Un forum sulla tecnologia degli ascensori ad alta velocità e sui codici e gli standard globali

China Elevator Association si incontra per parlare di un settore in evoluzione in un futuro incerto.

Un seminario sulla tecnologia degli ascensori ad alta velocità e le tendenze attuali nei codici e negli standard globali è stato convocato in un sobborgo di Pechino l'8-9 luglio 2015. Il futuro dell'economia globale sembra incerto e il cambiamento climatico pone sfide e minacce a entrambi e nazioni in via di sviluppo allo stesso modo. Nel frattempo, poiché l'urbanizzazione sta procedendo costantemente mentre le riforme sociali vanno in profondità in Cina, l'industria degli ascensori deve adattarsi ai cambiamenti della domanda del mercato. Gli anni delle vendite record e della concorrenza basata sui prezzi bassi sono finiti. È tempo che i membri del settore capiscano cosa fare dopo. La China Elevator Association (CEA) ha pianificato l'evento, offrendo un'eccellente opportunità alle aziende e alle organizzazioni di ascensori di sedersi insieme e scambiare idee e innovazioni per promuovere lo sviluppo sano e sostenibile del settore di fronte a un futuro impegnativo.

Più di un decennio fa, eventi CEA simili avrebbero comportato una pila di materiali stampati di presentazioni e discorsi sia degli organizzatori che dei partecipanti. Oggi, l'evento stesso è diventato verde. Al desk di registrazione, ogni partecipante ha ricevuto una borsa contenente una penna e un calendario delle attività di due giorni stampato su entrambi i lati di un unico foglio di carta. Quasi 400 persone si sono presentate alla due giorni dell'evento. Durante una presentazione, la sala si è riempita di fotografie con flash di fotocamere, telefoni cellulari e tablet nelle mani dei partecipanti, la maggior parte dei quali aveva 40, 30 o 20 anni.

Il presidente della CEA Li Shoulin ha dato il benvenuto a tutti i partecipanti provenienti da casa e dall'estero, e Zhang Lexiang ha presieduto l'evento. Vedendo alcuni membri del pubblico scattare ripetutamente foto dei contenuti sullo schermo del palco, Lexiang ha consigliato loro di prendersela comoda e di ascoltare attentamente gli oratori. Ha promesso che tutte le presentazioni dell'evento sarebbero state rese disponibili online per il download non appena la riunione fosse terminata. L'evento, come altri incontri CEA dello stesso tipo, è servito da collante che ha tenuto insieme i membri del settore per uno sviluppo reciproco.

Elevatori ad alta velocità

Entro il 2050, la popolazione mondiale aumenterà di due miliardi con conseguente accelerazione dell'urbanizzazione a livello mondiale. L'anno 2030 vedrà 1.4 miliardi di persone in più trasferirsi nelle città, portando a grattacieli sempre più alti, che a loro volta aumenteranno la domanda di ascensori ad alta velocità. Tuttavia, a causa delle tolleranze fisiche umane, come lo schiocco delle orecchie dovuto ai bruschi cambiamenti della pressione atmosferica nell'auto, la velocità specificata di un ascensore ad altissima velocità si riferisce solo alla sua velocità di salita. Ad esempio, gli ascensori espressi a Taipei 101 viaggiano in salita a 16.67 mps ma scendono non più velocemente di 10 mps, che è ampiamente accettata come la velocità massima di discesa per qualsiasi ascensore ad altissima velocità, compresi quelli nello Shanghai Center.

La vibrazione è un'altra sfida nota nella progettazione di ascensori ad alta e altissima velocità. Sono state messe a disposizione soluzioni come capsule aerodinamiche con esterno aerodinamico e varie tecnologie per la prevenzione e la riduzione delle vibrazioni dell'auto. Satoru Kato, di Mitsubishi Electric, ha affrontato le questioni chiave nello sviluppo degli ascensori ad altissima velocità da 18 mps per lo Shanghai Center. Ha messo in evidenza il suo motore PM da 310 kW, macchine di trazione con capacità di 21 persone con doppio sistema di controllo dell'azionamento; paracadute a doppia sezione con freni in ceramica; soluzioni per ridurre il peso delle funi metalliche mediante sfleX-rope e cavi traslanti compatti e piatti con anime in acciaio; soluzioni per pressione atmosferica e comfort di marcia; e riduzione delle vibrazioni mediante guide a rulli attive e la carenatura aerodinamica aerodinamica dell'esterno dell'auto. Yoichi Sakuma ha affrontato in dettaglio come vengono valutati e risolti i problemi di vibrazione dell'auto di un ascensore ad altissima velocità, idealmente dall'azienda.

Mentre perseguiamo continuamente soluzioni urbane più sostenibili, i grattacieli vengono al centro dell'attenzione e, poiché la tendenza all'ecologia è data la massima priorità dalla comunità internazionale, l'efficienza energetica è diventata uno dei criteri chiave per gli ascensori ad alta velocità. Da un lato, il consumo di energia deve essere ridotto ottimizzando il sistema dell'ascensore, in particolare l'azionamento nel suo insieme, e, dall'altro, la capacità dell'unità di rigenerare l'elettricità è considerata un requisito fondamentale di una (super) alta velocità ascensore. La potenza può essere recuperata o rigenerata dall'ascensore quando il sistema di trazione lavora con pesi differenti tra cabina e contrappeso; non importa quale sia l'estremità più pesante, l'una tira su l'altra quando l'ascensore sta rallentando durante la frenata.

Il sistema di frenata rigenerativa di KONE non necessita di dispositivi aggiuntivi per assorbire l'elettricità restituita, poiché il ponte di linea modulato (MLB) regola automaticamente la fase, la tensione e la frequenza in modo che corrispondano a quelli della rete dell'edificio. L'enorme peso delle funi metalliche, che pone un limite alla salita dell'ascensore, presenta un'altra sfida. Gli ascensori ad alta velocità che utilizzano funi metalliche convenzionali difficilmente possono superare l'altezza di 500 m a causa del peso delle funi. Come afferma l'allora capo della tecnologia di KONE Johannes de Jong, il peso delle funi è così grande che sono necessarie più funi per trasportare le funi stesse. Pertanto, UltraRopeTM, un'innovativa fune di trazione in fibra di carbonio, è stata sviluppata da KONE in un vano di prova sotterraneo in Finlandia per rendere fattibili le corse oltre i 500 m, riducendo sostanzialmente il peso della fune e il consumo energetico. 

Katoh Masaru ha dimostrato esperienza pratica e competenza nelle soluzioni di trasporto verticale di Otis in molti degli edifici più alti del mondo. Ha affrontato questioni di pianificazione e ingegneria, tra cui: edifici e ondeggiamento delle funi, risonanza, effetto e impatto della ciminiera, congestione della lobby, zonizzazione e schemi di sky-lobby, oltre a fare il miglior uso di auto singole, auto a due piani e scale mobili in pianificazione ottimizzata. I continui sforzi e progressi hanno portato al miglioramento della sicurezza, dell'affidabilità e del comfort di guida degli ascensori ad alta e altissima velocità. Zhu Ruitong ha dimostrato come gli standard VDI 4707 vengono applicati alla valutazione dell'efficienza energetica come lo Schindler 7000. Le analisi del sistema di ascensori si sono concentrate su motori di azionamento, controlli, azionamenti per porte e componenti di cabina e vano corsa. La tecnologia di rigenerazione energetica gioca un ruolo importante. Maggiore è la velocità, maggiore è la potenza risparmiata. La tecnologia PORT per le operazioni di gruppo e la modalità ECO vengono applicate in combinazione con la pianificazione di progetti nuovi o esistenti.

Yang Xiaojun, di Toshiba Elevators, ha presentato le condizioni di lavoro dei due ascensori rapidi del Taipei 101, che hanno una capacità di 1600 kg e salgono a 16.7 mps e scendono a 10 mps (Elevator World, settembre 2005). L'ispezione complessiva dell'anniversario di 10 anni mirava a garantire che le macchine rimanessero sufficientemente buone per il funzionamento futuro senza un evidente invecchiamento e declino delle funzioni. L'usura della scanalatura della puleggia secondaria è stata misurata e risultata conforme al livello di usura stimato al settimo anno, quindi la puleggia è stata sostituita. La differenza di pressione atmosferica tra il piano terra e l'ultimo piano della destinazione misurava all'incirca 48 hPa, il che causerebbe un fastidio allucinante ai passeggeri se non fosse stato fatto nulla per tenerlo sotto controllo. La pressione atmosferica nell'auto è bilanciata da un sistema di regolazione costituito da sensori in tempo reale che controllano due ventilatori: uno soffia aria per aumentare mentre l'altro espelle per diminuire la pressione. I cuscinetti di tenuta delle portiere dell'auto sono stati sostituiti a causa del tempo. Le guide delle porte mostravano poca usura. Sono state esaminate le prestazioni dei sensori pneumatici e la differenza tra i valori al quinto e all'89° piano si è rivelata buona senza declinazione. Il magnete del motore lineare e i sensori di accelerazione degli Active Mass Dampers, un dispositivo montato sull'auto per ridurre le vibrazioni, sono risultati in buone condizioni. Le vibrazioni dell'auto sono state misurate e regolate per un comfort di marcia ideale. Una perfetta manutenzione quotidiana e un supporto tecnico sufficiente si sono rivelati essenziali per le prestazioni eccezionali di questi ascensori ad altissima velocità.

Lori Lu, di Hyundai Elevators, ha parlato della tecnologia degli ascensori ad alta velocità. Un certo numero di relatori ha affrontato gli ultimi sviluppi e innovazioni dal punto di vista del fornitore di componenti. Yao Qi e Xu Lei, di Wittur, hanno presentato rispettivamente su porte e casseforti; Jesus Sanz e Jose Enrique Fernandes, di Savera, presentati su guide; Mohamed Ezzeddine, di Kinetek, ha presentato la tecnologia di controllo dell'azionamento; Xie Baofu, di Shanghai BST, ha presentato l'interfaccia uomo-ascensore; Sun Guohe, di Tianjin Golden Sun, presentato su funi metalliche; Wang Cheng, di STEP, ha presentato i cavi viaggianti; e Wei Wei, di Jiangsu Xinghua, presentato su catene di compensazione silenziose.

Codici e standard globali

Esfandiar Gharibaan, presidente del CEN/TC10, ha affrontato le tendenze internazionali nei codici e negli standard che interessano gli ascensori ad alta velocità. Gli standard internazionali riflettono gli attuali standard più elevati del mondo e armonizzano i requisiti tecnici e di sicurezza. Sono sviluppati da CEN, CENELEC, ISO e IEC. Dei 16,000 CEN e 15,000 standard ISO in uso, ci sono 76 standard specifici per ascensori e scale mobili e più di 500 altri standard internazionali che possono essere applicabili per ascensori e scale mobili, che coprono progettazione elettrica e meccanica, selezione dei materiali, affidabilità e metodi di test di qualità e verifica. Secondo Gharibaan, le sfide specifiche per gli ascensori ad alta velocità includono la necessità di una pianificazione dettagliata del traffico, efficienza energetica, evacuazione di emergenza degli inquilini e specifiche più elevate per il rumore e il comfort di marcia; mentre, i problemi di progettazione dell'edificio includono l'oscillazione dell'edificio, l'effetto pistone nella fossa e l'effetto camino.

I codici internazionali e i requisiti di sicurezza degli standard sono continuamente aggiornati in base all'esperienza di tutto il mondo, tra cui: la sicurezza dei passeggeri e dei lavoratori, la correlazione del ciclo di vita e della manutenzione delle unità, i cambiamenti nei concetti di sicurezza e la minore tolleranza ai rischi, e la valutazione sistematica dei potenziali rischi, utilizzando, ad esempio, lo standard ISO 14798.

La cooperazione tra CEN, SAC, ISO, ASME e JISC si rivela vincente per quanto riguarda la raccolta di esperienze e bisogni in tutto il mondo, la comprensione comune dei rischi per la sicurezza e l'accordo sulle soluzioni per rimuovere i rischi e l'accordo sui requisiti di sicurezza per raggiungere un livello più elevato di armonizzazione Intorno al mondo.

Gharibaan è soddisfatto della stretta collaborazione di SAC/TC 196 e CEN/TC 10, poiché entrambe le parti considerano l'altra un partner rispettato e di fiducia e tengono pienamente conto di ciò che l'altro pensa quando discute un problema o propone una soluzione . Da quando è stato firmato l'accordo di cooperazione nel 2005, le parti hanno tenuto regolari incontri di scambio tecnico, che aiutano a sviluppare gli standard EN 81-20/-50 in modo efficiente.

I paesi che utilizzano la EN 81-1 la adottano come norma nazionale identica o la utilizzano come base per una norma nazionale ma con alcune differenze (o come requisito di base per la norma nazionale) o la accettano in aggiunta ad altre norme internazionali. L'ISO sta adottando la EN 81-20/-50 e rendendo i propri standard identici alla EN 81-20/-50, con una data di pubblicazione anticipata a dicembre 2017.

Ian Todkill, della Pacific Asia Lift and Escalator Association (PALEA), ha lavorato per molti anni alla missione di armonizzazione del codice di sicurezza degli ascensori in tutto il mondo con grande devozione. Ha introdotto l'ultimo sviluppo in questo numero. Il processo di armonizzazione è guidato dal mercato globale e dalle aspettative di sicurezza, tra l'altro, riguardanti l'economia e lo sviluppo industriale. Aiuta a rimuovere gli ostacoli tecnici al commercio e migliora le opportunità di esportazione. Aiuta a rimuovere i diversi livelli nazionali di sicurezza, che possono aumentare i costi ma non necessariamente la sicurezza. Aiuta anche a rimuovere la confusione per i progettisti e il potenziale per più interpretazioni del codice. Una suite di codici armonizzata a livello mondiale includerà codice prescrittivo per prodotti standard, codice di prestazione per prodotti innovativi, procedure di valutazione della conformità (CAP) e standard di valutazione del rischio.

Con i continui sforzi degli specialisti del codice di sicurezza di tutto il mondo nell'ambito dell'ISO, il sistema di codice di sicurezza globale degli ascensori si è ridotto a tre codici principali: CEN, JIS e A17.1. La situazione attuale si conferma con il raggiungimento del Performance Code - ISO 22559 Parti 1-4; Valutazione del rischio - ISO 14798; PESSRAL & PESSRAE- ISO 22201 Parti 1&2; Emissioni e immunità EMC - ISO 22199 e 22200; e Ride Quality- ISO 18738. L'ISO continuerà a lavorare sul Codice Prescrittivo ISO e sui CAP completi e sono in atto piani per risolvere il Codice Prescrittivo. Il prossimo piano prevede l'utilizzo della EN81-20/-50 come base del Sistema di codice globale ISO per unire i tre codici esistenti. Il pacchetto a codice singolo per ascensori e scale mobili sotto la bandiera dell'ISO, considerato l'obiettivo finale del sistema di codici di sicurezza, farà probabilmente il suo debutto nel 2017.

Ma Peizhong, un noto specialista esperto e autorizzato nelle prove di tipo e nell'interpretazione dei codici dal National Elevator Inspection & Testing Center (NETEC), ha affrontato le tecnologie chiave e i requisiti delle prove di tipo per gli ascensori ad alta velocità. In teoria, le attuali norme di sicurezza nazionali, tra cui GB7588-2003, hanno preso in considerazione l'intera gamma di velocità di traslazione, ma, in pratica, si applicano bene solo agli ascensori con velocità fino a 6 mps, perché non hanno ancora preso in considerazione piena considerazione delle caratteristiche specifiche degli ascensori ad altissima velocità. Ad esempio, gli ascensori navetta nelle torri hanno normalmente una distanza maggiore di 11 m tra due soglie delle porte di piano e la distanza orizzontale tra due cabine adiacenti è generalmente maggiore di 750 mm, che è stata successivamente modificata in 1,000 mm. Entrambe le condizioni di cui sopra non soddisfano il requisito per l'utilizzo di una porta di sicurezza. Le tecnologie chiave relative agli ascensori ad alta velocità includono la protezione di sicurezza contro il guasto dei segnali di azionamento o del sistema di controllo stesso. Le misure di protezione sia in salita che in discesa per viaggi a velocità eccessiva, cadute libere e movimenti involontari dell'auto (UCM) richiedono dispositivi di sicurezza progressivi e regolatori in grado di reagire a diversi limiti di velocità. Mediante i sistemi elettronici programmabili nelle applicazioni relative alla sicurezza per gli ascensori (PESSRAL), la protezione attiva verrà al posto della protezione passiva e verranno utilizzati anche regolatori elettronici e paracadute ad azionamento elettronico. I problemi aerodinamici dell'auto e del vano corsa includono l'effetto pistone, il peso dell'auto e la deformazione dell'auto, la ventilazione dell'auto, il controllo della pressione atmosferica e lo smorzamento del rumore dell'auto.  

Chen Fengwang, un esperto di codici di SAC/TC196, ha affrontato le ultime tendenze nello sviluppo di standard nazionali di sicurezza per ascensori e le procedure di valutazione del rischio per prodotti innovativi in ​​Cina. Nel luglio 2015 sono state emesse tre norme nazionali relative alla sicurezza di ascensori e scale mobili. GB/T 31821-2015 Condizioni tecniche per la demolizione dei componenti principali degli ascensori (consigliato) elenca 13 componenti essenziali per la sicurezza degli ascensori da rottamare quando soddisfano le condizioni dovute all'invecchiamento o usura se non possono essere riparati o non vale la pena ripararli affatto. GB/Z 31822-2015 Direttiva sui requisiti di sicurezza per scale e marciapiedi mobili per il trasporto pubblico (directory) fornisce i contenuti da concordare tra il proprietario dell'edificio e il produttore, linee guida sulla progettazione, selezione e pianificazione della sicurezza, requisiti di sicurezza e misure e requisiti di protezione sul funzionamento. I due standard di cui sopra entreranno in vigore il 1 febbraio 2016. La revisione n. 1 a GB7588-2003 (obbligatoria) elenca le modifiche essenziali in base alla EN81-20/-50, che coprono i requisiti sulla resistenza delle porte di piano, apertura delle porte di cabina e UCM. Entra in vigore il 1° luglio 2016. Secondo Fengwang, le procedure di lavoro basate sulla valutazione del rischio ISO14798 sono state messe in pratica in Cina per consentire a progetti e prodotti innovativi di entrare nel mercato.