关于旧楼加装智能化电梯的设计与探讨

1   旧楼加装电梯的设计原则及流程

1.1   设计原则

增设电梯的方案设计应考虑场地条件、结构安全、救援通道、消防通道、环境改造、相互干扰等因素。在通风、采光、日照、通行等方面，应尽量减少对相邻业主的不利影响。加装电梯的井道尺寸不宜过大，只要满足电梯的基本要求，不可增加额外设施。电梯层数需与原老楼层数保持一致，高度不应超过原建筑物的2.0m。

1.2   加装流程

加装流程：方案设计→方案公示→方案审批→土建施工→钢结构井道制造及安装→电梯预装OR安装→电梯验收售后服务→项目整体资料报档案馆→政府补贴申请。

2   旧楼加梯实例分析

2.1   项目概述

该楼位于上海市浦东新区，建于2011年，每层建筑平面18.34 ㎡ ，地上共四层，总建筑面积73.36㎡，屋顶标高约14.5m。如图1所示。结构为混凝土现浇框架结构，立柱截面最小为350mm×350mm，最大为550mm×850mm基础为桩基础。混凝土强度等级为C30。

图1旧楼外观

2.2   设计中需要考虑的问题

（1）井道的设计形式。

1）钢筋混凝土井道 ；2）钢结构不观光井道；3）钢结构观光井道  。

第一种采用土建加装方式，在旧楼适当的地方，依据现场实际条件，单独建造钢筋混凝土框架结构作为电梯井道，可建成和原建筑相称的墙体。但这种形式耗时较长，如用于老旧小区，会严重影响居民的正常 生活。

第二种即为在旧楼外部加建钢结构井道，井道壁可选用铝塑板、彩钢板、合成材料等多种有特色的材质，其特点是保护住户隐私、减少老年人恐高的顾虑，但该种形式采光较差，有可能会影响部分居民家的光照时间。

第三种采用无色透明玻璃封闭，该结构设计为积木式，即模块化安装，缩短了安装时间，同时不影响周边居民的日照和采光条件，营造美观且具个性化的建筑外立面。

综合以上优缺点分析，钢结构玻璃观光井道为加装电梯井道设计的首选。

（2）加装电梯布置在既有建筑的位置。

加装电梯应因地制宜，可选择的布置位置有： 1）建筑北立面；2）建筑南立面；3）山墙立面；4）特殊部位。

（3）入户方式，如图2所示。

        （a）                           （b）

图2入户方式

（a）平层入户；（b）错层入户

2.3   加装方案分析

（1）方案一：取消原有厅门。

1）由于现场用地紧张，综合考虑人流进出建筑及电梯的便捷性、合理性，故人流进出电梯设在一层建筑厅门内。

2）本方案在于结合原有建筑室内空间布局，不改变原有空间的前提下设计，二、三及四层电梯入口与各楼层公共部位连接，室外需设计走廊进行联通。

3）考虑到外搭连廊的结构合理性、稳定性及立面的美观，同时考虑施工的可行性，需要拆掉原有一层凸出来的厅门部位，再与电梯井道统一布置结构。

（2）方案二：原有厅门保留。

1）由于现场用地紧张，综合考虑人员流动进出建筑及电梯的便捷性、合理性，人流进出电梯设置在一层建筑厅门内。

2）电梯主体结构与原建筑主体结构完全分离，减少施工难度，减少对建筑的结构影响。

（3）方案对比，如图3所示。

   （a）                         （b）

图3三维效果示意

（a）方案一；（b）方案二

方案一优点：不改变原建筑室内空间布置，增加室外走廊，经过立面设计，可以丰富原有建筑立面效果，增加建筑统一性，提升档次。

方案一缺点：一层门厅拆除且增加连通走廊，增加部分资金投资。

方案二优点：对原有建筑改造，影响较小，改造投资资金较少。

方案二缺点：单独增加一台电梯，立面略显突兀，统一性较差；功能性强，但美观性欠缺。对四层室内空间影响较大。

综合以上考虑，选用第一种方案。

2.4   电梯参数选择及配置

经客流量分析，并考虑现场实际空间问题，该电梯选用载重为800kg，速度为 1m/s的无机房电梯。井道尺寸(宽×深)为2150mm×1800mm，轿厢尺寸（宽×深×高）为1400mm×1350mm×2600mm，开门尺寸为900mm×2200mm。经现场地质勘察，为避免影响地下管线及结构，电梯基坑深度不宜过深，故深度为1300mm。井道顶层高度为4500mm。

井道温度环境温度为0℃~+40℃，平均相对最高湿度为85%。电气防护等级为IP54，地震烈度为7度。

除电梯基本的功能要求以外，该工程为体现其可借鉴性，考虑到大部分住宅老旧小区老年人较多，且他们行动不便，且为保障社区居民的隐私和安全。为提高智能化性能，该电梯特殊硬件配置包括轿内IC卡/门禁系统、面部识别系统、可翻转板凳、残疾人操纵盘、盲人按钮等。

2.5   电梯物联网控制平台

为了减少电梯事故的发生，通过物联网平台的实时联通和数据收集，实现更多的人性化和个性化的智能监控。开放物联网平台接口或提供物联网相应的对接，对接数据主要包括运行数据：上行/下行次数、开门/关门次数、运行距离等；问题信息：冲顶、蹲底、超速、开门行梯、层间停梯、关门异常、重复开门、异常振动、异常制动等，实时监控电梯视频，电梯状态异常或故障实时后台报警，同时保证能直接接入多种终端设备，如：采集设备、监控设备、安抚设备、报警设备等。

在候梯厅采用自动面脸识别，授权用户进行自动呼梯，并自动打开电梯门同时伴有用户欢迎用语，轿厢内显示屏自动显示欢迎界面。厢外要求呼梯范围1?m左右，距离可调，识别时间<500ms。未授权用户不能随意进出，兼容可刷IC卡。梯控应与电梯系统无源连接，不影响电梯安全控制，具备特殊情况下的安全保障，消防及系统故障时自动脱离并恢复电梯原来状态，解锁权限控制，并远程报警记录视频。

3   总结

通过上述的工程实例与研究，采用玻璃+钢结构井道模块式安装，大幅降低了施工现场引起的噪声、环境污染等问题，同时也大幅度提升了电梯的安装时效性。通过物联网将电梯运行、小区安全、人员乘梯等数据集中于一个平台管控，更有效地提高了安防的应用，可通过该技术平台做出更科学的分析报告，为后期维保提供不可或缺的信息。

与此同时，工程实例中发现电梯的耗电量是不可小觑的问题，楼里每户每月为加装的电梯支付电费20元左右，每年需要缴纳600元的电梯维护费用。因此，在后面的研究中，如何将井道结构改为一种新能源材料，有效将光能转为电能的研究有待进一步探讨。