Hiss

Design

Vissa hävdar att hissar började som enkla rep- eller kedjehissar. En hiss är i huvudsak en plattform som antingen dras eller skjuts upp med hjälp av ett mekaniskt medel. En modern hiss består av en hytt (även kallad "bur" eller "bil") som är monterad på en plattform i ett slutet utrymme som kallas schakt eller ibland "hisskanal". Tidigare drevs hissdriftsmekanismerna av ång- och vattenhydrauliska kolvar. I en "draghiss" dras hissarna upp med hjälp av rullande stållinor över en djupt räfflad remskiva, som i branschen vanligen kallas skiva. Bilens vikt balanseras med en motvikt. Ibland rör sig två hissar alltid synkront i motsatt riktning och är då varandras motvikter.

Friktionen mellan repen och remskivan ger den dragkraft som ger denna typ av lyft sitt namn.

Hydrauliska hissar använder principerna för hydraulik (i betydelsen hydraulisk kraft) för att trycka upp en kolv ovanför marken eller i marken för att höja och sänka bilen. Hydrauliska lyft med rep använder en kombination av både rep och hydraulisk kraft för att lyfta och sänka bilar. Nya innovationer är bland annat motorer med permanentjordsmagneter, maskinrumslösa, rälsmonterade, växellösa maskiner och mikroprocessorstyrning.

Vilken teknik som används vid nya installationer beror på en rad olika faktorer. Hydrauliska hissar är billigare, men det blir opraktiskt att installera cylindrar som är längre än en viss längd för hissar med mycket höga lyft. För byggnader med mycket mer än sju våningar måste man i stället använda sig av draghissar. Hydrauliska hissar är vanligtvis långsammare än draghissar.

Hissar är en kandidat för massanpassning. Det går att göra besparingar genom massproduktion av komponenterna, men varje byggnad har sina egna krav, t.ex. olika antal våningar, brunnens dimensioner och användningsmönster.

Hissdörrar

Hissdörrar skyddar passagerarna från att klämmas mellan hissen och golvet. Den vanligaste konfigurationen är två paneler som möts i mitten och öppnas i sidled. I en kaskadkonfiguration (som kan möjliggöra bredare ingångar på begränsat utrymme) löper dörrarna på oberoende spår så att de i öppet läge ligger bakom varandra och i stängt läge bildar de kaskadskikt på ena sidan. Detta kan konfigureras så att två uppsättningar av sådana kaskaddörrar fungerar som de mittöppnande dörrar som beskrivs ovan, vilket möjliggör en mycket bred hisshytt. I mindre kostsamma installationer kan hissen också använda en stor "plattdörr": en dörr med en enda panel som är lika bred som dörröppningen och som öppnas åt vänster eller höger i sidled.

Maskinrumslöst (MRL)

Allmänt

Alla hissar, oavsett om de är drag- eller hydrauliska, kräver ett maskinrum för att förvara stora elmotorer (eller hydraulpumpar) och ett styrskåp. Detta rum är beläget ovanför eller under hisschaktet (eller endast under, för hydrauliska hissar) och kan innehålla maskiner för en enskild hiss eller en grupp av hissar. Moderna dragmotorer med växellös och permanentmagnetdrift kan vara mer kompakta och effektiva. Elektroniska mikroprocessorer har ersatt de mekaniska reläerna. Därför kan traktionshissar byggas utan ett särskilt rum ovanför schaktet, vilket sparar värdefullt utrymme i byggnadsplaneringen.

Den nya hissdesignen innebär ett avsteg från den traditionella, slingade draglinan över toppen i draghissar. Kablarnas ändar är fastsatta i stödkonstruktionen, och kabelns längd är kopplad till hisskorgen och motvikten med hjälp av ett kraftförstärkande, energibesparande sammansatt remskivsystem. Maskinrumslösa hissar har blivit ett välkommet alternativ till den äldre hydrauliska hissen för byggnader med låga och medelstora höjder.

Kone, ett finskt hissföretag, utvecklade den maskinrumslösa hissen för första gången 1996.

Fördelar ur ett grönt perspektiv

• skapar mer användbart utrymme
• använder mindre energi (70-80 % mindre än hydrauliska hissar)
• använder ingen olja
• alla komponenter är ovan jord

---Detta tar bort de miljöproblem som uppstod när hydraulcylindrarna förvarades under jord.

Andra förmåner

• mycket lägre kostnad än andra hissar
• Körkvaliteten är bättre tack vare den växellösa dragningen.
• fungerar vid högre hastigheter än hydraulik

Fakta

• Ljudnivån är 50-55 dBA (A-vägda decibel), vilket är mycket lägre än andra typer av hissar.
• Används vanligen för låg- och mellanstora byggnader.
• Motormekanismen är placerad i själva hisskorgen.
• USA var långsamt att acceptera MRL-hissen på grund av koder.

--- Nationella och lokala byggnormer omfattade inte hissar utan maskinrum.

 

Historia

Den första hänvisningen till en hiss finns i den romerske arkitekten Vitruvius verk, som rapporterade att Arkimedes byggde sin första hiss, troligen 236 f.Kr. I vissa litterära källor från senare historiska perioder nämns hissar som hytter på ett hamprep och som drivs för hand eller av djur. Det antas att hissar av denna typ installerades i Sinaiklostret i Egypten. På 1600-talet fanns prototyper av hissar i palatsbyggnader i England och Frankrike.

År 1852 introducerade Elisha Otis säkerhetshissen, som förhindrade att hissen föll om kabeln gick sönder. Utformningen av Otis säkerhetshiss liknar i viss mån en typ som fortfarande används idag. En regleranordning kopplar in en eller flera rattrullar och låser hissen i sina styrningar om hissen rör sig med för hög hastighet. Han demonstrerade den vid New York-utställningen i Crystal Palace 1854.

År 1874 patenterade J.W. Meaker en metod som gjorde det möjligt att öppna och stänga hissdörrar på ett säkert sätt.

Den första elektriska hissen konstruerades av den tyske ingenjören Werner von Siemens 1880.

År 1882, när hydraulisk kraft var en väletablerad teknik, bildades ett företag som senare fick namnet London Hydraulic Power Company. Företaget byggde ett nätverk av högtrycksledningar på båda sidor av Themsen som till slut sträckte sig till 184 miles och drev cirka 8 000 maskiner, främst hissar och kranar.

1929 skapade Clarence Conrad Crispen, med Inclinator Company of America, den första hissen för bostäder. Crispen uppfann också den första lutande trapphissen. ^{http://inclinator.}com/about-inclinator.asp

 

Hissäkerhet

Pneumatiska vakuumhissar

Pneumatiska hissar eller vakuumhissar fungerar utan kablar och kan installeras enklare och snabbare än deras alternativ eftersom deras hölje består av prefabricerade sektioner som är betydligt smalare än konventionella hisschakt. Dessa sektioner är ofta genomskinliga och ger passageraren en nästan 360° utsikt.

Kabelburna hissar

Statistiskt sett är hissar extremt säkra. Deras säkerhet är oöverträffad av alla andra fordonssystem. År 1998 uppskattade man att ungefär åtta hundra miljondelar av en procent (1 på 12 miljoner) av hissresorna resulterade i en avvikelse, och de allra flesta av dessa var mindre saker som att dörrarna inte gick att öppna. Av de 20-30 dödsfall som inträffar i hissar varje år är de flesta underhållsrelaterade - t.ex. tekniker som lutar sig för långt in i schaktet eller fastnar mellan rörliga delar - och de flesta av de övriga dödsfallen beror på olyckor som lätt kan undvikas, t.ex. att människor går blint genom dörrar som öppnar sig in i tomma schakt eller att de stryps av halsdukar som fastnar i dörrarna. Före terroristattackerna den 11 september inträffade faktiskt den enda kända händelsen med fritt fall i en modern kabelburen hiss 1945, när ett B-25-bombplan träffade Empire State Building i dimma och skar av kablarna i en hisshytt, som föll från 75:e våningen ända ner till botten av byggnaden och allvarligt skadade (men inte dödade) den enda personen som satt i hissen - den kvinnliga hissoperatören. Även om det är möjligt (även om det är ytterst osannolikt) att en hisskabel går av, har alla hissar i modern tid utrustats med flera säkerhetsanordningar som förhindrar att hissen helt enkelt faller fritt och störtar. En hisshytt bärs vanligen upp av sex eller åtta hisskablar, som var och en för sig kan bära hissens fulla last plus tjugofem procent mer vikt. Dessutom finns det en anordning som känner av om hissen rör sig snabbare än den maximala hastigheten. Om så sker, får anordningen bronsbromsar att klämma fast bronsbromsar längs de vertikala skenorna i schaktet, vilket stoppar hissen snabbt, men inte så abrupt att den kan orsaka skador. Dessutom installeras en hydraulisk buffert i botten av schaktet för att dämpa eventuella stötar något.

Nyligen inträffade en incident i en modern kabelhiss på ett barnsjukhus i Seattle, Washington, den 9 oktober 2007. Den berörda hissen var en ThyssenKrupp ISIS-hiss utan maskinrum. ISIS använde Kevlarglasfiberlinor i stället för konventionella linor av flätat stål som alla andra traktionshissar använder. En av ISIS-hissarna lossnade från sina kablar och gled mellan sjätte och fjärde våningen. Efter incidenten upphörde ThyssenKrupp med tillverkningen av ISIS och ersatte den året därpå med den maskinrumslösa hissen Synergy, som använder konventionella linor av flätat stål, vilket gör den mycket säkrare.

Hydrauliska hissar

Tidigare problem med tidiga hydrauliska hissar innebar att de hissar som byggdes före en kodändring 1972 kunde drabbas av katastrofala fel. Enligt koden var tidigare endast hydrauliska cylindrar med enkel botten krävda. Om en cylinder gick sönder kunde hissen falla okontrollerat. Eftersom det är omöjligt att verifiera systemet fullständigt utan ett trycksatt hölje (som beskrivs nedan) är det nödvändigt att ta bort kolven för att inspektera den. Kostnaden för att ta bort kolven är sådan att det inte är ekonomiskt meningsfullt att återmontera den gamla cylindern.^[] En annan lösning för att skydda mot en cylinderutblåsning är att installera en "flytväst". Detta är en anordning som i händelse av en alltför hög nedåtgående hastighet klämmer fast cylindern och stoppar bilen. Denna anordning är också känd som en brytningsventil i vissa delar av världen.

Förutom säkerhetsproblemen med äldre hydrauliska hissar finns det en risk för att hydraulolja läcker ut i grundvattnet och orsakar potentiell miljöförorening. Detta har lett till införandet av PVC-foder (höljen) runt hydrauliska cylindrar som kan övervakas för att se till att de är intakta.

Under det senaste decenniet har nya innovationer i inverterade hydrauliska domkrafter eliminerat den kostsamma processen att borra marken för att installera en borrhålsdomkraft. Detta eliminerar också hotet om korrosion av systemet och ökar säkerheten.

 

Typer av hissmekanismer

Det finns minst fyra sätt att flytta en hiss:

Traktionshissar

• Draghissar med och utan kugghjul

Växlade dragmaskiner drivs av växel- eller likströmsmotorer. I maskiner med kugghjul används snäckväxlar för att styra hisskorgarnas mekaniska rörelse genom att "rulla" hisslinor av stål över en drivskiva som är fäst vid en växellåda som drivs av en höghastighetsmotor. Dessa maskiner är i allmänhet det bästa alternativet för användning i källare eller för traktion över tak för hastigheter på upp till 2,5 m/s (500 ft/min).

Växellösa dragmaskiner är elmotorer med låg hastighet (lågt varvtal) och högt vridmoment som drivs antingen av växelström eller likström. I detta fall är drivskivan direkt fäst vid motorns ände. Växellösa draghissar kan nå hastigheter på upp till 10 m/s (2 000 ft/min), eller ännu högre. En broms är monterad mellan motorn och drivskivan (eller växellådan) för att hålla hissen stationär vid en våning. Denna broms är vanligen en extern trumtyp och aktiveras av fjäderkraft och hålls öppen elektriskt; ett strömavbrott gör att bromsen kopplas in och hindrar hissen från att falla (se inneboende säkerhet och säkerhetsteknik).

I samtliga fall är kablarna fästade på en kopplingsplatta ovanpå hytten eller kan vara "underslungade" under hytten och sedan slingras över drivskivan till en motvikt som är fäst i motsatt ände av kablarna, vilket minskar den kraft som behövs för att flytta hytten. Motvikten är placerad i hisskorgen och åker på ett separat rälssystem. När hissen går uppåt går motvikten neråt och vice versa. Denna åtgärd drivs av dragmaskinen som styrs av styrenheten, vanligen en relälogisk eller datoriserad anordning som styr start, acceleration, retardation och stopp av hisshytten. Motviktens vikt är vanligtvis lika med hisskabinens vikt plus 40-50 % av hissens kapacitet. Spåren i drivskivan är speciellt utformade för att förhindra att kablarna glider. "Dragkraft" ges till kablarna genom greppet i spåren i skivan, därav namnet. När kablarna åldras och dragspåren slits förlorar man en del av dragkraften och kablarna måste bytas ut och skivan repareras eller bytas ut.

Hissar med mer än 30 m (100 fot) gångväg har ett system som kallas kompensation. Detta är en separat uppsättning kablar eller en kedja som är fäst vid botten av motvikten och botten av hisshytten. Detta gör det lättare att styra hissen, eftersom det kompenserar för den olika kabeltyngden mellan lyftanordningen och hytten. Om hisshytten är högst upp i hisskorgen finns det en kort längd av hisskabeln ovanför hisskorgen och en lång längd av kompensationskabeln nedanför hisskorgen och vice versa för motvikten. Om kompensationssystemet använder kablar finns det ytterligare en remskiva i gropen under hissen för att leda kablarna. Om kompensationssystemet använder kedjor, leds kedjan av en stång som är monterad mellan motviktsskenorna.

Hydrauliska hissar

• Konventionella hydrauliska hissar. De använder en underjordisk cylinder, är ganska vanliga i låga byggnader med 2-7 våningar och har hastigheter på upp till 1 meter/sekund (200 fot/minut).
• Hydrauliska hissar utan hål utvecklades på 1970-talet och använder ett par cylindrar ovanför marken, vilket gör dem praktiska för miljö- eller kostnadskänsliga byggnader med 2, 3 eller 4 våningar.
• Hydrauliska hissar med rop använder både cylindrar ovan jord och ett linjesystem, vilket kombinerar mångsidigheten hos hydrauliska hissar med hålfri hydraulik med tillförlitligheten hos hydrauliska hissar utan hål, även om de kan betjäna upp till 8-10 våningar.

Hiss för uppstigning

En klätterhiss är en självuppstigande hiss med egen framdrivning. Framdrivningen kan ske med hjälp av en elektrisk motor eller en förbränningsmotor. Klätterhissar används i stagade master eller torn för att göra det lätt att komma åt delar av dessa konstruktioner, t.ex. flygsäkerhetslampor för underhåll. Ett exempel är Moonlight Towers i Austin, Texas, där hissen endast rymmer en person och utrustning för underhåll.

Nödkraftsdrift (EPR)

Många hissinstallationer har numera nödkraftsystem som gör det möjligt att använda hissen vid strömavbrott och förhindrar att människor fastnar i hissarna.

Traktionshissar

När strömmen försvinner i ett traktionshissystem stannar alla hissar till en början. En efter en kommer varje hisskorg i gruppen att återvända till lobbyns våningsplan, öppna sina dörrar och stänga av. Personer i de kvarvarande hissarna kan se en indikatorlampa eller höra ett röstmeddelande som informerar dem om att hissen snart kommer att återvända till lobbyn. När alla hissar har återvänt framgångsrikt kommer systemet automatiskt att välja ut en eller flera hissar som ska användas för normal drift och dessa hissar kommer att återgå i drift. Den eller de bilar som valts ut för att köras med nödkraft kan åsidosättas manuellt med en nyckel eller en strömbrytare i lobbyn. För att förhindra fastklämning kommer systemet, när det upptäcker att strömmen börjar ta slut, att föra de körande vagnarna till lobbyn eller närmaste våningsplan, öppna dörrarna och stänga av dem.

Hydrauliska hissar

I hydrauliska hissystem sänker nödkraft hissarna till den lägsta våningen och öppnar dörrarna så att passagerarna kan ta sig ut. Dörrarna stängs sedan efter en justerbar tidsperiod och hissen förblir obrukbar tills den återställs, vanligtvis genom att man slår på hissens huvudströmbrytare. På grund av den höga strömförbrukningen vid start av pumpmotorn drivs hydrauliska hissar vanligtvis inte med vanliga nödkraftsystem. Byggnader som sjukhus och vårdhem dimensionerar vanligen sina nödgeneratorer för att klara av denna strömförbrukning. Den ökande användningen av strömbegränsande motorstartare, allmänt kända som "Soft-Start"-kontaktorer, undviker dock en stor del av detta problem, och pumpmotorns strömförbrukning är ett mindre begränsande problem.

 

Hissens bekvämlighetsfunktioner

Hissar kan vara utrustade med talapparater som ett hjälpmedel för blinda. Förutom meddelanden om ankomst till våningen meddelar datorn färdriktningen och meddelar passagerarna innan dörrarna stängs.

Förutom anropsknapparna har hissar vanligtvis våningsindikatorer (ofta belysta med LED) och riktningslyktor. De förstnämnda är nästan universella i kabininteriörer med fler än två hållplatser och kan också finnas utanför hissarna på ett eller flera av våningarna. Golvindikatorer kan bestå av en ratt med en roterande nål, men de vanligaste typerna är de med successivt upplysta golvindikatorer eller LCD-skivor. På samma sätt indikeras ett byte av våningsplan eller en ankomst till ett våningsplan av ett ljud, beroende på hiss.

Riktningslyktor finns också både i och utanför hisshytterna, men de ska alltid vara synliga från utsidan eftersom deras primära syfte är att hjälpa människor att avgöra om de ska gå ombord på hissen eller inte. Om någon som väntar på hissen vill gå upp, men det kommer en hissbil först som visar att den ska gå ner, kan personen välja att inte gå på hissen. Om personen väntar kommer man ändå att sluta åka upp. Riktningsindikatorer är ibland etsade med pilar eller formade som pilar och/eller använder konventionen att en indikator som lyser rött betyder "nedåt" och grönt betyder "uppåt". Eftersom färgkonventionen ofta undergrävs eller åsidosätts av system som inte åberopar den används den vanligen endast tillsammans med andra differentierande faktorer. Ett exempel på en plats där hissarna endast använder färgkonventionen för att skilja mellan olika riktningar är Museum of Contemporary Art i Chicago, där en enda cirkel kan fås att lysa grönt för "upp" och rött för "ner". Ibland måste riktningar härledas genom indikatorernas placering i förhållande till varandra.

Förutom lyktorna har de flesta hissar en signal som visar om hissen går upp eller ner, antingen före eller efter att dörrarna öppnas, vanligtvis i samband med att lyktorna tänds. Allmänt gäller att ett klockslag är för uppgång, två för nedgång och inget ljud anger att hissen är "fri".

Observatoriets tjänstehissar förmedlar ofta andra fakta av intresse, inklusive hissens hastighet, stoppur och aktuell position (höjd), vilket är fallet med Taipei 101:s tjänstehissar.

 
Indikator för hissgolv  

Standarder

Den mekaniska och elektriska konstruktionen av hissar dikteras av olika standarder (även kallade hissnormer), som kan vara internationella, nationella, statliga, regionala eller stadsbaserade. Medan många standarder tidigare var normativa och angav exakta kriterier som måste uppfyllas, har det på senare tid skett en övergång till mer prestationsbaserade standarder där det åligger konstruktören att se till att hissen uppfyller eller överträffar standarden.

Några av de nationella standarderna för hissar är:

• Australien - AS1735
• Kanada - CAN/CSA B44
• Europa - EN 81-serien (EN 81-1, EN 81-2, EN 81-28, EN 81-70, EN 12015, EN 12016, EN 13015 etc.)
• USA - ASME A17

Eftersom en hiss är en del av en byggnad måste den också uppfylla standarder för jordbävningsbeständighet, brandstandarder, regler för elektriska ledningar och så vidare.

American National Elevator Standards Group (ANESG) fastställer en viktstandard för hissar på 2200 lbs.

Ytterligare krav på tillgänglighet för funktionshindrade personer kan ställas i lagar och förordningar, t.ex. i Americans with Disabilities Act (amerikansk lag om funktionshinder).