Ein fortschrittliches Zoning-System für einen Wolkenkratzer; KERN

NUCLEUS, ein fortschrittliches kollektives Steuerungssystem für Aufzüge, verbessert die Handhabungskapazität von Aufzügen und ermöglicht den Einsatz von Aufzügen bei der Brandevakuierung.

von Hitoshi Aoki Elevator Laboratory, Ltd. Japan

ABSTRACT

Durch die Anwendung von NUCLEUS auf das Zonensystem haben wir ein fortschrittliches Zonensystem entwickelt, das über zwei unabhängige Systeme verfügt: ein lokales System und ein Zugangssystem. Jede Zone wird von einem lokalen System zur Beförderung von Passagieren, die sich innerhalb der Zone bewegen, und einem Zugangssystem zur Beförderung von Passagieren, die sich zwischen der Zone und einer Lobby bewegen, bedient. Diese Systeme bestehen aus Gruppen von 13 Personen und 2 Fahrzeugen mit fortschrittlicher kollektiver Steuerung. Aufgrund einer effizienten Gruppierung der Kleinwagen der Größe 2 wird das Mietverhältnis größer als beim Sky-Lobby-System. Durch die Verbesserung der Evakuierungszeit und den unnötigen Transfer in eine Sky Lobby können Passagiere bei einem anfänglichen Brand sicher evakuiert werden.

EINFÜHRUNG

Für die Evakuierung im Brandfall müssen Aufzüge verwendet werden, insbesondere in folgenden vier Gebäudetypen: (1) Krankenhäusern und Sozialeinrichtungen, in denen viele Benutzer nicht ohne Aufzug evakuieren können, (2) Einrichtungen, in denen Benutzer nicht über Treppen Zuflucht suchen können Der Zutritt ist barrierefrei möglich (3) in Mehrfamilienhäusern, in denen die Bewohner älter werden, (4) in Hochhäusern, in denen die Evakuierung mit dem Aufzug schneller erfolgt als bei der Evakuierung ganzer Gebäude über Treppen.

Obwohl die Verwendung von Aufzügen zur Evakuierung im Brandfall vorteilhaft ist, ist die Förderkapazität des Aufzugsystems begrenzt.

Das Architectural Institute of Japan (2009) empfiehlt die Methode, dass nur ausgewählte Evakuierte Aufzüge benutzen können, während andere über Treppen evakuieren müssen. Und die Methode wird nur auf Einrichtungen angewendet, die über eine ausreichende Anzahl von Administratoren verfügen, um mithilfe von Aufzügen die richtigen Evakuierten auszuwählen und sie zu einer sicheren und ordnungsgemäßen Evakuierung zu veranlassen. Und McColl (2009) erwähnte einen neuen Prozess, die Emergency Evacuation Operation (EEO). Dieser Prozess würde den Aufzugsbetrieb für den Ausgang aus fünf betroffenen Stockwerken ermöglichen: dem Brandgeschoss sowie den beiden Stockwerken darüber und zwei Stockwerken unterhalb des Brandgeschosses. Im Brandfall würden sich Rauch und Gase zunächst über Treppenschächte und andere Räume in die oberen Stockwerke ausbreiten. Angesammelter Rauch füllt die oberen Stockwerke und sinkt dann nach unten, sodass sich der Rauch im Falle einer Verzögerung auf das gesamte Gebäude ausbreitet. Um Schäden durch den Rahmen und den schädlichen Rauch und die Gase zu vermeiden, ist es notwendig, einen Brandevakuierungsvorgang zu entwickeln, der die Handhabungskapazität des Aufzugssystems und einen Evakuierungsplan für die Evakuierung aller Bewohner mithilfe von Aufzügen im Brandfall verbessert.

KONVENTIONELLES AUFZUGSSYSTEM

Bei einem herkömmlichen Aufzugssystem wird eine Zone durch eine Gruppe von Aufzügen bedient. Da die Anzahl der Aufzüge in einer Gruppe höchstens acht beträgt, kann ein Einzelzonensystem weniger als 20-stöckige Gebäude verwalten. Höhere Gebäude werden mit einem Zonensystem angelegt. Tabelle 1 zeigt die Spezifikation eines Zonensystems für 60-stöckige Gebäude. Wo, Etage 11, Bei einem herkömmlichen Aufzugssystem wird eine Zone von einer Gruppe von Aufzügen bedient. Da die Anzahl der Aufzüge in einer Gruppe höchstens acht beträgt, kann ein Einzelzonensystem Gebäude mit weniger als 20 Stockwerken verwalten. Höhere Gebäude werden mit einem Zonensystem angelegt. Tabelle 1 zeigt die Spezifikation eines Zonensystems für ein 60-stöckiges Gebäude. Wobei die Etagen 11, 20,30,40,50, 60, 60 und 2 Transferetagen sind. Im Zonensystem nimmt die Nutzungsfläche mit steigender Gebäudehöhe zu. Daher wird das Mietverhältnis in den meisten Fällen inakzeptabel, wenn die Höhe 100 Stockwerke überschreitet. Um dieses Problem zu lösen, werden Hochhäuser mit mehr als XNUMX Stockwerken mit einem Sky-Lobby-System ausgestattet. Tabelle XNUMX zeigt die Spezifikation eines Sky-Lobby-Systems für ein XNUMX-stöckiges Gebäude.

KERN

3.1 Erweiterte kollektive Kontrolle

In NUCLEUS werden alle Aufzüge mit einer erweiterten kollektiven Steuerung gesteuert. Tabelle 3 zeigt die Unterschiede zwischen der erweiterten kollektiven Kontrolle und der konventionellen kollektiven Kontrolle.

3.2 Kern

NUCLEUS ist ein Aufzugssystem, bei dem jede Zone von einem lokalen System zur Beförderung von Passagieren, die sich innerhalb der Zone bewegen, und einem Zugangssystem zur Beförderung von Passagieren, die sich zwischen der Zone und einer Lobby bewegen, bedient wird. Das Zugangssystem besteht aus mehreren Gruppen (A) von Aufzügen, wobei jede Gruppe ihren Bedienungssektor (S) hat. Und das lokale System kann L0 mit einer Gruppe (L0) von Aufzügen oder L1+L2 mit 2 Gruppen (L1) und (L2) von Aufzügen oder L3+L4+L5 mit 3 Gruppen (L3), (L4) und (L5) sein ) von Aufzügen oder L6+L7+L8+L9 mit 4 Gruppen (L6),(L7), (L8) und (L9) von Aufzügen. Tabelle 4 zeigt den Typ und die Anrufzuteilung. Hier bedeutet S1>S1, dass Anrufe von der Etage im Sektor S1 ausgehen und die Zieletage die untere Etage im Sektor S1 ist.

Die Tabellen 5, 6, 7 und 8 zeigen die Spezifikation von NUCLEUS für Gebäude mit 10, 15, 20 bzw. 100 Stockwerken. Das fortschrittliche Zonensystem nutzt Doppeldecker als Zugangssystem.

3.3 Verbesserung der Mietquote

Tabelle 9 zeigt die Nutzungsfläche von NUCLEUS im Vergleich zum konventionellen System. Mit abnehmender Belegung verbessert sich die Mietquote.

Evakuierungsvorgang

4.1 Evakuierungsvorgang im Brandfall

Höhere Stockwerke haben eine höhere Priorität, da Rauch und Gase die oberen Stockwerke füllen und dann nach unten absinken. Um die Umschlagkapazität zu maximieren, bedient der Aufzug Stockwerk für Stockwerk vom höchsten Ruf aus.

4.2 Evakuierungszeit des Sky-Lobby-Systems

Tabelle 12 zeigt die durchschnittliche Hin- und Rückfahrtzeit zwischen der Lobby und jeder Etage (RTT) jeder Zone in einem 100-stöckigen Gebäude. Von den oberen Etagen gibt es 624/103.81+ 624/97.71=2.86 Personen kommen in einer Sekunde in der Sky Lobby (Etage 62) an. Und in einer Sekunde kommen 624/94.46+624/85.74=3.20 Personen in der Sky Lobby (Etage 61) an. Andererseits verlassen in einer Sekunde jeweils 8*24/117.47=1.63 Personen jede Himmelslobby. Auf der 61. Etage bleiben also 1.57 Personen pro Sekunde und auf der 62. Etage 1.23 Personen pro Sekunde. Hier soll die Anzahl der Bewohner pro Etage P Personen betragen. Da Evakuierte aus 19 Stockwerken in jeder Sky-Lobby ankommen, kommen 19P-Personen in jeder Sky-Lobby an. Der Transport von 19P-Personen zur Etage 3.2 bzw. 19 dauert 2.86P/19 Sekunden und 61P/62 Sekunden. Daher ist die Fertigstellungszeit von Etage 19 (t61) im Hinblick auf die Fertigstellung ankommender 1P-Personen schneller als die Fertigstellungszeit von Etage 62 (t2). Bei 19P/3.2(t1) schließen 19P-Personen die Ankunft auf Etage 61 ab, dann eine weitere 19P-Personen erreichen die Etage 62 um (19P/2.86-19P/3.2) Sekunden später. Während des Intervalls (von 0 bis t1) verbleiben 19P/3.21.57=9.32P Personen auf Etage 61, und während des Intervalls (von t1 bis t2) bleiben 1.63(19P/2.86-19P/3.2)=1.15P pro Person. Söhne verlassen Etage 61, sodass auf Etage 9.32 noch 1.15 P – 8.17 P = 61 P Personen verbleiben. Für Etage 62 verbleiben 19 P / 2.861.57 = 10.43 P. Das Hauptproblem des Sky-Lobby-Systems besteht darin, dass sich eine große Anzahl von Evakuierten in den Sky-Lobbys aufhalten kann. Denn im Falle eines Sky-Lobby-Systems stellen Shuttle-Aufzüge einen Flaschenhals des Systems dar. Die Evakuierungszeit entspricht der Evakuierungszeit der Shuttle-Aufzüge. Daher beträgt die Evakuierungszeit des Sky-Lobby-Systems 19P/8/24119.04=11.78P Sekunden.

4.3 Evakuierungszeit des adaptiven Zonensystems.

Für die Gruppe von 2 Waggons, die die Strecken 91 bis 96 bedienen und die längste Evakuierungszeit haben, beträgt die Evakuierungszeit 3P/13/2122.64=14.15P, bei Anwendung von 600 m/min (RTT=122.64). Wenn eine angemessene Geschwindigkeit wie 1000 m/min (RTT=101.44) angewendet wird, beträgt sie 11.70 P, was schneller ist als die Evakuierungszeit des Sky-Lobby-Systems (11.78 P). Und die Evakuierung kann in einer Stunde abgeschlossen sein, wenn P weniger als 305.6 Personen beträgt.

Evakuierungsplanung

5.1 Evakuierungsplatz auf Ebene

Um nicht nur den Evakuierungsprozess zu vereinfachen, sondern auch das Ankündigungssystem zu vereinfachen, führen wir den ebenen Evakuierungsplatz ein, in dem sich Evakuierte der Etage vorübergehend aufhalten und darauf warten, dass die Aufzüge in die Lobby evakuieren. Um einen ebenen Evakuierungsplatz zu schaffen, sind zwei Brandschutzklappen mit zwei dazwischen liegenden Schachttüren des Zugangssystems zur Abtrennung vom Brandort installiert. Infolgedessen muss eine Gruppe von Aufzügen des Zugangssystems, das die Etage bedient, neben dem ebenen Evakuierungsplatz installiert werden. Da sieben Evakuierte in einem Quadratmeter untergebracht werden können, analog zu einem Käfig mit 24-Personen-Aufzug, beträgt die Kapazität des ebenen Evakuierungsplatzes 280, wenn die Breite des Korridors 4 Meter und der Abstand zwischen den Rollläden 10 Meter beträgt. Die Fensterläden können einen Brand für eine Stunde verhindern.

5.2 Evakuierungsszenario

Sobald der Brandmelder aktiviert wird, werden die Bewohner des Gebäudes aufgefordert, Zuflucht in der Evakuierungszone auf der Ebene zu suchen. Dann beginnen die Aufzüge des Zugangssystems, die Evakuierten, die sich im ebenen Evakuierungsraum aufhalten, wiederholt durch den Brandevakuierungsvorgang in die Lobby zu befördern.

Evakuierte können sicher im ebenen Evakuierungsplatz warten und ohne Verwirrung in die Aufzüge einsteigen, die neben dem ebenen Evakuierungsplatz ankommen.

FAZIT

Durch den Einsatz von NUCLEUS können Aufzüge zur Evakuierung im Brandfall genutzt werden, selbst in Gebäuden, deren Benutzer nicht spezifiziert sind. Es ist unvermeidlich, dass das fortschrittliche Zoneneinteilungssystem in naher Zukunft das Sky-Lobby-System für einen Wolkenkratzer ersetzen wird. Daher können die Anforderungen für Geschwindigkeiten über 600 m/min steigen.

REFERENZEN
Architekturinstitut Japans (2009).
Leitfaden zur Evakuierungsplanung für die Nutzung von Aufzügen während eines Brandes. Maruzen, Tokio. S. 87.
David McColl (2009). Nutzung von Aufzügen in Notfällen, Elevator World, Bd. 57(1), S. 26-28.
David Nicholson (2009). Verwendung von Aufzügen zur Evakuierung von Hochhäusern, Elevator World, Bd. 57(10), S. 154-162