Yüksek Binalar İçin Asansör Kurulum Yöntemlerinin Geleceğini Yeniden Tanımlayan Teknoloji

Yöntemlerin geleneksel inşaat teknolojilerinden çığır açan inşaat teknolojilerine nasıl ilerlediğine bir bakış 

Philip Hofer, Urs Püntener ve Miguel Castro tarafından

Bu makale ilk olarak Eylül 14'te 2023. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri Sempozyumu'nda sunulmuş ve şu adreste yayınlanmıştır: Asansör Yürüyen Merdiven Kütüphanesi

Anahtar Kelimeler: Kurulum, İskeleli ve İskelesiz, Tırmanma asansörü, Sahte Araba, BIM, Robotlar

Özet

Asansör kılavuz sistemlerinin kurulumu, kabinde hissedilen sürüş kalitesi için temeldir. Bu makale, tipik asansör kurulum yöntemlerine ve inşaat sektöründe asansör kurulumunun teknolojik yolculuğuna bakacaktır. Geleneksel olarak, asansörler, asansör boşluğuna erişmek için iskeleler kullanan, kılavuz rayları hizalayan ve aralarındaki mesafeyi ayarlayan montajcılar tarafından kurulurdu. Zorlu bir ortamda çalışmanın fiziksel zorluğunun yanı sıra güvenlik de ana endişe olduğundan, süreç kurulum ekipleri için genellikle oldukça zorlayıcıydı. Daha sonra süreç, EN 1808 ve GB T 19155'te tanımlanan yönergelere göre iyileştirilmiş güvenlik standartları sunan geçici askılı platformlara sahip iskelesiz kurulum yöntemlerine doğru ilerledi. Aynı zamanda, inşaat endüstrisinin binalar inşaat aşamasında ilerlerken asansörlerin kurulmasını ve çalışır durumda olmasını gerektirmesiyle tırmanma asansörleri geliştirildi. Günümüzde, yeni teknoloji robotların mobil hale gelmesini sağladı ve fabrikaları inşaat sahalarındaki asansörler için robotik kurulum sistemlerine bıraktı. İnsanları zorlayan tekrarlayan görevler ve zorlu ortamlar artık robotların yüksek kalitesi ve hassasiyetiyle yapılabilir.

1. Giriş

Asansörün kılavuz yolunu oluşturmak için kılavuz rayların doğru şekilde takılması ve hizalanması, asansör sisteminde kabul edilebilir sürüş kalitesi seviyelerine ulaşmak için temeldir. Kurulum yöntemleri, günümüzün zorlu pazar gereksinimlerini karşılamak için sürekli olarak gelişmektedir. Güvenlik, insan gücü, işgücü kıtlığı ve kurulum süresi optimizasyonu, geleceğin yeni kurulum metodolojilerini geliştirmek için temel itici güçlerdir.

Bu makalede, asansör tesisatlarında geleneksel iskelelerden, günümüzün ve geleceğin çığır açan inşaat teknolojilerine kadar kurulum yöntemlerinin nasıl geliştiğine kısaca bir göz atacağız.

Dikey taşımacılık (VT) endüstrisi bir bina içinde çok özel bir disiplindir. Çoğu disiplin tasarımlarını ve modellerini kat bazında temellendirirken, VT üretimi kaçınılmaz olarak aynı anda birden fazla katı geçmelidir.

Asansör kurulum projeleri karmaşık ve zaman alıcı olduğundan, başarılı bir proje için uygun yerinde yönetim ve tanımlanmış süreçler zorunludur. Bu, daha iyi saha koordinasyonunu ve yerinde malzeme lojistiğini de içerir, çünkü malzeme depolama genellikle büyük projelerde zorludur.

2. Asansör Kurulum Yöntemleri 

2.1 İskele 

Geleneksel olarak, şaft malzemesini yerleştirmek için ana yüklenici tarafından bir iskele sağlanırdı ve genellikle iskeleler, kurulum personelinin sağlığı ve güvenliği için bir endişe kaynağıydı. Çalışanların kurulum görevlerini yerine getirebilmesini sağlamak için iskeleleri beklenen standarda getirmek için ek çalışma gerekiyordu. İskeleler genellikle iniş kapıları gibi bileşenlerin kurulumunun önündeydi ve kurulan asansör sistemine uyması için sürekli değişiklik gerektiriyordu ve genellikle güvenlik prosedürleri, insanların üst üste çalışmasıyla tehlikeye atılıyordu.

İskelelerin genellikle oldukça düşük bir kurulum verimliliği vardı çünkü malzemeler ayrı katlara taşınmalı ve ardından şafta kaldırılmalıydı. Bu tür yöntemlerin ayrıca uygun takımlarla birlikte kurulum sırasını tanımlamak için tanımlanmış yöntem ifadeleri veya risk değerlendirmeleri yoktu. Genellikle alt yüklenicinin, eğitim almadan önceki deneyimlerine dayanarak üniteyi nasıl kuracağına karar vermesi gerekiyordu. 

Montajcılar şaftta bir ipe bağlı düşmeye karşı koruma emniyet kemeri taksalar da, genel çalışma ortamı oldukça tehlikeliydi ve şafttan aşağı moloz düşme tehlikesi sürekli mevcuttu.

Ayrıca, 500 m'ye kadar olan şaft yükseklikleri için iskelelerin uzun dönemler için kira maliyetleri pahalıydı. Ayrıca, iskeleler üzerindeki yapısal yükleme oldukça şüphelidir ve yüksek katlı asansör kurulumları için aşırı yükseklikler gereklidir.  

2.2 İskelesiz Kurulum Metodolojisi 

Asansör sektörünün tamamında güvenlik standartları yükseltildikçe, inşaat müteahhitleri de açıkça tanımlanmış bir süreçle daha güvenli kurulum yöntemleri için baskı yapmaya başladı. Büyük bir inşaat müteahhidi, tüm kurulum süreci için ardışık yöntem ifadelerine dayalı riskleri azaltan bir kurulum yöntemine sahip olmaktan memnundu. Bu, tüm ürün hatlarına güvenli ve bağımsız bir kurulum metodolojisinin uygulanmasını sağlar. Yöntem ayrıca, inşaatçının hazır olup olmadığı konusunda yüksek derecede bağımsızlığa sahiptir ve şaftlar teslim edilir edilmez şantiyede kurulum çalışmalarına başlamak için daha fazla esneklik sağlar.

Scaffold-less installation methods (SLIM) were developed and certified to create safe working environments for the installation teams, with the highest safety standards according to EN1808:2015 Safety requirements for suspended access equipment - Design calculations, stability criteria, construction - Examination and tests.^[1] 

SLIM tüm şaft boyutları ve seyahat yükseklikleri için ayarlanabilir. Önceden tasarlanmış malzeme sayesinde, sayısız kez yeniden kullanılabilir. Askılı platform veya sahte araba^[2] adından da anlaşılacağı gibi, üç bağımsız güvenlik yedekliliğine sahiptir: vinçli birincil halat, düşme durdurma cihazlı ikincil halat ve kılavuz raylar üzerinde hareket eden bağımsız serbest düşme güvenlik tertibatı. Güvenlik tertibatı, hiçbir süspansiyon elemanı algılanmadığı anda yay kuvvetiyle otomatik olarak etkinleştirilir.  

Metodolojinin temel avantajlarından biri, kurulumun bina hala inşaat halindeyken yalnızca geçici güç kaynakları mevcutken başlayabilmesidir. Kurulum ekiplerinin şafta geçici olarak kurulan bir çarpışma güvertesinin güvenliği altında çalışabildiği, "aşamalı kurulum süreci" adı verilen bir süreç uygulanır. Aşamalı kurulumda, sahte arabayı askıya almak için kaldırma halatları için askı kirişleriyle birlikte bir şaft platformu kurulur. Tüm kurulum kiti binanın inşasıyla birlikte yükselir. Son bina yüksekliğine ulaşıldığında ve makine daireleri teslim edildiğinde, asansörler tamamlanabilir.  

SLIM, proje şartnamelerini karşılamak için esnek, güvenli ve kişiye özel çözümler sunarak, müşterinin asansörleri daha erken bir aşamada teslim etmeye hazır hale getirmesine veya inşaat aşaması boyunca inşaat asansörü olarak kullanılmasına olanak tanır.

SLIM'ler hala ray braketlerinin ve kılavuz raylarının doğru konumlandırılması için şaftı dikleştirmek amacıyla bir kılavuz ray montaj kiti (GRIK) takılmasını gerektirir. GRIK, kılavuz rayların 0.5 m/s'de üstün sürüş kalitesi elde edebilmek için 10 mm'lik bir tolerans içinde konumlandırılmasını sağlar².

Genel olarak tesisat montajcıları için avantajlar şunlardır:  

• Temiz, güvenli ve aydınlık çalışma ortamı
• Sahte arabayı delme için en uygun yüksekliğe getirebilme
• Açık iskeleler yerine sabit platform çalışma alanı
• Şaftta rayların kaldırılması ve konumlandırılması için optimum alan

Müşteriler sıklıkla sahada farklı durumlarla karşı karşıya kalmaktadır; çözümlerin şantiye gereksinimlerine ve ilerleme durumuna göre optimize edilmesi ve uyarlanması gerekmektedir.

A. SLIM, üstten montaj.

Sahte vagonun askıya alınması için beton döşeme ve makine kirişlerinden oluşan makine dairesi zaten mevcuttur.

B. SLIM, sahnelemeli yerleştirme.

Şaft platformunun tamamı, askı noktaları için Lean2Beam ve şaftın tesisat şablonları ile monte edilir.

Bu seçenek, binanın yapısına uygun olarak sürekli hareket ettirilebildiği için hızlı bir şekilde uygulamaya olanak tanır.

2.3 Dijital Kalite Güvencesi 

Kurulum süreci sırasında, ekipmanın beklenen hassasiyette kurulduğundan emin olmak için her tutma noktasında kalite kontrolleri (QC) yapmak önemlidir. Araba kurulduktan ve asansör sistemi çalışır duruma geldikten sonra, gerekli ayarlamaları ve ray yeniden hizalamasını yapmak çok zordur.

• QC1: Kılavuz ray hizalaması
• QC2: İniş kapısı hizalaması 
• QC3: Sistem Kontrolü

Bu kontroller, kalite müfettişinin üç kontrolü de cep telefonunu kullanarak kağıt kullanmadan gerçekleştirmesine olanak tanıyan QC-APP ile tamamen otomatik olarak yapılır; ölçümler, fotoğraflar ve raporlar, tüm paydaşlar için şeffaf bir şekilde Power BI (Business Intelligence) çözümü aracılığıyla analiz edilebilecekleri bir buluta yüklenir.

2.4 Tırmanma Asansörleri

Tırmanma asansörleri, genellikle binanın çekirdeğinin merkezinde bulunan kalıcı şaftı kullanan temelde tam işlevsel asansör sistemleridir. Binanın inşası ilerledikçe şaftta yukarı doğru hareket eden ("Tırmanma") geçici bir makine dairesine sahiptirler.

Tırmanma asansörünün başlıca avantajları şunlardır:

• Binanın dış tarafında bulunan geleneksel kremayerli Alimak asansörlerine kıyasla asansörlerin daha yüksek hızlarda hareket edebilmesi sayesinde daha hızlı bir inşaat süreci sağlandı.
• Çarpışma güvertesindeki özel askı noktalarını kullanarak kendi kendine tırmanabilir veya gerektiğinde şantiye vincinden bağımsız olarak kayabilir.
• Özellikle Alimak'ın genellikle hizmet dışı kalacağı şiddetli hava koşullarında artan güvenlik, emniyet ve konfor. Ayrıca, gürültü rahatsızlığı olmadan 24 saat çalışmanın ek avantajı merkezi konumdan kaynaklanmaktadır.
• Binada kalıcı asansörlerin çok daha erken bulunması ve binanın cephesinin, inşaat devam ederken müşterinin alt katları kiraya verebilmesine olanak sağlamak için kademeli olarak kapatılabilmesi.   
• Metodoloji, makine platformunun geri çekilebilir destek kirişlerinin yerleştirilmesine ve ön kirişlerin döşeme levhasında güvenli bir şekilde kalmasına olanak sağlamak için asansör boşluğunun arka duvarında cepler oluşturulmasını gerektirir.

Tırmanma asansörlerinin genel kurulum yöntemi, asılı bir platform olarak sahte bir araba ile SLIM ile aynı metodolojiyi takip eder. Kurulum montajcıları, sahte arabanın platformundan güvenli bir şekilde çalışabilir, tırmanma asansörünün üstündeki bölümdeki kılavuz rayları takmak için yukarı ve aşağı hareket edebilir. 

2.5 Kurulum Sırasında Bina Bilgi Modellemesi Kullanmanın Faydaları

Yapı Bilgi Modellemesi (BIM)^[3] dijital teknolojiler kullanılarak yapılan ve bir inşaat projesindeki tüm tarafların proje yaşam döngüsü boyunca (konsept tasarımından işletmeye kadar) daha verimli çalışmasını sağlayan iş birlikçi bir çalışma yöntemi olarak tanımlanır. Daha önce, müşterilere önceden oluşturulmuş ürün aileleri sağlanıyordu; artık bu, asansör veya yürüyen merdiven sistemini oluşturan ve varlığın yaşam döngüsü boyunca kullanılan tüm ilgili bilgileri içeren bireysel bileşenlere sahip tamamen koordineli BIM modelleri ile yapılabilir. Sağlanan asansör ve yürüyen merdivenlerin her biri, her bir proje için özel olarak yapılır. Bu yaklaşımın benzersizliği, projeler içinde daha yüksek düzeyde entegrasyon ve iş birliğini garanti eder ve özellikle büyük ve karmaşık işlerde müşteriler tarafından olumlu değerlendirilen, gerçekleştirilen işin kalitesine ilişkin kişisel ilişkiler ve güven yaratır.

Tırmanma asansörlerinin kurulumu yalnızca teknik bir zorluk değil, aynı zamanda tüm tarafların uyum içinde çalışması gereken ince ayar egzersizidir. Bu süreçte yardımcı olmak için BIM, malzeme kurulumunu, inşaat sahasındaki malzemenin taşınmasını, vinç operasyonlarını, geçici çalışmaları ve daha da önemlisi sıçramaları koordine etmek için modelleri zaman aşamasına sokma olanağı sunar.

BIM kullanımı, Gantt Şemaları (veri kaynağı) gibi geleneksel proje yönetim araçlarında bulunan verileri kullanmanıza ve bunları BIM modellerindeki belirli bileşenlere bağlamanıza olanak tanır. Bu verileri bağlayarak, saha ekibi projenin görsel bir genel görünümünü elde eder ve görevler bileşenlere, bileşen gruplarına vb. atanabilir. (Granularite her belirli senaryoya ve gerçekleştirilecek görevlere bağlı olacaktır). Model kurulumu tamamlandıktan sonra, saha ekibi gerektiğinde veri kaynağını düzeltecek ve simülasyon otomatik olarak geçerli kurulum durumunu yansıtacak şekilde güncellenecektir.

3. Robotik Kurulum Yöntemleri

İnşaat sektöründe dijitalleşmenin yeni çağına girerken, teknolojinin akıllı yüksek binaların geleceğini şekillendirmede bize nasıl destek olabileceği sorusu ortaya çıkıyor. Bir cevap, inşaat sektöründe ve daha spesifik olarak, yüksek doğruluk seviyesinde tekrarlayan ve fiziksel olarak zorlayıcı görevler gerektiren asansör tesisatlarında robotlar için hangi uygulamaların mevcut olduğuna bakmaktı.

Asansörler için robotik montaj sistemi (RISE), asansör montajlarını otomatik doğrulukla daha güvenli ve daha verimli hale getirmek için yapay zekayı asansör teknolojisiyle birleştiriyor. 

Schindler RISE, hareketli bir platforma monte edilmiş endüstriyel bir robottan oluşur: Güç kaynağı gereksinimleri 400 V/50 Hz, 30 A, üç faz + nötr + topraktır. Platform, platform destek sisteminin serbest bırakıldığı ve onu konuma kilitlediği bir sonraki tanımlanmış delme pozisyonuna kadar şaft boyunca vinçle çekilir. Robot, delikleri delmek için pozisyonu belirlemek üzere konumlandırma verilerini BIM modellerinden otomatik olarak alır.

Robotik kol daha sonra beton altındaki donatının konumunu belirleyerek şaft duvarını taramak için donatı tarayıcısını seçer. Donatıların konumu hakkındaki bilgilerle, ray braketleri için delik konumu yüklenen dijital verilerle karşılaştırılabilir ve donatıda delmeyi önlemek için buna göre ayarlanabilir.

Daha sonra robotik kol, darbeli matkabın önceden belirlenmiş konumdaki tüm delikleri delmek üzere seçildiği takım istasyonuna geri döner. Delikler delindikten sonra, ankraj cıvataları ayarlanır ve braket montajı için önceden sıkılır.

Tüm delikler delinip ankraj cıvataları takıldıktan sonra, montaj ekibi rayı ve braketleri asansör kabini veya sahte kabin gibi bir montaj platformundan hızla monte edebilir. 

Schindler RISE filosu halihazırda dört kıtada başarıyla konuşlandırılmış olup müşterileri, ana üreticileri ve^[4] Schindler'in onlarca büyük projesinde süpervizör ve montajcı olarak çalıştı. 

Schindler RISE’ın faydaları şunlardır: 

• Şaftta çalışma yapılması nedeniyle personelin sağlık ve güvenliği tehlikeye atılmamaktadır. 
• Ölçme, delme ve ankraj cıvatası yerleştirme işlemlerinde önemli ölçüde zaman tasarrufu. 
• Tekrarlanan görevlerde yüksek hassasiyet ve kalite.
• Kurulum protokolü ile otomatik dokümantasyon.
• Schindler RISE operatörü için cazip iş tanımı.

3.1 Schindler RISE – Çift Yönlü Dommunication

Akıllı BIM modelleri, ankraj cıvatalarının koordinatlarını Schindler RISE'a aktarabilir. Bu sürecin kusursuz ve çift yönlü olması amaçlanmıştır, yani robot koordinatları BIM modellerinden alacak ve ankraj cıvatası montajı tamamlandıktan sonra Schindler RISE koordinat bilgilerini BIM modellerine geri göndererek daha önce hiç görülmemiş düzeyde bir doğruluk düzeyine ulaşacaktır.

Robotun sağladığı bilgilerin doğruluğu, robotun sahip olduğu son teknoloji sayesinde mümkün hale geliyor. Robot, ankraj cıvatası ayarına ek olarak, her braket yüksekliğindeki şaft boyutlarını ölçen bir lazer ve betona gömülü takviye çubuklarının konumunu tespit edebilen ve bir çarpışma durumunda ankraj cıvatalarını buna göre yeniden konumlandırabilen bir donatı tarayıcısı da içeriyor. Bu bilgiler, ankraj cıvatası ayarı tamamlandıktan sonra BIM modellerine geri gönderilebilir.

4. Sonuç 

VT endüstrisi, risk değerlendirmesine dayalı kurulum süreçleriyle geleneksel iskele kurulumlarından çok yol kat etti. Asansör boşlukları, çalışanların güvenliğinin herhangi bir kurulum yönteminde ana öncelik olduğu nemli ve rutubetli koşullara sahip zorlu ortamlardır. Asansör sistemlerinin optimum şekilde çalışması için, tasarlandıkları binalar için yüksek düzeyde doğrulukla kurulmaları gerekir. 

Dijital mühendisliğin, yeni teknolojilerin ve yapay zekanın kullanımı asansör kurulum sürecini değiştiriyor. Oetterli'ye göre,^[5] Yeni teknolojilerin ve fırsatların geniş yelpazesi, inşaat sektöründe teknoloji sağlayıcılarının bina tasarım sürecine daha erken dahil edilmesi ve müşterilere en iyi bütünsel çözümlerin sunulması konusunda yeniden düşünmeyi de beraberinde getirebilir.

Dijital inovasyon ve son teknolojiler, yalnızca iç süreçlerin ve projelerin sunulma biçiminde değil, aynı zamanda mimarların, geliştiricilerin, inşaatçıların ve danışmanların proje döngüsü boyunca bilgi alma biçiminde de sektördeki süreçleri geliştirdi.

Asansör tesisatının geleceğinde, önceden monte edilmiş bileşenlerin komple bir asansör sistemine monte edilebildiği prefabrik ve modüler inşaatın da artması görülecektir.

Yeni ve gelecekteki mühendislik gelişmeleri yalnızca müşterilere fayda sağlamayacak, aynı zamanda yenilikçi teknolojiler çalışanların motive olmasına ve gelişmesine de yardımcı olacaktır.

Referanslar

[1] EN 1808:2015, Safety requirements for suspended access equipment - Design calculations, stability criteria, construction - Examination and tests. 

[2] Wurtec Sahte Araba Montaj Kılavuzu. 

[3] “Asansör Endüstrisi ve BIM: Uzun zamandır benimsenen ve genellikle göz ardı edilen bir proje kolaylaştırıcısı.” Miguel Castro, Asansör ve yürüyen merdiven teknolojileri üzerine 13. Sempozyum, 13. Cilt

[4] “Dubai'deki Uptown kulesi, asansör kurulumunda robotik kullanan dünyanın ilk süper yüksek kulesi oldu” — BESIX

[5] CTBUH Dergisi 2019, “CTBUH uzmanına sorun: Thomas Oetterli.”