نماذج الطاقة للمصاعد

بقلم آنا إم لورينتي لافوينتي والدكتور خوسيه لويس نونيز بروس والدكتورة جينا بارني

المصاعد ضرورية لتشغيل المبنى وتساهم في عبء الطاقة. يستخدمون الطاقة في واحد من ثلاثة أوضاع رئيسية: الاستعداد (عندما يكون المصعد خامدًا) ، والجري (عندما يتحرك المصعد) ، والخمول (عندما يكون المصعد بين وضعي الاستعداد والتشغيل). تعتمد نسبة الوقت المستغرق في كل وضع ، وبالتالي الطاقة المستهلكة ، على العديد من العوامل ، بما في ذلك نوع المبنى وأنماط حركة المرور والتكنولوجيا المستخدمة. تقدم هذه المقالة بيانات لنسب الوقت هذه لتثبيت معين عن طريق أدوات المحاكاة ، بناءً على مجموعة من المباني. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقديم معلمات مهمة أخرى لتمكين تحديد تقديرات دقيقة لاستخدام الطاقة.

المقدمة

زاد الطلب على المصاعد الموفرة للطاقة في السنوات الأخيرة ، على سبيل المثال ، من خلال التوجيه الأوروبي بشأن أداء الطاقة في المباني. هناك أيضًا العديد من المبادرات الدولية لتصنيف المباني ، مثل أسلوب التقييم البيئي لمؤسسة أبحاث البناء ، والريادة في الطاقة والتصميم البيئي ، ونظام التقييم الشامل لكفاءة البيئة المبنية ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى المعيار الدولي ISO 25745-1: 2012 [1] وبعض المبادئ التوجيهية الوطنية ، مثل VDI 4707. [2]

تتطلب أي طريقة تقييم / تصنيف طرقًا موثوقة لحساب إجمالي استهلاك الطاقة للمصعد خلال فترة معينة ، والتي يمكن من خلالها تقييم كفاءة الطاقة الإجمالية. تتضمن بعض هذه الطرق صيغًا للتقدير ، بينما يترك البعض الآخر الخيار للشركة المصنعة. تم اقتراح طرق مختلفة ، ومعظمها يحسب استهلاك الطاقة للمصعد في ظرفين تشغيل رئيسيين: الجري (عندما يتحرك المصعد) والوقوف (عندما يكون المصعد ثابتًا). يمكن تقسيم الوضع الثاني إلى وضع الاستعداد (عندما يكون المصعد خامدًا) ووضع الخمول (عندما يكون الرفع بين وضعي الاستعداد والتشغيل). ترتبط كفاءة الطاقة للمصعد ارتباطًا وثيقًا بالمبنى الذي تم تركيبه فيه وكيف يستخدمه سكان المبنى. يمكن استخدام هذا الاستخدام لتطوير ملصقات تصنيف لتركيبات المصاعد.

بينما يمكن قياس الطاقة المستهلكة في كل حالة تشغيل بسهولة ، على سبيل المثال ، باستخدام المنهجية الموضحة في ISO 25745-1: 2012 ، أو المقدرة من المكونات الميكانيكية والكهربائية للمصعد ، لا توجد قواعد واضحة حول كيفية تقدير المعلمات الأخرى ذات الصلة. يوضح هذا البحث كيفية الحصول على المعلمات عن طريق أدوات المحاكاة ويوفر بيانات للاستخدام العام.

تعريف الأهداف

تم تكليف لجنة ISO / TC 178 / WG 10 بتوفير وسيلة لتصنيف كفاءة استخدام الطاقة للمصاعد المستخدمة. لتحقيق ذلك ، من الضروري إجراء حساب دقيق لاستخدام الطاقة المقدر. دعم البحث الموصوف هنا عمل مجموعة العمل (WG) 10.

بالنسبة لتركيب معين ، حيث تُعرف خصائص المبنى (عدد الطوابق ، والارتفاع الإجمالي للمبنى ، والارتفاع بين الطوابق ، وعدد السكان ومستوى الطلب ، وما إلى ذلك) والمصعد (المصاعد) المثبتة فيه ، يمكن محاكاة تشغيل المصعد (الرافعات) باستخدام برامج المحاكاة. إحدى النتائج التي يمكن الحصول عليها من المحاكاة هي المخططات المكانية لحركة كل سيارة. باستخدام هذه المؤامرة المكانية ، من الممكن حساب التكرارات في كل رحلة ممكنة ، تتميز بالمسافة المقطوعة واتجاه الحركة والحمل المنقولة في فترة محددة. بعد ذلك ، بمعرفة عدد الرحلات ، يمكن بسهولة تقدير استهلاك الطاقة. لمساعدة WG 10 ، كان من الضروري الحصول على قيم للمعلمات التالية:

• متوسط ​​المسافة المقطوعة
• متوسط ​​الحمل المنقول
• متوسط ​​الوقت الذي يقضيه في ظروف الركض والوقوف (الخمول والاستعداد)

يجب الحصول على هذه المعلمات بشكل مثالي للعديد من أنواع المباني (السكنية ، والمكاتب ، والفنادق ، والمستشفيات ، والمطارات ، ومحطات النقل ، والمدارس ، والجامعات ، وما إلى ذلك) ولكثافة الاستخدام المختلفة (منخفضة ، ومتوسطة ، وعالية ، وما إلى ذلك) التي يمثلها عدد مرات البدء في اليوم. أهداف هذا العمل ، لذلك ، هي تحليل العوامل التي تؤثر على استخدام المبنى وإصدار جداول التطبيق التي يمكن أن تسمح بتقدير استهلاك الطاقة للمصاعد. تم اختيار مجموعة من المباني المعيارية القياسية وتم تحديد المعلمات الرئيسية (نوع المبنى ، ومستوى الطلب ، وأنماط المرور ، والمعلمات الميكانيكية للمصاعد ، وما إلى ذلك).

تم استخدام برنامج محاكاة حركة المرور متاح للجمهور ، ELEVATE ™ (مع بعض التخصيص لهذا البحث) لمحاكاة سيناريوهات مختلفة ، مع مراعاة حركة السكان من طابق إلى آخر. تمت معالجة النتائج ، التي تم الحصول عليها في شكل مخططات مكانية أو قائمة رحلات ، وقيم متوسط ​​المسافة المقطوعة ، ومتوسط ​​الحمولة المنقولة ، ونسبة الوقت المستغرق في كل وضع للطاقة (الجري والوقوف [الاستعداد ، الخمول]) تم حسابه. تسمح هذه المعلومات بحساب إجمالي الطاقة المستهلكة في فترة ما ، اعتمادًا على تكوينات المبنى أو المصعد المختلفة.

تصميم بروتوكول المحاكاة

نوع التحليل

تقوم ELEVATE بإجراء عمليات المحاكاة باستخدام الإجراءات الإحصائية للنمذجة الرقمية لتركيبات الرفع المحددة. يتم جمع كمية كبيرة من البيانات وتقديمها بطرق مختلفة (peters-research.com/index.php؟option=com_content&view=article&id=96&itemid=91).

خوارزمية التحكم في حركة المرور

يحدد نظام التحكم في حركة المرور (خوارزمية المرسل) كيف ستخدم المصاعد المكالمات التي يتم إجراؤها على النظام من قبل الركاب. لا تأخذ سلسلة معايير ISO 25745 في الاعتبار تأثيرات نظام التحكم في حركة المرور ولا تأخذ في الاعتبار سوى مصعد واحد. للحصول على نتائج معقولة ، يأخذ البحث المذكور هنا في الاعتبار التركيبات ثنائية السيارة (المزدوجة) التي تعمل تحت خوارزميتين بسيطتين للتحكم في حركة المرور: المجموعة الأساسية الجماعية (COL) والوقت المقدر للوصول (ETA) فقط. التخصيص الحديث لمكالمات القاعة (التحكم في الوجهة - راجع دليل CIBSE D: 2010 ، الفصل 9 [3]) لا يؤخذ في الاعتبار.

بيانات البناء

في البداية ، تقرر النظر في مباني المكاتب المكونة من خمسة و 10 و 16 طابقًا (يعتبر الأخير الحد الأقصى العملي لعدد الطوابق في منطقة المبنى) فوق المبنى الرئيسي. في وقت لاحق ، تم إجراء بعض عمليات المحاكاة مع طابقين وثلاثة وأربعة طوابق فوق المحطة الرئيسية لاستيعاب المباني السكنية بناءً على طلب مجموعة العمل 10. لم يتم النظر في المباني ذات المناطق السريعة أو مناطق وقوف السيارات ، لأنها ليست جزءًا من معايير ISO 25745 . تم اختيار سرعتين مقدرتين لتلبية المعايير الواردة في دليل CIBSE D: 2010 ، القسم 3.5.7. [3] تم افتراض أن جميع المسافات بين الطوابق متساوية وارتفاعها 3.75 م.

المتغير المهم الآخر هو عدد سكان كل طابق. لغرض هذا البحث ، تم تحديد قدرة التعامل القصوى للمبنى على 12.5٪ من إجمالي عدد السكان (يعتبرها CIBSE Guide D والمجلس البريطاني للمكاتب كنقطة انطلاق لمعظم تصاميم المرور للمكاتب). تم الحصول على عدد السكان لكل طابق من قيمة السكان الذين يمكن خدمتهم من خلال تركيب مصعد محدد. تم افتراض جميع مجموعات الطابق متساوية. تظهر معادلة الحساب في المعادلة 4.9 من دليل حركة المصاعد. [4]

رفع البيانات

كما ذكرنا سابقًا ، نظرت عمليات المحاكاة في عمليات التثبيت البسيطة على الوجهين. في البداية ، تم اختيار الأحمال المقدرة بـ 630 و 1000 و 1600 و 2500 كجم لتغطي النطاق المشترك للمصاعد المثبتة في المكاتب. في وقت لاحق ، تمت إضافة مصاعد ذات حمولة مصنفة 450 كجم لاستيعاب المباني السكنية. تم تحديد بيانات الرفع النموذجية الأخرى ، مثل أوقات تشغيل الباب ، وتأخيرات البدء ، وأوقات رحلات الطابق الواحد ، وقيم التسارع ، وقيم الاهتزاز ، وما إلى ذلك. (البيانات متوفرة عند الطلب.)

بيانات الركاب

معلمات الركاب التي تؤثر على سلوك التركيب هي أوقات نقل الركاب وكتلة الركاب وعامل سعة السيارة (٪).

أنماط / قوالب حركة المرور

يتم تحديد أنماط حركة المرور من خلال معدلات وصول الركاب في طوابق ووجهات ركاب محددة. من المقرر أن يحدث هذا النشاط في غضون 5 دقائق. فترات. يمكن لـ ELEVATE تخصيص تدفق حركة الركاب من خلال تحديد عدد من الفترات ، كل منها بمجموعتها الخاصة من معدلات الوصول (بالأشخاص لكل 5 دقائق) واحتمالات الوجهة للمسافرين الذين يسافرون من كل طابق لإنشاء قوالب قياس الأداء. تم وصف العديد من هذه في دليل CIBSE D: 2010 ، الفصل 4. [3]

لهذا البحث ، تم استخدام ثلاثة قوالب مختلفة. كان الاثنان الأخيران بناءً على طلب WG 10:

• نموذج يوم كامل في Siikonen: [5] يعتمد هذا على نموذج مبنى مكتب متعدد المستأجرين في باريس.
• نموذج حركة المرور السكنية طوال اليوم في ستراكوش: [6] يعتمد الملف الشخصي على متطلبات مبنى سكني.
• دليل CIBSE D: 2010: تم تقديم ملف تعريف مرور ثالث استنادًا إلى دليل CIBSE D: 2010 بواسطة Dr. Richard Peters.

يمكن العثور على الرسوم البيانية الناتجة عن إجمالي نشاط الركاب في أدلة ELEVATE ودليل معهد تشارترد لمهندسي خدمات البناء (CIBSE) ، على التوالي.

تنفيذ المحاكاة ومعالجة البيانات وتعريف القوالب لجمع النتائج

في البداية ، تم إجراء عمليات المحاكاة على 24 نظامًا ، والتي تحتوي على ثلاثة أعداد مختلفة من الطوابق (خمسة ، 10 و 16) ، كل منها بأربعة أحمال مصنفة (630 ، 1000 ، 1600 و 2500 كجم) وسرعتين مقننتين (0.63 ، 1.0 ، 1.6 و 2.5 mps ، مجتمعة في أزواج) ونظام جماعي للتحكم في حركة المرور (COL). استخدمت عمليات المحاكاة نموذج Siikonen طوال اليوم (12 ساعة) ، والذي كان يعتبر الأكثر تمثيلا ، لأنه يحتوي على حركة مرور أعلى / أسفل / بين الطوابق ويتضمن استراحة غداء (دليل CIBSE D: 2010 ، القسم 4.6 [ 3]). على الرغم من أنه يتوافق مع مبنى إداري ، إلا أنه يمكنه محاكاة أنواع المباني الأخرى.

من أجل النظر في المستويات الأربعة المختلفة لشدة الاستخدام ، تم تنفيذ أربعة أشواط في 24 مبنى مختلفًا مع كثافة أرضية بنسبة 100٪ ، وتم تقليلها بمقدار النصف ، والربع ، والثُمن ، مما يمثل مكثفًا وثقيلًا. والاستخدام المتوسط ​​والمنخفض ، على التوالي. وبهذه الطريقة ، كان هناك 96 نظامًا نموذجيًا.

تم تشغيل المحاكاة مرة واحدة فقط ، ولكن نظرًا لوجود مصعدين في كل تثبيت ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها لكل محاكاة تتوافق مع حالتين. أعطى هذا 96 × 2 = 192 حالة. من التقارير التي قدمتها ELEVATE تلقائيًا ، كان من الضروري الحصول على المعلومات التالية: متوسط ​​مسافة السفر ، ومتوسط ​​حمل السيارة ، ووقت الخمول / الاستعداد في فترات زمنية مختلفة (1 ، 2 ، 5 ، 15 و 30 دقيقة) وعدد يبدأ.

يوفر الإصدار القياسي من برنامج ELEVATE مخططات مكانية وجدول بيانات مطابق. تجهيز الجدول الكامل المقدمة:

• إجمالي وقت التشغيل
• إجمالي وقت الوقوف
• مرات ثبات المصعد حسب النطاقات الزمنية (<1 ، <2 ، <5 ، <15 ، <30 ،> 30 دقيقة.)
• إجمالي عدد مرات البدء في اليوم
• متوسط ​​المسافة المقطوعة

يمكن استخراج تفاصيل حمولة السيارة المنقولة من الرسم البياني المسمى "تحميل السيارة عند وصولها إلى الطابق الرئيسي" الذي توفره ELEVATE، والذي يوضح القيم المتوسطة والقصوى (كنسبة مئوية من الحمل المقدر) في فترات زمنية مدتها 5 دقائق. اعتمادًا على غرض الدراسة، يمكن أن تكون هذه المعلومات المتوسطة كافية، حيث تسمح بحساب متوسط ​​الحمل المنقول بواسطة المصعد في فترة زمنية معينة. ومع ذلك، فهي ليست دقيقة بما يكفي لإجراء حساب دقيق، حيث من الضروري معرفة عدد مرات حدوث كل رحلة ممكنة (يتم تحديدها من خلال اتجاه الحركة والمسافة المقطوعة والحمل المنقول)، وهي المعلمات اللازمة لحساب استهلاك الطاقة الفعلي.

لهذا السبب ، تم إنشاء ماكرو Microsoft® Office® Excel لتحليل المعلومات التفصيلية المتعلقة برحلات الركاب. أتاحت المعالجة اللاحقة لقاعدة البيانات هذه إنشاء مصفوفة الأحداث ، والتي يمكن من خلالها حساب متوسط ​​المسافة المقطوعة ومتوسط ​​النقل الجماعي في الرحلات المحملة بسهولة. يمكن حساب عدد الرحلات الفارغة على أنه الفرق بين إجمالي عدد مرات البدء التي تقدمها ELEVATE تلقائيًا في ورقة Excel والعدد النهائي للرحلات القياسية. وبهذه الطريقة ، يمكن حسابها مع مراعاة حساب متوسط ​​الحمل ، ولكن ليس لحساب متوسط ​​المسافة المقطوعة ، حيث أن أصل هذه الرحلات الفارغة ووجهتها غير معروفين. تم تخصيص البرنامج للحصول على هذه المعلومات.

تمت محاكاة المباني النموذجية البالغ عددها 96 (192 حالة) مرة أخرى في نهاية هذه التحسينات ، وأظهر الانحراف في متوسط ​​مسافة السفر خطأً يقارب 5٪ مقارنة بالتقدير الأول الذي دعم المسودات الأولى للعمل في معيار المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO). أدت التحسينات اللاحقة لبرنامج التحليل إلى تحسين النتائج.

التحليل الأول للنتائج

من المجموعة الأولى من عمليات المحاكاة التي تم إجراؤها ، تم استنتاج أنه ، كما هو متوقع ، يزداد عدد مرات البدء مع كثافة الاستخدام. تسبب هذا في التأثير المتوقع لتمديد وقت التشغيل على حساب وقت الانتظار وتعديل توزيع الرحلات في فترات الخمول / الاستعداد المختلفة ، اعتمادًا على عدد مرات البدء. أظهرت الاتجاهات أيضًا أن انخفاض مستويات حركة المرور من شأنه أن يؤدي إلى انخفاض متوسط ​​أحمال السيارات ومسافات سفر أطول.

أثار تقديم النتائج إلى مجموعة WG 10 من خبراء المصاعد الذين وضعوا مسودة ISO / DIS 25745-2 [7] أسئلة:

1. على سبيل المثال ، ما مدى جودة قالب حركة المرور؟ إلى جانب نموذج المكتب الجيد جدًا المستخدم (Siikonen) ، قدمت ELEVATE أيضًا نموذجًا سكنيًا تمثيليًا بشكل معقول (Strakosch) والنموذج الجديد استنادًا إلى CIBSE Guide D: 2010 ، الشكل 4.1. [3] تم تكرار عمليات المحاكاة مع أنماط حركة مرور إضافية لتقييم تأثيرها.
2. الحاجة إلى إضافة أنظمة بسيارات منخفضة السعة (450 كجم) وارتفاع منخفض (طوابق ثلاثة أرباع) لاستيعاب المباني السكنية. على الرغم من أن إضافة مثل هذه المباني المنخفضة الارتفاع قد يؤدي إلى أخطاء كبيرة في نموذج المحاكاة (بسبب الإحصائيات الضعيفة) ، فقد تمت محاكاة هذه الأخطاء للتأكد من اكتمالها.
3. تبدأ الرغبة في الحصول على استخدامات أعلى من 2,000 مرة يوميًا. غالبًا ما يُذكر أن عدد عمليات البدء في البلدان الآسيوية أعلى بكثير من تلك الموجودة في أوروبا ، لذلك تم طلب فئات استخدام أعلى بعدد مرات البدء التي تزيد عن 2,000 بداية في اليوم. على الرغم من أن هذا قد يشير إلى تصميم غير صحيح لنظام المرور ، فقد تم تضمينه.
4. نطاق أوسع من كثافة حركة المرور ، إلى ستة.
5. كانت هناك حاجة إلى مزيد من البيانات الإحصائية لإنتاج الرسوم البيانية للانحدار.

من أجل الإجابة على كل هذه الأسئلة ، تم زيادة نطاق عمليات المحاكاة.

تحليل النتائج

في هذا القسم ، يتم تقديم المخططات النهائية التي تم الحصول عليها بعد تحديث البرنامج والقوالب ، ويتم شرح النتائج والاتجاهات التي تمت ملاحظتها. وهي تحتوي على نتائج المجموعة النهائية من عينات التثبيت ، والتي تمت زيادتها لتحقيق فئات الاستخدام الست التي طلبتها مجموعة العمل 10.

تأثير نمط المرور على عدد مرات البدء

يزداد عدد مرات البدء في فترة المحاكاة مع عدد السكان الذين يتم تقديمهم لكل مصعد (الشكل 1). النتائج متطابقة تقريبًا لخوارزميات التحكم في حركة المرور في COL والوقت المقدر للوصول (ETA). القيم التي تم الحصول عليها للمباني السكنية باستخدام نموذج سكني (Strakosch) أعلى ، يليها نموذج Office (Siikonen) ونموذج المكتب الحديث (CIBSE). ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن فترة المحاكاة تختلف (قليلاً) ولكن يجب أن يكون لها تأثير طفيف ، اعتمادًا على قالب المرور المستخدم:

• (RS) ستراكوش السكنية 14 ساعة.
• (OS) مكتب Siikonen 12.25 ساعة.
• (OC) مكتب CIBSE 12 ساعة.

 إذا تم تقديم قطعة من متوسط ​​عدد مرات البدء في الساعة بدلاً من القيمة المطلقة (الشكل 2) ، فإن الخطوط المختلفة ستصبح أقرب مع قالب المكتب الحديث ، مما ينتج عنه أكبر عدد من عمليات البدء في الساعة ، والسكني هو أدنى.

• CIBSE: 1.04 يبدأ بالساعة للفرد
• Siikonen: 0.96 يبدأ بالساعة للفرد
• ستراكوش: 0.88 يبدأ بالساعة للفرد

يُظهر الجزء الأول من الرسم البياني اعتمادًا خطيًا ، والذي يصبح غير خطي (متعدد الحدود من الدرجة الثالثة) عند القيم القصوى مع حوالي 2,200 بداية. بعد الوصول إلى هذه القيمة القصوى ، يبدأ المنحنى في الانخفاض ، مما يشير إلى أن تركيب المصعد قد وصل إلى مرحلة التشبع.

على الرغم من أنه ، من الناحية المنطقية ، قد يُعتقد أن الطلب المتزايد على السكان (الأشخاص الذين يتم خدمتهم) سيؤدي إلى الحد من عدد التوقفات إلى الحد الأقصى ، إلا أن التأثير الحقيقي هو أنها تنخفض. يبدو أن السبب هو أنه عند مستويات الطلب الأعلى ، وصل تركيب المصعد إلى الحد الأقصى لقدراته على التعامل مع حركة المرور. والنتيجة هي زيادة حركة المرور في الردهات: تزداد أوقات صعود / خروج الركاب ، ويصبح النقل غير فعال. يمكن أيضًا ملاحظة أوجه القصور هذه في المؤامرات التي توضح توزيع الوقت الذي يقضيه في ظروف التشغيل المختلفة. ومع ذلك ، يمكن إجراء مزيد من البحث مع عينات إضافية لتأكيد صحة هذا المنطق.

تؤكد الرسوم البيانية أن نموذج حركة المرور (نمط حركة المرور) لا يُحدث فرقًا كبيرًا وتُظهر أن القيم متشابهة للمباني السكنية والمكتبية. هناك استنتاج آخر مهم وهو أن العدد الأكبر من عمليات البدء المبلغ عنها من البلدان الآسيوية لا يمكن تحقيقه إلا إذا زاد وقت التشغيل من 12-14 ساعة. لتشمل النشاط الليلي بمستويات عالية.

متوسط ​​المسافة المقطوعة مقابل متوسط ​​عدد البدايات

يتناقص متوسط ​​المسافة المقطوعة مع عدد مرات البدء (الشكل 3). وهي تتراوح بين حد أقصى يبلغ حوالي 50٪ ، باستثناء المباني شديدة الارتفاع (انظر المستطيل في الشكل) ، و 20٪ على الأقل للاستخدام المكثف للغاية. إذا تم تمثيل النتائج على أنها متوسط ​​المسافة مقابل عدد مرات البدء في الساعة ، فسيكون الفرق بين قوالب حركة المرور صغيرًا.

 كثيرًا ما يذكر متخصصو الرفع أنه بشكل حدسي (من تجربتهم الخاصة) ، يجب أن يكون متوسط ​​المسافة المقطوعة أطول. تم إجراء مزيد من التحليل للتحقق من هذا الانطباع. هل يمكن أن يكون سببه حقيقة أن المراقبين لا يرون هذا التأثير إلا عندما يسافرون في سيارات محملة؟ يؤكد الرسم البياني الذي تم الحصول عليه (الشكل 4) أن متوسط ​​المسافة يتأثر بشدة بكثافة الاستخدام ، مما يقلل بشكل كبير من هذا المتوسط.

متوسط ​​الحمولة المنقولة مقابل متوسط ​​عدد البدايات

تُظهر قطعة من متوسط ​​الحمولة المنقولة مقابل متوسط ​​عدد البدايات "سربًا" مكثفًا من النقاط ، مما يشير بقوة إلى أن متوسط ​​الحمولة المنقولة يعتمد على عامل آخر وليس فقط على شدة الاستخدام. بالنظر إلى النتائج الخاصة بكثافة أقل ، حيث تكون النقاط أكثر تركيزًا ، يمكن رؤية خمس مجموعات من النقاط ، والتي تتوافق مع القدرات المصنفة المختلفة التي تم تحليلها. نتيجة أخرى هي أنه ، كما هو متوقع ، يزداد الحمل مع التعامل مع السكان. نطاق التباين كبير (5-25٪). ومع ذلك ، من خلال أخذ القيم المتوسطة ، لا تتغير النتائج كثيرًا مع قالب المرور المستخدم (بحد أقصى 3٪ للأعداد الكبيرة من الأشخاص الذين يتم خدمتهم) أو خوارزمية التحكم في حركة المرور. يمكن ملاحظة ذلك بشكل أكثر وضوحًا في الشكل 6 ، حيث يتم عرض نتائج السيارات ذات السعة 1000 كجم فقط.

 إذا تم رسم البيانات لقالب واحد وتم تجميع النتائج حسب سعة السيارة ، فيمكن رؤية اتجاه أوضح بكثير للحمل المتزايد مع الاستخدام مع نطاقات النطاق المحددة ، وفقًا لسعة السيارة (الشكل 7).

توزيع أوقات التشغيل والخمول والاستعداد مقابل متوسط ​​عدد مرات البدء

يُظهر متوسط ​​الوقت بين الرحلات اتجاهًا أسيًا واضحًا للغاية ، حيث يكون الحد الأقصى له عند إشغال مبنى منخفض للغاية. يمكن ملاحظة أنه فقط لعدد قليل جدًا من مرات البدء ، يستغرق المصعد أكثر من 5 دقائق. ثابتة بين الرحلات المتتالية. هذه نتيجة ذات أهمية كبيرة ، حيث تتحول معظم المصاعد حاليًا إلى وضع استهلاك طاقة أقل بعد هذا الوقت. (يُعرّف ISO 25745-1 الاستعداد على أنه يبدأ بعد 5 دقائق من عدم النشاط.) وهذا يؤدي إلى افتراض أنه قد لا يتم الوصول إلى حالة الاستعداد أثناء وقت التشغيل اليومي وخلال ساعات عدم التشغيل فقط.

إذا تم جمع أوقات التشغيل والخمول والاستعداد لأي عدد محدد من مرات البدء ، فستكون النتائج دائمًا 100٪ (الشكل 8).

في الأشكال 9-11 ، يمكن ملاحظة أن الوقت الذي يقضيه المصعد في ظروف التشغيل يزداد مع الاستخدام ، ويصل إلى 50٪ كحد أقصى للنشاط العالي (2,000 بداية). عندما يزيد عدد مرات البدء فوق هذه الكمية ، يفقد المصعد كفاءته ، كما هو مذكور بالفعل. يتم تقسيم الوقت في ظروف عدم التشغيل إلى "خامل" (الشكل 10) و "وضع الاستعداد" (الشكل 11). يوضح مخطط وقت الخمول (الشكل 10) أيضًا عدم كفاءة التعامل مع الركاب عند زيادة عدد مرات البدء فوق 2,000 ، حيث يزداد الوقت الذي يكون فيه ثابتًا مرة أخرى. سيتم تنشيط وضع الاستعداد (استهلاك أقل للطاقة) بعد أن يكون المصعد غير نشط لمدة 5 دقائق.

يوضح الشكل 8 توزيع الوقت الذي يقضيه المصعد أثناء تشغيله أو في ظروف ثابتة أثناء وقت التشغيل اليومي. وتوضح الرسوم البيانية بوضوح (وفقًا لاتجاه متوسط ​​الوقت بين الرحلات المتتالية ، الشكل 12) أنه بالنسبة لمتطلبات حركة المرور العالية ، المصعد ليس لديه الوقت للتبديل إلى وضع الاستعداد في كثير من الأحيان ؛ الوقت الذي يقضيه في حالة الطاقة المنخفضة هذه أقل من 10٪ لأكثر من 500 بداية.

ملخص

يلخص الجدول 1 نتائج البحث ، والتي تم اعتماد العديد منها بواسطة WG 10. لاحظ أن هناك ستة مستويات استخدام. من المثير للدهشة أن القاعدة العامة المفترضة في ISO 45745-1 لسيارة فارغة تقطع حوالي نصف المسافة بين طوابق المحطة قريبة من الواقع في العديد من الظروف.

 مزيد من العمل

تعتبر سلسلة المعايير ISO 25745 وحدة واحدة فقط. من النتائج التي تم الحصول عليها ، لا يبدو أن الخوارزميتين البسيطتين للتحكم في حركة المرور قد أثرتا على نتائج نوع المباني التي تم تحليلها. ومع ذلك ، لكي تكون أكثر صرامة من الناحية العلمية ، سيتم العمل على أنظمة التحكم في حركة المرور الأخرى - على وجه الخصوص ، خوارزمية مرور تخصيص القاعة. تختلف هذه الخوارزمية بشكل كبير مع المرسلين الآخرين. يجب أيضًا تشغيل عمليات المحاكاة لمجموعات من أربعة مصاعد على الأقل بدلاً من اثنين. يجب أيضًا البحث في تأثير التوزيع غير المتكافئ لأرضية السكان / الطلب.

يجب تحليل تأثير المنطقة السريعة بمزيد من التفصيل للسماح باستخدام الطريقة للمناطق الواقعة في أعلى المبنى. من المأمول أن يتم التحقق من صحة هذه النتائج من خلال التعاون في الصناعة ، حيث يتم تنفيذ معظم القياسات الواقعية بواسطة شركات الرفع.

استنتاجات

تستند الدراسة البحثية المفصلة في هذه الورقة إلى نتائج آلاف المحاكاة التي تعتبر كما لو كانت بيانات تجريبية. ومع ذلك ، تشتهر المحاكاة بتقديم إجابات لا تحدث في الأنظمة الحقيقية ، ولكن هذه الإجابات ستكون جيدة مثل نمط المرور المستخدم في إنتاجها. يبدو أن استخدام أدوات المحاكاة للتنبؤ بقيمة المعلمات بهدف حساب استهلاك الطاقة للمصاعد هو الطريقة الأكثر دقة المتاحة حاليًا.

على الرغم من أن متوسط ​​الجداول (المحسوبة للمباني الموحدة لتغطية النطاق المحدد في ISO 25745) دقيقة بما يكفي لأغراض التقييس ، للحصول على توقع أفضل في أي عروض تجارية ، يوصى بحساب كل حالة محددة ، مع مراعاة الخصائص الحقيقية لـ مبنى ومصعد وأنسب نمط مرور.

الإقرارات

يرغب المؤلفون في الإعراب عن خالص شكرهم لفيجا رودريغالفاريز من معهد تكنولوجيكو دي أراغون لدعمها في القضايا المتعلقة بالحوسبة ؛ ريتشارد بيترز للسماح له باستخدام برنامج ELEVATE الخاص به بموجب ترخيص بحث ، والإجابة على العديد من الأسئلة التي ظهرت وإجراء بعض التغييرات من أجل تسهيل هذا العمل ؛ وإلى جميع أعضاء اللجنة الفنية لمجموعة العمل ISO / TC 178 / WG 10: المصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة ، الذين استفاد هذا العمل من معرفتهم وخبرتهم الهائلة. تم التنويه بشكل خاص إلى الدكتور غيرهارد شيفنر (ThyssenKrupp) للعديد من التعليقات البحثية والمحفزة وريتشارد فارجو (Otis) ، الذي شكل فريق عمل قدم العديد من الأهداف لهذا العمل. يود المؤلف الأول أن يشكر مجموعة CIBSE Lifts على منحة سفر لحضور اجتماع WG 10.

مراجع حسابات
[1] ISO 25745-1: 2012 - أداء الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة ، الجزء 1: قياس الطاقة والتحقق منها.
[2] VDI 4707-1: 2009 - إرشادات للمصاعد: كفاءة الطاقة.
[3] دليل CIBSE D: 2010: أنظمة النقل في المباني.
[4] Barney، GC Elevator Traffic Handbook: Theory and Practice: Taylor and Francis، 2003.
[5] Siikonen، ML. "في منهجية تخطيط المرور ،" تكنولوجيا المصاعد 10: وقائع Elevcon 2000.
[6] Strakosch، GR: The Vertical Transportation Handbook، 1998.
[7] ISO / DIS 25745-2: 2012 - أداء الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة ، الجزء 2: حساب الطاقة وتصنيفها للمصاعد.