近者服务。 (六) 在各站台设置轿厢位置显示器, 对站台乘客进行预报, 消除乘客的焦急情绪, 同时可使乘客向应答电梯预先移动, 缩短候梯时间。 (七) 站台呼叫被登记应答后, 轿厢到达该站台时应有声
9、音提醒候梯乘客。 (八) 运行中的轿厢扫描各站台的减速点, 根据轿厢内或站台有无呼叫决定是否停车。 (九) 乘客站台呼叫轿厢, 同站台能提供服务的所有电梯的应答器均作出应答。 四目前国内外超高层电梯的差距 中国国内超高层建筑的增加, 使得超高层电梯的市场不断加大。但是, 几乎所有的超高层建筑, 都选用了原装进口的超高速电梯。 首先, 是在超高层电梯的性能上。据报道, 日本的电梯企业已经开发出最高速度达到 18m /s 的超高速电梯, 而国内的电梯企业能开发出的最高速电梯只有 6. 0m /s。 其次, 在电力驱动技术方面, 国外企业由于率先掌握了永磁同步电机技术和能量反馈技术等关键的技术, 应
10、用于超高层高速电梯内, 使得国外的超高层电梯在节能、 环保和运行舒适感方面暂时优于国内的电梯。所以中国已经投入使用的最高十座建筑, 都采用国外进口的超高速电梯。而在中国国内和国际上的电梯企业相比, 在超高层建筑的电梯制造方面存在着较大的差距。 五电梯电机的发展趋势 超高层电梯电机目前主要有同步电机和异步电机之分。 同步电机的特点是转速稳定，但同步电机结构复杂，造价、运行及维护成本都高于异步电机， 一般用在有特殊要求的地方。同步电机最大的好处是转速由频率决定，不受电压影响；异步电机转速虽然也由频率决定，但异步电机转速容易受电压影响，随电压改变转速。 电梯驱动类型配置各有优缺点： 1.永磁同步电机
11、驱动。优点：控制精度高、平稳、高速 （3 m / s 以上） ，是目前使用广泛的一种电梯驱动方式；缺点：电机出厂要做自整定，如果到安装现场出现编码器电角度丢失，或电机磁极变化，需要重新做定位，比较麻烦。 2.异步电机驱动。优点：适用于控制精度高、稳、低速 （1. 5 3 m / s） 、层站不是很高的场所，调试操作相对容易，不需做电机自整定；缺点： 驱动装置比较笨拙，功耗大。上述驱动方式，其载重量都在 1t 以上，从成本考虑，异步电机驱动占优。 六结束语 目前，超高层电梯系统的突破面临着许多关键技术问题，电梯开发需要解决难题, 以满足对超高层高速电梯在的速度、安全可靠、平稳舒适、高效节能等方面的要求。 参考文献： 1 朱德文, 牛志成. 电梯选型、 配置与量化 M . 北京: 中国电力出版社, 2005 2 史信芳. 电梯交通设计 M . 广州 : 华南理工大学出版社, 2002 3 金晴川. 超高层电梯 J . 中国电梯,1998, 9( 11) . 4 黄建华. 超高层电梯技术 J . 中国电梯, 2000, 11( 2) .
