地震情况下高速电梯的特殊设计

地震情况下高速电梯的特殊设计

梁泳

蒂升电梯有限公司

摘要：地震是一种常见而又具有破坏性的自然灾害，在全球范围内频繁发生。地震会引发地面的强烈震动和巨大的附加荷载，给城市的建筑物和基础设施造成严重的破坏。在地震事件中，处理大量人员的疏散和安全问题成为一项紧迫的任务。高速电梯作为现代建筑的必备设备之一，在地震条件下的运行和安全性显得尤为关键。传统的高速电梯设计注重在正常工作条件下的舒适度和效率，但对于地震条件下的设计考虑却相对较少。因此，在地震区域或容易发生地震的建筑物中，需要进行高速电梯的特殊设计，以确保其在地震情况下的可用性和安全性。基于此，本篇文章对地震情况下高速电梯的特殊设计进行研究，以供参考。

关键词：地震情况下；高速电梯；特殊设计

引言

地震是一种破坏性的自然灾害，给城市的建筑物和基础设施带来严重威胁。高速电梯作为建筑物内重要的垂直交通工具，其安全性在地震条件下显得尤为重要。地震对高速电梯的影响，包括振动和附加荷载、结构变形和保护等方面的影响因素。地震条件下高速电梯需要考虑的设计因素，如结构抗震能力、控制系统优化和紧急疏散设施等。基于此，本文旨在探讨地震情况下高速电梯的特殊设计，以提高建筑物内乘客的安全性和避免人员伤亡。

1地震对高速电梯的影响

地震对高速电梯的影响是复杂且多样的，主要包括以下方面：地震引起的地面振动会传递到建筑物和电梯结构中，进而影响到电梯的运行和乘客体验。地震振动会导致电梯轿厢和导轨等结构产生额外的振动，并给电梯系列零部件带来附加荷载。这可能导致电梯的不稳定性、振动增大以及乘客的不适感。地震引起的地面振动和附加荷载会导致建筑物和电梯结构发生变形或破裂，从而影响电梯的正常运行。地震可能引起电梯井道、门槛和导轨等结构的变形，导致电梯系统的损坏或功能受限。同时，在地震中保护电梯和乘客的安全也是一项重要任务，如防止电梯跌落、避免触碰危险物品等。地震可能导致电力供应中断，这将直接影响到电梯的运行。如果电梯在停电期间储存的备用电力耗尽，电梯将无法提供运行和疏散功能，从而增加乘客的风险。地震会引发紧急情况，如火灾、瓦斯泄漏等，这些情况可能增加电梯的负载和使用需求。在地震条件下，电梯可能成为疏散乘客的重要通道，但可能面临疏散困难和拥堵的问题。因此，在地震条件下，需要针对以上影响因素进行特殊设计和技术改善，以确保高速电梯的可靠性和安全性。通过加强电梯结构设计，可以最大程度地减少地震对高速电梯的不利影响，提高乘客的安全性和舒适度。

2地震条件下高速电梯的设计考虑因素

在地震条件下设计高速电梯时，需要考虑以下因素：为了应对地震引起的振动和附加荷载，高速电梯的结构需要具备足够的抗震能力。这包括选择合适的材料、提供足够的结构强度和刚度，以确保电梯在地震时不会产生严重的变形或破坏。地震发生时，电梯的控制系统需要能够配合地震应急处理措施，确保乘客的安全和顺利疏散。控制系统应具备自适应性，根据实时的地震参数进行调整，保持电梯的稳定运行。此外，可以考虑在控制系统中集成地震震中预警系统，以提前发现地震并采取相应的预防措施。在地震情况下，电梯可能成为疏散乘客的主要通道之一。为了确保乘客的安全疏散，可以在电梯井道中增加紧急门，提供便捷的逃生楼梯和通道等设施。这些疏散设施应符合地震条件下的安全标准，能够有效地引导乘客迅速离开电梯。除了以上因素，还需要考虑电力供应的可靠性和备用电源的设置。因此，应采取相应的措施来确保电梯具备持续供电的能力，可以在停电期间提供运行和疏散功能。

3地震条件下高速电梯的特殊设计方案

3.1结构增强措施

3.1.1抗震隔震系统

采用抗震隔震系统将电梯与建筑物本身进行隔离，减少地震振动传递到电梯结构的影响。这种系统通常由弹簧、减振器或隔震垫片等组成，通过消耗地震能量和减轻震动传递来提高电梯的抗震性能。

3.1.2结构阻尼器

安装结构阻尼器可以减缓地震引起的结构振动。阻尼器可以通过消耗结构的动能来降低振动幅度，减轻地震对电梯的影响。这些阻尼器可以是摩擦式、粘滞式或液压式的，根据需要选择合适的类型和位置安装。

3.1.3支撑系统改进

在设计中考虑增加额外的支撑点，并使用刚性连接件来加强电梯的支撑系统。这可以提高电梯底盘和井道的整体刚度，减少地震时的结构变形和动态反应。

3.1.4加固井道门和井道壁板

井道门和井道壁板是电梯系统的重要组成部分。加固井道门可以增强其保护功能，确保在地震发生时能够正常关闭并防止乘客受到伤害。同时，加固井道壁板可以提高井道的整体稳定性和刚度，减少地震引起的井道变形和破坏。

3.1.5自动紧急制动系统

在地震发生时，自动紧急制动系统可以立即应用刹车，防止电梯发生意外位移或失控。这一系统可以通过监测地震参数并与控制系统交互，及时触发紧急制动器以保护乘客的安全。

3.2控制系统优化

3.2.1地震感应器和预警系统

安装地震感应器并与预警系统集成，可以实时监测地震参数如振动幅度、频率等，并迅速传递给电梯的控制系统。这允许电梯系统根据地震参数自动调整运行策略，例如改变加速度和减速度等参数，以提供更安全和舒适的乘坐体验。

3.2.2紧急停车和平稳减速

优化控制系统使其能够自动识别地震发生时的紧急情况，并实现紧急停车和平稳减速功能。在地震发生时，电梯可以立即停止或减速到合适的速度，以减少乘客的冲撞风险和不适感。

3.2.3过载保护和自动疏散指引

在地震情况下，电梯可能面临着过载压力。通过优化控制系统，可以实现过载保护功能，以避免电梯超载。同时，通过在控制系统中集成自动疏散指引，提供特定的疏散信息和指示，帮助乘客安全、迅速地撤离电梯。

3.3电力备用系统

3.3.1备用发电机

配备备用发电机是一种常见的电力备用系统。当地震发生导致主电网中断或电力故障时，备用发电机可以自动启动并为电梯提供所需的电力。备用发电机通常使用柴油、天然气或液化石油气等作为燃料来源，能够持续供电一段时间，确保电梯能够正常运行和疏散乘客。

3.3.2电池组

另一种备用电源设备是电池组。这些电池组通常安装在电梯控制柜内，可在电力中断时为电梯提供短期的备用电力。电池组可以通过连接到应急电源开关来提供电力，以维持电梯的基本操作，包括照明、通信和紧急呼叫功能。

3.3.3储能技术

近年来，储能技术如超级电容器和储能电池的发展已经为电梯提供了更多的备用电力选项。这些技术可以将电能存储下来，在电力中断时释放出来供电梯使用。储能技术具有高能量密度和快速响应的特点，可以提供更长时间的备用电力，确保电梯在地震发生时继续运行。

结束语

总而言之，通过采取上述特殊设计方案，可以大大提高高速电梯在地震条件下的稳定性、可靠性和安全性。这些方案通过加强结构、优化控制系统、补充疏散设施和备用电力等手段，使高速电梯能够在地震发生时继续提供可靠的垂直交通，最大限度地降低乘客的风险。

参考文献

[1]童骏.高速电梯试验塔结构设计关键技术[J].机电工程技术,2020:5.075953.

[2]包继虎.高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D].上海交通大学,2018.

[3]崔健坤,林进展,罗海军.地震中运行电梯对重脱轨原因探讨[J].机电工程技术,2018,42(08):193-196.

[4]杜小强.高速曳引电梯动态分析理论及轿厢噪声预测方法研究[D].浙江大学,2019.

[5]张鹏.高速电梯悬挂系统动态性能的理论与实验研究[D].上海交通大学,2018.