電梯是項目發開過程中都會遇到的建築設備,電梯雖然是大家日常使用率非常高的設備,但能把電梯分析透徹清楚的卻不多
從設計角度看,電梯的設計有的比較簡單,如普通住宅電梯,有的則相對複雜,如超高層、寫字樓等的電梯
從成本角度看,電梯在總成本中占比不高不低,影響成本的因素卻非常多
近期也有朋友咨詢電梯的相關信息,今天就專門寫一篇關于電梯設計及成本的文章,希望能給大家日常工作帶來點幫助,由于電梯類别實在太多,本文重點寫一下普通住宅的電梯相關
01 電梯的發明和發展
安全電梯的發明
1853年,在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上,美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發明。(名字是不是很熟悉?對,就是我們常用的電梯品牌)
他站在裝滿貨物的升降梯平台上,命令助手将平台拉升到觀衆都能看得到的高度,然後發出信号,令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是,升降梯并沒有墜毀,而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發明的升降梯安全裝置發揮了作用。“一切安全,先生們。”站在升降梯平台上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手緻意。誰也不會想到,這就是人類曆史上第一部安全升降梯
其實人類利用升降工具運輸貨物、人員的曆史非常悠久。早在公元前2600年,埃及人在建造金字塔時就使用了最原始的升降系統,這套系統的基本原理至今仍無變化:即一個平衡物下降的同時,負載平台上升。
早期的升降工具基本以人力為動力。1203年,在法國海岸邊的一個修道院裡安裝了一台以驢子為動力的起重機,這才結束了用人力運送重物的曆史。
英國科學家瓦特發明蒸汽機後,起重機裝置開始采用蒸汽為動力。緊随其後,威廉·湯姆遜研制出用液壓驅動的升降梯,液壓的介質是水。在這些升降梯的基礎上,一代又一代富有創新精神的工程師們在不斷改進升降梯的技術。然而,一個關鍵的安全問題始終沒有得到解決,那就是一旦升降梯拉升纜繩發生斷裂時,負載平台就一定會發生墜毀事故。
奧的斯先生的發明徹底改寫了人類使用升降工具的曆史。從那以後,搭乘升降梯不再是“勇敢者的遊戲”了,升降梯在世界範圍内得到廣泛應用。1889年12月,美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實的電梯,它采用直流電動機為動力,通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索,懸挂并升降轎廂。
電梯的發展
生活在繼續,科技在發展,電梯也在進步。150年來,電梯的材質由黑白到彩色,樣式由直式到斜式,在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關操縱、按鈕控制、信号控制、集選控制、人機對話等等,多台電梯還出現了并聯控制,智能群控;
雙層轎廂電梯展示出節省井道空間,提升運輸能力的優勢;變速式自動人行道扶梯的出現大大節省了行人的時間;不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。調頻門控、智能遠程監控、主機節能、控制櫃低噪音耐用、複合鋼帶環保——一款款集納了人類在機械、電子、光學等領域最新科研成果的新型電梯競相問世,冷冰冰的建築因此散射出人性的光輝,人們的生活因此變得更加美好
02 電梯的分類及品牌
1. 電梯的分類
電梯的适用範圍十分廣泛,根據不同的需求電梯出現了各種各樣的形态,因而分類方式非常多,下面列舉主要的分類方式
(1)按用途分類:
載客電梯、載貨電梯、醫用電梯、雜物電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建築施工電梯、其它類型的電梯
(2)按驅動方式分類:
① 螺杆驅動
螺杆式電梯可以簡單理解為随平台安裝的驅動電動機驅動螺母繞着螺杆轉動,由此産生舉升力,帶動平台向上、向下運動。優點:結構簡單,成本低,安裝空間小。缺點:敞開式平台,機械噪聲大、運行速度慢( 通常為0.15m/s)、舒适感差、螺杆易磨損。
② 卷揚驅動
卷揚式電梯原理同辘轳,利用鋼絲繩在電動機的旋轉作用下卷繞在繩桶上實現轎廂的升降。優點:結構簡單,制造成本低,主機的布置可以設置在井道外,布置靈活。缺點:速度底,鋼絲繩由于強制彎折,壽命受到影響,通常需要配置齒輪減速箱,運行舒适感差。
③ 鍊輪驅動
采用傳統的鍊輪鍊條傳動技術,該驅動方式常見于立體車庫。優點:占用空間小,成本低。缺點:運行噪聲大,舒适感差,需要大量潤滑油。
④ 液壓驅動
采用液壓裝置的頂伸原理,實現轎廂的上下運行。優點:能耗低,底坑要求小,速度适中,運行噪聲小。缺點:易漏油,對高低溫敏感,不環保,有氣味,噪聲大,油路維修不便。
⑤ 曳引驅動
通過鋼絲繩或者鋼帶與驅動輪槽的摩擦力驅動轎廂進行升降。優點:能耗低,運行噪聲低,運行舒适感好,運行速度高,使用壽命長,自動化程度高。缺點:産品成本較高,土建要求相對于強制驅動電梯( 螺杆驅動、鍊輪驅動) 高。
(3)按速度分類:
低速梯(低于1.00m/s)、中速梯(1.00~2.00m/s)、高速梯(大于2.00m/s)、超高速(超過5.00m/s)
(4)按結構形式分類:
可以分為有機房電梯、小機房電梯及無機房電梯等
2. 電梯主要品牌
市場上電梯的品牌也是令郎滿目,放眼國際市場品牌占有度top10的電梯品牌參見下圖
而國内市場占有率top10的電梯品牌參加下圖
如果按照電梯的品牌檔次劃分的話,可以分為國際一線品牌、國際二線品牌、國内一線品牌、國内二線品牌和國内三線品牌
國際一線電梯品牌:
奧的斯電梯(美國)、迅達電梯(瑞士)、通力電梯(芬蘭)、蒂森克虜伯電梯(德國),以上品牌為電梯行業的一線品牌,均為獨資工廠;所述型号為适合于酒店、商場等公用設施使用的商務電梯,其中排名前三的奧的斯、通力、蒂森克虜伯三品牌為電梯行業的高端品牌,占據着國家重型建設項目、機場碼頭、五星級酒店、寫字樓及公用設施的絕大部分市場份額。
國際二線電梯品牌:
三菱電梯(日本)、快客電梯(英國)、日立電梯(日本)、快速電梯(英國)、富士達電梯(日本)、東芝電梯(日本)
國内一線品牌:
三菱電梯(上海)、蒂森電梯(上海)、日立電梯(廣州)、西子奧的斯(杭州)、東芝電梯(沈陽),以上品牌均為合資品牌,是國際上一線品牌在國内的合資工廠,商标和原品牌不一樣,産品質量标準也比母公司産品有所降低,但此類電梯占據國内市場的絕大部分市場份額,所以知名度相對較高。
國内二線品牌:
巨人通力電梯(湖州 )、快客電梯(杭州)、西繼迅達(河南)、富士達電梯(廊坊)、廣日電梯(廣州)、杭州西奧電梯(杭州)、康力電梯(蘇州)、江南嘉捷(蘇州)、上海現代電梯(上海);
國内三線品牌:
東莞快意電梯(東莞)、珠江中富電梯(廣東)、廣東菱王電梯(廣東)、沃克斯電梯(湖州)、博林特電梯(沈陽)、申龍電梯(蘇州)、蘇州帝奧電梯(蘇州);
03 電梯選用及成本分析
1. 電梯的原理
電梯雖然經常使用,但很多人對電梯如何實現上升、下降搞不清楚,其實電梯的原理非常的簡單,或者說非常的原始,雖然現在電梯出現了很多新技術,但就其根本原理來說一點都不複雜,我們以使用率最高的垂直梯為例
電梯由曳引機、曳引繩、轎廂、對重組成。
轎廂與對重之間有對拉作用,使得曳引繩緊緊壓在曳引輪的凹槽内,二者會産生很強的摩擦力。電梯發出指令時,電動機帶動曳引輪轉動,驅動鋼絲繩,拖動轎廂和對重作相對運動。
總之,拽引繩就好像皮帶,曳引機一轉,皮帶就跟着動,電梯轎廂也就跟着上上下下
上圖看原理,是不是比你想的要簡單?
再來兩張更直觀的圖
2. 電梯設計依據
電梯的設計适用的國家規範有以下這些
GB50352-2019 民用建築設計統一标準
GB50016-2014 (2018年版) 建築設計防火規範
GB50763-2012 無障礙設計規範
2009全國民用建築工程設計技術措施-規劃、建築、景觀-第二部分(建築設計)
13J404 電梯、自動扶梯、自動人行道
實際項目中,多數會根據項目确定的電梯廠家資料,作為土建預留的設計依據。
在沒有廠家資料的情況下,一般我們電梯選型基本是按照國标圖集:13J404 《電梯、自動扶梯、自動人行道》,基本所有的通用标準化的尺寸
3. 電梯的選用及成本分析
這裡羅列一些電梯選型的相關要點,可能不夠系統,但卻是日常工作中經常用到的知識,同時成本也是選擇電梯的重要因素
3.1 電梯選用的技術因素
3.1.1 戶梯配比
① 12層及以上的高層住宅,每單元電梯數量不應少于2台,且各單元内每部電梯平均服務戶數不多于75戶;
② 25層及以上每單元每層戶數多于5戶的,電梯數量不應少于3台,且各單元内每部電梯平均服務戶數不多于70戶;
③ 36層及以上每單元每層戶數多于5戶的,電梯數量不應少于4台,且各單元内每部電梯平均服務戶數不多于65戶。
3.1.2 設計電梯參數
電梯選型是一個相對龐大複雜的工作,當我們選擇電梯型号的時候,速度、停站數、提升高度、最大最小井道寬度及深度都是需要輸入的條件,此外電梯設計應充分考慮服務人數、候梯時間和高峰期最大運容量等因素,合理确定電梯的載重量等主要技術參數。
3.1.3 擔架電梯必配
按國家現行标準規定應設置電梯的高層住宅,每單元應設置不少于一部可容納擔架的電梯,擔架電梯的轎廂尺寸不應小于1600mm(寬)×1500mm(深)或者1100mm(寬)×2100mm(深)。
若電梯轎廂尺寸不滿足上述要求,設計單位應提出“可容納擔架的電梯”相應依據,并在大樣圖中明确擔架尺寸、轎廂尺寸、擔架活動軌迹示意
3.1.4 電梯防噪及防水要求
住宅電梯不應緊鄰卧室布置,當受條件限制,電梯不得不緊鄰兼起居的卧室布置時,應采取相應的隔聲、減振降噪的構造措施
電梯廳不宜采用向室外開敞形式布置,電梯轎廂地面在各層所停标高應較各層電梯廳樓地面完成面高15mm,并在電梯門洞處以緩坡平順銜接
3.1.5 超高層電梯數量
超高層中的辦公空間,約每5000平米需要設置一台電梯;
超高層中設置的300間房五星級酒店,一般要求有4台客梯;
超高層中住宅的電梯一般也會需要2-4台;
另外超高層為不同功能分區還需提供3-4台的服務電梯,以及至少1台的消防電梯
3.2 電梯選擇的成本因素
3.2.1 品牌影響
上面講了市面上主要的電梯品牌及檔次,通常來說,從國際一線品牌到國内三線品牌,其價格随着品牌檔次的降低而降低
如果項目定位較高,且成本允許可以選擇國際一二線品牌;如果項目成本受限,但又想通過電梯品牌提高項目品質,可以選擇國際品牌的合資産品,如三菱電梯(上海)、蒂森電梯(上海)、日立電梯(廣州)、西子奧的斯(杭州)、東芝電梯(沈陽)等
同口徑,國際品牌、合資品牌、國産品牌折合建面單方差異20元/m2左右
3.2.2 梯速影響
住宅項目梯速常用的是1.0m/s;1.6m/s;1.75m/s;
超高層項目梯速可選擇2.0m/s;3.0m/s;
梯速越高到達目标層所用的時間越短(廢話),但不是越快越好,要與使用要求和成本進行平衡
梯速對成本的影響共分為四個檔
1.75m/s~3.0m/s
3.5m/s~4.0m/s
5.0m/s~6.0m/s
7.0m/s~8.0m/s
格擋内部各梯速價格差異不大,一般在10~20萬元/台之間
但跨檔會出現成本跳檔的情況,如3.0m/s與3.5m/s之間成本差異将近50萬元/台
3.2.3 載重影響
載重量分别有450kg、630kg、800kg、1000kg、1250kg、1600kg。載10人的用标準800kg的即可,通常高層電梯剛需盤配置800kg,改善盤一般選用1000kg
3.2.4 機房形式
機房的形式有無機房電梯和有機房電梯:通常對外立面要求高的盤,或者做闆樓的項目一般選擇無機房電梯;配置相同的情況下,無機房電梯會比有機房電梯成本高5%-10%左右
3.2.5 五方對講功能
五方對講功能是指:轎廂内與電梯機房、電梯坑底、電梯頂部、消控室管理中心機這五方,五方對講功能由于涉及安全問題,建議必選
3.2.6 電梯二次裝修
電梯出場都會自配裝修,不過很多項目為了提高品質會選擇二次裝修,裝修的标準也不一,2萬、5萬、10萬就看項目定位及成本情況了
3.2.7 電梯站數
電梯站數是指電梯需要停靠的數量,站數越多,總價越高
4. 各階段電梯注意事項
方案階段:
電梯土建圖紙要求關鍵點應作為專項内容寫入設計任務書提供給設計院,作為施工依據,設計人員應将電梯資料準确完整的反應到施工圖中;
擴初階段 :
明确合作電梯廠家,電梯相關技術參數(盡量避免到了施工圖階段,參數大幅調整,電梯土建圖紙版本混亂,設計容易出現錯漏)
施工圖階段:
施工方設計部加強内審力度,出圖前設計部應組織電梯公司和設計院對電梯資料及相關專業圖紙(建築,結構,水,電)進行互核,雙方互相确定對方資料與自己資料的相符性。避免由于設計不符合電梯安裝要求而造成返工,窩工等情況。
施工階段 :
① 土建施工前,工程部應組織電梯公司,設計院對施工單位進行電梯專項交底,明确影響電梯安裝及驗收相關事宜
② 電梯制作前,如土建已完成,工程部應組織電梯公司及施工單位,及設計部相關人員核對現場實際情況,能電梯公司内部消化的誤差決不能等到電梯制作完成後再處理
03
小結
電梯雖然常用,但我們對它的了解還遠遠不夠
電梯的選用和成本控制跟電梯的功能、參數等密不可分,一般一個電梯的基本功能 選配功能都是上百項内容,上面這些電梯功能及技術參數隻是衆多電梯參數中的很小一部分,而這些功能及參數基本上就是成本人員需要重點關注的點
而在項目電梯選型過程中,成本工作一定要前置,結合項目定位,确定合适的電梯參數及功能,既保證項目品質、安全,又起到降本增效的目的
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