Вертикальная железная дорога

Вариант пиктограммы лифта

Современный лифт

Лифт (от глагола англ. lift — поднимать) — вид транспорта, используемый для вертикального перемещения.

История

Первый чертёж лифта 1861 год

Впервые о лифте писал римский архитектор Витрувий, ссылавшийся в свою очередь на Архимеда, который построил подъёмный аппарат, вероятно, ещё в 236 году до н. э.^[1]

Более поздние упоминания о лифтах датируются серединой VI века (лифты Монастыря Святой Екатерины в Египте), первой четвертью XVIII века (во Франции) и XVII века (лифт Виндзорского замка в Англии, «Летающий стул» Велайера в одном из парижских дворцов).^[1] В XVIII веке пассажирские лифты начали применяться в России (лифты дворцовых построек Царского Села, подмосковной усадьбы Кусково, подъёмные стол и кресло в Петродворцовском Эрмитаже). В 1795 году И. П. Кулибин разработал конструкцию винтового пассажирского лифта (подъёмных и спускных кресел) для Зимнего Дворца. В 1816 году лифт был установлен в главном доме подмосковной усадьбы Архангельское.^[1]

В 1854 году Э. Г. Отис продемонстрировал своё устройство безопасности — ловители — в Кристалл Паласе на выставке в Нью-Йорке. Отис становился на открытой платформе подъёмника и топором обрубал удерживавший её канат. При этом платформа оставалась на месте и не падала в шахту благодаря ловителям.^[1]

Первый пассажирский лифт-подъёмник был установлен в Нью-Йорке в 1857. Отис и не подозревал, что его простое устройство безопасности в сочетании с использованием стальных каркасов зданий даст возможность строить многочисленные небоскрёбы.

В 1859 году фирма Отиса поставила в отеле «Пятая авеню» винтовой лифт. От подвала до чердака здание пронизывал огромный металлический винт, а кабина ходила по нему как гайка. Винт вращался через шкив ремнём от паровой машины, стоявшей в подвале. Когда винт вращался вправо, кабина шла вверх, влево — вниз. Чтобы кабина не вращалась вместе с винтом, вдоль одного её угла в шахте лифта проходил рельс-ограничитель. Но эта система оказалась медленной, неудобной и дорогой. Было смонтировано только два таких лифта. В отеле он был заменён в 1875 году. В этот период лифты, как правило, приводились в движение паровой машиной по направляющим, подъёмные канаты наматывались и сматывались с барабана. В САСШ такие лифты назывались «вертикальная железная дорога».

В 1867 году на Всемирной выставке в Париже были впервые показаны гидравлические лифты, которые имели ряд преимуществ по сравнению с канатными. Позже такой лифт установили на Эйфелевой башне. На этих лифтах удалось достичь высокой скорости движения кабины — до 3,5 м/с, но из-за значительной первоначальной стоимости и эксплуатационных расходов пришлось от них отказаться.^[2]

В 1878 году был изобретён ограничитель скорости, позволяющий включать ловители при превышении номинальной скорости.

Первый электрический лифт был запатентован в 1861 году всё тем же Отисом. Первый электрический пассажирский лифт с реечным механизмом был изготовлен немецкой фирмой Siemens & Halske в 1880 году. Он поднимался на высоту 22 метра за 11 секунд. Первый электрический лифт фирмы «Отис» был смонтирован в одном из нью-йоркских небоскрёбов в 1889 году. С тех пор проблема подъёма больше не сдерживала рост зданий вверх. В конце XIX века появились лебёдки с канатоведущими шкивами, это были лебёдки с двойным обхватом шкива.

К началу XX века электрические лифты получили широкое распространение, постепенно вытесняя лифты с другими типами приводов. В 1920-х годах появились лебёдки с одинарным обхватом канатоведущего шкива, которые широко применяются и сейчас. В России лифтостроение начало развиваться лишь после революции 1917 года, когда наряду с грузовыми и пассажирскими лифтами общего назначения стали изготовляться лифты специальных типов.

После Великой Отечественной войны, то есть в конце 1940-х годов, в СССР было освоено серийное производство типовых конструкций лифтов общего назначения и скоростных лифтов. В 1955—56 годах ВНИИПТМАШ совместно с трестом «Союз Лифт» создали типовой ряд конструкций пассажирских лифтов для жилых домов и общественных зданий грузоподъёмностью от 320 до 1000 кг, а также типовой ряд грузовых лифтов грузоподъёмностью от 100 до 5000 кг и больничный лифт грузоподъёмностью 500 кг. Наибольшее развитие отечественное лифтостроение получило в 1963 году, когда было организовано Центральное проектно-конструкторское бюро по лифтам.

ЦПКБ по лифтам в 1966—67 годах разработало новый параметрический ряд пассажирских и грузовых лифтов, представленный 36 моделями и 62 исполнениями. С ростом больших городов и появлением многоэтажной застройки значительно возрос и лифтовой парк. В конце 1990-х годов появились лифты, принцип действия которых основан на микросхемах и микроэлектронике. Несмотря на значительное многообразие типов и конструкций современных лифтов, все они состоят из основных элементов, имеющих принципиально одинаковое значение.

Классификация лифтов

По назначению

• Пассажирские лифты. Для перевозки людей. Также допускается перевозка грузов, если общая масса пассажиров с грузом не превысит грузоподъёмности лифта.

• Больничные. Лифты для лечебно-профилактических учреждений устанавливаемые. Используются для транспортировки больных, в том числе на больничных транспортных средствах (каталках, инвалидных колясках), с сопровождающим персоналом (как правило, лифтёром).

• Грузопассажирские. Для транспортировки людей и грузов.

• Грузовые. Для транспортировки грузов, материалов и оборудования.
  • Грузовые с проводником. Для транспортировки грузов и сопровождающих их лиц.
  • Грузовые без проводника. Для транспортировки только грузов. Оборудуются наружным управлением, перемещение людей в этих лифтах не допускается.
  • Грузовые малые. Используются как правило в ресторанах и кафе (для подъёма продуктов питания), библиотеках, складах и т. д. Грузоподъёмность, как правило, от 5 до 300 кг. Подъём людей на них категорически запрещён.

• Промышленные. Для установки в зданиях с запылённой, содержащей агрессивные газы, взрыво- и пожароопасной окружающей средой и для опасных производств.^[3]

По конструкции

• Выжимные. У таких лифтов над шахтой нет машинного помещения, а кабина приводится в движение снизу.

• Тротуарные.

• Грузовые с монорельсом, встроенным в кабину.

• Грузовые (малые магазинные).

• Инвалидные платформы. Предназначены для перемещения людей с ограниченными физическими способностями в коттеджах, административных и общественных зданиях.

• Пневмолифты. Работают за счёт воздуха, который выкачивается внутри цилиндра в секции выше кабины, последняя начинает подниматься под действием атмосферного давления снизу кабины. Подъём осуществляется за счёт разницы в давлении снизу и сверху кабины.^[4]

• Гидравлические.^[5]

• Коттеджные. Сильно отличаются от обычных серийных пассажирских лифтов.^[6] Основные отличия: низкое энергопотребление лифта, возможность лифта работать в автономном режиме при перебоях с электропитанием в доме, малый вес лифта, минимальные габариты шахты лифта, соблюдение норм по безопасности стандарта ISO 9386-1 и EN-81.^[7]

• Строительные подъёмники. Предназначены для подъёма и подачи различных грузов внутрь проёмов зданий или на крышу.^[8]

• Ножницевидные подъёмники. Фиксированное подъёмное устройство, предназначенное для вертикального перемещения предметов с одного уровня на другой.

• Системы парковки автомобилей.

• Панорамные. Не имеют собственных лифтовых шахт. Из кабины панорамного лифта пассажирам открывается обозрение внешнего пространства. Прозрачность стен лифта избавляет некоторых людей от чувства дискомфорта при нахождении в ограниченном пространстве.^[9]

• Домашние лифты. Лифты устанавливаются в квартирах и жилых домах с питанием от обычной сети 220В переменного тока, способны при минимальной мощности (от 700 Вт) поднимать и опускать до 300 кг, требуется малый вес лифта для уменьшения влияния на строительные конструкции, установка лифта требует соблюдение норм по безопасности стандарта ISO 9386-1 и EN-81.^[10]

По конструкции привода

• С электрическим приводом:
  • С барабанными лебёдками. Имеют жёсткое соединения кабины и противовеса с барабаном.
  • Лебёдки с канатоведущим шкивом. Не имеют жёсткого соединения кабины и противовеса с канатоведущим шкивом.

• C гидравлическим приводом.

• С пневматическим приводом.

По конструкции привода различают лебёдки с редукторным и безредукторным приводом. Лебёдки с редукторным приводом применяют на лифтах с небольшими скоростями, безредукторные лебёдки применяют, наоборот, на лифтах с большими скоростями.

Устройство

Схема клинового ловителя лифта: а — положение клиньев до включения ловителей; б — положение клиньев после включения ловителей: 1 — балки каркаса; 2 — башмаки; 3 — клинья; 4 — тяги механизма включения ловителей; 5 — направляющая

С электрическим приводом

1. Средства подвески кабины и противовеса. Представлены стальными проволочными канатами.
2. Лебёдка. Является силовой установкой.
3. Кабина. Перевозит пассажиров и/или другие грузы.
4. Противовес. Уравновешивает силу тяжести массы кабины и часть массы номинального груза.
5. Шахта лифта. Полностью или частично огороженное место, простирающееся от пола приямка до перекрытия. В ней двигается кабина и, если есть, то и противовес. Она оборудована направляющими кабины и противовеса, дверями посадочных площадок, буферами или упорами в приямке.
6. Ловитель. Механическое устройство для остановки и удержания кабины или противовеса на направляющих в случае обрыва, ослабления натяжения канатов подвески или если скорость опускающейся кабины (противовеса) превышает номинальную скорость на заранее установленную величину. Тормозное действие ловителя инициируется ограничителем скорости, обычно расположенным в машинном помещении.
7. Буфера. Устройства плавного замедления кабины за пределами нижнего расчётного положения кабины или противовеса. Могут быть полиуретановыми, пружинного или масляного типа, в зависимости от номинальной скорости. Предназначены для накопления или рассеивания кинетической энергии кабины или противовеса.
8. Электрические устройства. Включают электрические устройства безопасности и освещения.
9. Станция управления лифтом.

С гидравлическим приводом

Гидравлическим приводом оснащаются прежде всего грузовые лифты и лифты для малоэтажных зданий. Гидравлический привод позволяет поднимать большие грузы, однако скорость и высота таких лифтов ограничена. Принцип действия гидравлического лифта таков: гидравлический насос нагнетает в высокий вертикальный цилиндр масло. Давление масла приводит в движение расположенный в цилиндре поршень; движение этого поршня при помощи системы блоков и тросов передаётся лифтовой кабине.

Шахта лифта	Редукторный электрический привод	Лебёдка с асинхронным двигателем
Панель управления для пассажиров	Станция управления лифтами УКЛ

Эксплуатация

Современные пассажирские лифты могут перемещать до тридцати человек со скоростями от 0,5—4 м/с (обыкновенный лифт), до 17 м/с (высокоскоростной лифт).

Грузовые лифты перемещают до 10 тонн груза со скоростями до 1,5 м/с.

Рабочим напряжением привода обычно является 380—400 Вольт.

Проблемы проектирования лифтовых систем

Создание лифта для большой высоты — сложная инженерная задача. Масса тросов при большой длине превышает массу других подвижных элементов и требует сложного и тяжёлого противовеса.

Расчёт лифтов

Сложность проблемы заключается не только в обеспечении перевозки интенсивных пассажиропотоков в высотных зданиях, но и в необходимости оптимального разъединения или объединения отдельных пассажиропотоков многофункциональных комплексов: жильцов в жилой части зданий, служащих в офисной части зданий, покупателей в торговых учреждениях и т. д.

При этом для решения проблемы необходимо применять наиболее эффективные средства вертикального транспорта: скоростные электрические пассажирские лифты для высотной части зданий с компьютеризированными системами группового управления, пассажирские электрические лифты средней скорости для нижней части высотных зданий; гидравлические пассажирские лифты и грузовые лифты для нижних этажей зданий и комплексов; электрические или гидравлические лифты для обслуживания многоэтажных автомобильных стоянок; эскалаторы и пассажирские конвейеры для перемещения массовых пассажиропотоков в нижних этажах комплексов.

Провозная способность

Провозная способность вертикального транспорта рассчитывается с учётом таких параметров лифтов как грузоподъёмность, скорость, число вероятных остановок кабины во время кругового рейса, характеристики разгона и торможения, затрат времени на открывание и закрывание дверей, вход и выход пассажиров.

Существенное влияние на провозную способность лифтов оказывает эффективность организации их движения, обеспечиваемая современными компьютеризированными системами группового управления. Эти системы способны регистрировать данные о загрузке кабин лифтов, направлении и интенсивности пассажиропотока, времени ожидания выполнения вызова на этажах. На основе этих данных системы вырабатывают управляющие сигналы, оптимизирующие работу лифтов. Для высотных многофункциональных зданий расчёт вертикального транспорта осуществляется методами математического моделирования.

Безопасность и обслуживание

Наружный лифт в многоэтажном здании

Общее положение

При должном обслуживании и проведении своевременных ремонтных работ лифт является самым безопасным видом транспорта. Благодаря строгому техническому контролю и практически безотказной системе безопасности (специальные «ловители» вывешивают кабину на направляющих при превышении скорости), возможность несчастного случая практически исключена.

В России безопасность лифтов регламентируется государственным нормативным документом «Правилами устройства и безопасной эксплуатации» (ПУБЭЛ) и контролируется Ростехнадзором. В дальнейшем, в соответствии с планами гармонизации российского законодательства с европейским в части технического регулирования, планируется принятие закона — Технического регламента по безопасности лифтов.

Обслуживание и ремонт

Средний проектный срок службы лифта составляет 25 лет. По достижении этого возраста ходовой части и системам безопасности требуется пройти диагностику со стороны отдела технического контроля. По результатам диагностики высчитывается срок дальнейшей эксплуатации (обычно 3 года, в зависимости от износа основных узлов). Один раз в 12 месяцев проводится техническое освидетельствование лифта. В соответствии с «Положением о системе планово-предупредительных ремонтов лифтов» проводятся капитальные ремонты, а так же ежемесячные осмотры. Эксплуатация устаревшей ходовой части противоречит нормам эксплуатации и правилам техники безопасности. Использование лифта в данном случае является небезопасным для пассажиров. Однако многие квартирные товарищества и коммунально-жилищные управления игнорируют данные правила техники безопасности^[11], подвергая большому риску жизни жильцов многоэтажных домов.

Одним из важнейших средств обеспечения безопасной эксплуатации лифтов является их диспетчерский контроль и используемые для этого диспетчерские системы. Они обеспечивают дистанционный контроль исправности и доступа к лифтовому оборудованию, а также переговорную громкоговорящую связь диспетчера с кабиной и машинным помещением лифта. Применение таких систем позволяет также сократить затраты на обслуживающий персонал — лифтёров.

Пожарная безопасность лифтов

Важнейшей проблемой для современных многонаселённых зданий является обеспечение пожарной безопасности лифтов, а также установка в зданиях лифтов для пожарных.

В зданиях, сооружениях и строениях высотой 28 и более метров шахты лифтов, не имеющие у выхода из них тамбур шлюзов с избыточным давлением воздуха, должны быть оборудованы системой создания избыточного давления воздуха в шахте лифта при пожаре.^[12]

Режим «Пожарная опасность»

Лифтом нельзя пользоваться в случае пожара, поскольку из-за прекращения электропитания лифт может застрять между этажами. В случае пожара современные лифты автоматически опускают лифтовую кабину на нижний этаж и открывают двери, после чего управление лифтом блокируется.

Режим работы лифта «Пожарная опасность» — установленная последовательность действий системы управления лифтом, предусматривающая принудительное движение кабины лифта на этаж входа пожарных в здание.^[13] Из режима «Нормальная работа» в режим «Пожарная опасность» лифт перводится автоматически после подачи сигнала «Пожар» из системы пожарной сигнализации или пожаротушения.

Предположим, что кабина с пасажирами в режиме «Нормальная работа» поднимается на большой скорости и в этот момент поступил сигнал пожарная опасность. Это вызывает замедление кабины и подход её в зону точной остановки. При остановке кабины после движения вверх её двери не открываются. После остановки кабины, она спукается на первый этаж.

Из режима «пожарная опасность» в режим «нормальная работа» лифт переводится из машинного помещения.^[14]

При движении кабины вниз или стоянке на любом этаже, кроме основного посадочного, кабина отправляется на основной посадочный этаж, не реагируя на приказы и зарегистрированные попутные вызовы. Если кабина стоит на этаже с открытыми дверьми и в ней находятся пассажиры, двери автоматически закрываются и кабина также отправляется на основной посадочный этаж.

Если кабина находится в подземной части здания (сооружения), выполняется следующее:

• при движении вниз кабина останавливается на ближайшем по ходу движения этаже и, не открывая двери, не реагируя на приказы и попутные зарегистрированные вызовы, отправляется на основной посадочный этаж;
• при движении кабины вверх или стоянке на любом этаже, кроме основного посадочного, кабина отправляется на основной посадочный этаж, не реагируя на приказы и зарегистрированные попутные вызовы. Если кабина стоит на этаже с открытыми дверьми и в ней находятся пассажиры, двери автоматически закрываются и кабина также отправляется на основной посадочный этаж.

Во всех случаях после прибытия кабины на основной посадочный этаж двери кабины автоматически открываются и остаются открытыми, после чего возможность дальнейшего движения кабины в этом режиме исключается.

Если включение режима «Пожарная опасность» произошло во время выполнения режима «ревизия» или в момент технического обслуживания, то должен подаваться звуковой сигнал, после чего, если это возможно, лифт должен быть переведен в нормальный режим работы, что позволит включить режим «Пожарная опасность».^[15]

Режим «Перевозка пожарных подразделений»

Пиктограмма "Лифт для пожарных"

Режим работы лифта «Перевозка пожарных подразделений» — установленная последовательность действий системы управления лифтом, предусматривающая его работу под непосредственным контролем и управлением пожарных. При этом режим работы лифта «Перевозка пожарных подразделений» является следущей фазой после режима «Пожарная опасность».^[16]

Лифт для транспортирования пожарных подразделений может быть использован для спасения инвалидов во время пожара.^[17]

Мировой и отечественный опыт, полученный при пожарах в высотных зданиях, показал, что для борьбы с пожаром необходимо использование специально предназначенных для этой цели лифтов. Лифты для пожарных должны обеспечить быструю доставку пожарных подразделений на этажи для борьбы с пожаром, сохранив силы пожарным для борьбы с огнём. Эти лифты должны иметь дополнительную защиту от факторов пожара (в исполнении конструкции и строительной части лифтов) и обязательно оснащаться специальной системой управления, связанной с размещёнными на этажах тепловыми и дымовыми извещателями.

В обычное время лифт для пожарных используют в качестве пассажирского лифта.

Лифт для пожарных в отличие от обычных лифтов должен иметь конструкцию, позволяющую использовать его при пожаре как можно дольше.

Перевозка на лифте для пожарных в обычное время грузов должна быть запрещена, т.к. в случае пожара это может привести к недопустимой задержке или невозможности использования лифта для борьбы с пожаром.

Надежность обеспечения энергоснабжения является важнейшим условием работы лифта для пожарных.^[18]

Признаки изношенности ходовой части лифта

• Звук трения металлических поверхностей.
• Удары противовеса о кабину.
• Кабина лифта перемещается с отклонениями от вертикального направления.
• Кабина перемещается неравномерно, при перемещении гаснет свет.
• Двери открываются не полностью или заедают.
• Ходовой части более 25 лет.
• Кабина останавливается между этажами.

В случае застревания кабины обычно нажимают кнопку «вызов» для вызова диспетчера. Самостоятельный выход из кабины, застрявшей между этажами, крайне опасен.

Производители и обслуживающие фирмы

Могилёвлифтмаш МОСЛИФТ Ростехнадзор

KONE (англ.) Otis Elevator Company (англ.) Schindler Group (англ.) ThyssenKrupp AG

Интересные факты

• Существуют лифты и для судов. Они были построены (и некоторые действуют до сих пор) в Канаде, Германии, Франции и России.
• С начала XXI века ведётся разработка проектов по созданию космического лифта, который бы позволил поднимать грузы на околоземную орбиту.
• Речь, используемая для представления новых проектов, называется «презентацией для лифта». Считается, что такая презентация должна быть достаточно краткой, чтобы её можно было полностью рассказать за время поездки в лифте.
• Самый высокий небоскрёб США («Сирс Тауэр» в Чикаго) имеет 106 лифтов, 16 из которых — двухэтажные, то есть принимают и высаживают пассажиров сразу с двух этажей. Два экспресс-лифта для посетителей смотровой площадки на крыше преодолевают 412 метров за минуту и несколько секунд.
• Самые скоростные лифты установлены в башне Тайбэй 101 — 16,83 м/с (60,6 км/ч).

Лифт в кинематографе

• «Лифт на эшафот» (Франция, 1957)
• «1000 девушек и одна в лифте» (США, 2003)
• «Лифт» (США, 2001)
• «Лифт» (Россия, 2006)
• «Отключка» (США, 2008)

Примечания

В Викисловаре есть статья «лифт»