电梯可分为有机房电梯和无机房电梯两大类。无机房电梯是指不需要建筑物提供封闭的专门机房用于安装电梯驱动主机、控制柜、限速器等设备的电梯。它利用现代化生产技术将机房内设备尽量保持原有性能的前提下小型化,省去机房,将原机房内的控制柜、曳引机、限速器等设备移往电梯井道顶部或井道侧部,从而取消了传统的机房,以便满足客户对高度和屋顶的特殊要求。无机房电梯带动了整个电梯行业的技术进步,是电梯技术的一次重大变革。
电梯可分为有机房电梯和无机房电梯两大类。无机房电梯是指不需要建筑物提供封闭的专门机房用于安装电梯驱动主机、控制柜、限速器等设备的电梯。它利用现代化生产技术将机房内设备尽量保持原有性能的前提下小型化,省去机房,将原机房内的控制柜、曳引机、限速器等设备移往电梯井道顶部或井道侧部,从而取消了传统的机房,以便满足客户对高度和屋顶的特殊要求。无机房电梯带动了整个电梯行业的技术进步,是电梯技术的一次重大变革。
▲ 有机房电梯
▲ 无机房电梯
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节省空间
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节约成本
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一些特殊建筑的需要
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噪音、震动的影响较大
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载重量、速度相对较小
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散热较差
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维修和管理不如有机房电梯方便
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曳引机安装在顶端轿厢导轨上(图1) -
曳引机安装在顶端对重导轨上(图2) -
曳引机安装在井道顶板下方的承重钢梁上(图3) -
曳引机安装在井道底坑内(一般不常见)
根据井道尺寸、冲顶高度以及电梯厂家本身电梯参数确定电梯型号种类及曳引机位置;目前国内无机房电梯较多采用的为曳引机放置于井道顶板下方的承重钢梁上。
图1 |
图2 |
图3 |
从建筑专业考虑,需要注意复核建筑顶层高度与电梯样本要求是否匹配。
设计阶段参考的电梯样本参数与业主订货的电梯参数可能存在差异,如果顶层高度不足,需要局部突出屋面。
以张家口万全国际城售楼处为例,甲方在施工图阶段确定了电梯厂家,其提供的电梯深化图纸显示顶层的冲顶高度至少为4.2米,而建筑顶层的层高为3.9米。为保证冲顶高度满足要求,采用将屋面板局部抬高的方法,建筑外围由于设置了1.1米高的女儿墙,突出的屋面板不会影响外立面,从而解决了电梯冲顶高度的问题,保证建筑外立面效果不受影响。
从结构专业考虑,需要注意搁机梁传来的集中荷载。
结构工程师需要考虑电梯荷载。对于有机房电梯,根据《建筑结构荷载规范》的要求,在机房楼面考虑7KN/m2的活荷载;而无机房电梯则是通过搁机梁将设备荷载传导至主体结构上,对此荷载规范没有相关规定。按照惯例,搁机梁的荷载电梯样本上没有注明,只有等电梯厂家确定,才由电梯厂家提供准确的荷载条件。而确定电梯厂家的时间节点一般比较滞后,结构设计人员在计算过程中很容易漏掉搁机梁荷载。当无机房电梯采用曳引机设于轿厢顶部承重钢梁上时,设计应考虑搁机梁荷载,可以参考做过的项目,根据电梯的吨位、载重量等,偏安全估计搁机梁传导的荷载。
根据建筑顶层高度和电梯厂家需要的顶层高度的关系,有以下两种情况:
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建筑顶层高度满足电梯厂家的高度要求,这时搁机梁位置位于屋顶梁下,搁机梁的荷载传导路径为:搁机梁→圈梁(实际为受集中力的梁)→构造柱→顶层楼面梁→柱或墙。 -
建筑顶层高度不满足电梯厂家的高度要求而需要局部突出屋面,搁机梁的荷载传导路径为:搁机梁→屋顶梁上翻墙→屋面梁→柱或墙。例如万全国际城的售楼处的荷载传导就是此种方式,如下图所示:
当荷载传导路径为第一种时,结构设计应按计算确定搁机梁下圈梁截面高度和配筋,必要时在圈梁跨度中间增设构造柱,减小圈梁计算跨度。
如万全项目售楼处的无机房客梯的布置和荷载如下图:可以看到搁机梁传来的荷载最大值为61kN。
在一些工业项目中,有时候也会用到无机房货梯,下面是某工业项目无机房货梯顶部的布置和荷载如下图:可见搁机梁传来的荷载最大值达123kN。
一般普通轿车的重量约1.4~1.6吨,那这个123KN的荷载相当于8辆轿车总重。如果没考虑这个荷载,电梯安装和运行会存在极大的安全隐患。
另外,值得注意的还有无机房电梯一般在屋顶层的电梯门旁边设有控制柜,此时要与电梯厂家沟通,保证控制柜洞口与电梯门之间的距离满足构造柱的最小要求。
从建设方考虑,应该掌握好电梯厂家介入的时机
由于无机房电梯涉及到建筑的冲顶高度、立面以及结构主体的计算及配筋,建设方应在施工图阶段开始之前尽早选择电梯厂家介入,因为电梯厂家的通用样本缺少相关参数及荷载条件,只有厂家深化设计后才能提出准确参数。若等结构主体施工完毕再选择电梯厂家,可能发生建筑层高不满足或与电梯相关的梁或柱承载力不足的情况,需要进行加固处理。
在前面所述工业项目中,曾发生过四层框架结构的建筑,其中一部电梯为无机房货梯,施工图设计时,由于甲方还没有确定好电梯厂家,结构工程师在电梯顶部的吊钩梁上仅加了一个P=30KN的吊钩荷载。主体结构施工完成后,甲方才确定选用的电梯厂家,由厂家提供了详细的电梯资料包括荷载条件,结构设计人员发现钢梁传来的荷载达120KN,远超之前的设计荷载,承托电梯荷载的梁截面和配筋均相差较大,承载力严重不足。最后经与甲方协调,提出保持原有结构不变,将电梯搁机梁下部分填充墙拆除,改为钢筋混凝土墙,且向下一直延伸至基础的解决方案,导致建造成本大大增加。