前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的电梯舒适性影响因素及改善措施，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要:电梯已成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。近年来，随着电梯的需求不断增加，电梯的舒适性逐渐成为大众关注的话题。结合电梯的运行原理和结构特点，从振动、噪声、运行状态和工业设计角度探讨了影响电梯舒适性的主要因素，并分析其产生的机理，提出了相关的改善措施，以期为提升乘坐电梯的舒适性以及建立舒适性评价方法提供一些思路。
关键词:电梯;舒适性;影响因素
随着城市化的不断进展，电梯已成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。电梯作为高层建筑的基础设施，在保证安全性能的同时，人们逐渐开始重视舒适性的体验。但不管是设计者、使用单位或是维保人员往往很难全面考虑并注重电梯舒适性相关问题，对电梯的选用或维护使用不加以重视，从而给用户的乘坐体验上带来一些负面影响。因此，应全面考虑影响电梯舒适性的相关因素，有针对性地提出优化改进方案，给用户带来良好的舒适性体验。
1主要影响因素
1.1振动
振动是影响电梯舒适性的重要因素，较大程度的振动会引起乘客眩晕、耳鸣、呕吐等不良反应。研究表明电梯中各个部件在运动过程中由于安装误差、使用损耗或者维护保养不当都会引起系统振动，包括导轨、导靴、曳引轮、抱闸装置、钢丝绳等[1]。GB/T10058-2009《电梯技术条件》将乘客电梯的振动主要分为电梯横向振动与纵向振动[2]。对于轿厢横向振动来说，主要是由导轨加工、安装误差和长期受力变形所带来的不平顺激励而引发的。这些外部激励主要体现为三种形式：弯曲、阶跃和倾斜[3]。导轨的弯曲最初是由制造加工误差带来的，加之长期使用会造成导轨平面自身存在一定的水平度偏差。为了便于分析，可将导轨的弯曲形态理想化为正弦函数波形，滚动导靴在轨道上做简谐运动，如图1。导轨阶跃主要是安装时两段导轨对接接头处存在一定的阶梯高度差和错位。可将阶跃激励视为一组阶跃函数，如图2。导轨在安装过程中，导轨平面与安装基准线间存在一定的偏斜，使导轨在对接处出现弯折。倾斜激励可视为一组三角波函数，如图3。曳引驱动电梯的机械系统主要由曳引系统、导轨、轿架、轿厢、对重、张紧轮及安全保护装置组成。曳引机处在最顶端，通过曳引机和钢丝绳间的摩擦力，实现轿厢和对重的上行和下行运动。电梯的曳引钢丝绳可看作黏弹性体，其刚度随时间和长度变化，不能忽略其对系统垂向振动的影响。由图4可以看出，电梯系统在运行过程中基本不受外部载荷影响，而纵向振动激励主要来源于启动制动和运行时产生的刚体惯性力[4]和钢丝绳伸缩变形。
1.2噪声
电梯噪声来源较为广泛，研究表明曳引系统、门系统、导轨系统、轿厢系统和重量平衡系统均会产生不同程度的噪声。噪声影响人们的舒适度体验，且对人体健康有一定程度的损害，长期噪声影响可引起耳鸣、听力下降、血压升高等人体多方面的生理变化，包括对神经系统和听觉器官等都有不同程度的危害[5]。电梯机械部件产生的噪声是居室噪声产生的重要来源之一，其传递途径主要传向顶层住户和中间楼层住户[6]，如图5所示。由于曳引机噪声频率较为集中，因此顶层住户噪声主要为低频窄带噪声；而导轨和导靴相互摩擦时使中间楼层住户的噪声主要为宽频激振力导致。由于电梯上下往复运行，气体被瞬间压缩，轿厢与井道间气体流动急剧减少，产生很大风阻，阻力与轿厢相互作用摩擦，产生的井道风压噪声对轿厢影响较大，也会对乘客的舒适性带来影响[7]。
1.3运行状态
一般电梯在启动和制动时，做变加（减）速运动，平稳运行时做匀速运动。当电梯加速度过大，人体的前庭器官会受到刺激，从而引起器官的自主神经反射，出现心脏不适，胸口发闷等不适的生理反应[8]。运行速度的提升，虽然会使电梯运行效率提升，但会使匀速运行时间变短，轿厢在到达匀速运动前和结束匀速运动后的变速运动时间变长，增加了电梯的振动次数。因此，乘坐电梯的舒适性与电梯运行状态是一个对立面，需要对这两者进行不断优化，在提高运行效率的同时，改善乘坐的舒适性。
1.4电梯工业设计
1.4.1轿厢照明照明是影响用户舒适度体验的重要指标之一，照明过暗会给乘客造成压抑感，引起视觉疲劳；照明过亮使乘客感到刺眼，也容易引起视觉疲劳。同时在乘客乘坐电梯时如遇停电等突发状况，必须配备有相应的应急照明装置。GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》对轿厢照明具体要求如下：轿厢应设置永久性的电气照明装置，控制装置上的照度宜不小于50lx，轿厢地板上的照度宜不小于50lx[9]。另有研究认为最小值50lx不足以照亮整个轿厢，根据GB50034-2013《建筑照明设计标准》重新得出的较为舒适的轿厢内照度为：地面照度标准值应不小于电梯前厅地面照度标准值75lx的要求；0.75m水平面照度应向起居室、卧室等进行一般活动的照度标准值100lx靠近[10]。1.4.2轿厢通风机房、井道与轿厢的排风系统对舒适度的影响是多方面的，如轿厢运行时的外部风速、温度、空气质量都是舒适度的重要影响因素。如果有人员被困轿厢，良好的通风无疑是安抚乘客情绪的最关键因素之一。我国目前的排风系统以自然排风为主。轿厢内的空气交换仅能够通过轿厢内有限的通风孔洞和开门期间的空气流通进行，循环空间小，强度有限，且气流相对封闭，难以时间实现与室外气流的对流交换，同时容易形成病毒等有害传染源侵入电梯内部空间[11]。1.4.3其他电梯内的布局、配色、护脚板、紧急报警装置等也是影响电梯舒适度的重要因素。随着我国社会经济发展，个性化要求也越来越多，不同材料、纹理、颜色的组合，在不同场景中进行合理构造以带给用户更好的体验感与舒适感。
2改善电梯舒适性的措施
2.1隔振消噪处理
隔振与吸声的处理的结构主要包括轿厢、电梯机房以及无机房的主机和制动器。轿厢天棚、墙面、地面间、机房墙体以及靠近井道的居室的一侧均需设置隔声与噪声处理装置以减小噪声源产生的影响。良好的隔声与吸声的处理对于提升乘客及住户舒适性有极其重要的作用。电梯零部件的选择对于解决电梯振动问题有着根本性的作用，通过选择高质量的曳引机、合适的驱动电机、性能优良的变频器以及减（隔）振器可有效减轻振动和噪声带来的危害[6]。选择刚度合适的曳引机底部隔振垫，能降低曳引机刚体运动时所带来的振动激励；适当使用导轨隔振支架可有效降低对建筑结构以及住宅居室的影响；尽量选择摩擦损耗较小的滚动导靴，节省动力，也减少了振动和噪声；钢丝绳末端的减振器能有效吸收振动波，防止反射形成差拍现象[9]。
2.2设计角度
从设计角度出发，充分考虑和电梯乘坐舒适性有关的因素，提高电梯系统的整体舒适性。电梯的平稳运行能够降低振动的概率，减轻失重感和超重感。对于电梯系统设计选型来说，应同时兼顾速度与加速度的匹配，还应尤为关注由此带来的高频振动和系统振动次数的增加，从而引发曳引钢丝绳的疲劳失效，对电梯轿厢的振动带来附加影响。结合计算机仿真软件，基于CFD仿真分析、FPID模糊控制等方法，对电梯系统的振动、噪声以及气动分析进行综合评判和优化。加强电梯通风技术的研究及相关标准的制定，改善轿厢空气质量。从工业设计角度来说，应对轿厢的照明、配色、材料加工工艺和操作方式等方面进行研究，通过“基于场景的用户研究”发觉用户使用电梯过程中的痛点和问题，并通过搭建“基于场景的用户模型”对新开发的装潢部件进新房用户测试评估和改进设计[12]。
2.3维护保养与定期检验
电梯长期运行会产生零部件磨损，影响用户的舒适度体验。因此在电梯使用期间，维保单位应定期对电梯具体情况进行检查确保其处于良好的运行状态，且每年对所维修的电梯设备至少进行一次自检，且需出具报告或记录。同时，在用的电梯须每年由国家质检总局核准的特种设备检验机构进行定期检验，这是国家的一项强制性要求。使用单位安全管理人员应高度重视，防止出现脱检、漏检。舒适度目前尚且缺乏相关检验标准，但已有研究针对影响电梯舒适度的关键因素提出一系列检测项目，这对电梯的运行舒适度维护以及未来针对运行舒适度制定检验检测标准有一定的参考作用[13]。
2.4定期舒适度调查
舒适度是带有主观性的评价指标，不同高度、速度和装潢的电梯对于不同的年龄性别的人群的影响均不同，加之一些潜在因素的影响，无法统一进行直接测量从而获得相应的反馈。可根据GB/T19038-2009《顾客满意测评模型和方法指南》，建立顾客满意测评模型，设计调查问卷与抽样方案，通过对顾客满意重要性战略矩阵中舒适度相关的多因素分析，对于测评变量与顾客满意度得分都较高的项目尽早改进。
3结论
影响电梯舒适性的因素十分复杂，目前未有统一的规定标准。电梯的舒适性与用户的身体健康息息相关，未来应提高社会各界对电梯舒适性的关注度，形成一定的舒适性评价方法与标准，不断提高电梯的舒适性，提升乘客的乘坐体验。
作者:周宸光 李德庚
