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摘要：根据电梯相关安全技术规范规定，电梯机房的空气温度应该保持在5~40℃之间，超过这个温度范围，电梯的故障率会增加1倍左右。目前常采用机械通风方式来保障电梯机房内的热环境，但是不管是国家设计规范标准还是电梯行业的产品标准，都还没有对加装电梯井道通风量标准提出很明确的设计要求，这就导致设计师在设计加装电梯系统时，往往会忽略电梯井道的通风设计，对电梯夏季运行井道存在高温风险考虑不足。
关键词：热环境；既有住宅；加装电梯；井道通风；换气次数
引言
随着既有建筑加装电梯工程的推广，各地政府也相继出台了地方既有住宅加装电梯建设管理办法，但实际操作过程中还存在诸多阻碍和困难。重庆市在2017年6月公布了《重庆市老旧住宅增设电梯建设管理暂行办法》，该办法主要是对既有住宅增设电梯行政审批手续办理事宜进行了规定，并在涪陵区和渝中区开展试点工作，部分项目2018年陆续投入运行。在2018年入夏运行以来，建设方已接到很多居民投诉，反映电梯内十分闷热。针对这个情况，笔者对重庆市渝中区某老旧小区的加装电梯进行了实地调研和测试，发现既有住宅加装电梯形式及其运行环境有其特殊性，加装电梯由于受到原来建筑结构的限制，多采用无机房电梯。无机房电梯由于主机、设备及电缆等均安置在井道内，井道就成为了电梯的机房，井道过热必然影响电梯运行安全。
1加装电梯现状分析
由于既有住宅加装电梯相较于新建住宅电梯的独特性，笔者对重庆市某既有住宅的加装电梯进行了测试调研分析。据重庆市沙坪坝区气象站2018年6月至8月气温情况统计，7月出现35℃以上高温天数较多，沙坪坝高温日数达20d，其中有19d气温超过37℃，并有7d最高气温达到40℃以上。可见既有住宅加装电梯在夏季的运行外部热环境是十分恶劣的。此次现场调研活动于2017年7月25日开始，此时重庆已进入三伏天，选择这段时间进行调研实测更能体现夏季加装电梯运行的热环境情况，选择典型日7月25日现场测量数据进行分析，当天最低温度30℃，最高温度39℃。笔者从早上9：00到晚上20：00，每间隔30min对电梯井道外壁四面温度和电梯内空气温度、电梯内壁面温度进行了测试记录。测试当天室外空气温度从早上9：00持续超过31℃，在中午12：00到下午17：00之间温度持续在35℃以上。电梯井道外围护结构由于受到太阳暴晒，不同朝向井道四个壁面的温度变化趋势有所不同。井道东外壁面在11：00时，温度达到近38℃；井道西外壁面温度在下午15：00时达到最高，超过45℃；井道南外壁面温度最高达到39.6℃；井道北外壁面最高温度达到36.6℃。同时，结合井道外围护结构热工性能分析，考虑井道内电梯电机散热，在11：00~17：00时，井道内空气温度范围约在35℃~45℃，可以预见井道内的热环境是十分恶劣的。近些年来，电梯故障事件频发，夏季也是电梯故障的多发季节，这主要是因为在高温天气下，电梯机房内温度过高，容易导致电梯设备死机。既有住宅加装电梯多采用无机房电梯，井道即为电梯的机房，目前常采用机械通风方式来保障电梯井道内的热环境，但是还没有相关设计标准和规范对井道通风换气次数提出指导建议，因此研究保障加装电梯安全运行的井道通风最小换气次数是十分有必要的。
2井道通风换气次数模拟分析
针对某市某既有住宅加装电梯项目进行具体分析，该项目相关信息见表1某既有住宅加装电梯相关信息
既有住宅加装电梯由于受到原有建筑结构的限制，大部分加装电梯的井道独立安置在建筑外，井道四周均暴露在室外环境中，且多采用无机房电梯，在这种情况下，影响井道室温的主要因素有：室外气象参数、井道围护结构热工性能、井道内热源强度及井道通风换气次数。其中加装电梯井道最小通风换气次数应由井道的围护结构热工性能、室外气象参数和井道内热源强度共同决定。基于以上理论基础，本文采用DeST软件来对井道通风工况下室内温度进行计算模拟，可以得出重庆地区加装电梯要保证井道内温度在40℃以内，井道所需要的最小通风换气次数。
3计算模型及参数设置
为了得到目前加装电梯在夏季运行条件下井道内的温度情况，针对以上调研项目的井道，采用DeST进行井道内室温模拟分析。并且分别在距井道底部5300mm、11300mm、17300mm和24800mm处设置500mm×250mm的单层百叶进行自然通风。目前井道采用的是单层百叶自然通风方式，故先采用斯维尔通风模拟软件对井道进行夏季室外风环境模拟得到井道目前的通风换气次数
4井道围护材料和厚度确定
随着建筑结构的发展，轻质墙体因为可以减轻建筑结构的承载力，造价低，在既有住宅加装电梯中采用较多，在保证井道内空气温度不超过40℃的前提下，分别模拟采用不同厚度的这些材料作为井道围护结构情况下的最小换气次数。
4.1采用轻质墙体材料作为井道
围护结构材料，由于轻质板（水泥纤维板、泡沫石膏板、石棉水泥板、纯石膏板）受到目前工艺的限制，厚度选择范围10~30mm，轻质混凝土厚度选择10~100mm，间隔区间取5mm，井道内热源强度设置为3.7kW。分别模拟采用不同厚度的材料作为井道围护结构情况下的最小换气次数，模拟结果主要分析采用轻质板和轻质混凝土的围护结构传热系数与井道最小换气次数之间的关系。
4.2最小通风换气次数模拟结果分析
（1）根据对轻质板材（如水泥纤维板、泡沫石膏板、石棉水泥板、纯石膏板等）模拟结果进行分析，对于加装电梯井道内热源为3.7kW，采用常规厚度（10~30mm）轻质板作为井道围护结构时，井道换气次数基本都在20次/h及以上，最小换气次数随着围护结构传热系数的增加成线性增加趋势，在加装电梯设计时，关系式y=4.6236x+8.8477来确定井道所需的最小换气次数。采用混凝土结构时，井壁材料厚度影响着传热系数，同时还影响项目施工难度和初投资，在满足施工技术要求和经济投资的情况下，建议加装电梯井道采用热工性能较好的材料和适宜厚度。
5既有住宅加装电梯注意事项
采用平层入户的方式，容易产生应急救援方面的难题。可以从以下几个方面着手：一是将应急报警装置连接到统一的物业管理处，如果小区没有物业，则要将电梯报警装置连接到电梯安全管理人员家里。二是极限的情况下，比如冲顶、刹钳，而顶层的业主无法赶回时，在电梯安全管理员、物业、维保人员共同在场的情况下，有权撬锁进门（也可以报消防部门撬锁）进行应急救援。
结语
既有住宅加装电梯井道的通风设计影响着电梯的运行安全情况，同时也影响轿厢内人员的热舒适和健康。随着各地既有住宅加装电梯试点项目的推进，项目运行中出现的问题将会得到重视，相关工程建设规范必将随之完善。
参考文献：
［1］敬东.无机房电梯控制柜的散热和通风［J］.甘肃科学学报，2011，23（4）：130-132.
［2］GB7588-2003（2015）电梯制造与安装安全规范［S］.北京：中国标准出版社，2015.
论文作者:王力申
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第29期
论文发表时间:2019/8/30
标签：电梯论文; 加装论文; 住宅论文; 温度论文; 次数论文; 机房论文; 厚度论文; 《建筑细部》2018年第29期论文;