高層建筑擦窗機的發(fā)展歷程和趨勢分析

王旭日

【摘 要】本文概要介紹了我國高層建筑擦窗機的發(fā)展歷程、現狀和未來的發(fā)展趨勢，并對我國加速發(fā)展擦窗機行業(yè)提出個人看法。

【關鍵詞】擦窗機；BMU；吊籃；建筑物外飾面

Development of high-rise buildings rub and trends analysis window Machines

Wang Xu-ri

（Tang Kehua Electric Power Equipment Co.， Ltd. in Beijing， Hebei Branch Handan Hebei 056001）

【Abstract】This article outlines the development process of high-rise buildings rub windows machine status and future trends， and to accelerate the development of our industry， the gondola made personal views.

【Key words】BMU；BMU；Gondola；Finishes outside the building

1. 引言

1.1 隨著現代城市建筑的日益發(fā)展，作為一個城市、企業(yè)象征的高層、綜合性建筑的外飾面，大多采用高級而又美觀的裝飾材料。為了使建筑物永保青春，減緩由于自然環(huán)境造成的城市建筑的老化過程，其外墻的定期清洗、維護、裝飾越來越引起人們的高度重視，安全、實用、高效的外墻面清洗維護系統(tǒng)（擦窗機）已經成為高檔建筑的一個必備設備。擦窗機Building Maintenance Unit（簡稱BMU）。

1.2 擦窗機主要有以下幾個功能：

維護：可以承載兩名工作人員對建筑物外飾面進行檢查和維護。

清潔：可以承載兩名工作人員定期對建筑物外飾面進行保潔、維修，可以使建筑物的外觀保持整潔并風貌常新。

應急：在火災等特殊情況下，可以垂直運送被困人員。

運輸：可以垂直吊運一些電梯無法運送的物品和部件。

2. 擦窗機的發(fā)展歷程及現狀

2.1 我國擦窗機是在高處作業(yè)吊籃技術的基礎上發(fā)展起來的，在上世紀80年代末，高層建筑在我國逐步出現，我國開始從德國、日本、荷蘭、盧森堡等國家進口擦窗機產品。進入2000年以后，隨著我國城市化建設的快速發(fā)展，各地通過高層建筑提升城市形象的要求，出現了越來越多的高層建筑，必然會加大對擦窗機的需求。因此在我國，擦窗機在城市建設中應用也越來越廣泛，而且呈現出迅猛增長的勢頭。從國外進口擦窗機雖然能夠滿足我們的使用要求，同時也存在有成本高，設備供貨期長，維護不方便等許多問題。

2.2 擦窗機在國外起步較早，目前國際著名擦窗機企業(yè)的產品都已進入了中國市場。這些企業(yè)的產品種類齊全，性能穩(wěn)定，研發(fā)能力強，能適應各種復雜建筑外墻立面的清洗和維護的要求。

2.3 而我國擦窗機產品則起步發(fā)展較晚。

（1）上世紀八十年代中期，中國建筑科學研究建筑機械化研究分院、上海房屋科學研究院、北京建筑工程研究院等科研單位與國內的一些企業(yè)合作，在借鑒歐洲高處作業(yè)吊籃產品相關技術的基礎上，開發(fā)研制了國產的建筑外墻施工用高處作業(yè)吊籃，并通過了省、部級鑒定，并投入批量生產。到了八十年代后期，中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院為長安街上的中國人民銀行金融中心研制了國內第一臺建筑外墻清潔用擦窗機，填補了國內該類產品的空白。該產品是在高處作業(yè)吊籃的基礎上，對懸掛吊籃屋面支架根據建筑物樓頂的特殊結構按非標設計完成，產品于1989年通過了部級鑒定。

（2）此后建筑機械化分院又與北京建筑運輸機械廠合作，為西安東方大酒店項目研制了國內第一臺上卷揚型輪載式擦窗機，并通過了北京市組織的檢測、鑒定。之后國內一些企業(yè)和單位如北京清華紫光土木公司、北京建筑工程研究院等也相繼開發(fā)了同類產品。但相對于國外總體來說，品種型號較少，技術性能相比還存在較大差距。到了上世紀九十年代中期，我國擦窗機產品進入了迅速發(fā)展階段，通過消化吸收國外的先進技術，一些國內企業(yè)迅速開發(fā)出了多種型式的產品，也相繼成立了多家專業(yè)性公司。

（3）目前國內已有50多家生產吊籃和擦窗機的企業(yè)。據中國工程機械協(xié)會裝修與高空作業(yè)機械分會初步統(tǒng)計，擦窗機產、銷量從2000年到2005年間增長了7%～10%。為適應市場需求，提升產品質量，2003年我國頒布了《擦窗機》國家標準GB19154-2003，為該產品的發(fā)展和進步起到了積極的促進作用。目前國內擦窗機生產廠家已發(fā)展到二十多家，形成了軌道式、輪載式、懸掛式、插桿式、滑梯式5種型式的系列產品，年產量約為400～500臺套，產值約3～4億。隨著我國法律、法規(guī)的不斷健全，文明程度的提升，大廈物業(yè)管理制度的建立，對高層建筑外墻的定期清洗及檢修維護，已越來越得到人們的高度重視。大繩吊板人工清洗方式終將被取締，擦窗機則是完成高層建筑外墻作業(yè)最安全、實用、高效的專用常設設備。安裝擦窗機的必要性已得到了普遍認可。高層建筑設計獨特，標新立異，要求的擦窗機型式也不盡相同，因此高層建筑在建筑設計時就要考慮擦窗機的安裝型式，結構設計的承載要求，屋面的預留通道，擦窗機的停泊機位，與擦窗機專業(yè)公司、幕墻公司的配合設計等。高層建筑擦窗機就好比電梯，已成為一個大廈功能齊備標志的常設設備，得到了人們的普遍共識。

3. 我國擦窗機的發(fā)展趨勢

擦窗機是一種科技含量較高的機電一體化設備，它也是一個和建筑設計及建筑施工密切關聯(lián)的機械設備，所以涉及的知識面和專業(yè)面比較廣。就我國目前現有的產品而言，雖然產品的品種和產品的性能已經有了很大的進步，但總體技術性能與國外先進廠家的產品相比還是存在著一定差距。因此，我國擦窗機發(fā)展的總趨勢是致力于擴大作業(yè)范圍，滿足不同建筑的需要，讓產品系列化，多功能，多適用性，完善安全機構的設計、落實關鍵部件考核試驗，確保設備及作業(yè)人員的安全，并對產品的結構進行調整，重視企業(yè)的創(chuàng)新。

3.1 擴大作業(yè)范圍，滿足不同的需要。

（1）擦窗機產品需根據建筑物的高度、立面及屋面結構、承載、設備的通行空間等多方面因素來定型，僅一種型式是不能滿足建筑結構需求的，所以要研發(fā)各種形式和不同規(guī)格的產品。

（2）除了軌道式外，目前企業(yè)還開發(fā)有輪載式、懸掛式、插桿式、臺車式、滑車式、滑梯式等多種型式的擦窗機。其中軌道式的吊臂結構也要多樣化，包括單臂、雙臂、固定臂、變幅臂和伸縮臂等。國外技術成熟的廠家開發(fā)了許多新型結構型式的擦窗機使其具有較大作業(yè)范圍，滿足特殊建筑物的要求，如荷蘭的LALESSE公司開發(fā)了可回轉和伸縮的工作平臺解決了外墻凹進立面的清洗維護作業(yè)，其最大工作平臺可向前伸展可達6m。挪威的KOLTAK公司和芬蘭的ROSTEK公司開發(fā)的懸掛式擦窗機，其電動爬軌器除可在水平軌道上行走外，傾斜軌道、圓弧軌道、垂直軌等都可行走作業(yè)。德國的MANNESMANN公司和澳大利亞COX公司為解決多個立面的清洗和維護作業(yè)，開發(fā)了伸縮臂式擦窗機，其最大伸出距離達45m。目前我國已開發(fā)應用的擦窗機吊臂最大伸出距離達到了40m，工作平臺伸縮量可達4m。

3.2 產品的系列化。

系列化是擦窗機發(fā)展的重要趨勢。所以要逐步實現產品系列化，從微型到大型不同規(guī)格的產品。這樣可以明顯縮短更新?lián)Q代的周期，還能大大提高企業(yè)在國內、國際市場中的競爭能力和抗風險能力。大型產品特點是科技含量較高，研發(fā)與生產周期較長，投資較大、市場容量有限，但市場競爭相對較少，產品的利潤相對較高。相對于我國目前本行業(yè)產品，在系列化上就顯得很單薄，所以這方面要引起重視。事實證明，單一產品的生命周期是有限的，它的抗風險能力很低。企業(yè)必須盡快開發(fā)完善系列產品，努力向產品系列化，高效和節(jié)能方向發(fā)展。

3.3 產品的安全性。

3.3.1 操作人員的作業(yè)安全始終擦窗機技術發(fā)展的最重要環(huán)節(jié)。近年來為了進一步提高作業(yè)安全性，德國、澳大利亞、英國、比利時等國廠家在設備的電氣、液壓、制動以及傳動機構和結構等方面都設計了安全保護系統(tǒng)。如德國MANNESMANN公司研制的上卷揚式擦窗機，除具備主制動、卷揚超速保護、后備制動保護、防撞保護、超載保護等裝置外，在卷揚系統(tǒng)中還增設了鋼絲繩防松保護裝置、防亂繩保護裝置。比利時POWERCLLM BER公司增設了以下安全裝置對原爬升吊籃式擦窗機進行了改進：

（1）工作懸吊鋼絲繩上設計電力聯(lián)鎖的超速制動保護裝置；

（2）后備安全鋼絲繩上設計吊籃防松落保險裝置；

（3）吊籃工作懸吊鋼絲繩斷裂或傾斜時自動鎖緊保護裝置；

（4）當安全裝置起動時，電力自動中斷裝置；

（5）當吊籃超載時電力自動中斷裝置。

3.3.2 此外，在近期的產品開發(fā)中，德國、澳大利亞、日本擦窗機產品采用了工作參數的自動監(jiān)控和故障自動診斷技術，設備的遠程監(jiān)控，使產品的自動化程度、使用的安全性、可靠性及工作效率都得到了明顯的提高。

3.3.3 我國擦窗機產品在安全保護系統(tǒng)研究上也有了取得了較大進步。中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院和北京凱博擦窗機械技術公司合作承擔了建設部“九五”科技攻關項目“墻面清洗、維護裝修設備”，并研制了新一代的機、電、液一體化擦窗機產品。在安全保護系統(tǒng)方面，除以上所述國外的安全裝置外，在上卷揚式擦窗機超速保護裝置中，又創(chuàng)新設計了電控保護系統(tǒng)，使設備具備機械和電控雙重保護，使產品的可靠性更加提高。

3.3.4 擦窗機能否安全、平穩(wěn)、迅速地抵達工作位置進行作業(yè)，并使操作人員具有安全感，主要取決于該產品的使用性能，尤其是操作性能。國外廠商為了增強產品的國際競爭能力，很重視產品操作性能的完善。一些公司廣泛在擦窗機上采用了計算機控制及交流調速控制系統(tǒng)。在這方面北京凱博擦窗機械技術公司，率先在國內開發(fā)出了具有國際先進水平的變頻調壓調速控制系統(tǒng)，采用一臺變頻器對多臺電機進行分時控制，做到了擦窗機每一個動作都是軟啟動軟著陸，降低了系統(tǒng)的震動和沖擊，同時也降低了機械設計和機械傳動的成本。在電氣控制部分中采用了電腦可編程序控制器（PC機）邏輯控制，使很多控制和功能用程序來完成，減少了系統(tǒng)的硬件，大大提高了設備工作的平穩(wěn)性和可靠性。此外，利用可編程控器智能化的特性，可以檢測機械的運行速度，配合相應的執(zhí)行元件帶動機械制動器，可達到雙重安全制動保護的目的。

3.4 產品結構的升級問題。

我國的擦窗機這些年雖然發(fā)展較快，但是在高端產品開發(fā)，新技術應用方面與國外的一些著名公司還有相當大的差距。尤其是產品的智能化控制方面，因此，擦窗機的發(fā)展要走高起點、高檔次的精品化路線，才能使產品進一步走向世界。

4. 擦窗機的展望

隨著中國經濟水平的提高和現代建筑技術的發(fā)展，勞動成本也在不斷的上漲。對安全，環(huán)保越來越重視，同樣對擦窗機的需求量也在大幅度的增長。同時在中國建造的摩天大樓的數量占全球數量的一半還多，中國已成為建造摩天大樓的“頭號主力”。目前中國正在建設的摩天大樓總數量已經超過200座，相當于美國現有同類摩天大樓的總數。未來3年，平均每5天將有一座摩天大樓在中國封頂。5年后，中國的摩天大樓總數將超過800座，達到現今美國總數的4倍。巨大的市場，也要求我們在學習國外先進技術的同時，可以結合我國的現狀，發(fā)展具有中國特色的設備，符合中國市場需求的設備。

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[6] 中華人民共和國國家標準（GB 19154-2003）.