Ascensor de vidrio de acero inoxidable

El trabajo en equipo y la creatividad superan innumerables desafíos para ofrecer un sistema robusto y estéticamente agradable.

presentado por John Virk, UT Elevator

Cuando un arquitecto de Arkansas que estaba diseñando una casa en los Cayos de Florida se puso en contacto con UT Elevator (UTE), creyó que el principal desafío sería logístico, ya que el proyecto se encontraba a más de 1,600 kilómetros de la sede de la empresa en Toronto. Rápidamente se transformó en un proyecto mucho más complejo, uno que pondría a prueba todas las capacidades de UTE. Resultó que el arquitecto había encontrado un proyecto anterior Project of the Year Artículo en ELEVATOR WORLD sobre UTE (“Mitered Glass Elevator”, EW, enero de 2016). “Esto es exactamente lo que están buscando”, es la frase que recordamos. En ese momento, no sabíamos todos los desafíos que nos deparaba el proyecto. 

Tras la inspección inicial del edificio y el diálogo con el arquitecto, quedó claro que no bastaría con un ascensor de vidrio personalizado. Tenía que ser uno que resistiera el aire salado húmedo y extremadamente duro y los huracanes de la región. Poco después de que comenzara el proyecto en 2017, el huracán Irma tocó tierra, con un impacto directo en el sitio del proyecto.

La casa fue construida como una fortaleza, con más de 50 pilotes de 2 pies de altura clavados en el lecho de roca debajo y vigas de hormigón que se extienden por todo el piso principal. Rápidamente se hizo evidente que la parte del ascensor del proyecto requeriría la dedicación de nuestra empresa para diseñar un ascensor de vidrio y un cerramiento del hueco del ascensor para cumplir no solo con la estética y la calidad de conducción, sino también con un nuevo nivel de resistencia y durabilidad.

Para lograr esto, el proyecto necesitaba ser ejecutado a través de cinco subproyectos definidos por nuestros equipos de ingeniería y diseño:

1. Vidrio de la cabina y accesorios de vidrio: los paneles de la cabina se clasificaron en seguridad con esquinas en inglete para una vista óptima y se ensamblaron con herrajes personalizados y una variedad de vidrios y adhesivos. La estación del automóvil era de vidrio empotrada con botones táctiles capacitivos y un teléfono manos libres integrado.
2. Ensamblaje estructural en acero inoxidable 316 de grado marino y rieles de guía con revestimiento personalizado: Acabado de acero inoxidable Blend “S” cepillado para los marcos de cabina y contrapeso, soportes de rieles, placa de bancada de la máquina y placa de foso, y rieles de guía sumergidos y galvanizados, luego zincados - y con recubrimiento de polvo para que coincida con el acero inoxidable.
3. Vidrio del hueco del ascensor y estructura de acero inoxidable: un hueco del hueco de vidrio de dos niveles integrado con la estructura de soporte del elevador de acero inoxidable, junto con una intrincada variedad de canales de vidrio incrustados
4. Puertas de vidrio empotradas: Todos los componentes metálicos en acero inoxidable 316, conjunto de riel asegurado al vidrio del hueco del ascensor con mecanismos de descanso montados en soportes estructurales de diseño personalizado unidos al acero del edificio
5. Sistema de transmisión de voltaje variable, frecuencia variable (VVVF) y enrutamiento eléctrico, máquina de transmisión de imanes permanentes hecha a la medida con componentes internos revestidos en Armology TDC® y energía eléctrica y señales enrutadas a través de conductos integrados dentro de la cabina y el hueco del ascensor para mantenerlos despejados de la vista y protegido de la exposición

La protección contra la intemperie general involucró un vidrio modular de hueco de ascensor en el nivel inferior y una puerta diseñada para romperse en caso de una inundación severa. También incluyó un subsistema eléctrico en conductos estancos a líquidos con enrutamiento por encima de la cota de inundación base; todos los componentes eléctricos tienen clasificación 4 de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos.

La ejecución de cada subproyecto se basó en gran medida en la cooperación entre el desarrollador y el arquitecto, e incluyó una incursión en la comunicación por video, el diseño automatizado por computadora (CAD) y el intercambio de archivos en la nube.

Vidrio de cabina

UTE especificó que la cabina incluyera cuatro paneles verticales y un techo de vidrio de un solo panel. Los paneles verticales miden aproximadamente 7 pies de alto con bordes de esquina en inglete de 45˚ con recortes para adaptarse a una estación de cabina de vidrio táctil capacitivo montada al ras, junto con orificios en la parte superior de cada panel para asegurarlos a un marco soldado arriba. Cada panel es de 13.5 mm, compuesto por dos luces templadas de 6 mm laminadas juntas con una capa intermedia de resina curada. Nuestro proveedor con sede en Concord, Canadá, Accura Glass Bending Inc., tuvo mucho cuidado para garantizar que los paneles permanecieran planos durante el proceso de templado y que los orificios y cortes estuvieran alineados con precisión durante el laminado. Esto fue para asegurar una mínima distorsión de la luz para que, cuando se ensamblaran los paneles, los ingletes de 45˚ estuvieran perfectamente alineados. Para lograr los ingletes, los bordes del panel se esmerilaron con precisión y se pulieron hasta la dimensión total final.

Se usó silicona transparente para unir los paneles para permitir la amortiguación de vibraciones y la adhesión estructural, mientras que los ensamblajes de los paneles se aseguraron en canales de vidrio incrustados construidos en el piso de la cabina debajo y se atornillaron al ensamblaje del marco soldado en la parte superior usando un juego de tornillos a medida. Separadores de vidrio de 8 mm con perfiles bajos.

Accesorios de vidrio

Los accesorios de vidrio táctiles capacitivos se incrustaron en el panel de vidrio del lado de control para lograr una apariencia uniforme y nivelada. El diseño planteó numerosos desafíos e implicó una comunicación y coordinación detalladas con el proveedor de accesorios con sede en Italia Vega srl ​​para colocar todos los componentes en el espacio asignado. Se desarrollaron pestillos personalizados para asegurar la placa frontal a la caja trasera para que la placa se pudiera quitar con una herramienta de succión. Todos los contactos de los botones y nuestro logotipo con retroiluminación LED debían tener un diseño compacto. Este proceso incluso involucró visitas a UTE en Toronto por parte de propietarios y gerentes de Vega. 

Otro desafío de diseño clave implicó ocultar las señales de enrutamiento y ensamblaje. Dado que el hueco del ascensor que rodeaba el sistema era completamente de vidrio, el ensamblaje de la instalación sería totalmente visible desde todos los ángulos, y se nos exigió mantener intactas las líneas y el material uniforme. La solución incluía un conjunto de placas de acero inoxidable terminadas unidas a la parte posterior del panel de control de vidrio en el que se montó la caja de control de la luminaria. Luego, una cubierta trasera de acero inoxidable pulido y soldada a la medida con pernos soldados revistió la caja de control y se ajustó con precisión a las dimensiones de las placas de unión frontales. Luego, el cable de señal se enrutó debajo de la plataforma a través de un tubo de acero inoxidable finamente pulido.

El mayor desafío productivo de UTE hasta la fecha

Pasar de la fabricación típica de carbono a acero inoxidable de grado marino 316 presentó un desafío importante para nuestro equipo, lo que resultó en un proceso de varios pasos que involucraba una variedad de proveedores y un nivel significativo de coordinación y control de calidad. Esto incluyó tres fabricantes separados (UTE incluida), dos pulidores locales y un acabado manual en el sitio en coordinación con el contratista general.

El desafío inherente de fabricar acero inoxidable con un acabado de alto nivel también requería que el equipo de producción pasara a una metodología completamente formada y fabricada para los miembros estructurales en lugar de nuestra fabricación estándar de hierro en ángulo y canal en C estructural. Esto permitió que todas las piezas comenzaran con una placa plana de acero cortada con láser de acuerdo con patrones modelados en CAD y clasificadas por espesores de material, lo que, a su vez, permitiría el primer paso crucial e integral de pulido a granel. Cada componente plano se pasivaba con ácido antes del punzonado y la fabricación, luego seguía un proceso de fabricación complejo y logístico mediante el cual las piezas se agrupaban según las geometrías finales y su ruta de producción requerida.

El único subconjunto que no era de vidrio ni de acero inoxidable eran los rieles de guía, aunque el proceso de producción fue igualmente desafiante. Para cumplir con los requisitos de protección ambiental del proyecto, cada riel de guía se sometió a un proceso de recubrimiento de varios pasos que comenzó con galvanizado en caliente, luego una capa de imprimación de zinc y la aplicación de dos capas de pintura en polvo de acabado.

Estructura de soporte de vidrio y acero inoxidable para hueco de ascensor

El equipo imaginó una pieza central de vidrio en la "gran sala" del piso principal, que, cuando el ascensor estuviera presente, aún brindaría una vista completa y clara del océano a través del muro cortina sur. Incluido en la pieza central estaría una estructura de soporte de acero inoxidable diseñada artísticamente que proporcionaría estabilidad estructural y complementaría el proyecto general. UTE desarrolló el concepto de estructura de soporte de vidrio y acero del hueco del ascensor, luego trabajó de cerca con el arquitecto y el contratista general para realizarlo.

El vidrio del hueco del ascensor se fabricó con los paneles del nivel superior de aproximadamente 10 pies de alto X 6 pies de ancho para dos de los muros del hueco del ascensor y secciones modulares de 10 pies de alto en el lado del rellano al que se conectaría el sistema de la puerta del rellano. En el nivel inferior también hay un sistema de entrada de fachada de vidrio segmentado integrado con la puerta de aterrizaje de vidrio del nivel inferior. Hubo un claro desafío en el manejo y transporte del vidrio del hueco del ascensor, ya que las cajas se hicieron a la medida para ambos juegos de vidrio, con un peso de aproximadamente 1,500 lb. flexibilidad para adaptarse a las condiciones del campo. 

Los dibujos de diseño detallados y los modelos 3D se crearon internamente para simular las condiciones del sitio. Esto permitió que casi todo el ensamblaje se creara e instalara digitalmente. La instalación digital simulada fue imprescindible para el éxito del proyecto.

La intrincada estructura de soporte soldada de acero inoxidable comenzó con un 1.5 pulgadas. placa de foso sólida preperforada y roscada para aceptar la estructura del chasis del elevador. Luego viajó hacia arriba a través de 5 pulgadas. tubos estructurales de 25 pies de alto con soportes angulares presoldados para aceptar los soportes de riel y el ensamblaje del chasis. La corona de la estructura se conocía cariñosamente como "el halo". Fue diseñado para ser multifuncional para asegurar la estructura de soporte a la viga del techo reforzado del edificio y contener los canales de vidrio para aceptar y colocar el vidrio grande del hueco del ascensor en el nivel superior.

Además, el nivel inferior consistía en un vestíbulo “desprendible” de acero y vidrio, diseñado y construido por UTE, que se extendía más allá de la fachada de vidrio del ascensor. El concepto de ruptura fue especificado por el código de construcción local en el caso de una inundación severa para que una estructura se "desprendiera" a fin de no transferir cargas altas a la estructura del edificio si los elementos no son parte integral de ella. El sistema de la puerta de descanso del nivel inferior se diseñó en la fachada de vidrio del hueco del ascensor de forma modular, ya que también tenía que ser parte del sistema de ruptura, en caso de que la carga de inundación eliminara los paneles de la puerta.

Operador UDD

Entre las primeras empresas de América del Norte en implementar el operador de puerta accionada por debajo (UDD) para un ascensor de vidrio, confiábamos en nuestra adaptación de la solución UDD de Fermator para este proyecto. Se nos pidió que participáramos en el desarrollo de este sistema para que los componentes de la puerta pudieran tener un acabado de acero inoxidable 316 y garantizar que se hicieran las modificaciones adecuadas para integrarse con el hueco del ascensor de vidrio. La coordinación constante con el proveedor español de puertas fue un desafío, pero gratificante, ya que los miembros de su personal fueron complacientes y minuciosos.

La puerta de la cabina cuenta con dos paneles de vidrio laminado con clasificación de seguridad de 17 mm de espesor, gobernados por el imán permanente subaccionado y el accionamiento integrado VVVF. La puerta de la cabina interactúa con dos conjuntos de puertas de aterrizaje de vidrio, cada uno de los cuales está unido a la estructura del edificio a través de soportes de mecanismos de aterrizaje diseñados a medida para soportar y ajustar la carga completa y la carga de tráfico desde abajo.

La complejidad del sistema de puertas UDD requería un ensamblaje completo y pruebas en nuestras instalaciones de Toronto con conexiones eléctricas, ajustes de parámetros y ajustes del panel de la puerta hechos localmente para permitir una calibración mínima en el sitio. El ensamblaje, desensamblaje, envío y reensamblaje en el sitio crearon innumerables desafíos para garantizar que todos los ajustes permanecieran intactos a su llegada. 

La integración del operador de la puerta de la cabina con la plataforma de la cabina implicó un grado significativo de modelado de diseño y configuración y pruebas locales. El chasis general se desplazó hacia el descanso para equilibrar la carga resultante del pesado operador de la puerta del automóvil. Nuestro equipo de diseño desarrolló un sistema integrado de canales de acero inoxidable soldado para permitir el montaje modular y el posicionamiento en el sitio. 

Sistema de accionamiento y subsistema eléctrico

En el centro del sistema de accionamiento se encuentra un motor síncrono de CA de imanes permanentes fabricado a medida y suministrado por HIWIN Corp. Los ajustes de par y velocidad fueron predeterminados y los componentes internos se recubrieron con Armoloy® para protegerlos contra la oxidación. Se utilizó un sistema de cuerdas 2:1 para la eficiencia de carga y permitir que el tamaño de la máquina se mantuviera en línea con los requisitos de vista del proyecto. Un variador de frecuencia de KEB America suministra voltaje controlado al motor, y también recibe señales de codificador de retroalimentación de circuito cerrado. Este sistema permite una calidad de conducción que coincide con la estética. 

Una de las primeras tareas emprendidas al iniciar el proyecto fue determinar la ruta para que todos los cables de señal llegaran a los componentes necesarios del ascensor y regresaran al controlador remoto del ascensor. Una intrincada red de conductos en 3D se creó digitalmente y luego se comunicó a los contratistas generales y eléctricos a través de planos de diseño. Los contratistas generales y eléctricos luego implementaron la red durante la fase inicial de construcción. Se requirieron múltiples rutas, que involucraron la incrustación de conductos de PVC en el concreto del piso principal y que llegaran a los mecanismos de la puerta del rellano y la máquina de elevación a través de la columna de soporte estructural. Esto permitió que prácticamente ningún cable (aparte del cable móvil) fuera visible desde el hueco del ascensor completamente de vidrio, una hazaña que requirió una gran creatividad. Una capa adicional al desafío de enrutamiento general fue lograr el mismo nivel de ocultación de cables y componentes para el subsistema eléctrico del automóvil.

Un verdadero esfuerzo de equipo

El éxito del proyecto se basó en gran medida en la estrecha coordinación entre todos los miembros del equipo, incluido el fabricante/instalador de ascensores, el contratista general y sus subcontratistas y el arquitecto del proyecto. La producción y la ingeniería comenzaron con la instalación del proyecto terminado al frente del diseño. El equipo de diseño de UTE se aseguró de que todo el hardware estuviera preensamblado en los componentes (siempre que fuera posible) para facilitar la instalación. 

A medida que avanzaba la construcción, habría controles repetidos de videollamadas con el personal de campo para transmitir ajustes o alteraciones menores que podrían afectar el sistema de ascensores. También hubo tres visitas de campo planificadas previamente por parte del personal de UTE en los puntos de control del proyecto designados previamente. Estas visitas permitieron “dar el visto bueno” a la producción local, lo cual también es imperativo para la ejecución general. La solución clave al desafío de suministrar un sistema integrado tan complejo fue el montaje previo de casi todo el sistema en las instalaciones de UTE en Toronto.

Logística, Proveedores y Envíos

Podría decirse que los héroes tácitos de proyectos tan complejos son los miembros del equipo de logística y envío que se aseguran de que todas las piezas estén listas, almacenadas, protegidas y entregadas en el sitio de manera segura y eficiente. Con una variedad tan complicada de participantes, el desafío logístico no solo hizo hincapié en los métodos actuales de la empresa, sino que permitió una revisión completa y efectiva para crear un sistema digital de seguimiento de proyectos.

Como se anticipó, el mayor desafío al que nos enfrentamos fue tener la cabina de vidrio y los paneles del hueco producidos en Toronto, el sistema de puertas de vidrio en España y lograr que llegaran al sitio y a las ubicaciones relativas del piso del proyecto de manera oportuna y segura. Para ayudar a lograr esto, el equipo de logística de UTE se aseguró de que todos los materiales de vidrio se agruparan en cajas personalizadas que permitieran un manejo y seguimiento adecuados. 

Un tráiler designado de 52 pies transportó todos los componentes al sitio, donde el contratista general y el equipo de campo de UTE recibieron y descargaron las mercancías. Una vez más, el trabajo en equipo entre el personal de UTE y el equipo del cliente garantizó el manejo, retiro y almacenamiento seguro de todos los componentes del sistema y marcó la pauta de lo que sería el proyecto insignia de nuestra empresa. Se completó en marzo de 2020.

Especificaciones

• Tipo de sistema: Elevador de vidrio/acero inoxidable sin cuarto de máquinas de tracción sin engranajes
• Manejar: Motor síncrono de CA de imán permanente de 2 hp con control de variador de frecuencia variable y voltaje variable de circuito cerrado
• Operador de puerta: Vidrio montado debajo del automóvil y debajo de la puerta
• Recorrido, velocidad y capacidad: 12 pies, 40 pies/min, 750 libras
• Composición: Vidrio laminado templado con clasificación de seguridad de acero inoxidable 316
• hueco del ascensor: Panorámica de vidrio completo, estructura de soporte de acero inoxidable integrada

Créditos

• Desarrollador: Lee Jackson Construction Inc.
• Arquitecto: Terry Parker & Associates Arquitectos
• Fabricante e instalador: UT Ascensor Inc.
• Proveedores: Accura Glass Bending Inc.; ACLA USA Inc.; Fabricación de acero personalizada de D&R; Draka-Prysmian; Fermator SA; Corporación HIWIN; KEB América, Inc.; Estela H; Vega SRL; y Vaughan Metal Polishing Ltd.