Особенности конструкции лифтов для высотных зданий

Лифты в высотных зданиях – это всегда очень сложное устройство, и при его проектировании приходится обращать особое внимание на многие элементы, которые в обычных многоэтажных зданиях не оказывают особого влияния на комфорт и даже безопасность поездки. С другой стороны, лифт высотного здания включает себя ряд элементов, которых в лифтах обычных многоэтажных зданий может просто не быть.

Например, в высотных зданиях применяется такой элемент, как компенсационный трос. Лифт уравновешивается противовесом, и в многоэтажных зданиях масса троса не оказывает существенного влияния на кинематику системы. В высотных зданиях, где длина троса может составлять несколько сот метров, его массой уже пренебречь нельзя: она достигает нескольких сотен килограммов. При движении лифта масса кабины и масса противовеса непрерывно меняются за счет сокращения или удлинения соответствующих участков троса – система становится разбалансированной. Проблему удается решить за счет применения компенсационных тросов, соединяющих кабину лифта и противовес в нижней части. При движении, например, вверх, длина участка троса, на котором подвешена кабина, непрерывно уменьшается, но зато длина участка компенсационного троса увеличивается. Соответственно, увеличивается длина участка троса, на котором подвешен противовес, и уменьшается длина участка компенсационного троса. Разбалансирования системы в этом случае не происходит.

На характерных для высотных зданий высоких скоростях движения лифтовых кабин обязательно применяются роликовые башмаки. В обычных лифтах на скоростях до 2,5 м/с часто используются направляющие башмаки скольжения. При повышении скоростей такие башмаки неприменимы, поскольку в этом случае резко возрастают шумы, вибрации и износ этих башмаков.

Схема лифта с обычным (а) и компенсационным тросом (б)

В высотных зданиях при скоростях движения лифтовых кабин, превышающих 6 м/с, существенную роль начинает играть аэродинамика кабин. С точки зрения влияния на аэродинамику можно выделить два случая конструктивного исполнения лифтов. В первом случае несколько кабин располагаются в одной шахте и разделяются только балками. Во втором случае каждая лифтовая кабина помещается в отдельную шахту – этот случай очень сложен с точки зрения аэродинамики, так как, во-первых, воздух оказывает сопротивление движению кабины, во-вторых, при движении воздуха в узких промежутках между кабиной и стенками шахты возникает очень сильный шум. Поэтому в высотных зданиях уже при скоростях движения кабин выше 4 м/с крайне желательно использование нескольких кабин, разделенных балками, в общей шахте. Когда это сделать невозможно по архитектурно-планировочным или конструктивным соображениям, в лифтовой шахте делаются отводы воздуха с перетоками, позволяющие если не исключить, то хотя бы минимизировать вредные аэродинамические воздействия.

Начиная со скоростей 6 м/с применяются лифтовые кабины, которым придается специальная аэродинамическая форма. Обычно в верхней и нижней части кабин устанавливаются обтекатели, позволяющие если не исключить, то хотя бы минимизировать влияние сопротивления воздуха.

В высотных зданиях в лифтах применяются специальные усиленные направляющие, кронштейны и даже специальные усиленные двери, которые при прохождении мимо них лифтовой кабины выдерживают довольно сильную аэродинамическую ударную нагрузку и гасят шум. Должны использоваться специальные клипсы – это один из тех элементов, который в высотных зданиях достаточно сильно отличается по конструкции от аналогичного элемента зданий многоэтажных. Любое здание после постройки некоторое время подвержено усадке, и если в обычных многоэтажных зданиях она не оказывает особого влияния на конструкцию лифта, то в высотных зданиях ею уже невозможно пренебречь (поэтому, например, примерно через год после установки лифта переустанавливаются все кронштейны). Если в обычном здании можно жестко зафиксировать клипсы, которыми направляющие прижимаются к кронштейну (иногда клипсы даже фиксируются сваркой – это один из признаков некачественного монтажа), то в высотных зданиях клипсы специальной конструкции должны обеспечивать, с одной стороны, надежную фиксацию направляющих, а с другой – давать возможность некоторого вертикального перемещения направляющих относительно кронштейна для компенсации усадки здания. Эти клипсы так и называются – скользящие.

Известная проблема – невозможность закрытия дверей лифта при работе приточной аварийной вентиляции. Этот эффект возникает из-за того, что приточные вентиляторы обеспечивают такой подпор воздуха, вследствие которого из-за повышенного давления сопротивление при закрывании дверей лифта превышает так называемое «детское усилие». Похожая проблема возникает, если в здании конструктивно плохо выполнены или вообще не предусмотрены тамбуры. В этом случае в шахте лифта возникают сильные восходящие воздушные потоки, из-за которых сопротивление при закрытии дверей лифта опять же превышает то самое «детское усилие». Для предупреждения этих явлений необходимо не просто предусмотреть тамбуры, но и выполнить их по шлюзовой схеме – двойные двери, причем дверь можно открыть только тогда, когда закрыта вторая.