Dobór instalacji dźwigowej do istniejącego budynku – przykład wymiany dźwigu

Fot. © zphoto83 – stock.adobe.com

Na podstawie parametrów i elementów składowych przykładowej instalacji dźwigu sprawdzimy, czy odpowiadają one warunkom, które były wskazane w I części artykułu („Inżynier Budownictwa” nr 10/2024), oraz czy opisana instalacja dźwigowa spełnia te wymagania. Zanim jednak to przeanalizujemy krok po kroku, przypomnijmy w skrócie, jakie warunki i parametry należy uwzględnić przed podjęciem decyzji o wymianie dźwigu (wzięto je pod uwagę także w opisanym przykładzie):

• używanie dźwigu przez osoby z niepełnosprawnościami – wymaga to zastosowania określonych rozwiązań w kabinie dźwigu, takich jak: odpowiednie przyciski (wydłużają czas otwarcia drzwi i są opisane dodatkowo alfabetem Braille’a), zwiększenie kontrastu napisów, zamocowanie poręczy, zastosowanie informacji głosowych mówiących o przyjeździe dźwigu na dany przystanek i otwarciu lub zamknięciu drzwi;
• liczba jazd dźwigu na miesiąc – pozwala wybrać odpowiednie podzespoły, które zużywają się podczas eksploatacji (mechanizmy otwierania drzwi przystankowych, konstrukcje drzwi kabinowych i przystankowych), zastosować właściwą wciągarkę itp.;
• prowadnice kabinowe i przeciwwagi – zarówno ich stan, jak i sposób wykonania muszą spełniać obecne wymagania, dzięki czemu mogą być wykorzystane w nowym dźwigu;
• zdalne monitorowanie – ważne jest zapewnienie zdalnego monitorowania instalacji dźwigu podczas jego pracy przez aparaturę sterową;
• poziom hałasu – chodzi o zastosowanie rozwiązań, które sprawią, że hałas generowany w maszynowni nie będzie się rozchodził po szybie budynku;
• terminy przeglądów – monitorowanie na bieżąco pracy dźwigu umożliwia wydłużenie okresów między przeglądami konserwacyjnymi do ponad 30 dni;
• aspekty ekonomiczne – należy uwzględnić koszty zużycia energii elektrycznej przez dźwig wynikające z częstotliwości jego jazdy i czasu pracy.

Fot. 1. Zespół napędowy dźwigu hydraulicznego. Fot. archiwum UDT

Opis techniczny dźwigu

1. Rodzaj dźwigu – osobowy
2. Typ dźwigu – elektryczny z napędem hydraulicznym pośrednim.
3. Udźwig nominalny – 1000 kg/13 osób.
4. Prędkość nominalna – 0,6 m/s.
5. Wysokość podnoszenia – 15,50
6. Liczba przystanków/liczba dojść – 6/6.
7. Przełożenie układu cięgnowego –
8. Zespół napędowy:

• agregat hydrauliczny o mocy silnika/prądnicy 20 kW, napędzający pompę/silnik hydrauliczny;
• blok zaworowy o regulacji proporcjonalnej przepływu.

Nowoczesny blok zaworowy i jego sterowanie umożliwiają dźwigom hydraulicznym osiąganie dwóch prędkości nominalnych, przy czym prędkość przy poruszaniu się w dół może być o 20% większa niż przy jeździe w górę. Można również uzależnić prędkość jazdy od obciążenia kabiny. Gdy jest ono znaczne podczas jazdy w górę, prędkość maleje, co powoduje, że pobór energii jest mniejszy. Dzięki temu maksymalna moc znamionowa sieci nie musi spełniać wymagań maksymalnego obciążenia kabiny przy nominalnej prędkości dźwigu. Umożliwia to przyłączenie do sieci dźwigu, który ma przydział mocy mniejszy o 40%, niż wynikałoby z pełnego obciążenia kabiny. Taki rodzaj napędu pobiera z sieci mniejszą moc znamionową oraz – co nie mniej ważne – generuje niższy poziom hałasu i wywołuje mniejsze drgania. Może również odzyskiwać energię podczas hamowania (przy jeździe w dół). Zastosowany w omawianym dźwigu falownik z napędem dwukierunkowym ma następujące zalety:

• umożliwia dużą liczbę przejazdów na godzinę z dowolnym obciążeniem kabiny,
• emituje minimalny poziom hałasu,
• daje oszczędność energii do 40%,
• nie wymaga instalowania chłodnicy oleju,
• umożliwia oszczędności w wentylacji lub klimatyzacji maszynowni,
• zapewnia większą dokładność zatrzymania: ±3 mm w kierunkach w górę i w dół,
• zapewnia szybki i płynny start,
• ogranicza prąd rozruchowy do wartości właściwej dla przydziału mocy obiektu.

Na rys. 1 pokazano redukcję prędkości nowoczesnego dźwigu hydraulicznego w zależności od jego obciążenia. Gdy wynosi ono 1000 kg, prędkość zostanie zmniejszona z 1,0 do 0,6 m/s. Moc znamionowa pobierana z sieci będzie wówczas zredukowana o 40% w stosunku do wcześniej stosowanych rozwiązań w zespołach napędowych.

Rys. 1. Redukcja prędkości dźwigu oraz mocy przy różnych obciążeniach. Rys. opracowanie autora

>>> Usprawnienie komunikacji pionowej w istniejących budynkach niskich

>>> Projektowanie przestrzeni publicznych dla osób z niepełnosprawnościami sensorycznymi

>>> Komunikacja pionowa. Pochylnie i schody

Fot. 2. Aparatura sterowa dźwigu hydraulicznego, która umożliwia oddawanie energii do sieci podczas jazdy
kabiny w dół. Fot. archiwum UDT

9. Sterowanie:

• zbiorcze w dół,
• dźwig pojedynczy,
• typ mikroprocesorowy.

Dzięki nowoczesnej aparaturze sterowej kabina dźwigu rusza i staje płynnie, a on sam zatrzymuje się na przystankach z dużą dokładnością. Zapewnia to pasażerom wyższy komfort jazdy. W razie nieprawidłowego działania niektórych podzespołów informacja o tym jest przekazywana zdalnie do konserwatora. A w przypadku przekroczenia dopuszczalnych parametrów pracy dźwigu, np. temperatury oleju lub czasu jazdy, czy zwiększonego poboru energii aparatura sterowa wyłączy urządzenie z eksploatacji i powiadomi o tym konserwatora (w opisywanym przypadku mimo dużej liczby przejazdów na godzinę temperatura oleju nie jest duża). Z kolei w sytuacji gdy zabraknie zasilania dźwigu, aparatura sterowa „doprowadzi” kabinę do najbliższego przystanku oraz otworzy drzwi kabinowe i przystankowe, umożliwiając pasażerom jej opuszczenie. Dodatkową funkcją jest możliwość zdalnego sterowania dźwigiem, czyli wydawania poleceń oraz wezwania na wybrany przystanek.

Fot. 3. Kabina narożna. Fot. archiwum UDT

10. Kabina – metalowa:

• o wymiarach wewnętrznych: szerokość = 2100 mm, głębokość = 1100 mm, wysokość = 2100 mm;
• o powierzchni 2,31 m²;
• o masie (z ramą i osprzętem) 875 kg.

Elementy sterownicze i wyświetlacze dostosowano do potrzeb osób z niepełnosprawnościami, w tym poruszających się na wózkach inwalidzkich. W kabinie zamontowano przyciski wydłużające czas otwarcia drzwi, które opisano dodatkowo alfabetem Braille’a. Zainstalowano automatyczną łączność dwustronną ze służbami ratowniczymi, zwiększono poziom oświetlenia oraz zamontowano oświetlenie awaryjne. Wszystkie te elementy zwiększają komfort użytkowania dźwigu przez osoby z niepełnosprawnościami. Powierzchnię ścian wykonano ze stali nierdzewnej o większej wytrzymałości na odkształcenie trwałe. Dzięki mniejszej masie kabiny spada zużycie energii.

11. Siłownik – jednostopniowy.

12. Drzwi kabiny:

• automatyczne,
• teleskopowe prawe,
• o wymiarach: 900 × 2000 mm.

Drzwi mają płynny napęd otwierania i zamykania ze zmienną prędkością, dzięki czemu krócej stoją na przystankach. Założona kurtyna świetlna umożliwia wykrycie podczas zamykania drzwi osoby lub przedmiotu o średnicy 50 mm, co zapobiega uderzeniu skrzydłem drzwi we wchodzących lub wychodzących z kabiny. Kurtyna świetlna pokrywa wejście w obszarze co najmniej od 25 do 1600 mm ponad progiem drzwi kabinowych. W przypadku jej awarii lub dezaktywacji energia zamykających się drzwi będzie ograniczona do 4 J, a zamykaniu drzwi kabinowych i przystankowych będzie towarzyszyć ostrzegawczy sygnał dźwiękowy. Zastosowane urządzenie ochronne samoczynnie spowoduje ponowne otwieranie się drzwi w przypadku, gdy zamykając się, uderzą lub mogłyby uderzyć osobę przechodzącą przez otwór drzwiowy. Działanie urządzenia może być przerwane na odcinku ostatnich 20 mm drogi zamykania.

13. Drzwi przystankowe:

• automatyczne,
• teleskopowe prawe,
• o wymiarach: 900 × 2000

Jeżeli z jakiegokolwiek powodu kabina zatrzyma się w strefie odryglowania, możliwe będzie ręczne otwarcie drzwi kabinowych i przystankowych z przystanku przy użyciu siły nie większej niż 300 N, po awaryjnym odryglowaniu drzwi przystankowych kluczem do odryglowania awaryjnego lub, jeżeli będą odryglowane przez drzwi kabinowe, z wnętrza kabiny.

14. Liny nośne:

• 4 sztuki,
• średnica: 12 mm,
• konstrukcja 8-splotkowa: 8 × 19 W MRC,
• minimalna siła zrywająca: 98,9 kN,
• współczynnik bezpieczeństwa: 28,1.

Użyta lina jest elastyczna, odporna na przeginanie, ma wysoką wytrzymałość na zrywanie w stosunku do średnicy, umożliwia zastosowanie bardzo zredukowanego stosunku średnicy koła ciernego do średnicy liny.

15. Chwytacze kabiny – ślizgowe, jednokierunkowe, wyzwalane w przypadku uszkodzenia cięgna nośnego (liny, łańcucha). Zastosowany chwytacz podczas wyzwolenia awaryjnego powoduje, że ruch jednostajnie opóźniony jest łagodniejszy dla pasażerów dźwigu.

16. Środki zabezpieczające przed niezamierzonym ruchem kabiny z przystanku przy niezaryglowanych drzwiach przystankowych i niezamkniętych drzwiach kabinowych:

• urządzenie wykrywające ruch kabiny z przystanku przy otwartych drzwiach kabinowych i przystankowych – sterownik dźwigu mający świadectwo badania jednostki notyfikowanej do dyrektywy dźwigowej;
• urządzenie zatrzymujące kabinę podczas niekontrolowanego ruchu kabiny z przystanku przy otwartych drzwiach kabinowych i przystankowych – dodatkowy zawór, który jest sterowany i nadzorowany własnym sterownikiem, mający świadectwo badania jednostki notyfikowanej do dyrektywy dźwigowej.

17. Elastomerowe zderzaki kabiny – 1 szt. Zderzaki elastomerowe są certyfikowane na zgodność z normami PN-EN 81-20:2020-08 Zasady bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania dźwigów – Dźwigi przeznaczone do transportu osób i towarów – Część 20: Dźwigi osobowe i dźwigi towarowo-osobowe [1] oraz PN-EN 81-50:2020-08 Zasady bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania dźwigów – Badania i próby – Część 50: Zasady projektowania, obliczenia, badania i próby elementów dźwigowych [2]. Zakresy obciążalności są podane dla prędkości dźwigu w przedziale od 0,63 do 1,0 m/s. Producent udostępnia również krzywe ugięcia zderzaków w zależności od obciążenia. W instrukcji obsługi i konserwacji zderzaków podano informacje dotyczące resursu produktu.

18. Prowadnice kabiny:

• RP125 (T125/B według ISO), 125 × 82 × 16 mm;
• powierzchnia robocza:42 × 16 mm;
• rodzaj obróbki powierzchni: skrawana;
• liczba: 2 sztuki.

Wykorzystano dawne prowadnice kabinowe o bardzo dobrych parametrach, dzięki czemu zmniejszył się koszt inwestycji.

19. Środki zabezpieczające przed nadmierną prędkością kabiny jadącej w dół:

• urządzenie wykrywające nadmierną prędkość kabiny – enkoder położenia kabiny w szybie mający świadectwo badania jednostki notyfikowanej do dyrektywy dźwigowej,
• urządzenie zatrzymujące kabinę poruszającą się z nadmierną prędkością w dół – dodatkowy zawór sterowany i nadzorowany własnym sterownikiem mający świadectwo badania typu jednostki notyfikowanej do dyrektywy dźwigowej,
• chwytacze wyzwalane zerwanym cięgnem nośnym (lina).

20. Maszynownia – położenie dolne. Zapewniono bezpieczne dojście do niej z klatki schodowej.

21. Szyb – obudowa ceglana z dostępem do podszybia dzięki ruchomej drabinie z łącznikiem bezpieczeństwa.

22. System dwustronnej łączności ze służbami ratowniczymi – dzięki niemu pasażerowie dźwigu mogą wezwać służby ratownicze w przypadku zatrzymania awaryjnego.

23. Dodatkowe opcje i urządzenia:

• UPS (infrastruktura awaryjnego zasilania) umożliwia dojazd do najbliższego przystanku oraz otwarcie drzwi kabinowych i przystankowych w przypadku zaniku napięcia zasilającego dźwig;
• rozkładana barierka na dachu kabiny zapewnia większe bezpieczeństwo konserwatorom, którzy na nim pracują.

Robert Fabiański
Główny Specjalista Koordynacji Inspekcji, Wydział Urządzeń Technicznych, Departament Techniki, Urząd Dozoru Technicznego

Literatura
1. PN-EN 81-20:2020-08 Zasady bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania dźwigów – Dźwigi przeznaczone do transportu osób i towarów – Część 20: Dźwigi osobowe i dźwigi towarowo-osobowe.
2. PN-EN 81-50:2020-08 Zasady bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania dźwigów – Badania i próby – Część 50: Zasady projektowania, obliczenia, badania i próby elementów dźwigowych.