Yüksek Bina Uygulamaları için Kapı Teknolojisi

Bu bildiri şu adreste sunuldu:  Paris 2014, Uluslararası Dikey Taşıma Teknolojileri Kongresi ve ilk olarak IAEE kitabında yayınlandı Asansör Teknolojisi 20, A. Lustig tarafından düzenlendi. Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği'nin izniyle yeniden basılmıştır.  (İnternet sitesi: www.elevcon.com). Bu makale tam bir yeniden basımdır ve ELEVATOR WORLD tarafından düzenlenmemiştir.

Anahtar Kelimeler: Otomatik kapı, yüksek katlı, kapı performansları, sürüş deneyimi, parça güvenilirliği, uzman yaklaşımı

Yüksek performanslar katı kısıtlamalarla birleştiğinden, yüksek binalar için asansörleri tasarlamak, inşa etmek, kurmak ve bakımını yapmak o kadar kolay bir mesele değildir. Tasarım, normal binalarda normalde önemli olmayan konuları ve etkileri dikkate almalıdır. Asansör komponent tedarikçisi açısından, insan güvenliği açısından en kritik cihaz olduklarından ve ayrıca genel sistem performanslarını da etkilediğinden, bu gibi durumlarda asansör kapılarına dikkat etmek çok önemlidir; bu nedenle, ana endişelerden biri kapı sistemlerinin en iyi koşullarda çalışmasına izin vermektir. Bu yazıda, yüksek katlı ortamlarda kapı sistemlerini ve çalışma özelliklerini etkileyen değişkenleri performans, kalite, güvenilirlik ve estetik gereksinimler açısından tanımlayacağız.

1. Kentleşme Eğilimleri ve Yüksek Binalar

Günümüzün sürekli nüfus artışı ve kentleşme (bkz. Tablo 1) yeni malzemelerin gelişimi ile birlikte mimarları ve inşaatçıları daha büyük ve daha yüksek binalar tasarlamaya itiyor. Dünyanın herhangi bir yerinde büyük şehirler giderek daha fazla dikey olarak büyüyor ve modern çok işlevli binalar, her biri kendine özgü hizmetleri ve ulaşım ihtiyaçları olan gerçek şehirler.

Durdurulamaz kentleşme büyümesi, geleceğin şehirlerinin yapılandırılmasının, kentsel alanların optimizasyonunun ve verimli yatay ve dikey ulaşım sistemlerinin tasarımının bir sonraki için nasıl acil ve stratejik bir zorluk olacağını gösteren son uluslararası araştırmalar ve verilerle (UNICEF 2012) doğrulanmaktadır. 50 yıl, özellikle Asya'nın hızla gelişen ülkelerinde.

• Bugün dünya nüfusunun %50'si şehirlerde yaşıyor. Bu yüzyılın ortalarında bu rakam 2/3'ü aşacak.
• Kent nüfusu sürekli artıyor: her yıl, çoğu orta gelirli ülkelerde olmak üzere yaklaşık 60 milyon kişi artıyor.
• Asya, dünyanın kentsel nüfusunun yarısına ve en hızlı büyüyen 66 kentsel alanın 100'sına ev sahipliği yapmaktadır ve bunların 33'ü yalnızca Çin'dedir. Çin'in kentsel nüfusu 630 milyon kişidir.
• Kent nüfusunun yaklaşık %10'u mega kentlerde (10 milyondan fazla nüfusa sahip şehirler) yaşıyor. Ellili yıllardan beri bu listede yer alan New York ve Tokyo'ya 19 megakent eklendi. 3'ü hariç tümü Asya, Latin Amerika ve Afrika'da bulunmaktadır.

Nüfus artışı ve kentleşme ile birlikte yüksek binaların sayısı da artmıştır. Son 10 yılda 200 metrenin üzerindeki binaların sayısı katlanarak arttı (bkz. Şekil 1). Kentsel alanlardaki azalan kullanılabilir alan nedeniyle, daha yüksek yapılar inşa etmek bir zorunluluk haline geliyor ve bu, asansör endüstrisi bakış açısından, bu tür binalarda insanları ve eşyaları düzgün bir şekilde taşımak için gereken belirli bir dizi beceriye hakim olmayı gerektirecek.

2. Yüksek Binalarda Dikey Ulaşım Sistemleri

İnşaat sektöründe yüksek yapılar 23 m ile 150 m arasındaki yapılar olarak tanımlanmaktadır. 150 m'nin üzerindeki binalar gökdelen olarak sınıflandırılır. Bir katın ortalama yüksekliği 4 m civarındadır, bu nedenle 24 m yüksekliğindeki bir bina 6 kattan oluşacaktır (Daniel 2012).

Yüksekliğin bu bina tipinin kendine özgü özelliği olduğunu söyleyebiliriz ve o zaman asansörlerin neden başarılı bir şekilde çalışması için çok önemli bir faktör olduğunu ve olmaya devam edeceğini ve dikey taşıma sistemlerinin verimliliğinin artmasının neden önemli bir faktör olabileceğini anlamak kolaydır. örneğin kiracıların ihtiyaçlarını daha iyi karşılamak, alanı daha akıllı ve sürdürülebilir bir şekilde yönetmek veya binanın ticari değerini artırmak gibi çok çeşitli faydalar.

Asansörlerle uğraşırken, yüksek bina kavramı kulağa biraz farklı geliyor ve genellikle asansör hızıyla ilgili. Birkaç yıl öncesine kadar, standart asansörler ile yüksek katlı asansörler arasındaki sınır, 2,5m/s'lik hızdı. Günümüzde daha yapılandırılmış bir segmentasyona sahibiz (her halükarda sürekli değişiyor): 2,5m/s standart bir hızdır, 4m/sn yüksek artış, 6m/sa standart yüksek artış, 10m/sa yüksek hız ve 10m'nin üzerindedir. /s çok özel asansörlerdir. Böylece 6m/sn yüksek yükselme için normal bir hız olarak ortaya çıktı ve asansör bileşenlerinin ve malzemelerinin hızlı teknolojik gelişimi göz önüne alındığında, bu önümüzdeki yıllarda daha da yüksek olacaktır.

Peki yüksek katlı bir binaya kurulan bir asansörden ne beklenir? İlk olarak, milyonlarca merdiven çıkmanın fiziksel çabasından kaçınarak, varış noktasına hızlı bir şekilde varmalıdır. İkincisi, seyahat sırasında insanlar bir köşeye tıkılmadan veya korkunç sesler duymadan oraya rahatça ulaşmalıdır. Son olarak, diğer ulaşım araçları gibi kırılmamalıdır. Söylemesi kolay, ancak fiziksel ve mekanik streslerin her zamankinden daha yüksek olduğu böyle bir bağlamda başarılması zor.

Yukarıda belirtilen özellikleri dikkate alarak, yüksek binalar için asansör şunları sağlamalıdır: hız açısından değil, aynı zamanda trafik yönetimi ve güvenilirlik açısından da yüksek performans; hem malzeme hem de operasyonlar açısından enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik; yangınlarda ve acil durumlarda bile her koşulda maksimum güvenlik; asansörün genel bina ile tam entegrasyonunu garanti eden teknik ve estetik çözümlerin geliştirilmesi yoluyla mükemmel tasarım ve estetik kalite.

3. Yüksek Katlı Asansör Kapıları

Yüksek binalar, tüm bileşenlerinin yanı sıra dikey ulaşım sistemlerinin tasarımı ve inşası için özel beceriler gerektiren ayırt edici dış, iç ve düzenleyici özelliklere sahiptir. Daha uzun kuyulara ve daha yüksek taşıma hızına duyulan ihtiyaçla birlikte, normal binalarda düşük hız ve hava akışları nedeniyle normalde önemli olmayan bir dizi spesifik faktör, yüksek asansörlerin tasarımı sırasında, yüksek asansörlerin tasarımı sırasında kontrol altında tutulmalıdır. performanslar katı kısıtlamalarla eşleşmelidir.

Yüksek katlı asansör tasarımında, insan güvenliği açısından en kritik cihaz olması nedeniyle kapılar kilit rol oynar ve ayrıca sistemin genel performansını etkiler; bu nedenle, ana kaygılardan biri kapı sistemlerinin en iyi koşullarda çalışmasına izin vermektir.

Bu hedefe ulaşmak için başlangıç ​​noktası, kapı sistemleri üzerinde etkisi olan tüm değişkenleri açıkça tanımlamaktır (bkz. Tablo 2).

İlk değişken grubu, yapının durumunu yapısal konfigürasyon, nüfus, akış yönetimi vb. açısından tanımlar. Bu değişkenlerin her biri, dikkatle değerlendirilmesi gereken belirli etkilerden sorumludur. Örneğin binanın yüksekliği (yani şaft kuyusu), yığın ve piston etkileri oluşturan hava basıncını belirler. Aslında bu kadar uzun kuyularda basınç o kadar yüksek olabilir ki, kapılar kapanma aşamasının en son kısmında zorluklarla karşılaşabilir ve uygun şekilde yönetilmezse güvenilirlik sorunlarına neden olabilir.

Kapı tasarımını ve dolayısıyla konstrüksiyonu etkileyen dış faktörlerin etkisi de göz ardı edilmemelidir. Bu değişkenler normalde standartlarda, normlarda, tavsiyelerde, spesifikasyonlarda kodlanmıştır ve kapı sistemlerini güçlü bir şekilde etkiler. Yangın ve duman yönetmelikleri muhtemelen en kritik konulardan biridir ancak aynı zamanda örneğin EN 81-20 ve EN 81-50 gibi yeni standartların getirilmesi, asansör kapısı tasarımı ve üretimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Son değişken grubu yalnızca kapı sistemleriyle ilgilidir ve şunları içerir: açma/kapama döngüleri (yolculuk süresini önemli ölçüde etkileyen) açısından gerekli performanslar, algılanan kalite (gürültü, titreşimler, düzgün profiller), hem çağrı açısından güvenilirlik - zaman içinde performans ve kalitenin geri oranı ve korunması, enerji tasarrufu, güvenlik ve estetik (örneğin, camda ustalaşma yeteneği ile birlikte farklı kaplamalara ve uygulamalara uyacak tasarım ve esneklik).

Her özel kurulum, farklı, iyi tanımlanmış özelliklere ve teknik özelliklere sahip asansör kapıları gerektiriyorsa, yüksek katlı asansör kapıları hangileridir? (bkz. Tablo 3). Tablo 3'teki verilerden ana özelliklerini aşağıdaki gibi tanımlayabiliriz:

• Performanslar (açılma ve kapanma süresi bakımından hız: yüksek asansör kapıları için 1,4 s + 1,9 s ve standart asansör kapıları için 1,9 s + 2,6 s)
• Güvenilirlik (yaşam döngüleri)
• Sağlamlık (artan panel kütleleri)

Bu nedenle, yüksek hızlı asansörler için otomatik kapılar, ağır panelleri kısa sürede ve düşük gürültü emisyonu ile güvenilir bir şekilde taşımak için tasarlanmıştır. Tüm bu gereksinimleri karşılamak için kapı üreticileri, kapı tahrik kontrolörlerinin özel özelliklerini (ayarlanabilir açılma ve kapanma hız profilleri; gerçek zamanlı hareketli kütle hesaplama algoritması; hız profili otomatik düşürme; bekleme modu; pil yedeği) veya örneğin asansör yolculuğu sırasında kabin ve kat kapılarının sızdırmazlığını sağlamak için (artan konfor) özel mekanik cihazlar.

4. Özel Kapı Değişkenleri

4.1 Performanslar

Yüksek binalarda trafik akışları yoğun olabilir ve bu son derece zor koşullar, binalara kurulan asansörlerin sayısını artırarak yönetilemez, ancak yolcuların seyahat analizine dayanan akıllı trafik yönetim sistemlerinin geliştirilmesiyle basitleştirilebilir. davranışları ve daha iyi bir alan yönetimini (binaya düzgün bir şekilde hizmet etmek için gereken asansör sayısını azaltarak), bekleme sürelerinde ciddi bir azalmayı ve asansör performanslarının maksimize edilmesini garanti eder.

Bu sonuçlara, teknolojik gelişme ve asansörlerin her bir bileşeninin performansları, uygun tasarım ve entegrasyonları sayesinde ulaşılmaktadır. Farklı ayarlanabilir hız profillerine sahip kabin kapısı tahrik kontrolörleri tarafından düzenlenen kapılar, seyahat süreleri, kapı açma ve kapama hızı hakkında düşünmek, örneğin, kısa sürüşlerde aracın genel seyahat süresi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilecek önemli bir değişkendir. asansör.

Bu varsayımı göstermek için bir kapı sisteminin performans süresinin ne olduğunu tanımlamaya başlamalıyız. Bu, basitleştirilmiş uçuş süresi modelleri aracılığıyla aşağıdaki gibi hesaplanabilir (bkz. Şekil 2):

• Kapı kapanma zamanı
• Hızlanma süresi: Asansörün maksimum hızına ulaşmak için harcadığı süredir. Maksimum hıza ulaşılıp ulaşılmadığı, iki durak arasındaki yol uzunluğuna bağlıdır.
• En yüksek hızda çalışma süresi: maksimum hızda harcanan süre (standart durumda olduğu gibi tipik olarak 5-6m/sn)
• Yavaşlama süresi: asansörün durma zamanı
• Kapı açılış zamanı

Kapıların yüksek katlı bir asansörün genel uçuş süresi üzerindeki etkisini anlamak için, standart bir yüksek katlı asansör tarafından hizmet verilen 3m arası kat mesafesine sahip 40 katlı yüksek katlı bir binayı dikkate alarak beş simülasyon gerçekleştirdik (bkz. şekil 4). m/s) standart yüksek katlı asansör kapıları ile (kapı açma süresi + kapanma süresi = 6 s). Asansörün başlaması ve durması arasındaki kat sayısı X ekseninde gösterilir.

Bu model sadece bir basitleştirmedir, örneğin asansörü doldurmak/boşaltmak için harcanan zamanı dikkate almaz, ancak yine de sorunun karmaşıklığı ve asansör kapı performanslarını etkileyen faktörler hakkında fikir verebilir.

İlk simülasyonda tek katlı bir durak düşündük; bu durumda en yüksek hıza ulaşmak için zaman yoktur, yani sadece hızlanma ve yavaşlama aşamaları vardır; asansör maksimum hızının katkısı en az 10 katlı bir çalışma için önemli hale gelir. İlk sonuç, kısa/orta mesafeler için (10 kata kadar) kapı hızının, genel performans üzerinde önemli bir rakam olan performans süresine %50'ye kadar katkıda bulunabileceğidir. Tabii ki, daha uzun mesafelerden geçerken, en yüksek hızda koşma süresinin etkisi daha önemli hale geliyor. Bu nedenle, en iyi sonuçları elde etmek için hem asansör hem de kapı performanslarını optimize etmek ve sadece asansör hızına odaklanmamak önemlidir.

Tüm bu hususlar tek bir koşu için ele alındı, ancak birden fazla koşuyu düşünürken neler olduğunu bir düşünün. Örneğin yerden kalkan ve her dört katta bir duran bir asansör için 16. katta bekleyen bir kişi, asansör performansını dört kez algılayacaktır. Bir düşünün, günde kaç durak, kaç kişi yüksek bir binadan geçiyor, kaç günde.

4.2 Algılanan Kalite

4.2.1 Konfor ve Gürültü

Yüksek binalar için asansörlerde sürüş konforu gerçekten önemlidir çünkü asansör hızının artması ile birlikte titreşim ve gürültüler de artar ve daha uzun şaftlarda basınç farkları nedeniyle. Bileşenlerin seçimi, ayarlanması ve montajı, kullanımda olan asansör sisteminin gürültü seviyesini kabul edilebilir parametreler içinde tutmak (maksimum 50 desibel ile) için anahtardır.

Bu sorunu çözmek için, asansör endüstrisi, örneğin, kapıların mükemmel sızdırmazlığını ve seyahat sırasında kabinin tam izolasyonunu garanti eden özel mekanik cihazlar geliştirmiştir.

4.2.2 Düzgün Çalışma

Kapı açılma hızı, performans açısından ayarlanabilir ve işlemin düzgünlüğü için ince ayar yapılabilir (konfor parametresi). Bu, açma ve kapama döngüsünün her anında kontrol ve hassasiyet gösteren panellerin hareketi ile çok iyi bir his verir.

4.3 Güvenilirlik

Şafttaki daha yüksek basınç (pozitif ve negatif), türbülans ve titreşimlerin yanı sıra mekanik elemanların boşluklarındaki toleranslar ve daha yüksek bina toleransları nedeniyle sistem ve bileşenlerin derin strese maruz kaldığı yüksek binalarda güvenilirlik her zamankinden daha önemli bir gerekliliktir, ve bazen ideal olmayan koşullarda çalışması gerekir. Yüksek binalarda, yüksek nüfus ve trafik nedeniyle asansör kullanımının az katlı binalara göre daha yoğun olduğu, bu nedenle bileşenlerinin daha fazla aşınmaya ve hatta kırılmaya maruz kaldığı ve bu durumun sistemin diğer kısımlarına zarar verebileceği düşünüldüğünde, , hatta en kötü sonuçlar. Bu uygulama alanında asansörlerden talep edilen yüksek hizmet düzeyini garanti altına almak için, bileşenlerin nitelikli bir tedarikçi ağı aracılığıyla özenle seçilmesi ve daha hassas parçaların milyonlarca döngü için bile laboratuvarda test edilmesi gerekir.

4.4 Estetik ve Tasarım

Yüksek binalar, dünyanın en iyi çağdaş mimarileri arasındadır. Binanın tasarımı ve kompozisyon unsurları, başarısını tanımlayan anahtar parametrelerden biridir. Asansörler, zarif kaplamalar ve çok yönlü görünürlüğün bir kombinasyonunu sağlayan bu tür binaların ayırt edici, odak noktası olabilir - örneğin açık bir otel fuayesinden veya bir ofis kompleksi atriyumundan en iyi şekilde yararlanmak için idealdir. Yüksek katlı dikey ulaşım sistemleri, tüm bileşenlerinde, binalarla sorunsuz bir şekilde bütünleşecek, estetik niteliklerine saygı duyulacak ve belirli mimari gereksinimlere veya tasarım konseptlerine uygun olacak şekilde tasarlanmalıdır.

Şekiller, malzemeler, aydınlatma ve renkler, teknolojiyi estetikle birleştiren geniş bir çözüm yelpazesinin yalnızca görünen kısmıdır. Otomatik asansör kapıları için bu gereksinimler, malzeme seçimi (dolu veya çerçeveli cam paneller), panel şekli (yuvarlak kapılar) ve gizli alt raylı kapılar veya alttan tahrikli kapılar gibi özel tasarım avantajları içeren özel uygulamalar ile karşılanır. örneğin kabin kapısı operatörünün görünür boyutunun zeminden küçültülmesi, asansör kapı mekanizmalarının kat seviyesinin altına gizlenmesi.

4.5 Sürdürülebilirlik ve Enerji Verimliliği

Yüksek binalar ve asansörler dahil hizmet tesisleri ile ilgili bir diğer önemli konu da sürdürülebilirlik ve enerji verimliliğidir. Binalar enerji kullanır ve bina ne kadar büyükse o kadar fazla enerji kullanır (bu iddiayı çürütmek için bazı modern gökdelenler tasarlanmış olsa bile!).

Avrupa Komisyonu tarafından desteklenen ve desteklenen E4 konsorsiyumunun (Enerji Verimli Asansörler ve Yürüyen Merdivenler) ölçümleri, dikey taşıma sistemlerinin bir binanın hizmetleri tarafından tüketilen toplam enerjinin %3 ila %8'ini oluşturduğunu göstermektedir (E4 2010). .

Asansörler ve yürüyen merdivenler kesinlikle binalardaki en büyük enerji tüketicileri değildir, ancak tasarımdan (yolcu akış analizi, bileşen seçimi, malzeme seçimi) üretime (ISO 14001 süreçleri, ağırlık azaltma) kadar yaşam döngülerinin her aşamasında sürdürülebilirlik ve verimlilik sağlanmalıdır. bileşenlerin yönetimi, atık yönetimi), kullanımdan (enerji geri kazanım sistemi, bekleme modunda enerji tasarrufu, A sınıfı bileşenlerin kullanımı) bakıma (önleyici ve verimli) ve modernizasyona (komple sistemlerin veya bileşenlerin değiştirilmesi) kadar.

4.5.1 Bekleme Modunda Asansör Kapısı Verimliliği

Bir asansörün harcadığı enerjinin çoğu bekleme modunda tüketilir (%50 ile %70 arası). Özel çözümler, asansör kapıları için bu kotanın azaltılmasına izin verir; bu, kabin katta durdurulduğunda patenleri açık konumda bırakan elektronik kabin kapısı tahrik kontrolörleri tarafından yönetilen park modu işlevlerinin geliştirilmesi anlamına gelir ve bu da kabin tarafından tüketilen enerjiyi önemli ölçüde azaltır. genel sistem.

4.5.2 Maksimum Güvenlik

Yüksek binalarda, yangın ve dumanın yayılması gibi bazı riskler, binanın yapısı tarafından artırılır (kuyu uzunlukları ve bunun sonucunda baca etkisi); herhangi bir bina ekipmanının zayıf koruyucu sistemleri feci sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, en üst düzey güvenlik gereksinimlerinin karşılanması yalnızca mimarlar ve tasarımcılar için değil, asansör ve asansör bileşenleri üreticileri de dahil olmak üzere binanın tüm hizmet tesislerinin üreticileri için de bir zorunluluktur.

Yüksek katlı bir asansör sistemi, herhangi bir acil durumu güvenli bir şekilde yönetebilmeli ve örneğin yangın durumunda yangına dayanıklı özel bileşenler (yangına dayanıklı, saldırılara dayanıklı vb.) ve malzemeler (yani yanmaz) ile tasarlanmalıdır. alev ve dumanın yayılmasına izin vermeyin.

Uluslararası ve yerel standartlar, normlar, tavsiyeler, spesifikasyonlar, asansör sistemlerinde güvenli bileşenlerin tasarlanması ve yangına dayanıklılıklarının iyileştirilmesi için bazı yönergeler ve ipuçları vermektedir. İtfaiyeci asansörleri ve yangına dayanıklı bileşenler asansör sektörünün yüksek binalarda güvenliği artırmak için sunduğu çözümler arasındadır.

5. Sonuçlar: Yüksek Katlı Asansör Bileşen Tasarımına Entegre Bir Yaklaşım

Yüksek binalar için asansör sistemleri ve bileşenleri tasarlanırken ve üretilirken birçok farklı değişken dikkate alınmalıdır. Böyle bir uygulama bağlamında bir asansör sisteminin uğraşmak zorunda olduğu problemler, sektördeki diğer problemlerle kıyaslanamaz.

Dış ve iç değişkenler dikkatlice tanımlanmalı ve değerlendirilmelidir; her biri için çözümler geliştirilmeli ve genel asansör tasarımına entegre edilmelidir. Sorunlar ve çözümler, sadece sistemin tek tek bileşenlerini değil, örneğin kabin ve kapı entegrasyonu gibi tüm bunların arasındaki etkileşimi de kapsamalıdır.

Asansör kapıları için doğru yaklaşım, uygulama bağlamı sorunlarının (hız, güvenilirlik, algılanan kalite ve konfor) üstesinden gelmek için ilgili tüm teknik yönleri, mimarlar, mühendislik ve inşaat firmaları (estetik) tarafından ortaya konan teknik olmayan gereksinimlerle birleştirmektir. bir projenin ilk aşamalarından asansör tasarımından ürün geliştirmeye, ürün imalatına ve kurulumuna kadar.

Referanslar
United Nations Children’s Fund (2012). The state of the world’s children 2012 - Children in an Urban World, pp. 1-11.
CTBUH (2011). Tall and Urban - An analysis of global population and tall buildings, pp. 1-3.
Cihad S. Daniel (2012). Yüksek katlı bina yapım döngüleri, s. 4.
E4 – Enerji Verimli Asansörler ve Yürüyen Merdivenler (2010). Asansör enerji verimliliğini artırma seçenekleri, s. 1-16.