直升電梯被動保護措施及方案設計

□ 康國強

一、引言

在高樓林立的今天，電梯成為人們生活中比汽車使用頻率還高的交通設備已是不爭的事實。但是直升電梯屢屢傷人的案例卻給天天使用它的人們心里留下深深的陰影。如東莞市虎門鎮宜家花園一業主被卡在電梯轎廂底板與電梯門框之間致死;2014年9月14日，華僑大學廈門校區綜合教學樓一電梯突然發生故障，一名大四男生卡在梯轎廂底板與樓層混凝土間不幸殞命;轎廂失重墜落類的事故也時有發生。這些慘痛的教訓引起了社會對直升電梯被動保護措施這一問題的深深思考。

二、電梯傷人類型

根據電梯傷人發生的時機和特點，大致可分為卡切類傷害、墜落類傷害、轎廂失重類傷害、困閉類傷害等四類。每一類電梯傷人事件，都有對應的電梯故障原因。

三、電梯事故分類及原因分析

根據電梯事故原因性質可歸納為以下四類。第一類，軟件原因。主要指電梯控制程序。控制程序設計缺陷或錯誤可能導致上行溜梯、門鎖開閉異常，往往造成剪切類傷害、墜落類傷害、困閉類傷害等。第二類，硬件故障。主要指與電梯運行相關的電動機、電纜、曳引輪、鋼絲繩、制動系統、安全鉗等部件。硬件維護不當或損壞可導致失重溜梯、制動閘失靈故障，可造成失重傷害。第三類，供電故障，主要由臨時停電造成。供電故障往往造成困閉乘客類傷害。第四類，人為原因。主要指人的不規范行為。以上四類原因，既有人為安全原因，也有設備的不安全狀態原因，二者時常互為因果造成各類電梯事故。

四、電梯被動安全措施和方案

(一)防墜保護方案。

1.防墜保護原理。防墜保護的中心含義是保護，就是墜落保護的意思。墜落類電梯傷害主要有墜入井底和墜至轎頂兩類。都是在層門異常開啟，轎廂沒有停在相應層位時造成的墜落傷害。根據墜落高低，輕則致傷，重則致死。防墜保護就是利用了縮短墜落距離和改善著落面的彈性條件來保護墜落者這個原理。

2.防墜網概念設計。為實現防墜保護，擬在電梯轎廂與井底之間、轎廂與井頂增設若干層(大致按每1層樓設1層網)防墜網，等間距布設。防墜網初步設計成四邊形，比轎廂橫截面投影略大，四角用活動卡環卡在導軌上，各卡環之間用軟繩連接。轎廂上連接繩頂端固定于井頂，轎廂下連接繩頂固定于轎廂底部。卡環可沿導軌自由滑動。以轎廂下防墜網為例，當轎廂上行時，防墜網分層掛起，當轎廂下行時，防墜網疊放于井底。轎廂上相同。如此一來，當出現墜落意外時，當事人就不至于有生命危險了。

3.防墜網材質要求和存在的應用困難。防墜網擬采用高強度、質量輕、彈性適中、耐腐蝕(耐水腐蝕、耐油腐蝕、耐霉變腐蝕等)防火材料制成。連接繩材質除應具有防墜網大部分特性外，尚需柔軟、能自由折疊性能，但不需要彈性。只有通過慎重選材，才能保證防墜網既能達到預期功能，又能保證安全、耐用、低耗。影響防墜網使用的最大困難是井道內鋼絲繩、隨行電纜、對重等設施的干擾。相信通過專業人員的巧妙設計，這些問題可以迎刃而解。

(二)電梯防剪切方案。

1.防剪切翻板原理。剪切類傷人案例是最讓人不忍賭不忍聞的慘烈事故。雖然電梯有剪切保護設計，但事實證明，這種基于機電設備控制的主動保護措施并不可靠。若要從根本上消除此種隱患，就要痛下決心從修改電梯轎廂結構和電梯井道壁結構入手，突破傳統設計，補充被動保護措施。從電梯卡切事故案例可以看出，電梯對人的卡切傷害主要是在上或下行溜梯過程中，轎廂底板邊緣或頂框邊緣與樓層混凝土形成反向剪切作用，致使人體遭受剪斷、剪切和擠壓傷害。這種傷害都是致命的。防剪切翻板就是將轎廂頂緣、底板邊緣以及層門地坎設計成翻板結構，當轎廂與樓層相對運動，并且二者之間卡有物體時，二者之間總有一方能在不大的力度(需試驗確定)下自由翻轉，從而消除剪切能量，同時切斷驅動電機(上行溜梯時)，從而對卡塞人體起到保護作用。

2.防剪切翻板概念設計。方案一:將轎廂門的上、下底板邊緣部分設計成可以向上翻折的翻板。因為翻板部分只能從原位置向上翻折，對乘客沒有墜漏危險。樓層門口前緣底板同樣設計成可以上翻的翻板結構。為實現翻板翻折目的，轎廂門和樓層門形式和結構都要做相應調整。此方案擬將轎門設計成凹弧形，而層門設計成凸弧形。這樣在兩個相對的弧門之間就形成一個橄欖形平面。橄欖形平面沿長軸一分為二，作為轎廂和樓層翻板設計的各自面積。弧形翻板的軸設計在與弧線玄線平行的切線位置(弧形翻板有可能左右一分為二活動鏈接更好)。這一方案最大的難點是電梯井道壁結構需要改變。方案二:與方案一不同的是井道壁結構保持不變，而把轎門改為凹弧形門，頂、底板設計成雙向翻板結構。翻板向上可自由翻轉，與方案一相同。翻板向下需達到一定條件才能翻轉。這個條件是通過翻板上一個帶滾軸的橫向機構來實現的。當遇到卡人事故時，翻板邊緣及滾軸受水平擠力向后退縮，與滾軸聯動機構安全銷打開，從而達到整個翻板向下翻轉的條件，最終避免對人體造成致命傷害。這一方案的關鍵設計是雙向翻板向下翻轉的設計，既要保證平常使用的安全，又要能在意外情況及時打開安全銷，確保向下翻轉萬無一失。此外，經過翻板設計的電梯，當出現卡切意外時(上行溜梯或下行溜梯)，弧形門外的翻板能自由翻轉，給人體留出避難空間，消除相對運動產生的剪切作用，減輕人員傷害，理論上是可以避免死亡案例的。防剪切翻板只是基于功能需要的概念設計，要使其步入模擬實驗乃至應用，尚需電梯行業專家和設計人員從結構、材料、美觀等方面付出巨大的努力。

(三)電梯井道通風建議。現在直升電梯，尤其是全封閉井道電梯，當層門、安全門等開口關閉狀態下幾乎為全封閉，當發生困閉意外時常引起被困人員缺氧，甚至暈厥。為防止火災蔓延，井道應少留開口，這是規范要求，無可非議。但還是建議設計人員克服困難，根據井道的具體情況，結合防火設計，增加通風孔隙，保證井道及轎廂內空氣充足，以防不測。

五、結語

一次次電梯事件，扣動著人們脆弱的神經，如蕩起湖水漣漪的石子，水波過后湖面又恢復依舊的平靜。在人們即將淡忘這些血淋淋的電梯傷人事件之際，希望業界人士開拓思路，付諸行動，從而保證電梯安全，避免傷害事件的再次發生。也倡議有關管理部門參與進來，加強電梯被動保護措施，使電梯安全這一問題徹底得以解決，在高層建筑日益增多的今天，讓人們在享受電梯便捷的同時，也會安心、放心地乘坐。

［1］中國標準出版社第三編輯室，天津市特種設備監督檢驗技術研究院.電梯標準法規匯編［R］.2009

［2］GB7588—2003，電梯制造與安裝安全規范［S］.

［3］GB24803.1—2009，梯安全要求.第一部分:電梯基本安全要求［S］.

［4］GB24804—2009，提高再用電梯安全性規范［S］.