直升電梯被動(dòng)保護(hù)措施及方案設(shè)計(jì)

□ 康國(guó)強(qiáng)

一、引言

在高樓林立的今天，電梯成為人們生活中比汽車(chē)使用頻率還高的交通設(shè)備已是不爭(zhēng)的事實(shí)。但是直升電梯屢屢傷人的案例卻給天天使用它的人們心里留下深深的陰影。如東莞市虎門(mén)鎮(zhèn)宜家花園一業(yè)主被卡在電梯轎廂底板與電梯門(mén)框之間致死;2014年9月14日，華僑大學(xué)廈門(mén)校區(qū)綜合教學(xué)樓一電梯突然發(fā)生故障，一名大四男生卡在梯轎廂底板與樓層混凝土間不幸殞命;轎廂失重墜落類(lèi)的事故也時(shí)有發(fā)生。這些慘痛的教訓(xùn)引起了社會(huì)對(duì)直升電梯被動(dòng)保護(hù)措施這一問(wèn)題的深深思考。

二、電梯傷人類(lèi)型

根據(jù)電梯傷人發(fā)生的時(shí)機(jī)和特點(diǎn)，大致可分為卡切類(lèi)傷害、墜落類(lèi)傷害、轎廂失重類(lèi)傷害、困閉類(lèi)傷害等四類(lèi)。每一類(lèi)電梯傷人事件，都有對(duì)應(yīng)的電梯故障原因。

三、電梯事故分類(lèi)及原因分析

根據(jù)電梯事故原因性質(zhì)可歸納為以下四類(lèi)。第一類(lèi)，軟件原因。主要指電梯控制程序?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)缺陷或錯(cuò)誤可能導(dǎo)致上行溜梯、門(mén)鎖開(kāi)閉異常，往往造成剪切類(lèi)傷害、墜落類(lèi)傷害、困閉類(lèi)傷害等。第二類(lèi)，硬件故障。主要指與電梯運(yùn)行相關(guān)的電動(dòng)機(jī)、電纜、曳引輪、鋼絲繩、制動(dòng)系統(tǒng)、安全鉗等部件。硬件維護(hù)不當(dāng)或損壞可導(dǎo)致失重溜梯、制動(dòng)閘失靈故障，可造成失重傷害。第三類(lèi)，供電故障，主要由臨時(shí)停電造成。供電故障往往造成困閉乘客類(lèi)傷害。第四類(lèi)，人為原因。主要指人的不規(guī)范行為。以上四類(lèi)原因，既有人為安全原因，也有設(shè)備的不安全狀態(tài)原因，二者時(shí)?；橐蚬斐筛黝?lèi)電梯事故。

四、電梯被動(dòng)安全措施和方案

(一)防墜保護(hù)方案。

1.防墜保護(hù)原理。防墜保護(hù)的中心含義是保護(hù)，就是墜落保護(hù)的意思。墜落類(lèi)電梯傷害主要有墜入井底和墜至轎頂兩類(lèi)。都是在層門(mén)異常開(kāi)啟，轎廂沒(méi)有停在相應(yīng)層位時(shí)造成的墜落傷害。根據(jù)墜落高低，輕則致傷，重則致死。防墜保護(hù)就是利用了縮短墜落距離和改善著落面的彈性條件來(lái)保護(hù)墜落者這個(gè)原理。

2.防墜網(wǎng)概念設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)防墜保護(hù)，擬在電梯轎廂與井底之間、轎廂與井頂增設(shè)若干層(大致按每1層樓設(shè)1層網(wǎng))防墜網(wǎng)，等間距布設(shè)。防墜網(wǎng)初步設(shè)計(jì)成四邊形，比轎廂橫截面投影略大，四角用活動(dòng)卡環(huán)卡在導(dǎo)軌上，各卡環(huán)之間用軟繩連接。轎廂上連接繩頂端固定于井頂，轎廂下連接繩頂固定于轎廂底部。卡環(huán)可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)。以轎廂下防墜網(wǎng)為例，當(dāng)轎廂上行時(shí)，防墜網(wǎng)分層掛起，當(dāng)轎廂下行時(shí)，防墜網(wǎng)疊放于井底。轎廂上相同。如此一來(lái)，當(dāng)出現(xiàn)墜落意外時(shí)，當(dāng)事人就不至于有生命危險(xiǎn)了。

3.防墜網(wǎng)材質(zhì)要求和存在的應(yīng)用困難。防墜網(wǎng)擬采用高強(qiáng)度、質(zhì)量輕、彈性適中、耐腐蝕(耐水腐蝕、耐油腐蝕、耐霉變腐蝕等)防火材料制成。連接繩材質(zhì)除應(yīng)具有防墜網(wǎng)大部分特性外，尚需柔軟、能自由折疊性能，但不需要彈性。只有通過(guò)慎重選材，才能保證防墜網(wǎng)既能達(dá)到預(yù)期功能，又能保證安全、耐用、低耗。影響防墜網(wǎng)使用的最大困難是井道內(nèi)鋼絲繩、隨行電纜、對(duì)重等設(shè)施的干擾。相信通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的巧妙設(shè)計(jì)，這些問(wèn)題可以迎刃而解。

(二)電梯防剪切方案。

1.防剪切翻板原理。剪切類(lèi)傷人案例是最讓人不忍賭不忍聞的慘烈事故。雖然電梯有剪切保護(hù)設(shè)計(jì)，但事實(shí)證明，這種基于機(jī)電設(shè)備控制的主動(dòng)保護(hù)措施并不可靠。若要從根本上消除此種隱患，就要痛下決心從修改電梯轎廂結(jié)構(gòu)和電梯井道壁結(jié)構(gòu)入手，突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，補(bǔ)充被動(dòng)保護(hù)措施。從電梯卡切事故案例可以看出，電梯對(duì)人的卡切傷害主要是在上或下行溜梯過(guò)程中，轎廂底板邊緣或頂框邊緣與樓層混凝土形成反向剪切作用，致使人體遭受剪斷、剪切和擠壓傷害。這種傷害都是致命的。防剪切翻板就是將轎廂頂緣、底板邊緣以及層門(mén)地坎設(shè)計(jì)成翻板結(jié)構(gòu)，當(dāng)轎廂與樓層相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且二者之間卡有物體時(shí)，二者之間總有一方能在不大的力度(需試驗(yàn)確定)下自由翻轉(zhuǎn)，從而消除剪切能量，同時(shí)切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)(上行溜梯時(shí))，從而對(duì)卡塞人體起到保護(hù)作用。

2.防剪切翻板概念設(shè)計(jì)。方案一:將轎廂門(mén)的上、下底板邊緣部分設(shè)計(jì)成可以向上翻折的翻板。因?yàn)榉宀糠种荒軓脑恢孟蛏戏郏瑢?duì)乘客沒(méi)有墜漏危險(xiǎn)。樓層門(mén)口前緣底板同樣設(shè)計(jì)成可以上翻的翻板結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)翻板翻折目的，轎廂門(mén)和樓層門(mén)形式和結(jié)構(gòu)都要做相應(yīng)調(diào)整。此方案擬將轎門(mén)設(shè)計(jì)成凹弧形，而層門(mén)設(shè)計(jì)成凸弧形。這樣在兩個(gè)相對(duì)的弧門(mén)之間就形成一個(gè)橄欖形平面。橄欖形平面沿長(zhǎng)軸一分為二，作為轎廂和樓層翻板設(shè)計(jì)的各自面積。弧形翻板的軸設(shè)計(jì)在與弧線玄線平行的切線位置(弧形翻板有可能左右一分為二活動(dòng)鏈接更好)。這一方案最大的難點(diǎn)是電梯井道壁結(jié)構(gòu)需要改變。方案二:與方案一不同的是井道壁結(jié)構(gòu)保持不變，而把轎門(mén)改為凹弧形門(mén)，頂、底板設(shè)計(jì)成雙向翻板結(jié)構(gòu)。翻板向上可自由翻轉(zhuǎn)，與方案一相同。翻板向下需達(dá)到一定條件才能翻轉(zhuǎn)。這個(gè)條件是通過(guò)翻板上一個(gè)帶滾軸的橫向機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)遇到卡人事故時(shí)，翻板邊緣及滾軸受水平擠力向后退縮，與滾軸聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)打開(kāi)，從而達(dá)到整個(gè)翻板向下翻轉(zhuǎn)的條件，最終避免對(duì)人體造成致命傷害。這一方案的關(guān)鍵設(shè)計(jì)是雙向翻板向下翻轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，既要保證平常使用的安全，又要能在意外情況及時(shí)打開(kāi)安全銷(xiāo)，確保向下翻轉(zhuǎn)萬(wàn)無(wú)一失。此外，經(jīng)過(guò)翻板設(shè)計(jì)的電梯，當(dāng)出現(xiàn)卡切意外時(shí)(上行溜梯或下行溜梯)，弧形門(mén)外的翻板能自由翻轉(zhuǎn)，給人體留出避難空間，消除相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切作用，減輕人員傷害，理論上是可以避免死亡案例的。防剪切翻板只是基于功能需要的概念設(shè)計(jì)，要使其步入模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)酥翍?yīng)用，尚需電梯行業(yè)專(zhuān)家和設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)、材料、美觀等方面付出巨大的努力。

(三)電梯井道通風(fēng)建議?，F(xiàn)在直升電梯，尤其是全封閉井道電梯，當(dāng)層門(mén)、安全門(mén)等開(kāi)口關(guān)閉狀態(tài)下幾乎為全封閉，當(dāng)發(fā)生困閉意外時(shí)常引起被困人員缺氧，甚至?xí)炟?。為防止火?zāi)蔓延，井道應(yīng)少留開(kāi)口，這是規(guī)范要求，無(wú)可非議。但還是建議設(shè)計(jì)人員克服困難，根據(jù)井道的具體情況，結(jié)合防火設(shè)計(jì)，增加通風(fēng)孔隙，保證井道及轎廂內(nèi)空氣充足，以防不測(cè)。

五、結(jié)語(yǔ)

一次次電梯事件，扣動(dòng)著人們脆弱的神經(jīng)，如蕩起湖水漣漪的石子，水波過(guò)后湖面又恢復(fù)依舊的平靜。在人們即將淡忘這些血淋淋的電梯傷人事件之際，希望業(yè)界人士開(kāi)拓思路，付諸行動(dòng)，從而保證電梯安全，避免傷害事件的再次發(fā)生。也倡議有關(guān)管理部門(mén)參與進(jìn)來(lái)，加強(qiáng)電梯被動(dòng)保護(hù)措施，使電梯安全這一問(wèn)題徹底得以解決，在高層建筑日益增多的今天，讓人們?cè)谙硎茈娞荼憬莸耐瑫r(shí)，也會(huì)安心、放心地乘坐。

［1］中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社第三編輯室，天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院.電梯標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)匯編［R］.2009

［2］GB7588—2003，電梯制造與安裝安全規(guī)范［S］.

［3］GB24803.1—2009，梯安全要求.第一部分:電梯基本安全要求［S］.

［4］GB24804—2009，提高再用電梯安全性規(guī)范［S］.