尹 浩
(中國(guó)工程物理研究院計(jì)量測(cè)試中心 四川綿陽 621999)
如今,人們對(duì)電梯的要求不再僅僅是滿足垂直交通功能,而對(duì)乘坐時(shí)視覺和心理感受的舒適程度也越來越重視。在一些星級(jí)酒店甚至一些高檔住宅,往往會(huì)運(yùn)用現(xiàn)代裝修手段將乘客接觸到的通道、層門、轎廂等部分進(jìn)行裝修,從而塑造出一個(gè)使乘客從視覺到心理都感覺舒適的電梯空間環(huán)境。然而,目前在電梯設(shè)計(jì)、安裝、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)、裝修等各個(gè)環(huán)節(jié)中,人們對(duì)電梯轎廂裝修的認(rèn)識(shí)和重視程度不足,很多人不將轎廂裝修視為一種對(duì)電梯的改造行為,從而未對(duì)裝修行為采取或采取的是錯(cuò)誤的針對(duì)性措施。近年來,由于電梯裝修引發(fā)的安全事故時(shí)有發(fā)生,如重慶市2010年就出現(xiàn)過一起導(dǎo)致一名乘客死亡的電梯剪切事故,而導(dǎo)致該事故的一個(gè)可能原因就是未對(duì)裝修后的電梯進(jìn)行適當(dāng)處理。
電梯轎廂裝修內(nèi)容一般包括轎廂地板、轎廂吊頂、轎廂壁板、轎廂扶手等,裝修的材料主要有石材、金屬、木質(zhì)、玻璃、人造材質(zhì)等幾類。在裝修過程中人們非常注重轎廂空間層次、色彩搭配、材料、光照等因素。在一些酒店,通常轎廂地板用石材,如大理石、花崗巖;壁板用金屬材質(zhì),如鏡面板、鍍金板,吊頂用人造材料,如透光柱、透光板等。這樣,裝修完成后曳引繩轎廂側(cè)一般要增加300~ 400 kg。
電梯零部件到貨后由取得資質(zhì)許可的施工單位安裝完成,施工單位自檢合格后申請(qǐng)監(jiān)督檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格辦理注冊(cè)登記后即移交用戶使用。一般直到用戶裝修房間及大廳時(shí),才由裝修公司統(tǒng)一對(duì)電梯轎廂進(jìn)行裝修。通常這些裝修公司不具有特種設(shè)備施工資質(zhì),他們關(guān)注的重點(diǎn)是裝修帶給人們視覺及心里的感受,而很少考慮對(duì)電梯運(yùn)行的影響。
如上所述,監(jiān)督檢驗(yàn)時(shí),電梯轎廂一般未進(jìn)行裝修,而裝修對(duì)電梯運(yùn)行影響較大,實(shí)際檢測(cè)時(shí)我們只考慮了對(duì)平衡系數(shù)的影響。在檢測(cè)該項(xiàng)目時(shí)檢驗(yàn)人員有兩類處理方式:(1)在未意識(shí)到轎廂以后將進(jìn)行裝修或知道轎廂以后將進(jìn)行裝修但無法估算裝修重量時(shí),不考慮裝修影響,直接以當(dāng)時(shí)未裝修的轎廂實(shí)際重量進(jìn)行平衡系數(shù)檢測(cè)。這種方式將導(dǎo)致裝修后電梯的實(shí)際平衡系數(shù)比檢測(cè)時(shí)小很多,不滿足檢驗(yàn)檢測(cè)規(guī)范對(duì)平衡系數(shù)的要求。(2)檢測(cè)人員詢問施工方后,考慮裝修影響,在平衡系數(shù)檢測(cè)前先在轎廂中加上估算的裝修重量,再按安全技術(shù)規(guī)范檢測(cè)平衡系數(shù)。這種方式使電梯在裝修前的實(shí)際平衡系數(shù)偏大,裝修后的平衡系數(shù)基本能滿足檢驗(yàn)檢測(cè)規(guī)范要求。
針對(duì)電梯裝修,安裝或維保單位一般也只考慮了裝修對(duì)電梯平衡系數(shù)的影響。電梯安裝調(diào)試時(shí),一般是按未裝修的轎廂實(shí)際重量根據(jù)平衡系數(shù)測(cè)試結(jié)果確定對(duì)重重量。使用單位找裝修公司裝修完轎廂后,該電梯的安裝或維保公司通常采取以下兩種處理方式:(1)由于各種原因?qū)ρb修后的電梯不作任何處理。(2)在裝修后根據(jù)轎廂的裝修重量相應(yīng)地增加對(duì)重重量,從而使平衡系數(shù)返回到0.4~0.5范圍內(nèi)。
如果裝修后不對(duì)電梯進(jìn)行適當(dāng)處理,則將為電梯帶來平衡系數(shù)改變、曳引能力可能不足、制動(dòng)力可能不足等安全隱患。
電梯平衡系數(shù)
k=(W-P)/ Q
式中:
W——包括對(duì)重框架和對(duì)重塊在內(nèi)的總對(duì)重重量;
P——電梯空載時(shí)轎廂的重量;
Q——電梯額定載重量。
假如額定載重量為1 000 kg的電梯,其轎廂自重約320 kg,裝修前平衡系數(shù)為0.45,則相應(yīng)地對(duì)重重量為770 kg。如裝修重量總計(jì)為250 kg,若對(duì)重不增加,則裝修后電梯平衡系數(shù)為:
k=(750-320-250)/1000=0.2
如此小的平衡系數(shù)很容易使電梯發(fā)生溜車或鐓底事故。
根據(jù)裝修材料的不同,同樣重量的裝修材料會(huì)占用不同的空間。但總的來說,裝修占用的空間面積比裝載同樣重量的乘客需要的面積小得多。根據(jù)GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中額定載重量和轎廂最大有效面積之間的關(guān)系(見表1)可知,額定載重量為1 000 kg的電梯,轎廂最大有效面積為2.4 m2;額定載重量為750 kg的電梯,轎廂最大有效面積為1.9 m2。也就是說,裝載250 kg的乘客按表1需要占用轎廂面積0.5 m2,而250 kg裝修材料使用的轎廂壁板厚度一般不會(huì)超過20 mm(有的甚至只在轎廂地板上裝大理石,不改變轎廂壁板尺寸),其占用的轎廂面積約0.12 m2。這樣,如將裝修重量看作電梯載重量的一部分,在對(duì)重不增加的情況下,電梯可能超載,而防止轎廂超載將完全依賴于電梯稱重裝置。這時(shí)如果曳引力或制動(dòng)力不足,電梯將發(fā)生溜車或鐓底事故。
表1 電梯額定載重量和轎廂最大有效面積之間的關(guān)系
以曳引比為1∶1的電梯為例,根據(jù)GB7588—2003,電梯在最低層站,轎廂裝載125%
額定載荷的裝載工況時(shí)曳引能力須滿足公式:
式中:
f——當(dāng)量摩擦系數(shù);
a——鋼絲繩在曳引輪上的包角;
T1、T2——曳引輪兩側(cè)鋼絲繩拉力。T1=(P+1.25Q+M1)g(不考慮轎底補(bǔ)償鏈與對(duì)重頂部曳引繩質(zhì)量),T2=(W+M2)g。其中M1、M2分別為曳引鋼絲繩質(zhì)量、補(bǔ)償鏈懸掛質(zhì)量,g為重力加速度。
由于轎廂重量增加,即P增加,最后導(dǎo)致T1增加,此時(shí)設(shè)為T1'。由于未采取任何措施,T2不變,則T1'/T2>T1/T2。當(dāng)電梯設(shè)計(jì)中T1/T2與efa取值相差不大時(shí),很容易造成T1'/T2>efa,從而不滿足轎廂裝載工況時(shí)的曳引能力要求,有可能造成電梯發(fā)生溜車、鐓底事故。同樣,針對(duì)電梯裝載額定載荷緊急制動(dòng)工況時(shí),由于T1增加,T2不變,T1'/T2也有可能大于efa,滿足不了緊急制動(dòng)工況時(shí)的曳引能力要求,有可能造成下行急停時(shí)不能完全制停轎廂。
裝修后增加了轎廂的自重,若對(duì)重沒有增加,有可能造成制動(dòng)力的不足,存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
增重的轎廂及對(duì)重重量還將降低鋼絲繩安全系數(shù)、增大曳引輪和導(dǎo)向輪輪軸受力、加大導(dǎo)軌彎曲應(yīng)力及壓彎應(yīng)力、載有額定載重量的轎廂有可能超過安全鉗和緩沖器的最大允許質(zhì)量等。
如果裝修后只根據(jù)轎廂的裝修重量相應(yīng)地增加對(duì)重重量,使電梯的平衡系數(shù)重新返回到0.4~0.5范圍內(nèi),這種方式雖然滿足了GB 7588-2003對(duì)平衡系數(shù)的要求,使電梯在裝載、緊急制動(dòng)及滯留工況時(shí)的曳引能力能達(dá)到要求,但會(huì)給電梯帶來對(duì)重側(cè)及轎廂側(cè)重量增加,增加了曳引機(jī)的軸荷和曳引輪輪槽的比壓,對(duì)零部件的使用壽命有一定影響。
根據(jù)《機(jī)電類特種設(shè)備安裝改造維修許可規(guī)則(試行)》[國(guó)質(zhì)檢鍋(2003)251號(hào)],轎廂重量因裝修發(fā)生變更時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)定為改造作業(yè)。裝修施工應(yīng)由有資質(zhì)的電梯制造單位或改造單位對(duì)電梯進(jìn)行詳細(xì)的力學(xué)性能、安全性能、使用壽命等方面核算,以確保電梯運(yùn)行安全。
訂貨合同簽訂時(shí),應(yīng)寫明裝修允許的最大質(zhì)量。電梯安裝時(shí)按圖施工就行了。這種方式對(duì)使用單位和安裝單位來說比較簡(jiǎn)單,不需要大量煩瑣的計(jì)算,所有驗(yàn)算工作由制造廠完成,裝修后電梯運(yùn)行條件滿足廠家設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)單位應(yīng)注意在轎廂最終完成裝修后檢驗(yàn)平衡系數(shù)。
如果合同未規(guī)定,則制造單位通常按合同約定的轎廂裝修方案設(shè)計(jì),電梯使用過程中臨時(shí)需要對(duì)電梯進(jìn)行二次裝修及重新裝修,則應(yīng)視為電梯重大改造,應(yīng)由具備電梯改造資質(zhì)的單位進(jìn)行。處理措施就是將裝修重量看作轎廂自重,不改變電梯額定載重量(實(shí)際載人數(shù)量不變)、轎廂面積,但需調(diào)整對(duì)重重量,需像設(shè)計(jì)一臺(tái)新電梯一樣重新驗(yàn)算電梯所有零部件及整機(jī)的使用壽命、力學(xué)性能、安全性能,如曳引機(jī)曳引能力、電動(dòng)機(jī)輸出功率、制動(dòng)器制動(dòng)能力、緩沖器行程等。這種處理措施比較復(fù)雜,對(duì)改造單位能力要求很高,但優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)降低電梯的安全性和輸送能力,不減小轎廂面積(這點(diǎn)對(duì)一些高檔酒店尤為重要,因?yàn)楦鶕?jù)裝修重量限制后的小面積轎廂會(huì)給乘客帶來壓抑等負(fù)面情緒)。
電梯裝修賦予了現(xiàn)代電梯新的形象,作為一種建筑設(shè)備的電梯不僅要擔(dān)當(dāng)輸送任務(wù),還要與建筑的其他部分和諧配合,給人以美的享受。GB/T 14308-1997《旅游涉外飯店星級(jí)的劃分與評(píng)定》中明確規(guī)定,高檔旅游涉外飯店必須符合“四星級(jí)以上飯店應(yīng)有高質(zhì)量客用電梯,轎廂裝修高雅”的要求。但是,對(duì)電梯采取的任何施工作業(yè)必須以電梯安全運(yùn)行為前提,電梯裝修必須視為對(duì)電梯的一種改造行為,由有資質(zhì)的單位承擔(dān)。此外,使用單位或電梯安裝維修保養(yǎng)單位還應(yīng)注意不得隨意在轎廂或轎頂放置如空調(diào)、對(duì)重塊、工具等大重量設(shè)備,否則將改變電梯正常的運(yùn)行條件,危及電梯內(nèi)乘客及貨物的安全。