電梯土建圖設計探討和重要性研究

吳傳君

摘要：本文主要介紹了電梯土建圖的概念、設計流程，側重對于電梯土建圖設計的重要性進行闡述，并對設計中經(jīng)常遇到的問題提出具體對策和建議。

關鍵詞：土建尺寸;電梯設計;安全性;措施

隨著人類社會的飛速發(fā)展，有限的土地日益成了稀缺的珍貴資源，于是向空間延伸的高樓大廈便應運而生，萬丈高樓平地起，垂直運輸?shù)男枨蟠呱穗娞莸陌l(fā)明、發(fā)展。時值今日，電梯技術已非常成熟和規(guī)范，世界上林林總總的電梯品牌也數(shù)不勝數(shù)。這里我想談談電梯設計中往往被忽視，但又無比重要的一環(huán)：電梯土建圖設計，國外俗稱LAYOUT或定心圖設計。

本人從事電梯設計十六年多，從電梯的土建設計、部品設計及至系統(tǒng)總成都有所涉獵，從中發(fā)現(xiàn)如果把電梯設計、生產(chǎn)、制造、安裝、驗收當成一個系統(tǒng)工程來說，那么電梯土建圖設計則是其中的根本、靈魂和總綱，更是品質的把控點。電梯最終適用性、安全性很大程度上取決于電梯前期規(guī)格對接和土建圖的繪制。

對于電梯土建布置圖，凡是從事電梯行業(yè)的同仁或多或少都會有所接觸，顧名思義，和電梯和土建設計均有關系。一般設計思路為：根據(jù)設計院建筑施工圖和結構施工圖提取井道數(shù)據(jù)，包括井道平面尺寸、層高數(shù)據(jù)、頂層凈高、基坑深度、門洞預留信息、圈梁設置信息及電梯井道特殊突出物，然后再結合甲方載重、速度要求，采用公司相應標準進行設計工作。圖面一般包含有以下幾部分信息：一、平面布置圖，主要是電梯轎廂、對重在建筑平面中的布局，此為整個電梯土建設計圖的靈魂和中樞，由之可以得知電梯的轎廂尺寸、開門尺寸、對重位置，電梯和井道的相對位置等非常重要的信息;二、電梯剖面（立面）圖，從此圖中可以了解到電梯的提升高度、井道總高、底坑深度、頂層凈高、圈梁設置間距、電梯緩沖器設置等電梯縱向信息;三、廳門留孔圖，圖面主要反映電梯門洞的留置情況，門洞寬高和開門尺寸的關系，門頭梁的設置要求;四、機房平面圖（對于有機房而言），主要體現(xiàn)電梯曳引梁、電梯主機、控制柜、機房走線、排風扇、通風窗等布局信息;五、機房留孔圖（有機房），則主要描述電梯鋼絲繩、限速器鋼索和電纜的預留孔洞大小和位置，并對承重水泥墩的設置和受力有詳盡的設計要求;六、電梯信息說明欄，是對電梯的規(guī)格、尺寸進行全方位的描述，電梯載重、速度、開門尺寸、受力值、電機功率、層高信息都可以在這里找到相應的答案。當然，電梯種類五花八門，有機房、無機房，客梯、貨梯，家用、商用，垂梯、扶梯……設計方法各有不同，也各有各的側重點，本文也僅能做到拋磚引玉，力求大家先了解一些通俗的設計要求和理念。

電梯土建圖的設計必須具備多方面信息和極其豐富的設計經(jīng)驗才能設計出最具性價比和美觀度的電梯。誠然，不排除很多人的認為電梯土建圖設計是個非常簡單的工作，不過是幾個簡單模塊的拼湊，但我想說明的是有這種想法是因為他們沒有深入了解這份設計的精奧所在，更沒有了解到每一個設計線條所包含的設計理念。設計、繪圖是比較簡單，但信息的提取、組織、處理、磨合才是電梯土建圖的設計精華，設計前期和設計中，您至少要溝通銷售、客戶、設計院、工程人員、安裝人員等各方面相關單位和個人，盡最大可能得到真實、詳盡的設計信息和要求，這是最基本的前提，然后，你還必須熟悉設計院的建筑施工圖和結構施工圖，能從中提取本專業(yè)所需的相關信息，對于其中不符合國標的井道，還得反復同上述各方溝通修改設計、整改土建等相關事宜，再者，對于本行業(yè)、本單位的設計規(guī)范和設計圖紙必須爛熟于心，設計中既要滿足國標要求，更要達到客戶滿意，還要兼顧公司成本，對于有責任心的設計者，更會考慮最終小業(yè)主使用的實用性及電梯的美觀性。麻雀雖小，五臟俱全，只停留在圖面的設計者永遠不是一個合格的設計師。

從井道結構方面談談電梯土建圖的重要性研究。一、電梯基坑深度，由GB7588-2003中可知：1、制導行程≥0.1±0.035V2 （米）;2、電梯底坑底面與導靴、安全鉗、門護板等部件之間的安全距離應大于0.1米;3、底坑之中應有一個0.5米×0.6米×1.0米的可容人安全空間。但在實際設計過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)底坑尺寸不滿足國標的情況，這時就需要電梯土建設計者發(fā)揮自己的經(jīng)驗和設計技巧：壓縮公司預留量→非標設計轎底→底坑打洞加深→加斜坡或臺階，設計期必須考慮用戶電梯的實用性，比如無障礙要求，否則一旦電梯安裝完成，再做整改，就非常困難了;當然也不能一味的從電梯部件非標上著手，因為這樣的話，會嚴重降低電梯乘坐的舒適性和大大增加公司的成本。二、電梯井道尺寸的把控，電梯的載重、速度、轎廂的大小的決定性因素就是電梯井道凈尺寸（包括平面尺寸和垂直尺寸），在設計過程中，還需要考慮空氣流動，在過于狹小空間中電梯轎廂和對重在垂直運行中會有活塞效應，產(chǎn)生的噪聲問題是乘坐電梯舒適性的最大影響因素;反之，井道尺寸太大，也會產(chǎn)生支架加長的成本費用，還有過長距離的安全性問題;一般而言，電梯載重量與井道面積呈正比，電梯載重量越大，對井道面積要求越大。對有責任感的設計者來說，轎廂尺寸的選擇，也是在設計考慮范圍之內(nèi)，大到符合國家標準，小到考慮能家具、床墊順利運輸要求，把電梯設計的經(jīng)濟性和實用性結合起來，才能體現(xiàn)一個設計師的責任感和技術的把握度。三、電梯沖頂高度，在GB7588-2003中，關于沖頂高度有以下幾方面規(guī)定，在對重緩沖器完全壓縮的情況下，需要同時滿足四個條件：1、轎廂導軌所提供的制導行程≥0.1±0.035V2 （米）;2、轎頂最高處的水平面與位于轎廂投影部分井道頂最低部件的水平面（包括上梁和固定在井道頂部的零部件）之間的自由垂直距離不應小于1.0+0.035 V2 （米）;3、轎頂上應有足夠的可容人安全空間，該空間的大小以能容納一個不小于0.5米×0.6米×0.8米的長方體為準，任一平面朝下放置均可;4、井道頂部的最低部件與固定在轎廂頂上的最高部件之間的自由垂直距離不應小于0.3+0.035 V2 （米）。在頂層高度實際上不滿足設計要求時，一般可進行如下流程復核：降低電梯速度、轎廂高度（客戶允許情況下）→轎頂非標設計（包括轎頂輪改為轎底輪）→有機房、無機房轉換→整改土建。另外，電梯井道平面尺寸過大（護欄加高），底坑懸空（加裝對重安全鉗）也會對頂層高度要求增加，設計時不可忽略。四、其它方面，1、廳門預留和外呼留孔，要根據(jù)電梯載重、開門尺寸而定，通常預留寬度為開門寬+200MM，預留高度為開門高+100MM，要充分了解井道結構的特性，特別對于剪力墻結構，一定要事先和設計院、土建施工方溝通好，否則后期整改難度會非常大;2、機房留孔（有機房）和主機梁留洞（無機房），設計過程中首要考慮安全性，其次安裝、維護所便捷性也應一并注意，特別是對于有的電梯井道有凸入梁、凸入柱，要想辦法避開，如果實在避不開，可采用鋼牛腿固定等方式來解決，當然這種情況下，受力應優(yōu)先復核;3、特種電梯的方案應對，對于觀光電梯、消防電梯、扶梯、人行步道等其它類型電梯，要結合相應規(guī)范及特殊要求，進行特殊設計。

電梯土建圖設計問題處理和優(yōu)化。由于建筑設計的多樣化，每一家設計院所參考的標準和廠家的樣板的不同，結果就導致電梯井道的多樣性。所以在土建圖設計過程中會遇到形形色色的問題，這時就需要設計者擁有足夠的知識儲備和靈活變通能力，下面列舉設計中常見的幾個事項的處理方法和過程。1、雖然電梯方面對于擔架電梯目前還沒有明確的定義和解釋，但鑒于電梯需依附于特定建筑物的理念，由GB50096-2011《住宅設計規(guī)范》我們知道：12層及以上的住宅建筑，每棟樓應該設置不少于2臺的電梯，其中必須有一臺能容納擔架的電梯。目前通常行業(yè)默認的擔架梯標準轎廂一般是1100MM寬、2100MM深，這種設計完全可滿足GB7925.1對于推薦尺寸600MM寬、2000MM深擔架的使用要求，所以此種設計對滿足擔架梯要求各方面均無疑義。當然，這種擔架電梯對于井道的要求也有其的限定條件，井道凈尺寸一般需要大于2000MM寬、2500深。但當我們遇到井道平面尺寸為2100MM寬×2100M深或者2600MM寬×2000MM深的時候怎么辦呢？這時，如果建筑還處于設計階段，我們和相應設計單位關系良好且電梯已經(jīng)簽過合同了，我們當然可以建議設計單位、甲方按通常標準修改井道，但這種情況在實際中少之又少，設計者必須另辟路徑，找到適宜的方法和答案：首先，咨詢當?shù)亟ㄎ图急O(jiān)局，確認擔架梯的明確要求，比如安徽、上海等地，轎廂按1600MM×1500MM也認可為擔架梯，這個問題就迎刃而解了。再或者做成橫置擔架梯，但這種擔架梯的美觀性和實用性都比較差，而且對于開門尺寸要求更高，一般要求做到開門寬1300以上，且只能做旁開門，美觀性更加大打折扣了。2、根據(jù)GB7588-2003要求，電梯井道在設計時應盡量避免在底坑下有人能到達的空間，但實際建筑物中，特別是商業(yè)建筑，這個要求往往得不到遵守，設計者遇到這種情況時，應從安全性和節(jié)約公司成本的出發(fā)點，首先應建議客戶將對重緩沖器安裝在一直延伸到堅固地面的實心水泥墩或鋼樁上，如果這種情況也得不到滿足，比如地下為車庫，客戶不肯為之犧牲一個車位，這時所能采取的對策就只能是對重加裝安全鉗了。3、自動扶梯的提升高度與跨長不匹配的處理，眾所周知，建筑成形后，樓層的高度就一定了，對于自動扶梯，常用的傾斜角度有30度、35度、27.3度、23.2度幾種，除去兩頭水平端，中間距離都是根據(jù)三角函數(shù)計算而得。有些設計院的設計者經(jīng)常忽略了這個問題，設計出的扶梯提升高度和跨長就會出現(xiàn)不匹配的情況，此時電扶梯設計者就要想辦法來彌補設計院造成的缺陷，首先，如果設計跨長比要求跨距長，則可以調(diào)節(jié)上下水平端尺寸來達到原設定要求;其次，設計跨長比要求跨距短，且已短的超過國標限值，此時便需要查看現(xiàn)場，聯(lián)系客戶，看土建有無整改的可能性，如果現(xiàn)場無法整改，便只能退而求其次，把傾斜角度加大，這時需注意客戶的接受度和國標的限定性（比如：35度傾角時，提升高度不能大于6米）。

綜上所述，合理的電梯土建圖設計是電梯設計的最重要的環(huán)節(jié)和中樞，電梯的安全性、適用性、經(jīng)濟性都包含在這個設計之中，電梯土建圖設計者必須把握好每一個細節(jié)，才能避免以后電梯生產(chǎn)、安裝、檢驗、驗收、使用中可能出現(xiàn)的各種問題發(fā)生，也才能確保電梯的安全有效運行。

參考文獻：

[1]GB 7588-2003 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》;

[2]GB50096-2011《住宅設計規(guī)范》;

[3]羅宏.一種具有擔架功能的特殊電梯的設計;

[4]劉成輝.電梯土建尺寸對電梯安裝的重要性研究。