基于现有住宅加装电梯工程的设计研究

2022-11-21王如革

中国设备工程 2022年19期

王如革

（中车大连电力牵引研发中心有限公司，辽宁大连 116052）

1 实施现有住宅加装电梯工程是目前社会安居的迫切需求

近年来，随着国家城市房地产宏观调控政策的变化，城市老旧的多层住宅服役期将大大延长。一些建于上世纪八九十年代和本世纪前十几年的多层住宅绝大多数是没有安装电梯的，住在这些住宅里的老年居民随着年龄的增大每天爬楼成为一项很重的负担，生活极不便利。而现时，住宅电梯越来越低的价格和电梯制造商不断提升的制造能力，使老旧住宅加装电梯成为解决居民爬楼难问题的迫切需求。针对这一项保障和提升居民生活水准的社会安居工程，如何把好事办好是关键，而科学的加装电梯设备工程设计方案，则是把好事办好的关键。现有住宅加装电梯设计涉及到电梯设备本体设计、机房井道等附属设施系统设计两个方面，与交通配置、住宅建筑设计有很强的关联。我们把“以改善现有建筑的使用功能为目的，加装电梯设备和附属建筑工程”统称为加装电梯设备工程。本文着重探讨研究现有住宅加装电梯设备工程的设计原则和设计关键要点问题。

2 加装电梯的设备工程总体设计的原则

现有住宅加装电梯的设备工程设计是解决人们生活难题，增强百姓幸福指数的好事。总的设计原则首先从党的根本宗旨出发，从人民根本利益出发，全心全意为人民服务。现有住宅加装电梯的设备工程是在现有住宅建筑的基础上进行加装，维持原有的住宅建筑及其基础的安全牢固可靠是首要的，工程整体的安全可靠是必须的，追求完美、简约、低成本、绿色环保、节能高效设计方向。一般地，设计成井道、电梯机房和机电设备、连廊、住宅楼梯间休息平台5部分，井道-电梯层站与住宅楼梯间休息平台通过连廊连接。落实在具体工程设计中必须把握好5个方面的基本原则：

（1）加装电梯的设备工程设计必须坚持交通便捷的原则。加装电梯设备工程的目的是为了满足楼宇居民的出行交通需要，这是最基本的功能需求，因此设计首先要围绕这一基本需求展开，弘扬科学、通畅、优化的设计理念。

（2）加装电梯的设备工程设计必须坚持安全可靠的原则。要让居民乘用有满满的安全感。为此要严格把控“一严、一高、两线”。“一严”是严格遵循合法合规。“一高”是设计所采用的涉及到现行国家标准和技术规范中安全条款或内容一律以最高标准顶格适用。“两线”是设计过程中把握好安全风险分析和控制的底线和红线，必须保留足够的安全冗余设计，规定足够的安全系数。

（3）加装电梯的设备工程设计必须坚持应用先进技术、先进工艺的原则。加装电梯的设备工程项目虽小，但综合性却很强，涉及到建筑结构、机电工程制造、机电安装应用、工程施工等方面。无论在建筑单元内还是在公共空间里，工程设计的结果都不能对生态环境造成负面的影响。设计中应充分考虑新能源、新技术、新产品的科学应用，考虑到采光等太阳能利用。电梯生产制造的设计，必须有充足的技术保障条件，应满足电梯的使用年限设计不低于现有住宅的后续使用年限。制造设计的同时要科学考虑到安装过程工艺性设计，节省和简化安装的操作。

（4）加装电梯的设备工程设计必须坚持美观和谐的原则。加装电梯的设备工程是在原有建筑基础之上加建的新构造，因此需要充分满足居民住宅的环境要求和生态文明需要，让居民看着舒心，乘用的顺心、放心。

（5）加装电梯的设备工程设计必须坚持经济适用和适宜的原则。不仅要因城适宜，还要因地、因楼适宜。要采取模块化、标准化设计方案，减少工程浪费，降低设计和建造成本。工程设计应考虑工程服务便利原则，设计制造的同时应考虑到安装、维修过程的便利。加装电梯的设备工程设计必须充分根据现有住宅情况，包括结构、建筑材料、地质基础等。设备工程设计必须有利于现有住宅的牢固可靠，对现有住宅的建筑结构只能加强，不能有削弱、降低等负面影响。所以设计前要预先对现有住宅的原始建设期及改造工程期间的设计施工图纸进行审查，同时对住宅和周边环境及地下管线的现场进行实地勘查和综合评估，对加装电梯进行可行性评估，建立有针对性的专项设计方案。

3 加装电梯的设备工程设计要点

一项加装电梯的设备工程按结构细分包括5部分：电梯井道-地坑、电梯机房、轿厢、层站和层站门、电梯与住宅建筑连结（连廊），按照系统构成细分包括八大系统：电梯曳引系统、电梯运行导向系统、电梯电力拖动系统、电梯电气控制系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电梯安全保护系统。

3.1 工程可行性设计确定

现有建筑是否适宜于加装电梯设备，需要进行设计分析。通过设计制定加装电梯的设备工程的底线基础限制条件来约束或衡量工程实施的可行性。这些基础限制约束条件包括地质条件、工程基础条件、空间和平面条件、环境生态条件、隐蔽工程干涉容度、节能约束等。可依据地质勘查报告的数据、实地勘察的数据、现有住宅工程图纸的数据确定。

3.2 交通流量的设计确定

根据住宅的现实状况、住宅居民住户的出行需求进行设计确定电梯的交通流量。交通流量的确定，对电梯轿厢的空间尺寸、载客数量、首层空间、各层站空间、电梯运行速度和开关门速度均有相关的影响，对电梯设备设计制造有约束限制条件。

3.3 工程结构的设计确定

相对比较来讲，加装电梯的设备工程所占空间最大的工程结构是电梯的井道-地坑及其围护结构，电梯的轿厢、运行导向系统（导轨）、对重系统都布置在电梯的井道-地坑中，安全保护系统中轿厢缓冲保护、限位保护、极限保护、对重缓冲保护也都在井道-地坑中。电梯的井道-地坑及其围护结构所占的空间比例约能占总结构空间的2/3。另外电梯机房、电梯层站和电梯与住宅建筑的连廊占有总空间1/3。独立的电梯机房一般是装置在井道顶部上方的，通过孔洞与井道相。另一工程结构电梯层站休息平台与井道相通连。新建的电梯井道结构可以设计采用砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构或钢结构-玻璃钢结构等形式。如若采取砌体结构和钢筋混凝土结构，对空间占用需求很大，新增基础的荷载相对更高，安装施工难度和建设周期比较长；如若采取钢结构或钢结构-玻璃钢结构混搭可以实现在工厂内预制的方式完成标准化构件，安装施工简单迅捷。具体的设计方案选择必须根据住宅建筑的实地情况确定。

3.4 工程基础的设计确定

在工程基础安全冗余设计方面，必须采取最高的标准。地质勘查报告、已有住宅建筑的工程资料和现有住宅建筑周围的公用设施资料是加装电梯的设备工程基础的设计基本依据。必须事先明确现有住宅建筑结构的基础状况、建设构造方式、尺寸，以利于选择工程基础的设计方案。加装电梯的设备工程基础应该单独于已有住宅建筑的基础进行设计，且不能对原有基础产生影响。如果加装电梯的设备工程基础与已有住宅建筑结构基础需要连接时，必须保证电梯设备工程基础和住宅建筑结构基础连接可靠，设计上必须充分考虑到增建的电梯设备工程新基础所有可能产生的对原有基础的影响。电梯的运行速度也是影响电梯的基础设计的重要因素，运行速度决定了电梯地坑的深度，地坑的深度决定了设备工程基础的深浅。设备工程地基基础的承载力设计、稳定性设计必须最低限度地满足《建筑地基基础设计规范》（GB 50007）的规定。如果设备工程设计地基承载力达不到标准规范要求时，必须采用可靠有效的加固措施，这些措施必须最低限度满足《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367）、《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ 123）的规定。

3.5 其他关键项点的设计确定

（1）关于机房最小化设计或无机房设计。机房是安置电梯曳引系统、电气控制系统、供电装置的专门空间。加装电梯的设备工程系统设计中机房的设计应该尽可能简练优化，使之空间最少以减少施工工程量、降低造价。由于无机房电梯技术已经成熟稳定，所以如果条件允许，尽可能采用无机房设计方案。

（2）关于连廊设计。设备加装工程中，连接电梯层站台休息平台至入户口的连廊是非常重要的构成部分。电梯连接入户的形式可采用平层入户和错层入户2种设计方式，需要在设计中选用。加装电梯的设备工程设计的停靠层站与各层楼面标高相同的是平层入户设计；加装电梯的设备工程设计的停靠层站与电梯层站间休息平台标高相同，但与各层楼面相差半层高度的形式是错层入户设计。连廊的设计制造一般采取预制成钢结构标准构件的方式，在现场依据设计的安装工艺把这些钢结构标准构件连接组装。一般采用铰接形式而不使用刚性连接。如果连廊与住宅的外走廊或悬挑阳台等连接，必须设计增加加固保护的措施。

（3）关于基层设计。基层（地面层）设计必须要适宜于应急疏散和有预防人流冲挤考虑。基层设计要无障碍化。基层的地面还必须有防水防渗漏设计，且有防止暴雨入侵的设计。基层的空间占用不能影响现有住宅建筑和相邻住宅的消防通道。

（4）关于防雨、防震、防雷设计。新建的机房、井道、连廊等结构及其围护必须防雨防渗漏。电梯的地坑施工设计必须能够防水防渗漏。电梯设备工程要根据所在地区抗震防烈度进行设计。机房或井道建筑结构（无机房）的顶部要进行有效的雷电防护措施设计。

（5）关于构件及连接节点的设计。加装电梯的设备工程的构件及连接节点的设计择优选用标准化、模块化、简约化的方案，构件与构件的连接点、井道壁、机房里的预埋件、连结锚固件、连接件、连接螺栓和连接焊缝等均应有足够的安全冗余设计，保障极限承载的安全可靠性。

（6）关于防火设计。加装电梯的设备工程所用的材料，都必须选用符合建筑防火设计规范的材料。

加装电梯的设备工程因地、因楼不同，会有不同的设计方案，但设计的原则和关键项点必须得到全面的安全质量保证，且不仅限于这些。需要科学严谨、缜密细致完成好设计工作。