超高速電梯發(fā)展中存在的問題與研究方向

胡軍偉

摘 要：隨著高層建筑的發(fā)展，超高速電梯的應(yīng)用必不可少。但是其應(yīng)用過程中依然存在諸多問題，這不僅讓超高速電梯的運(yùn)行受到制約，而且還極容易造成安全隱患的存在。對(duì)超高速電梯發(fā)展中的問題進(jìn)行分析，積極探索其相應(yīng)的研究方向就顯得極為重要?；诖耍疚木统咚匐娞莅l(fā)展中存在的問題與研究方向進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：超高速電梯 高層建筑 新型材料 轎廂

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（c）-0081-02

1 超高速電梯應(yīng)用的意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市化人口分布也越來(lái)越密集，越來(lái)越多的高層、超高層的摩天大廈和地標(biāo)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(yùn)送到不同的樓層，深受人們的喜愛。但是隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電梯的速度和容量已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)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(biāo)準(zhǔn)要求，為人們的生活品質(zhì)提升提供了有效路徑，對(duì)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(shè)，越來(lái)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(lái)，越來(lái)越多的電梯事故出現(xiàn)在社會(huì)新聞的版圖上，威脅著人們的生命安全，還給人們?cè)斐闪艘欢ǖ男睦韷毫?，使得人心惶惶。因此，超高速電梯未?lái)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(shí)發(fā)現(xiàn)不在平層位置或是電梯到達(dá)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?yàn)槌咚匐娞莸乃俣雀欤枰紤]的安全性問題更多，如何確保超高速電梯在啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)的操作設(shè)施中的安全性，會(huì)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(shí)所造成的失重現(xiàn)象和超重現(xiàn)象更為嚴(yán)重，失重或超重不僅會(huì)影響乘客的舒適度，嚴(yán)重的甚至?xí)鸪丝偷念^暈?zāi)垦５痊F(xiàn)象，影響乘客的安全。另外，在超高速電梯中需要預(yù)防的就是因速度過快使轎廂與井道中空氣相摩擦，從而產(chǎn)生巨大的噪聲給乘客造成噪聲污染或使乘客產(chǎn)生耳鳴的現(xiàn)象。還有可能會(huì)由于速度過快，電梯在快速上升或下降中無(wú)法保持平衡，使電梯出現(xiàn)左右晃動(dòng)或上下震動(dòng)的現(xiàn)象，也會(huì)影響乘客乘坐電梯的舒適感等。超高速電梯的產(chǎn)生和發(fā)展主要是為了滿足人們對(duì)電梯性能日益增長(zhǎng)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(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)不僅在技術(shù)水平和生活水平上得到了很大的改善和提高，但同時(shí)也使日益加重的能源消耗問題凸顯出來(lái)。電梯作為城市建筑中使用數(shù)量和使用頻率最高的設(shè)備之一，也成為了城市建筑中最耗電的設(shè)備之一。電梯由于其特殊的曳引式結(jié)構(gòu)，不僅在轎廂上下運(yùn)行時(shí)耗費(fèi)大量的能力，在待機(jī)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的損耗。電梯在待機(jī)時(shí)主要將電量消耗在顯示電路和轎廂的控制以及轎廂內(nèi)照明和排風(fēng)設(shè)施上，而在電梯運(yùn)作時(shí)，無(wú)論是電梯開關(guān)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(yùn)作上還包括大量的能源浪費(fèi)，能源回收或是降低電梯在運(yùn)作或待機(jī)時(shí)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(yùn)行下可能會(huì)因?yàn)樗俣冗^快，安全鉗的楔塊與導(dǎo)軌之間的快速摩擦產(chǎn)生熱量從而使銅鋼材質(zhì)的安全鉗被高溫熔化掉，導(dǎo)致安全鉗失效，造成人們?cè)诔俗娞輹r(shí)的安全隱患。關(guān)于安全鉗的材料選用不僅要注意安全鉗的耐熱性，同時(shí)還要考慮其他因素，例如使用航天領(lǐng)域中的復(fù)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(yùn)作中，可能會(huì)由于安全鉗與導(dǎo)軌之間的劇烈摩擦使導(dǎo)軌產(chǎn)生一定的變形，使安全鉗與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致安全鉗與導(dǎo)軌發(fā)生碰撞，而陶瓷的防撞性能較差，從而導(dǎo)致安全鉗的失效。因此，在選用超高速電梯的安全鉗材料時(shí)，不僅要考慮到像陶瓷材料的受熱性，同時(shí)還要具有銅鋼材料的防撞性。需要技術(shù)人員研發(fā)一種既防熱又防撞的復(fù)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(jìn)

電梯的轎廂本就在密閉的井道內(nèi)，如果電梯的速度過快，就會(huì)在電梯的運(yùn)行過程中受到很大的空氣阻力，使轎廂與空氣產(chǎn)生較大的摩擦，從而形成大量的噪聲，并且會(huì)使電梯來(lái)回晃動(dòng)，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(duì)電梯的轎廂進(jìn)行改進(jìn)。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(dòng)力學(xué)。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(dòng)。另外，還可以調(diào)整電梯轎廂內(nèi)在升降過程中的氣壓，減小或消除乘客在升降過程中產(chǎn)生的不適感等。

3.3 強(qiáng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種最常見的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，通過它控制電梯的啟動(dòng)、加速、勻速、減速、停止等運(yùn)動(dòng)方式。而電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接影響了乘客在乘坐電梯時(shí)的晃動(dòng)、噪聲等舒適度。常見的驅(qū)動(dòng)方式有：交流雙速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)。前者主要是采用兩個(gè)不同極對(duì)數(shù)的繞組，線路簡(jiǎn)單，不僅耗能大，乘客乘坐的舒適度也差。后者調(diào)速性能相對(duì)好一點(diǎn)，但是本質(zhì)上并沒有太大的改變，并且在調(diào)速時(shí)，大量的轉(zhuǎn)差功率被消耗，還會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)快速發(fā)熱。因此，技術(shù)人員應(yīng)該強(qiáng)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力，采用高速化大容量的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使電梯不僅在結(jié)構(gòu)上大幅度改進(jìn)，在運(yùn)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(yán)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(lái)說(shuō)，我們無(wú)法決定幾個(gè)人同時(shí)乘坐電梯運(yùn)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(yùn)行中，應(yīng)著重注意防止出現(xiàn)電梯的空運(yùn)行或是附近的電梯無(wú)故在同一層暫停。另外，電梯在加速、減速的變化中會(huì)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(yùn)行效率。同時(shí)，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(yùn)行快速上線則成為重要的研究方向。

4 結(jié)語(yǔ)

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(shì)，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(zhì)的服務(wù)。通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)的開發(fā)、新型材料的應(yīng)用、轎廂安全性、舒適性的改進(jìn)、節(jié)能環(huán)保理念的應(yīng)用則可以讓超高速電梯的發(fā)展越來(lái)越好，讓超高速電梯為人們生活質(zhì)量的提高提供重要支撐。

參考文獻(xiàn)

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