第3章　樓宇電梯系統

3.1　樓宇電梯的基本分類和主要參數

電梯是現代高樓中必不可少的垂直代步設備，它的重要性已與平面交通中的汽車相同。據國外統計，每天乘電梯人次已超過每天乘汽車的人次。有資料顯示：美國乘其他交通工具的人數每年約為80億人次，而乘電梯的人數每年卻有540億人次。自1889年第一臺電梯誕生以來至今，電梯種類越來越多，電梯的技術漸漸向網絡化、高端化、智能化、節能化發展。隨著現代化高樓的發展，對電梯的數量和質量要求將更高，據有關部門統計：我國在2011年電梯產銷量約45萬臺，相比2010年增幅約23％。2011年我國電梯保有量已經達到201萬臺，電梯及其控制技術也體現了現代高新技術成長的縮影。

電梯是服務于規定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾角小于15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內，是輸送人員或貨物的垂直提升式的交通工具。

電梯在垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物內的電梯，起點站和終點站之間還設有停靠站。起點站設在一樓，終點站設在最高樓層，設在一樓的起點站常被稱作為基站。起點站和終點站稱兩端站，兩端站之間的停靠站稱中間層站。

各層站的層外設有召喚箱，箱上設置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設置一只按鈕，中間層站的召喚箱上各設置兩只按鈕。對于無司機控制的電梯，在各層站的召喚箱上均設置一只按鈕或觸鈕。電梯（雜物電梯除外）的轎廂內部設置有操縱箱，操縱箱上設置有手柄開關或與層站對應的按鈕，供司機或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上的按鈕稱層外指令按鈕，操縱箱上的按鈕稱轎內指令按鈕。層外指令按鈕發出的電信號稱層外指令信號。轎內指令按鈕發出的電信號稱轎內指令信號。

作為電梯基站的廳外召喚箱，除設置一只召喚按鈕外，還設置一只鑰匙開關，以便上下班開啟或關閉電梯時，司機或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動該鑰匙開關，把電梯的層轎門關閉妥當。

現代電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機或乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕或觸鈕向電氣控制系統下達一個指令信號，電梯就能自動關門、定向、啟動、加速，在預定的層站平層停靠開門。對于自動化程度高的電梯，司機或乘用人員一次還可下達一個以上的指令信號，電梯便能依次啟動和停靠，完成全部指令任務。

乘客電梯的運行工作情況類似于公共汽車，在起點站和終點站之間往返運行，在運行方向前方的停靠站上有順向的指令信號時，電梯到站能自動平層停靠開門接乘客。而載貨電梯的運行工況則類似于卡車，執行任務為一次性的，司機或乘用人員控制電梯上下運行時一次只能下達一個指令任務，當一個指令任務完成后才能再下達另一個指令任務，一般不能自動停歇。所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。

3.1.1　樓宇電梯的基本分類

（1）按用途分類

①乘客電梯　為運送乘客而設計的電梯，必須有十分可靠的安全裝置。乘客電梯適用于賓館、大廈、寫字樓等高層建筑，是運送人員上下樓必不可少的交通工具。乘客電梯的基本功能為：關門保護、轎廂位置自動顯示、自動平層、自動開關門、超速保護、超載報警不啟、轎內應急照明、運行次數自動記錄、滿載直駛、斷錯相自動保護、順向截梯反向記憶、轎內外指令登記、轎廂警鈴、轎廂無人照明及風扇自動關閉、消防功能。圖3-1所示為乘客電梯載人轎廂。

②載貨電梯　主要是為運送貨物而設計的，通常有人伴隨的電梯，有必備的安全保護裝置。載貨電梯適用于工廠、商場、倉庫等場所，主要用于運送貨物上下樓，并可搭載隨行工作人員，是搬運工人的最佳“搭檔”，使繁重的貨物搬運工作變得輕松而快捷。載貨電梯的基本功能是轎廂位置自動顯示、超速保護、轎內應急照明、運行次數自動記錄、斷錯相自動保護、轎內外指令登記、轎廂警鈴。圖3-2所示為載貨電梯轎廂。

③客貨電梯　主要是用于運送乘客，但也可以運送貨物的電梯。它與乘客電梯的區別在于轎廂內部裝飾結構和使用場合不同。

④病床電梯　為運送醫院病人及其病床而設計的電梯，其轎廂具有中而長的特點。圖3-3所示為病床電梯轎廂。

⑤住宅電梯　供住宅樓使用的電梯控制系統和轎廂裝飾均較簡單，也必須具有客梯所具有的安全保護裝置。圖3-4所示為住宅電梯載人轎廂。

⑥雜物電梯　供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等。這是一種絕不允許人員進入的小型運貨電梯，為防止人員進入轎廂，轎廂內部尺寸必須小到人無法進入。

⑦消防電梯　火警情況下能適應消防員專用的電梯，非火警情況下可作為一般客梯或客貨電梯使用。

⑧船舶電梯　專用于船舶上的電梯，能在船舶正常搖晃中運行。

⑨觀光電梯　轎廂壁透明，供乘客游覽觀光建筑物周圍外景的電梯。圖3-5所示為觀光電梯載人轎廂。

⑩汽車電梯　運送汽車的電梯，其特點是大轎廂、大承重量，常用于立體停車場及汽車庫等場所。

（2）按驅動系統分類

①交流電梯　曳引電動機是交流異步電動機，有交流單速電梯、交流雙速電梯、交流調速電梯和交流高速電梯。

②直流電梯　曳引電動機是電梯專用的直流電動機，有直流快速電梯、直流高速電梯。

（3）按曳引機有無減速箱分類

①有齒輪電梯　電梯曳引輪的轉速與電動機的轉速不相等（電動機轉速大于曳引輪轉速），中間有蝸桿蝸輪減速箱或齒輪減速箱（行星齒輪、斜齒輪），一般使用在電梯額定速度小于或等于2m/s的場合。

②無齒輪電梯　電梯曳引輪轉速與電動機轉速相等，中間無蝸桿蝸輪減速箱或齒輪減速箱，要求電動機具有低轉速、大轉矩特性，一般用在電梯運行速度大于或等于2m/s的場合。圖3-6所示為一無齒輪高速電梯曳引機組。

（4）按有無司機分類

①有司機電梯　電梯的各種工作狀態由經過專業安全技術培訓的專職電梯司機來操縱實現。

②無司機電梯　所謂無司機電梯，就是乘客自己操縱的電梯。乘客進入電梯轎廂后，按下操縱箱上與自己所要到達的樓層相對應的按鈕，電梯就會自動到達乘客所要的樓層，當乘客在某層廳外召喚電梯時，電梯會按“層外截車”的原則，自動到達乘客候梯的樓層，供乘客使用電梯。

③有/無司機電梯　該種電梯基本上是按無司機控制設計的，考慮到一些使用單位管理上的需要和當地乘客的電梯知識普及情況，在線路設計上也考慮了有司機工作狀態，這類電梯可以在有司機操作的情況下工作，也可以在無司機狀態下工作，但司機必須經過專業安全技術培訓。

（5）按操縱控制方式分類

①門外按鈕控制小型雜物電梯　該電梯是一種門外按鈕自動控制的小型雜物電梯，它專用于提升和下降重量和體積較小的構件，絕不允許任何人員進入轎廂。這種電梯在樓層層門旁設有操縱箱。當基站的發貨人員裝貨完畢后將層門關閉，并按下操縱鈕相對應于接貨站的停站按鈕，電梯就能啟動行駛到該站停止，及時發出信號提配接貨人員注意，開層門卸貨，卸貨完畢后再關上層門，這時“占用”信號消失。

②轎廂手柄開關控制自平自動門電梯　該電梯在轎廂內設有經專業安全技術培訓的專職司機操作，要求上升或下降時司機可將操作箱上的手柄開關按照需要的方向轉到極限位置，這時層門和轎廂門就自動關閉，電梯隨即啟動向上（或向下）行駛。當轎廂到達所要求停靠的樓層前適當高度（平層區域內）時，司機應預先將手柄開關返回到零位，電梯就自動地從快速降低到慢速，在慢速運轉下自動停止在樓面水平上，并自動開門。

③內外按鈕控制自平自動門電梯　該電梯為一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站分別設有一個召喚按鈕，轎廂操作箱上則設有與停站數相等的相應指令按鈕，某一樓層等待電梯的乘客按下該召喚按鈕，就能使不被“占用”的轎廂到來，電梯停靠時立即自動開門。乘客進入轎廂后，按下他要去樓層的指令按鈕，電梯就自動關門，啟動行駛到達該站。每次停靠時，電梯自動進行減速、平層、開門。

④選層按鈕控制自平自動門電梯　該電梯為一種有專職司機操作，具有轎廂指令按鈕登記的乘客或載貨電梯。電梯在底層和頂層分別設有一個向上或向下召喚按鈕，而在其他層站各設有上、下召喚按鈕兩個，轎廂操作箱上則設有與停站數相等的相應指令或選層按鈕，司機依照進入轎廂的乘客所報出的層站按下選層按鈕，指令信號被登記，或當等待在廳外的乘客按下召喚按鈕時，操作箱上的召喚燈點亮，司機根據點亮的順向召喚燈按下選層按鈕，使召喚被登記，電梯從基站向上行程中，按登記好的信號統一給予停靠，直到這些信號登記的最高層站為止。

⑤集選控制或向下集選控制電梯　該電梯為一種乘客自己操作的或有時也可由專職司機操作的自動電梯。電梯在底層和頂層分別設有一個向上或向下召喚按鈕，而在其他層站各設有上、下召喚按鈕兩個（集選控制）或一個向下召喚按鈕（向下集速控制）。轎廂操作箱上則設有與停站數相等的相應指令按鈕。當進入轎廂的乘客按下指令按鈕時，指令信號被登記。當等待在層外的乘客按下召喚按鈕時，召喚信號被登記。電梯在向上行駛中按登記的指令信號和向上召喚信號統一給予停靠，直到這些信號登記的最高層站或有向下召喚登記的最低層為止。然后又反向向下按指令及向下召喚信號逐一停靠。每次停靠時電梯自動進行減速、平息、開門。

⑥兩臺并聯集選控制電梯　該系統由兩臺集選控制電梯組成。電梯設有基站，一般以大樓的底層作為基站，在基站的下面也可有地下室。當一臺電梯執行命令完畢后，自動返回基站。另一臺電梯在完成所有的任務后，就停止在最后選定的樓層作為備行梯。備行梯是準備接受基站以上出現的任何命令而運行，這樣基站可優先為進入大樓的乘客服務（也可應答地下室召喚），而備行梯則主要應答其他命令的召喚。

⑦三臺并聯集選控制電梯　該系統由三臺集選控制電梯組成，共用一套召喚信號裝置。電梯設有基站，一般以大樓的底層作為基站，在基站的下面也可以有地下室。當系統中的三臺電梯先后執行命令完畢時，有兩臺電梯分別自動返回基站成為基站梯。先到達基站的稱為基站被選梯，其后到達的稱為基站待選梯。另一臺電梯在完成其所有任務后，就停留在最后停靠的樓層作為備行梯。備行梯是準備接受基站以上出現的任何命令而運行。而基站被選梯可供優先進入大樓的乘客服務。當基站被選梯在應答命令而離去后，則待選梯立即成為被選梯。無論備行梯還是基站梯，在命令下運行時，按集選控制的原則工作稱為運行梯。

⑧梯群控制電梯（群控電梯）　電梯機群自動程序控制系統簡稱群控，是對于一級電梯進行自動控制和自動調度的電氣控制系統。該系統能提供各種工作程序，能滿足像辦公大樓那樣客流劇烈變化的典型客流狀態。

（6）按有無機房分類

以上所述均為有機房電梯，近年來無機房電梯發展迅速，已成為電梯一個新的研發方向。目前，無機房電梯已經經過了四代。第一代無機房電梯誕生的主要原因是歐洲對古建筑的保護以及與液壓電梯的競爭。主要原理是電梯主機跨井道底置，即只有一個輪子在井道里。第二代無機房電梯也是井道底置式，但是將主機全部搬進了井道。第三代無機房電梯為上置式，主機主要放置的形式為：主機放在導軌上，主機放在轎廂頂上。前兩代無機房電梯目前在歐洲已經被淘汰，淘汰的原因是安全隱患嚴重，第三代無機房電梯屬于改變前兩代無機房電梯的新產品，但是主機放在轎廂頂部的安全問題及噪聲得不到解決，所以并沒有得到發展。第四代無機房電梯，從根本上解決了前三代無機房電梯的缺陷，首先是安全隱患得到解決，其次是共振共鳴問題的解決，第三是速度上只要主機生產企業能夠供應，提升高度及速度不存在技術問題。所以第四代無機房電梯是目前世界上最先進的無機房電梯。

3.1.2　樓宇電梯的主要參數

①額定載重量（kg）　由設計規定。

②轎廂尺寸（mm）　寬×深×高。

③轎廂形式　有單或雙面開門及其他特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風扇、電話的要求等。

④轎門形式　有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙折門、封閉式雙折中分門等。

⑤開門寬度（m）　轎廂門和層門完全開啟時的凈寬度。

⑥開門方向　人在轎外面對轎廂門向左開啟的為左開門，門向右開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱中分門。

⑦曳引方式　常用的有半繞1:1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。半繞2:1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩運行速度的一半。全繞1:1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。這幾種吊索法的示意如圖3-7所示。

⑧額定速度（m/s）　制造和設計所規定的電梯運行速度。

⑨電氣控制系統　包括控制方式、拖動系統的形式等，如交流電動機拖動或直流電動機拖動，轎內按鈕控制或集選拉閘等。

⑩停層站數（站）　凡在建筑物內各樓層用于出入轎廂的地點均稱為站。

提升高度（mm）由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。

頂層高度（mm）由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。

底坑深度（mm）由底層端站樓面至并道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。

井道高度（mm）由井道底面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之間的垂直距離。

井道尺寸（mm）寬×深。