胡軍偉

摘 要：隨著高層建筑的發(fā)展，超高速電梯的應用必不可少。但是其應用過程中依然存在諸多問題，這不僅讓超高速電梯的運行受到制約，而且還極容易造成安全隱患的存在。對超高速電梯發(fā)展中的問題進行分析，積極探索其相應的研究方向就顯得極為重要。基于此，本文就超高速電梯發(fā)展中存在的問題與研究方向進行分析，以供參考。

關鍵詞：超高速電梯 高層建筑 新型材料 轎廂

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0081-02

1 超高速電梯應用的意義

隨著社會經濟的發(fā)展，城市化進程的不斷加快，城市化人口分布也越來越密集，越來越多的高層、超高層的摩天大廈和地標性建筑也如雨后春筍一般涌現(xiàn)。而作為高層建筑中必不可少的電梯在這些高層建筑物中不僅占用的面積小，還能通過電氣等控制方式將乘客或貨物安全、合理、有效地運送到不同的樓層，深受人們的喜愛。但是隨著時代的發(fā)展和技術的進步，電梯的速度和容量已經無法滿足人們對電梯性能的要求，超高速電梯的出現(xiàn)則有效解決了普通電梯所存在的速度和容量不足問題，能夠帶給人們更為舒適的標準要求，為人們的生活品質提升提供了有效路徑，對于高層建筑的通行需要提供了更好的優(yōu)化條件。

2 超高速電梯發(fā)展中存在的問題

2.1 安全性問題

隨著城市化的大規(guī)模建設，越來越多的電梯出現(xiàn)在我們生活的方方面面，電梯的使用數(shù)量和使用頻率也日漸增大，近幾年來，越來越多的電梯事故出現(xiàn)在社會新聞的版圖上，威脅著人們的生命安全，還給人們造成了一定的心理壓力，使得人心惶惶。因此，超高速電梯未來的發(fā)展，首先要考慮的就是電梯的安全性。諸如電梯突然停電，電梯開門時發(fā)現(xiàn)不在平層位置或是電梯到達指定層數(shù)不開門等問題都是常遇到的安全性問題。而在超高速電梯中不僅要考慮到這些問題，更因為超高速電梯的速度更快，需要考慮的安全性問題更多，如何確保超高速電梯在啟動、運行、制動的操作設施中的安全性，會遇到哪些困難的安全性問題，如何解決，是建立超高速電梯前必須要考慮的問題。

2.2 舒適性問題

除了超高速電梯的安全性問題，另外要考慮的還有超高速電梯的舒適性。超高速電梯在行駛中，由于速度過快，面臨的突然升起或降落時所造成的失重現(xiàn)象和超重現(xiàn)象更為嚴重，失重或超重不僅會影響乘客的舒適度，嚴重的甚至會引起乘客的頭暈目眩等現(xiàn)象，影響乘客的安全。另外，在超高速電梯中需要預防的就是因速度過快使轎廂與井道中空氣相摩擦，從而產生巨大的噪聲給乘客造成噪聲污染或使乘客產生耳鳴的現(xiàn)象。還有可能會由于速度過快，電梯在快速上升或下降中無法保持平衡，使電梯出現(xiàn)左右晃動或上下震動的現(xiàn)象，也會影響乘客乘坐電梯的舒適感等。超高速電梯的產生和發(fā)展主要是為了滿足人們對電梯性能日益增長的要求，因此，如何解決乘客在乘坐超高速電梯出現(xiàn)的舒適性問題顯得尤為重要。

2.3 能源消耗問題

我國是一個人口大國，隨著社會經濟的發(fā)展，城市化進程的不斷加快，我國不僅在技術水平和生活水平上得到了很大的改善和提高，但同時也使日益加重的能源消耗問題凸顯出來。電梯作為城市建筑中使用數(shù)量和使用頻率最高的設備之一，也成為了城市建筑中最耗電的設備之一。電梯由于其特殊的曳引式結構，不僅在轎廂上下運行時耗費大量的能力，在待機狀態(tài)也會產生相當大的損耗。電梯在待機時主要將電量消耗在顯示電路和轎廂的控制以及轎廂內照明和排風設施上，而在電梯運作時，無論是電梯開關門或是上下門都造成大量的能源消耗，這些能源不僅體現(xiàn)在電梯的運作上還包括大量的能源浪費，能源回收或是降低電梯在運作或待機時的能源消耗則成為極為重要的亟待解決問題。

3 超高速電梯的研究方向

3.1 融合新型材料予以發(fā)展

安全鉗是電梯中最重要的安全部件之一，傳統(tǒng)的安全鉗都是采用銅鋼材料，在高速運行下可能會因為速度過快，安全鉗的楔塊與導軌之間的快速摩擦產生熱量從而使銅鋼材質的安全鉗被高溫熔化掉，導致安全鉗失效，造成人們在乘坐電梯時的安全隱患。關于安全鉗的材料選用不僅要注意安全鉗的耐熱性，同時還要考慮其他因素，例如使用航天領域中的復合型陶瓷材料，陶瓷材料的耐熱性很好，但是陶瓷材料的防撞性能較差。在電梯的運作中，可能會由于安全鉗與導軌之間的劇烈摩擦使導軌產生一定的變形，使安全鉗與導軌之間產生縫隙，導致安全鉗與導軌發(fā)生碰撞，而陶瓷的防撞性能較差，從而導致安全鉗的失效。因此，在選用超高速電梯的安全鉗材料時，不僅要考慮到像陶瓷材料的受熱性，同時還要具有銅鋼材料的防撞性。需要技術人員研發(fā)一種既防熱又防撞的復合型材料并廣泛使用，以確保超高速電梯在快速行駛中的安全性。

3.2 注重轎廂改進

電梯的轎廂本就在密閉的井道內，如果電梯的速度過快，就會在電梯的運行過程中受到很大的空氣阻力，使轎廂與空氣產生較大的摩擦，從而形成大量的噪聲，并且會使電梯來回晃動，影響高速電梯中乘客的舒適度，為減少這一情況，需要我們對電梯的轎廂進行改進。根據(jù)汽車的發(fā)展史我們可以發(fā)現(xiàn)，汽車從原始的四方形改為現(xiàn)在的上方為流線型的車型，不僅是為了美觀，更大一部分是為了減少汽車頭部與空氣之間的接觸面積，減少空氣阻力。同樣的原理，高鐵的車身外形也是流線型，這樣能夠符合空氣的動力學。使汽車和高鐵能夠快速穩(wěn)定地行駛。電梯的轎廂可以借鑒這一原理，在四四方方的立體電梯轎廂的頂部和底部添加流線型的整流罩，減少轎廂在高速上升或下降的過程中與空氣之間的摩擦，降低空氣阻力，從而降低轎廂的噪聲和晃動。另外，還可以調整電梯轎廂內在升降過程中的氣壓，減小或消除乘客在升降過程中產生的不適感等。

3.3 強化驅動技術

電梯的驅動系統(tǒng)是一種最常見的運動控制系統(tǒng)，通過它控制電梯的啟動、加速、勻速、減速、停止等運動方式。而電梯的驅動系統(tǒng)直接影響了乘客在乘坐電梯時的晃動、噪聲等舒適度。常見的驅動方式有：交流雙速驅動系統(tǒng)和交流調壓調速系統(tǒng)。前者主要是采用兩個不同極對數(shù)的繞組，線路簡單，不僅耗能大，乘客乘坐的舒適度也差。后者調速性能相對好一點，但是本質上并沒有太大的改變，并且在調速時，大量的轉差功率被消耗，還會導致電動機快速發(fā)熱。因此，技術人員應該強化驅動系統(tǒng)的驅動能力，采用高速化大容量的驅動技術，使電梯不僅在結構上大幅度改進，在運行性能上也逐漸提高，使超高速電梯不僅能夠超速行駛，還能確保在超速行駛的過程中乘客的安全性和舒適度。

3.4 注重節(jié)能環(huán)保

除了超高速電梯在行駛中乘客的安全性和舒適度等問題，最嚴重的就是超高速電梯在行駛中的能源消耗問題。雖然就目前來說，我們無法決定幾個人同時乘坐電梯運行，但是我們可以在其他方面減少能源的消耗。例如在電梯的運行中，應著重注意防止出現(xiàn)電梯的空運行或是附近的電梯無故在同一層暫停。另外，電梯在加速、減速的變化中會消耗大量的能量，這就需要盡可能地減少電梯在不同樓層的停梯次數(shù)，提高電梯的運行效率。同時，最主要的是探討如何減少大量的能源消耗，使能源能夠回收利用等。融入環(huán)保理念，促使超高速電梯的節(jié)能運行快速上線則成為重要的研究方向。

4 結語

超高速電梯的發(fā)展已日漸展現(xiàn)出其明晰的發(fā)展趨勢，只有積極解決其發(fā)展中存在的諸多問題，才能夠讓其以更好的性能為人們提供更為優(yōu)質的服務。通過驅動技術的開發(fā)、新型材料的應用、轎廂安全性、舒適性的改進、節(jié)能環(huán)保理念的應用則可以讓超高速電梯的發(fā)展越來越好，讓超高速電梯為人們生活質量的提高提供重要支撐。

參考文獻

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