馮露超 李永卓

中國建筑第七工程局有限公司（450016）

0 前言

外掛式垂直升降機(jī)是當(dāng)前高層建筑施工過程中最常應(yīng)用的垂直升降機(jī)，在使用的過程中存在著一定的缺陷，如無法抵御外部天氣的影響，存在傾覆的風(fēng)險(xiǎn)，容易影響建筑外立面美觀。因此，越來越多的施工單位開始關(guān)注內(nèi)置垂直升降機(jī)，從而達(dá)到縮短工期、節(jié)約施工成本的目的。

1 內(nèi)置垂直升降機(jī)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀

外掛式垂直升降機(jī)在使用的過程中存在著一系列的問題，如在雨雪等復(fù)雜天氣條件下，無法保證運(yùn)輸物料的狀態(tài)穩(wěn)定。在建筑外立面安裝需要投入大量的成本，對外立面的美觀產(chǎn)生影響，還容易導(dǎo)致垂直升降機(jī)所附著的外墻出現(xiàn)滲漏等。外掛式垂直升降機(jī)還可能存在傾覆風(fēng)險(xiǎn)，從而對施工現(xiàn)場的人員安全造成極大的影響。

面對外掛式垂直升降機(jī)在使用時(shí)的諸多問題，內(nèi)置式施工升降機(jī)開始逐步應(yīng)用在高層建筑施工中。但由于內(nèi)置式施工升降機(jī)應(yīng)用時(shí)間較短，在升降機(jī)的設(shè)計(jì)上仍然存在不足。如內(nèi)置施工升降機(jī)的安全防護(hù)體系不夠完善，對應(yīng)的安全防護(hù)設(shè)備和管理流程一直沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，升降機(jī)的安全逃生裝置設(shè)置存在一定的缺陷。就當(dāng)前我國市場上所使用的內(nèi)置式升降機(jī)而言，其在型號(hào)設(shè)置上不夠靈活，許多升降機(jī)和現(xiàn)場施工環(huán)境不匹配，無法應(yīng)用于施工，急需設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，以便不同尺寸的電梯井都通用[1]。

2 內(nèi)置垂直升降機(jī)發(fā)展前景

我國在1973年首次成功研發(fā)出第一臺(tái)國產(chǎn)齒式施工升降機(jī)，經(jīng)過近50年的不斷設(shè)計(jì)升級和創(chuàng)新，當(dāng)前市面上所應(yīng)用的垂直升降機(jī)類型不斷豐富，可以滿足不同高層建筑施工的各類要求。但就當(dāng)前的施工升降機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀而言，大部分的施工升降機(jī)仍然使用機(jī)電機(jī)械傳動(dòng)的方式運(yùn)行，機(jī)電機(jī)械傳動(dòng)的升降機(jī)不僅速度單一、緩慢，在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的沖擊較大，容易造成建材損壞，驅(qū)動(dòng)功率也極高，并且在使用過程中難以避免地產(chǎn)生巨大噪聲。因此，傳統(tǒng)的機(jī)電機(jī)械式升降機(jī)不僅無法滿足現(xiàn)代高層建筑施工的速度要求，也和當(dāng)前我國政府所提倡的節(jié)能、綠色建筑需求相違背。

為了更好地滿足現(xiàn)代高層建筑施工的各類新需求，曳引式（井道內(nèi)專用）升降機(jī)逐步投入施工中。這類升降機(jī)的最主要優(yōu)勢在于升降速度快，可以60～150 m/min，起停過程中的波動(dòng)沖擊較小。內(nèi)部設(shè)置的特點(diǎn)也使得內(nèi)置垂直升降機(jī)不會(huì)對建筑的外立面造成破壞，在節(jié)約電能方面也有很大進(jìn)步。在大型高層建筑施工的過程中，內(nèi)置垂直升降機(jī)由于在建筑內(nèi)部設(shè)置，無需在建筑外部占用施工土地，對外部施工的影響大大降低。除此之外，內(nèi)置垂直升降機(jī)由于工作原理和正式的電梯更加接近，在施工完成后還可以改造為正式電梯，更好地節(jié)約了施工成本。內(nèi)置垂直升降機(jī)的諸多優(yōu)勢使得其具備良好的發(fā)展前景[2]。

3 內(nèi)置垂直升降機(jī)主要結(jié)構(gòu)

圖1 展示了內(nèi)置垂直升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其大致由曳引機(jī)、吊籠、對重裝置、吊籠門、導(dǎo)軌、安全保護(hù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。

圖1 內(nèi)置垂直升降機(jī)效果圖

曳引機(jī)是內(nèi)置垂直升降機(jī)的核心部件，為升降機(jī)的上下運(yùn)行提供動(dòng)力支持。常用的曳引機(jī)類型包括蝸輪蝸桿減速器、星型齒輪減速器等。為了滿足現(xiàn)代建筑施工的噪聲控制要求，通常會(huì)采用蝸輪副作減速傳動(dòng)裝置[3]。

吊籠是承載建筑施工的物料及工人的容器，主要由吊籠架和圍壁兩部分構(gòu)成。為了方便不同建筑施工的要求，吊籠構(gòu)建的尺寸可以調(diào)節(jié)，從而方便其在不同尺寸的井道中運(yùn)行。為確保內(nèi)置垂直升降機(jī)在運(yùn)行的過程中內(nèi)容物不會(huì)意外墜落，吊籠外還會(huì)設(shè)置吊籠門，由門機(jī)帶動(dòng)自動(dòng)開合。

對重裝置是實(shí)現(xiàn)內(nèi)置垂直升降機(jī)自動(dòng)升降的必要裝置，其基于杠桿原理，利用對重導(dǎo)靴在對重軌道上滑行，和吊籠內(nèi)的重量形成平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)吊籠上下運(yùn)行。

導(dǎo)軌在內(nèi)置垂直升降機(jī)中需要設(shè)置兩根，分別支持吊籠和對重裝置。導(dǎo)軌設(shè)置完成后，吊籠和對重裝置就會(huì)在設(shè)置好的軌道上運(yùn)行，因此導(dǎo)軌安裝是否合格將會(huì)直接關(guān)系到內(nèi)置垂直升降機(jī)運(yùn)行的效果。和正式電梯一樣，內(nèi)置垂直升降機(jī)也需要配置安全保護(hù)系統(tǒng)，用于在緊急情況下制動(dòng)升降機(jī)。在實(shí)際運(yùn)行的過程中，安全保護(hù)系統(tǒng)中的限速器裝置會(huì)在吊籠運(yùn)行速度超過限制速度時(shí)夾住安全鉗連動(dòng)繩，從而讓吊籠避免墜落。吊籠如果發(fā)生墜落狀況時(shí)，安全保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的緩沖器裝置還能夠提供雙重保險(xiǎn)，在吊籠猛烈撞擊井到底部時(shí)提供緩沖。除此之外，安全保護(hù)系統(tǒng)還包含頂安全窗等部件，從而方便使用升降機(jī)的施工人員在遇到緊急情況時(shí)可以脫困。

控制系統(tǒng)則承載著整個(gè)內(nèi)置垂直升降機(jī)的控制工作，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和對應(yīng)的操作軟件，由專人進(jìn)行控制后即可實(shí)現(xiàn)內(nèi)置垂直升降機(jī)的運(yùn)行[4]。

4 內(nèi)置垂直升降機(jī)使用優(yōu)勢

4.1 改善施工環(huán)境

內(nèi)置垂直升降機(jī)使用的最大優(yōu)勢就在于可以極大地改善施工環(huán)境，室內(nèi)作業(yè)環(huán)境要顯著優(yōu)于露天料臺(tái)，可以極大地提升施工人員的施工效率，在遭遇雨雪等惡劣天氣時(shí)也可以保證施工人員不受影響，運(yùn)輸物料也不會(huì)遭到損壞。由于高層建筑內(nèi)部可以設(shè)置多個(gè)內(nèi)置垂直升降機(jī)，故施工人員可以更為迅捷地進(jìn)行行動(dòng)，進(jìn)而就有利于加快施工人員的傳輸速度，縮短工期。內(nèi)置垂直升降機(jī)在運(yùn)行時(shí)由于轉(zhuǎn)移到了室內(nèi)，可以極大地減輕建筑噪聲和減少建筑揚(yáng)塵，這對于城市內(nèi)部的高層建筑建設(shè)意義重大，可以最大限度地減少施工對于周邊人們生活的影響[5]。

4.2 創(chuàng)新傳統(tǒng)工藝

傳統(tǒng)的外掛式垂直升降機(jī)在配置時(shí)需要在建筑的外立面上預(yù)留施工洞，等到施工完成進(jìn)行拆卸時(shí)再對其進(jìn)行填補(bǔ)，這樣的配置方式將直接導(dǎo)致外立面墻體美觀受到影響。在南方地區(qū)設(shè)置外掛式垂直升降機(jī)時(shí)預(yù)留的施工洞容易造成墻體滲水，北方則容易出現(xiàn)掛霜現(xiàn)象，從而對施工質(zhì)量造成影響。在最終完工拆除后，再對預(yù)留施工洞進(jìn)行填補(bǔ)、粉刷，必然會(huì)和之前的外立面裝飾產(chǎn)生差距，從而造成建筑外觀美觀度受到影響。內(nèi)置式垂直升降機(jī)則不需要預(yù)留這些施工孔洞，從而避免了上述問題，而且不需要搭建料臺(tái)，從而省去外部腳手架等施工成本。

4.3 增強(qiáng)施工安全性

傳統(tǒng)的外掛式垂直升降機(jī)著力點(diǎn)位于建筑外立面，僅有單一一側(cè)的力量支持，故比較容易出現(xiàn)垂直升降機(jī)傾覆問題，進(jìn)而造成施工安全事故。內(nèi)置垂直升降機(jī)設(shè)置在正式電梯所預(yù)留的電梯井道內(nèi)，其運(yùn)行原理也和正式電梯基本一致。相比較于外掛式垂直升降機(jī)，內(nèi)置垂直升降機(jī)安全系數(shù)要更高。除此之外，因?yàn)閮?nèi)置垂直升降機(jī)是使用正式電梯的井道建設(shè)的，因此就有充分的空間配置安全防護(hù)系統(tǒng)，包括限速器裝置和緩沖器裝置等，可以在發(fā)生意外時(shí)及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，有效控制施工安全問題的產(chǎn)生[6]。

5 結(jié)語

內(nèi)置垂直升降是高層建筑建設(shè)過程中的必要設(shè)備之一。而傳統(tǒng)的外掛式垂直升降機(jī)已經(jīng)逐步暴露出影響建筑外立面美觀、不夠綠色環(huán)保、安全性不足等一系列問題。內(nèi)置垂直升降機(jī)不僅可以有效控制施工揚(yáng)塵、噪聲問題，其運(yùn)行速度和運(yùn)行安全性也均優(yōu)于外掛式垂直升降機(jī)，并且可以對原本的升降機(jī)配件進(jìn)行替換，將其作為正式電梯使用，故內(nèi)置垂直升降機(jī)將會(huì)成為未來高層建筑施工的垂直升降選擇的主流。