探析电梯井道在建筑中的应用与对安装的影响

【摘要】本文介绍了电梯井道在建筑中的重要性和应用，对电梯井道的相关重要标准从实践角度作出了解释，同时介绍了电梯井道对电梯安装的影响，探讨了解决措施和解决方法，也从经济角度阐述了电梯井道对电梯设备选购和安装整改的成本影响。

Abstract： The paper introduced the value of elevator hoistway practical application in the building，explain some main standard of elevator construction by installation experience，meanwhile introduced elevator construction caused by elevator construction and design process effective prevention and solution to it，and also analyze the C.

【关键词】电梯井道，电梯安装，轨道交通，建筑 ，机房，经济成本

Key word： elevator hoistway; rail Transit; elevator construction; machine room; pit; elevator installation; cost of hoistway mending

随着基础建设包括轨道交通，车站，码头，机场，写字楼等公共建筑和房地产的发展和兴起，电梯大大提高了人们的出行效率，人们对电梯带来的便利越来越依赖，同时电梯也大大提高了建筑的品质，越来越成为建筑中不可缺少的机电设备。与其他机电设备例如通风空调，消防管道等不同，电梯作为机电设备，必须现场安装在井道里才能构成一个完整的整体，所以通过电梯井道这个安装载体和城市建筑的关系是最为密切，最为直接，也是最为特殊的。

电梯发展已经有100多年的历史，但在我国也仅仅普及20多年，对于电梯井道的重要性仍然未引起足够的重视，需要电梯去迁就电梯井道尺寸的例子比比皆是，虽然这也是其中一种有效解决方案，但是并非最佳的办法，不但费时费力，而且不经济，也为电梯的安全运行和质量稳定带来一定的隐患。由于我国的设计单位和施工单位（包括安装单位）是相对独立的， 客观上也会导致对电梯设备和规范的理解不全面导致电梯井道的设计缺陷，另外建筑施工的误差也是电梯不规范的重要因素。

所以提前设计和规划电梯井道是十分必要的，首先需要重点考虑的因素就是使用率和建筑性质，如有些使用率很高的写字楼建筑或者商业建筑，不但需要的电梯数量要足够，而且需要电梯可承载的人数也较多。这就需要提前设计较大的和并联的井道;又例如医院就必须考虑足够多的病床梯，并考虑乘客梯和病床梯进行分流。

虽说电梯井道国家制定了推荐标准，但此标准面对众多的电梯设备供应商并不能起到完全的作用。因为电梯发展到如今，各个供应商的电梯都有各自的特点，加上技术的更新，电梯的总体设计会越来越紧凑，越来越多样化。井道如果预留过大，会浪费许多空间，并且电梯设备也需要非标设计从而增加设备成本。电梯井道如果选用得当还能为建筑本身增加许多动感因素和时代感因素，譬如涉及综合集购物、娱乐和休闲一体的建筑，就可以考虑选用观光电梯，从而采用钢井道。在寸土寸金的城市，如能充分利用电梯井道的空间能大大提高建筑的经济价值。

电梯井道从建筑性质也分为混凝土结构、砖混结构和钢结构等几种。

电梯井道从应用要求上可分为两个因素，一个是空间上的要求，同时这个空间又可以细分为安全空间和安装空间;另外一个是强度的要求，同时这个强度又分为特殊情况下产生的冲击力例如安全钳动作或者轿厢蹲底时产生的瞬间冲击力和普通的耐受力例如导轨支撑和厅门支撑所产生的剪力等。

有机房电梯井道土建布置分为底坑、井道（包括顶层）和机房三部分，无机房电梯分为底坑，井道和顶层部分（注：本文只考虑曳引方式的垂直电梯），下面就这三部分的井道标准和要求以及对安装的影响做出阐述和说明。

一 井道底坑部分的相关应用和要求 底坑深度

底坑深度主要与速度和缓冲器的选型有较大关系。底坑中应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m×0.60m×l.0m的长方体为准，任一平面朝下放置即可（GB7588-2003的 5.7.3.3要求）。由于此安全空间的规定，以及考虑缓冲器的缓冲距离和轿架的距离，一般情况下超过1.0m/s速度的电梯都需1.45m以上的深度（见表1）。当然具体的尺寸和电梯构造和缓冲器选型有关。

表1 井道底层高度和底坑深度数据参照

在工作实践中，笔者也经常碰到底坑深度不能满足的情况，当然挖深是首选办法，其次是提高首层的门槛高度，亦可考虑更换行程更短的缓冲器最后的办法是将额度速度降低，但这已经影响到电梯的使用性能了。

1.2 底坑强度

底坑的底面应能支撑每根导轨的作用力（悬空导轨除外）即由导轨自重再加安全钳动作瞬间的反作用力，轿厢缓冲器支座下的底坑地面应能承受满载轿厢静载4倍的作用力（GB7588-2003的 5.3.2要求）。一般普通的建筑都能满足以上受力要求，但需要注意另外一种特殊的情况，就是如果轿厢与对重（或平衡重）之下确有人能够到达的空间，井道底坑的底面至少应按5000N/m2载荷设计，并且需加装安全钳或者将对重缓冲器安装于一直延伸到坚固地面上的实心桩墩（GB7588-2003的5.5要求）。这点情况是不少建筑容易忽略的地方，笔者遇到过类似的例子，某建筑在设计图中没有考虑到地下空间对底坑的影响，直到安装时才被发现，这样整改起来就比较被动。遇到这种情况加装“实心桩墩”是较好的办法，用H型钢直接做一个墩子延伸到对重缓冲器位置，如果实在无法增加此墩，只能采取在对重增加安全钳，由于增加了安全钳，对重导轨必须为实心导轨，并且安全钳属于安全部件配置时必须和限速器同时使用，也会影响到井道空间，造价较贵。

1.3 底坑防水和其他

底坑防水也是值得关注的问题，特别是一些低洼的建筑和大型交通枢纽（例如地铁站口）等，很容易发生水浸底坑情况。这种情况需要提前配备引水槽并加装潜水泵等抽水装置，起到提前预警作用。另外，砌墙时需要做好防水措施防止墙体渗水漏水。

另外，装有多台电梯的井道内各电梯的底坑之间应设置最低点离底坑地面不大于0.3m，且至少延伸到最低层站楼面以上2.5m高度的隔障，在隔障宽度方向上隔障与井道壁之间的间隙不应大于150mm，这个隔障主要还是起到保护维保人员的作用。这个也是比较容易忽视的，并联或者群控电梯尤其需关注，这个隔障也可以在安装时增加。

二 井道壁部分的相关应用和要求

2.1 井道尺寸

井道壁的长宽是影响电梯设备选型的最重要的尺寸，例如电梯标准配置都是对重配置在井道后侧的（图1），这样的导轨支架比较简单，而采用对重侧置则需配置大撑架。现代城市里土地资源寸土寸金，如果配置大的井道是一种资源浪费，而且也会增加电梯的采购成本，配置如果偏小，不能达到人员运输的高效率，引起等待时间过长，也会更直接影响到建筑的使用功能，例如地铁，机场，商用建筑。由于每个设备厂家都有自己的井道标准，所以建议提前考虑。如果是后期考虑具体设备厂家，则建议参照较为常用的电梯井道推荐标准，并预留一定的尺寸裕量。需关注的是，如需在对重端安装安全钳，应在对重侧考虑预留安装空间。如是多个井道相通情况下可在每相邻两个电梯井道之间每隔一定高度固定一根18-20#工字钢梁，位置同圈梁，这样可以节省成本。

2.2 井道结构

井道结构应符合国家建筑规范的要求，并应至少能承受下述载荷：主机施加的;轿厢偏载情况下安全钳动作瞬间经导轨施加的;缓冲器动作产生的;由防跳装置作用的，以及轿厢装卸载所产生的载荷等。

导轨作为轿厢的支撑架，是电梯设备与建筑连接的重要部件，相关规范标准对导轨设置要求每根导轨宜至少设置两个导轨支架，支架间距不宜大于2.5m。当不能满足此要求时，应有措施保证导轨安装满足GB7588-2003中规定的许用应力和变形要求（GB/T 10060 的5.2.5.2要求），所以井道壁必须有足够的强度来安装导轨支架，安装导轨支架处需混凝土结构或者钢结构才能满足要求。现在许多私建的建筑也较多，在这点上特别容易忽视，例如笔者就碰到多例仅仅是砖墙结构的井道，这类结构是不能满足安装要求的，如遇到此类井道可以在安装时增加槽钢用锚栓固定在井道四个桩柱上作为圈梁。另外有些建筑不能满足2.5m一档的圈梁配置，所以在后续安装中都遇到了麻烦。井道四壁包括各层圈梁应是垂直的，井道四壁为200mm的混凝土墙或者240mm的砖墙，不允许采用空心砖。当采用240mm砖墙时，应在导轨撑架以及每层门洞2400高处设置圈梁，圈梁处应能承受600N.M的弯矩。

所以如果采用的是砖混结构，必须预留固定导轨支架的圈梁，预留在井道两侧和后侧。如采用的钢井道，则建议在每隔2.4m（考虑到偏差，预留2.4m较为合适）的井道三面焊接一圈圈梁，圈梁可采用方钢焊接。

2.3 井道垂直度

井道的垂直度是安装中最重要的问题之一，也是土建最容易忽视的问题。因为电梯井道垂直度过大会影响井道宽度，从而也影响电梯安装，严重的会导致安装整改成本大大增加。。

井道尺寸是指垂直于电梯设计运行方向的井道截面沿电梯设计运行方向投影所测定的井道最小净空尺寸，该尺寸应和土建布置图所要求的一致，允许偏差应符合下列规定（GB50310-2002 的4.2.5要求）： （1）当电梯行程高度小于等于30 m时为0- +25 mm; （2）当电梯行程高度大于30 m且小于等于60 m时为0- +35 mm; （3）当电梯行程高度大于60 m且小于等于90 m时为0- +50 mm; （4）当电梯行程高度大于90 m时，允许偏差应符合土建布置图要求。

如井道净空尺寸为负偏差，容易导致井道净空尺寸不足，如果严重的只能考虑较小的电梯载重量，较为严重则需削墙对井道修整，工程量很大;较轻的则造成导轨支架安装困难。所以在测量井道时垂直度需要认真检查，除了铅垂线法检测外，现在也有许多激光检测仪器可以帮助检测。

另外需注意的是现在一般小高层或者高层建筑都是采用2.8m层高，如果层高过小，例如小于2.6m，对电梯选型就会有有影响，轿厢高度不能满足要求。

2.4 井道顶层高度

顶层高度是属于安全空间的内容，因为涉及到维保人员的安全，所以这也是最需保证的硬性指标。

曳引驱动电梯的顶部间距应满足：当对重完全压在它的缓冲器上时，应同时满足四个条件，其中最重要的是“井道顶的最低部件与固定在轿厢顶上的设备的最高部件之间的自由垂直距离不应小于0.3+0.035V2（m）。（注：公式中V是指额度速度）” 以及“轿厢上方应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m×0.60m×0.80m的长方体为准，任一平面朝下放置即可。对于用曳引绳直接系住的电梯，只要每根曳引绳中心线距长方体的一个垂直面（至少一个）的距离均不大于0.15 m，则悬挂曳引绳和它的附件可以包括在这个空间内”（GB7588-2003的5.7.1要求）。

为节省建筑空间，减轻建筑造价成本，无机房应用非常多，如何节省顶层空间也是众多设备厂家设计研发的方向之一，例如通力电梯采用的蝶式扁平式主机，这种主机安装在导轨侧，不需类似其他厂家那样把主机安装在轿顶上方，这样就可以节省顶层空间。

如果井道已经建好或者顶端因为条件所限的确不能预留足够的标准空间，有如下办法可以供参考解决：

（1）如果是曳引比2：1的电梯（一般电梯都采用此曳引比），则可以考虑将轿厢导向轮放置在轿底侧，这样导向轮的高度空间可以节省出来。

（2）因为顶层高度的计算前提是对重完全压在缓冲器上，故可以将轿顶到缓冲器的越程适当降低（这点国标不再有硬性规定，如果满足缓冲要求即可）或者选用缓冲行程更小的缓冲器。

（3）适当降低轿厢的高度，例如将原设计2.4m高的轿厢改为2.3m高或者更矮的轿厢。

（4） 将顶部楼板砸开，提升高度并重新浇灌（这也是整改工程量最大最难的）

2.4 井道壁的其他要求

对于非标准井道主要需考虑还有如当相邻两层门地坎间的距离如大于11m时，其间应设置井道安全门。此门不应向井道内开启，开启后，不用钥匙亦能将其关闭和锁住。 同时要求检修门与井道安全门即使在锁住情况下，也应能不用钥匙从井道内部将门打开。 因为这类井道用的比较少，所以如欠缺经验很容易忽略。

另井道内壁建议不要抹灰，这有利于降低噪声，但不能有异物凸出。

三 机房部分的相关应用和要求（主要针对有机房电梯）

3.1 机房强度和地面

机房结构应能承受预定的载荷和力。 机房要用经久耐用和不易产生灰尘的材料建造。 机房地面应采用防滑材料，如抹平混凝土、波纹钢板等（GB7588-2003的6.3.1.2要求）。

由于机房是承受主机以及载重的载体，所以其承受力十分重要，特别是在电梯曳引机工字梁等受力部位必须满足电梯厂家要求。

3.2 机房高度

机房里电梯驱动主机旋转部件的上方应有不小于0.30m的垂直净空距（GB7588-2003的6.3.2.3要求）。机房地面高度不一且相差大于0.50m时，应设置楼梯或台阶，并设置护栏（GB7588-2003的6.3.2.4要求）。现在设计主流都是小机房，空间比较紧凑，对于机房高度往往容易忽略主机旋转部件（主机曳引轮）与顶部的垂直净空高度，所以在设计井道时最好能预留足够的空间，对维保和散热都有一定好处。为了保证机房中设备的正常运行， 如考虑设备散发的热量， 机房中的环境温度应保持在（5-40）℃之间。对于机房温度往往容易忽略，笔者观察许多机房的温度在夏天都接近甚至超过40℃，并影响到电梯运行（例如突然死机困人，重启恢复）。因为温度过热，会影响到控制系统里面许多继电器，接触器的稳定。

电梯的应用在我国越来越普遍，发挥越来越大的作用，不但大型公共项目例如轨道交通，车站，机场，商用建筑以及住宅小区，小至私建住宅和别墅，都离不开电梯，但各种不同的建筑主体也为电梯井道的建设和布置带来各种不足和隐患。总体而言我国的电梯井道质量相对欧美国家还有较大差距，对电梯设备的选型和安装都带来较大的影响。只有经过充分的论证，设想周全才能设计并制造出合格的电梯井道，并减轻后期电梯安装的负担和困难，为电梯的正常运行和延长使用寿命打下良好的基础。同时如能充分认识到电梯井道在电梯选型和安装中的重要性，提前考虑，熟悉规范，规避不足，才是解决电梯井道缺陷并提高建筑经济效益的根本方法。

【参考文献】

[1] GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范

[2] GB/T 10060-2011电梯安装验收规范

[3] GB50310-2002电梯工程施工质量验收规范