基于現有住宅加裝電梯工程的設計研究

王如革

（中車大連電力牽引研發中心有限公司，遼寧 大連 116052）

1 實施現有住宅加裝電梯工程是目前社會安居的迫切需求

近年來，隨著國家城市房地產宏觀調控政策的變化，城市老舊的多層住宅服役期將大大延長。一些建于上世紀八九十年代和本世紀前十幾年的多層住宅絕大多數是沒有安裝電梯的，住在這些住宅里的老年居民隨著年齡的增大每天爬樓成為一項很重的負擔，生活極不便利。而現時，住宅電梯越來越低的價格和電梯制造商不斷提升的制造能力，使老舊住宅加裝電梯成為解決居民爬樓難問題的迫切需求。針對這一項保障和提升居民生活水準的社會安居工程，如何把好事辦好是關鍵，而科學的加裝電梯設備工程設計方案，則是把好事辦好的關鍵。現有住宅加裝電梯設計涉及到電梯設備本體設計、機房井道等附屬設施系統設計兩個方面，與交通配置、住宅建筑設計有很強的關聯。我們把“以改善現有建筑的使用功能為目的，加裝電梯設備和附屬建筑工程”統稱為加裝電梯設備工程。本文著重探討研究現有住宅加裝電梯設備工程的設計原則和設計關鍵要點問題。

2 加裝電梯的設備工程總體設計的原則

現有住宅加裝電梯的設備工程設計是解決人們生活難題，增強百姓幸福指數的好事。總的設計原則首先從黨的根本宗旨出發，從人民根本利益出發，全心全意為人民服務。現有住宅加裝電梯的設備工程是在現有住宅建筑的基礎上進行加裝，維持原有的住宅建筑及其基礎的安全牢固可靠是首要的，工程整體的安全可靠是必須的，追求完美、簡約、低成本、綠色環保、節能高效設計方向。一般地，設計成井道、電梯機房和機電設備、連廊、住宅樓梯間休息平臺5部分，井道-電梯層站與住宅樓梯間休息平臺通過連廊連接。落實在具體工程設計中必須把握好5個方面的基本原則：

（1）加裝電梯的設備工程設計必須堅持交通便捷的原則。加裝電梯設備工程的目的是為了滿足樓宇居民的出行交通需要，這是最基本的功能需求，因此設計首先要圍繞這一基本需求展開，弘揚科學、通暢、優化的設計理念。

（2）加裝電梯的設備工程設計必須堅持安全可靠的原則。要讓居民乘用有滿滿的安全感。為此要嚴格把控“一嚴、一高、兩線”。“一嚴”是嚴格遵循合法合規。“一高”是設計所采用的涉及到現行國家標準和技術規范中安全條款或內容一律以最高標準頂格適用。“兩線”是設計過程中把握好安全風險分析和控制的底線和紅線，必須保留足夠的安全冗余設計，規定足夠的安全系數。

（3）加裝電梯的設備工程設計必須堅持應用先進技術、先進工藝的原則。加裝電梯的設備工程項目雖小，但綜合性卻很強，涉及到建筑結構、機電工程制造、機電安裝應用、工程施工等方面。無論在建筑單元內還是在公共空間里，工程設計的結果都不能對生態環境造成負面的影響。設計中應充分考慮新能源、新技術、新產品的科學應用，考慮到采光等太陽能利用。電梯生產制造的設計，必須有充足的技術保障條件，應滿足電梯的使用年限設計不低于現有住宅的后續使用年限。制造設計的同時要科學考慮到安裝過程工藝性設計，節省和簡化安裝的操作。

（4）加裝電梯的設備工程設計必須堅持美觀和諧的原則。加裝電梯的設備工程是在原有建筑基礎之上加建的新構造，因此需要充分滿足居民住宅的環境要求和生態文明需要，讓居民看著舒心，乘用的順心、放心。

（5）加裝電梯的設備工程設計必須堅持經濟適用和適宜的原則。不僅要因城適宜，還要因地、因樓適宜。要采取模塊化、標準化設計方案，減少工程浪費，降低設計和建造成本。工程設計應考慮工程服務便利原則，設計制造的同時應考慮到安裝、維修過程的便利。加裝電梯的設備工程設計必須充分根據現有住宅情況，包括結構、建筑材料、地質基礎等。設備工程設計必須有利于現有住宅的牢固可靠，對現有住宅的建筑結構只能加強，不能有削弱、降低等負面影響。所以設計前要預先對現有住宅的原始建設期及改造工程期間的設計施工圖紙進行審查，同時對住宅和周邊環境及地下管線的現場進行實地勘查和綜合評估，對加裝電梯進行可行性評估，建立有針對性的專項設計方案。

3 加裝電梯的設備工程設計要點

一項加裝電梯的設備工程按結構細分包括5部分：電梯井道-地坑、電梯機房、轎廂、層站和層站門、電梯與住宅建筑連結（連廊），按照系統構成細分包括八大系統：電梯曳引系統、電梯運行導向系統、電梯電力拖動系統、電梯電氣控制系統、轎廂、門系統、重量平衡系統、電梯安全保護系統。

3.1 工程可行性設計確定

現有建筑是否適宜于加裝電梯設備，需要進行設計分析。通過設計制定加裝電梯的設備工程的底線基礎限制條件來約束或衡量工程實施的可行性。這些基礎限制約束條件包括地質條件、工程基礎條件、空間和平面條件、環境生態條件、隱蔽工程干涉容度、節能約束等。可依據地質勘查報告的數據、實地勘察的數據、現有住宅工程圖紙的數據確定。

3.2 交通流量的設計確定

根據住宅的現實狀況、住宅居民住戶的出行需求進行設計確定電梯的交通流量。交通流量的確定，對電梯轎廂的空間尺寸、載客數量、首層空間、各層站空間、電梯運行速度和開關門速度均有相關的影響，對電梯設備設計制造有約束限制條件。

3.3 工程結構的設計確定

相對比較來講，加裝電梯的設備工程所占空間最大的工程結構是電梯的井道-地坑及其圍護結構，電梯的轎廂、運行導向系統（導軌）、對重系統都布置在電梯的井道-地坑中，安全保護系統中轎廂緩沖保護、限位保護、極限保護、對重緩沖保護也都在井道-地坑中。電梯的井道-地坑及其圍護結構所占的空間比例約能占總結構空間的2/3。另外電梯機房、電梯層站和電梯與住宅建筑的連廊占有總空間1/3。獨立的電梯機房一般是裝置在井道頂部上方的，通過孔洞與井道相。另一工程結構電梯層站休息平臺與井道相通連。新建的電梯井道結構可以設計采用砌體結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構或鋼結構-玻璃鋼結構等形式。如若采取砌體結構和鋼筋混凝土結構，對空間占用需求很大，新增基礎的荷載相對更高，安裝施工難度和建設周期比較長；如若采取鋼結構或鋼結構-玻璃鋼結構混搭可以實現在工廠內預制的方式完成標準化構件，安裝施工簡單迅捷。具體的設計方案選擇必須根據住宅建筑的實地情況確定。

3.4 工程基礎的設計確定

在工程基礎安全冗余設計方面，必須采取最高的標準。地質勘查報告、已有住宅建筑的工程資料和現有住宅建筑周圍的公用設施資料是加裝電梯的設備工程基礎的設計基本依據。必須事先明確現有住宅建筑結構的基礎狀況、建設構造方式、尺寸，以利于選擇工程基礎的設計方案。加裝電梯的設備工程基礎應該單獨于已有住宅建筑的基礎進行設計，且不能對原有基礎產生影響。如果加裝電梯的設備工程基礎與已有住宅建筑結構基礎需要連接時，必須保證電梯設備工程基礎和住宅建筑結構基礎連接可靠，設計上必須充分考慮到增建的電梯設備工程新基礎所有可能產生的對原有基礎的影響。電梯的運行速度也是影響電梯的基礎設計的重要因素，運行速度決定了電梯地坑的深度，地坑的深度決定了設備工程基礎的深淺。設備工程地基基礎的承載力設計、穩定性設計必須最低限度地滿足《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007）的規定。如果設備工程設計地基承載力達不到標準規范要求時，必須采用可靠有效的加固措施，這些措施必須最低限度滿足《混凝土結構加固設計規范》（GB 50367）、《既有建筑地基基礎加固技術規范》（JGJ 123）的規定。

3.5 其他關鍵項點的設計確定

（1）關于機房最小化設計或無機房設計。機房是安置電梯曳引系統、電氣控制系統、供電裝置的專門空間。加裝電梯的設備工程系統設計中機房的設計應該盡可能簡練優化，使之空間最少以減少施工工程量、降低造價。由于無機房電梯技術已經成熟穩定，所以如果條件允許，盡可能采用無機房設計方案。

（2）關于連廊設計。設備加裝工程中，連接電梯層站臺休息平臺至入戶口的連廊是非常重要的構成部分。電梯連接入戶的形式可采用平層入戶和錯層入戶2種設計方式，需要在設計中選用。加裝電梯的設備工程設計的停靠層站與各層樓面標高相同的是平層入戶設計；加裝電梯的設備工程設計的停靠層站與電梯層站間休息平臺標高相同，但與各層樓面相差半層高度的形式是錯層入戶設計。連廊的設計制造一般采取預制成鋼結構標準構件的方式，在現場依據設計的安裝工藝把這些鋼結構標準構件連接組裝。一般采用鉸接形式而不使用剛性連接。如果連廊與住宅的外走廊或懸挑陽臺等連接，必須設計增加加固保護的措施。

（3）關于基層設計。基層（地面層）設計必須要適宜于應急疏散和有預防人流沖擠考慮。基層設計要無障礙化。基層的地面還必須有防水防滲漏設計，且有防止暴雨入侵的設計。基層的空間占用不能影響現有住宅建筑和相鄰住宅的消防通道。

（4）關于防雨、防震、防雷設計。新建的機房、井道、連廊等結構及其圍護必須防雨防滲漏。電梯的地坑施工設計必須能夠防水防滲漏。電梯設備工程要根據所在地區抗震防烈度進行設計。機房或井道建筑結構（無機房）的頂部要進行有效的雷電防護措施設計。

（5）關于構件及連接節點的設計。加裝電梯的設備工程的構件及連接節點的設計擇優選用標準化、模塊化、簡約化的方案，構件與構件的連接點、井道壁、機房里的預埋件、連結錨固件、連接件、連接螺栓和連接焊縫等均應有足夠的安全冗余設計，保障極限承載的安全可靠性。

（6）關于防火設計。加裝電梯的設備工程所用的材料，都必須選用符合建筑防火設計規范的材料。

加裝電梯的設備工程因地、因樓不同，會有不同的設計方案，但設計的原則和關鍵項點必須得到全面的安全質量保證，且不僅限于這些。需要科學嚴謹、縝密細致完成好設計工作。

4 結語

全國城市現有老舊無電梯住宅的巨大存量，給實施現有住宅加裝電梯工程賦予了重要意義，因勢利導，因地制宜，研究制定科學、嚴謹、可靠、經濟、簡約的設計方案，能夠規范和統一工程的建設施工，減少重復浪費，創建優質工程，且帶來良好的社會效益和經濟效益。