ПОДЪЕМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)
LIFTING SYSTEM FOR MAINTAINING HIGH-RISE CONSTRUCTIONS (VERSIONS)

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам транспортировки, эвакуации и спасения людей из высотных зданий или сооружений, и может быть использовано при тушении пожаров и техническом обслуживании высотных сооружений. Изобретение касается средств подъема и спуска персонала, грузов и технического вооружения при обслуживании высотных объектов.
В настоящее время вертикальная транспортировка на высотных сооружениях чаще всего ограничивается лестницами и/или подъемниками, из которых самые высокие достигают высотного уровня только 70-90 метров. Эффективность противопожарного оборудования, смонтированного с внешней стороны здания, ограничена высотой лестниц, применяемых при тушении пожара и для эвакуации людей. При проведении эксплуатационных или эвакуационных работ возможности выхода и доступа к стенам с внешней стороны и на крышу здания ограничены. Так, например, при мытье окон преимущественно используют деревянные настилы, ненадежно свисающие на стропах, закрепленных в верхней части здания. Поэтому в настоящее время серьезное внимание уделяется средствам обеспечения доступа к высотным уровням сооружения по внешней поверхности этого сооружения.
Известна внешняя эвакуационная система для высотных зданий, содержащая закрепленные на стене здания рельсы, по которым возможно перемещение кабины для доставки к месту пожара пожарных и спасателей, а также для эвакуации людей из зоны пожара. При этом рельс, по которому перемещается кабина, имеет в поперечном сечении Н-образную форму и на нем выполнены зубья для взаимодействия с приводными зубчатыми колесами (US №4865155, В66В 9/00, опубл. 12.09.1989).
Данная система позволяет проводить работы по тушению пожара и спасению людей только в зоне расположения рельса и в пределах одной стены здания, что существенно ограничивает возможности ее использования. Известное решение применимо для зданий и сооружений, имеющих плоскостную конструкцию поверхностей и представляющих собой параллелепипед. В то же время для таких сооружений башенного типа, как многофункциональный офисно-рекреационный комплекс «Федерация» (г.Москва, РФ), использование решения по вышеуказанному патенту в целом неприемлемо вследствие того, что в сечении две высотные башни комплекса «Федерация» имеют закругленный и конусообразный профиль.
Кроме того, рельсовые направляющие данной системы не могут быть оборудованы на внешних фасадных плоскостях двух высотных башен комплекса «Федерация» ввиду того, что несущие элементы конструкции данных башен расположены внутри их периметров и на значительном удалении (1-4 метра) от их внешних фасадных плоскостей.
Кроме того, данная система не позволяет проводить по всей ширине внешних фасадных плоскостей двух высотных башен комплекса «Федерация» монтажные, ремонтные, профилактические, строительные и другие работы (например, замену или мойку оконных блоков).
Настоящее изобретение направлено:
- на решение технической задачи по применению единой внешней подъемной эвакуационной системы для высотного сооружения, имеющего закругленный и конусообразный профиль своих внешних фасадных плоскостей;
- на решение технической задачи по оборудованию единой внешней подъемной эвакуационной системы как минимум на двух внешних фасадных плоскостях рядом стоящих высотных сооружений;
- на решение технической задачи по оборудованию рельсовых направляющих на внешних фасадных плоскостях высотных сооружений, у которых несущие элементы конструкции расположены внутри периметров данных сооружений и на значительном удалении (1-4 метра и более) от их внешних фасадных плоскостей;
- на решение технической задачи по использованию единой внешней подъемной эвакуационной системы, позволяющей проводить по всей ширине и высоте внешней фасадной плоскости высотного сооружения башенного типа, имеющего закругленный и конусообразный профиль своих внешних фасадных плоскостей, монтажные, ремонтные, профилактические, строительные и другие работы (например, замену или мойку оконных блоков).
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является повышение эффективности и расширение эксплуатационных возможностей при обслуживании высотного сооружения башенного типа, имеющего закругленный и конусообразный профиль своих внешних фасадных плоскостей, за счет обеспечения вертикальной и горизонтальной транспортировки персонала, грузов и навесного оборудования по внешней стороне сооружения, а также обеспечения эвакуации людей из здания во время пожара или другой чрезвычайной ситуации.
Указанный технический результат достигается тем, что в подъемной системе для обслуживания высотных сооружений, содержащей смонтированные на внешней поверхности сооружения вертикально расположенные Н-образные рельсы, по меньшей мере, один самоходный подъемный блок для каждого Н-образного рельса, снабженный средством прикрепления его к Н-образному рельсу и средством перемещения относительно Н-образного рельса, Н-образные рельсы расположены дистанционно относительно друг друга вдоль внешней поверхности сооружения и на каждом высотном уровне сооружения закреплены через компенсирующие горизонтальные балки на едином стояке, который соединен через монтажные компенсирующие скобы и металлические пояса с несущими элементами конструкции сооружения, при этом отдельные самоходные подъемные блоки, установленные на каждом Н-образном рельсе, связаны между собой, по меньшей мере, одной фермной секцией и образуют единую внешнюю подъемную систему, которая перемещается по длине Н-образных рельсов, внутренняя сторона фермной секции повторяет форму поверхности сооружения, причем фермная секция содержит площадки для людей и/или оборудования, а самоходные подъемные блоки и фермная секция подъемной системы снабжены дверями и люками для сообщения с дверями, люками и/или окнами сооружения.
Указанный технический результат достигается тем, что в подъемной системе для обслуживания, по меньшей мере, двух рядом стоящих высотных сооружений, содержащей смонтированные, по меньшей мере, на двух внешних поверхностях этих сооружений Н-образные рельсы, которые на каждом высотном уровне сооружения закреплены через компенсирующие горизонтальные балки на едином стояке, который соединен через монтажные компенсирующие скобы и металлические пояса с несущими элементами конструкции сооружения, по меньшей мере, один самоходный подъемный блок для каждого Н-образного рельса, снабженный средством прикрепления его к Н-образному рельсу и средством перемещения относительно Н-образного рельса, при этом самоходные подъемные блоки, установленные на каждом Н-образном рельсе, связаны между собой, по меньшей мере, одной фермной секцией и образуют единую внешнюю подъемную систему, которая перемещается по длине Н-образных рельсов, причем фермная секция содержит площадки для людей и/или оборудования, а самоходные подъемные блоки и фермная секция подъемной системы снабжены дверями и люками для сообщения с дверями, люками и/или окнами сооружений.
В частном случае реализации системы средство прикрепления самоходного подъемного блока к Н-образному рельсу выполнено в виде двух групп опорных колес, каждая из которых содержит, по меньшей мере, одно колесо, причем оси вращения опорных колес перпендикулярны плоскости, в которой расположена продольная ось рельса, колеса первой группы расположены с возможностью контакта с первой опорной поверхностью рельса, противолежащей второй опорной поверхности рельса, а колеса второй группы расположены с возможностью контакта со второй опорной поверхностью рельса.
В частном случае реализации системы в средство прикрепления самоходного подъемного блока к Н-образному рельсу введена третья группа опорных колес, оси вращения которых перпендикулярны плоскости, в которой расположена продольная ось рельса, причем опорные колеса третьей группы расположены с возможностью контакта с третьей опорной поверхностью рельса, сопряженной с одной из вторых опорных поверхностей рельса и расположенной под углом к указанной второй опорной поверхности рельса.
В частном случае реализации системы средство перемещения самоходного подъемного блока выполнено в виде соединенного с приводом зубчатого колеса, расположение зубьев которого соответствует расположению зубьев, сформированных на каждом из указанных рельсов по их длине.
В частном случае реализации системы средство перемещения самоходного подъемного блока выполнено в виде соединенного с приводом обрезиненного колеса, прижатого к рельсу с усилием, достаточным для исключения проскальзывания колеса относительно рельса.
В частном случае реализации системы средство перемещения самоходного подъемного блока выполнено в виде троса с механизмом его перемещения.
В частном случае реализации системы на каждой фермной секции выполнен коридор, имеющий вытянутую прямоугольную форму своего корпуса, с двумя боковыми стенками, полом и крышей.
В частном случае реализации система снабжена средствами регулирования скорости перемещения самоходных подъемных блоков для обеспечения их совместного синхронного движения.
В частном случае реализации системы самоходные подъемные блоки подвижно соединены с фермными секциями за счет горизонтально-поворотных платформ и вертикально-поворотных соединений, оборудованных в корпусах самоходных подъемных блоков.
В частном случае реализации системы в зоне подвижного соединения самоходных подъемных блоков с фермными секциями оборудованы подвижно закрепленные металлические мостики и эластичные гофрированные кожухи «гармошка».
В частном случае реализации системы на крышах самоходных подъемных блоков и коридоров единой подъемной системы оборудованы площадки с ограждением.
В частном случае реализации системы в крышах самоходных подъемных блоков и коридоров единой подъемной системы оборудованы люки, к которым из внутренних отсеков примыкают лестницы.
В частном случае реализации системы на участках подвижного соединения самоходных подъемных блоков с фронтальными коридорами оборудованы дополнительные подвижно закрепленные металлические мостики.
В частном случае реализации системы крыша, по меньшей мере, одного самоходного подъемного блока единой внешней подъемной системы оснащена стационарным краном, стрела которого выполнена телескопической с возможностью достижения любого места на сооружении и подъемной системе.
В частном случае реализации системы телескопическая стрела выполнена из двух частей, соединенных вертикально-поворотным механизмом.
В частном случае реализации системы на конце стрелы через вертикально-горизонтальный поворотный механизм прикреплена скоба, к которой шарнирно прикреплена платформа с ограждением.
В частном случае реализации системы платформа оборудована люком.
В частном случае реализации системы платформа выполнена из огнестойкого материала.
В частном случае реализации системы на платформе оборудован брандспойт для тушения пожаров.
В частном случае реализации системы ограждение платформы оборудовано раздвижными дверями.
В частном случае реализации системы на платформе или на крыше коридора единой подъемной системы установлен переносной кран.
В частном случае реализации системы к платформе или коридору единой подъемной системы подвешен съемный моечный агрегат для механизированной мойки внешних плоскостей сооружения, который оборудован, по меньшей мере, щетками и отверстиями для разбрызгивания жидкости и воздушной сушки.
В частном случае реализации системы платформа или коридор единой подъемной системы оборудованы съемным манипулятором.
В частном случае реализации системы на фронтальных и/или боковых плоскостях самоходных подъемных блоков и коридора оборудованы дополнительные герметично закрывающиеся двери.
В частном случае реализации системы герметично закрывающиеся двери и внешние плоскости единой подъемной системы оборудованы термостойкими окнами.
В частном случае реализации системы все самоходные подъемные блоки единой подъемной системы снабжены предохранительным тормозом, выполненным с обеспечением замедления или остановки системы при аварии.
В частном случае реализации система дополнительно содержит металлический каркас с рядом горизонтальных балок, к которым крепится Н-образный рельс, при этом металлический каркас смонтирован внутри конструкции высотного сооружения и представляет собой прямоугольные фермы, установленные одна под другой в вертикальном направлении между горизонтальными перекрытиями сооружения.
В частном случае реализации системы прямоугольные фермы металлического каркаса жестко соединены между собой в вертикальном направлении, образуя единый стояк, при этом места их соединений расположены в отверстиях перекрытий.
В частном случае реализации системы единый стояк расположен таким образом, что внутри него или рядом проходит один из несущих элементов сооружения.
В частном случае реализации системы единый стояк металлического каркаса своей нижней частью закреплен на бетонном фундаменте сооружения.
В частном случае реализации системы единый стояк металлического каркаса на каждом высотном уровне сооружения соединен через монтажные скобы и металлические пояса с несущими элементами конструкции сооружения.
В частном случае реализации системы единый стояк металлического каркаса соединен с монтажными скобами через демпферные стяжки.
В частном случае реализации системы пустоты между горизонтальными перекрытиями сооружения и единым стояком металлического каркаса заполнены герметичным эластичным термостойким материалом.
В частном случае реализации системы прямоугольные фермы единого стояка металлического каркаса по всей площади их горизонтального сечения через равные вертикальные промежутки соединены через термокомпенсационные вставки.
В частном случае реализации системы единый стояк металлического каркаса по всему своему внешнему периметру оборудован стенами, выполненными из прочного герметичного термостойкого материала, образуя при этом отдельные секции на каждом уровне сооружения.
В частном случае реализации системы отдельные секции связаны друг с другом лестницами и герметично закрывающимися межэтажными термостойкими люками.
В частном случае реализации системы отдельные секции на каждом уровне сооружения снабжены дверными проемами, оборудованными герметично закрывающимися дверями с термостойкими окнами.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Отличительные особенности заявленной системы не были обнаружены при поиске известных устройств аналогичного назначения, что свидетельствует о том, что данное техническое решение соответствует условиям патентоспособности.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
Варианты выполнения подъемной системы для обслуживания высотных сооружений и ее отдельные элементы представлены на следующих чертежах:
фиг.1 - фронтальный вид на высотное сооружение, оборудованное заявленной подъемной системой (на примере комплекса «Федерация» в г.Москве);
фиг.2 - вид сверху на самоходный подъемный блок, закрепленный на сооружении (при облегченном варианте рельса и подъемника);
фиг.3 - то же, вид сбоку;
фиг.4 - вид сверху на самоходный подъемный блок, закрепленный на сооружении (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.5 - то же, вид сбоку;
фиг.6 - фронтальный вид на самоходный подъемный блок (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.7 - вид сверху на поперечный разрез Н-образного рельса и ходовую часть самоходного блока (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.8 - вид сзади на ходовую часть самоходного блока (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.9 - фронтальный вид единой подъемной системы (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.10 - вид сверху на единую подъемную систему, установленную на двух рядом стоящих сооружениях (при типовом варианте рельса и подъемника);
фиг.11 - вид сбоку на съемный моечный агрегат;
фиг.12 - вид сбоку на съемный манипулятор.
Согласно настоящему изобретению рассматривается подъемная система для обслуживания высотных сооружений как вариант, показанный на фиг.1, башенного типа с закругленным и/или конусообразным строением своего корпуса. Данная система включает в себя следующие элементы и поясняется конкретным примером, рассматриваемым ниже.
Самоходные подъемные блоки 1 имеют полностью идентичную друг с другом ходовую часть с опорными колесами 2 и ведущими зубчатыми колесами 3 (фигуры 7 и 8). Ведущие зубчатые колеса 3 приводятся в движение двигательными установками 4, расположенными внутри корпусов самоходных подъемных блоков 1. С помощью своей ходовой части самоходные подъемные блоки 1 имеют возможность перемещения по Н-образным рельсам 5, оборудованным на внешних плоскостях высотного сооружения 6. Такая возможность обеспечивается за счет взаимодействия опорных колес 2 и ведущих зубчатых колес 3 соответственно с направляющими пазами 7 и с реечными направляющими 8 Н-образного рельса 5. Для усиления такого взаимодействия опорные колеса 2 установлены в разных плоскостях, а ведущие зубчатые колеса 3 расположены в направляющих пазах 9 Н-образного рельса 5.
Высотное сооружение 6 имеет на своей внешней поверхности несколько линий Н-образного рельса 5, постоянно установленных по всей высоте данного объекта. При этом рельсы смонтированы на внешней поверхности сооружения вертикально и дистанционно относительно друг друга в закругленном направлении вдоль внешней поверхности этого сооружения (фигура 1).
Ходовая часть самоходного подъемного блока 1 оборудована двигательной установкой 4, которая приводит в движение ведущие зубчатые колеса 3, а также другие узлы и агрегаты самоходного подъемного блока 1. Тип двигательной установки - двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель. Источник питания - из собственных бензобаков или аккумуляторов, а также от автономных электрических кабелей или контактных рельсов. Помимо ведущих зубчатых колес 3 ходовая часть самоходного блока 1 оборудована несколькими линиями опорных колес 2. Эти линии опорных колес 2 размещены поочередно перпендикулярно относительно друг друга (фигуры 7 и 8).
На каждой вертикальной линии Н-образного рельса 5 постоянно установлены отдельные самоходные подъемные блоки 1, подвижно соединенные друг с другом фермной секцией 10, повторяющей своей внутренней стороной закругленную форму фасада сооружения, для образования единой внешней подъемной системы с возможностью ее перемещения по длине Н-образных рельсов 5 (фигура 9). Данная система снабжена средствами регулирования скорости перемещения самоходных подъемных блоков с обеспечением их совместного синхронного движения.
При этом самоходные подъемные блоки 1 подвижно соединены с фермной секцией 10 за счет горизонтально-поворотных платформ 11 и вертикально-поворотных соединений 12, оборудованных в корпусах этих подъемных блоков (фигура 9).
На фермной секции 10 установлен коридор 13, который имеет вытянутую прямоугольную форму своего корпуса с двумя боковыми стенками, полом и крышей (фигура 9).
Самоходные подъемные блоки и фермная секция единой внешней подъемной системы выполнены с дверями 14 и люками 15 для сообщения с дверями, люками или окнами сооружения и/или данных систем между собой (фигуры 4 и 9).
Для обеспечения возможности перемещения людей и переноса оборудования по всей длине внутреннего объема данной единой внешней подъемной системы в боковых плоскостях внутренних отсеков 16 самоходных подъемных блоков 1 имеются раздвижные двери 17. Также для этой цели в зоне подвижного соединения самоходных подъемных блоков 1 с коридорами 13 оборудованы подвижно закрепленные металлические мостики 18 и эластичные гофрированные кожухи «гармошка» 19 (фигура 6).
Для обеспечения возможности работы персонала на верхних внешних плоскостях данной подъемной системы на крыше ее самоходных подъемных блоков 1 и фронтальных коридоров 13 оборудована внешняя площадка 20 с ограждением 21 (фигуры 2-4 и 9).
Для обеспечения возможности перехода людей и переноса оборудования из внутреннего объема данной подъемной системы на внешнюю площадку 20 и обратно в крыше коридора 13 оборудованы люки 15, к которым из внутреннего объема коридоров примыкают лестницы 22 (фигуры 4 и 9).
Для обеспечения техники безопасности при перемещении людей по внешней площадке 20 на участках подвижного соединения самоходных подъемных блоков 1 с коридором 13 также оборудованы дополнительные подвижно закрепленные металлические мостики 18 и эластичные секции 23 ограждения 21 (фигуры 2, 4, 9 и 10).
Также верхние плоскости самоходных подъемных блоков 1 могут быть оборудованы стационарным краном 24. Кран 24 имеет горизонтально- и вертикально-поворотные механизмы (25 и 26) для перемещения стрелы 27 со стороны ее опорного конца, а стрела выполнена телескопической с возможностью достижения любого места на сооружении и подъемной системе, а также над ними. При этом телескопическая стрела 27 состоит из двух частей, соединенных вертикально-поворотным механизмом 28 (фигуры 9 и 10).
Как вариант, телескопическая стрела 27 может быть оборудована механизмом подъема и органом подъема с крюком.
Как вариант, на конце стрелы 27 через вертикально-горизонтально-поворотный механизм 29 прикреплена скоба 30. К данной скобе шарнирно прикреплена платформа 31 с ограждением 32 и люком 33. Платформу 31 целесообразно выполнить из огнестойкого материала и разместить на ней брандспойт 34 для тушения пожаров (фигура 9). Ограждение платформы оборудовано раздвижными дверями 35 (фигура 9). На данной платформе (или коридоре 13) может быть установлен небольшой по размерам переносной кран 36, оборудованный механизмом подъема 37 и органом подъема 38 с крюком 39 (фигура 9). Также к платформе 31 (или коридору 13) может подвешиваться съемный моечный агрегат 40 для механизированной мойки внешних плоскостей сооружения 6. Данный агрегат может быть оборудован щетками 41 и отверстиями 42 для разбрызгивания жидкости и воздушной сушки (фигура 11).
Как вариант, платформа 31 (или коридор 13) может быть оборудована съемным манипулятором 43. Манипулятор 43 может быть выполнен в виде закрепленной на подъемной части поворотной опоры 44, к которой подвижно прикреплен первый конец стрелы 45 манипулятора, выполненной с возможностью перемещения второго конца стрелы относительно первого конца стрелы. На втором конце стрелы манипулятора расположен крепежный соединительный элемент 46.
При этом манипулятор выполнен с возможностью перемещения второго конца стрелы манипулятора внутрь сооружения (фигура 12).
С целью обеспечения сообщения между внутренними отсеками единой подъемной системы и внешним пространством (например, при нахождении системы на первом этаже сооружения) на фронтальных и/или боковых плоскостях самоходных подъемных блоков и коридора оборудованы дополнительные герметично закрывающиеся двери 47. Эти двери, также как и внешние плоскости единой подъемной системы, оборудованы термостойкими окнами 48 (фигуры 2, 4 и 9).
Элементы конструкции единой подъемной системы оснащены, по меньшей мере, прожекторами, видеокамерами, громкоговорителями, радиопереговорными устройствами, навигационным оборудованием, датчиками определения температуры, дистанции, загрязнения воздуха, ветровых и весовых нагрузок. Данные элементы конструкции также оборудованы, по меньшей мере, отсеками для хранения огнетушащей пены и других технологических жидкостей, терминалами для подсоединения трубопроводов, терминалами для подключения электрических кабелей и отсеками для хранения вспомогательного оборудования. Функциональные отсеки единой подъемной системы имеют, по меньшей мере, прочное герметичное термостойкое внешнее покрытие, внутреннее освещение, систему очистки и кондиционирования воздуха, кислородные маски, набор медикаментов для оказания экстренной медицинской помощи, противопожарное и другое техническое оборудование (в зависимости от комплектации).
Все самоходные подъемные блоки 1 единой подъемной системы снабжены предохранительным тормозом, выполненным с обеспечением замедления или остановки системы при аварии.
Единая подъемная система управляется персоналом как изнутри - с помощью пульта управления 49, расположенного в одном из ее отсеков, так и снаружи - с помощью пульта дистанционного управления (фигура 6).
Вышеописанная единая подъемная система может использоваться в качестве подъемной системы для обслуживания, по меньшей мере, двух рядом стоящих высотных сооружений. Для этого, по меньшей мере, на двух противоположных внешних фасадных поверхностях этих сооружений монтируется, по меньшей мере, по одному Н-образному рельсу 5. На каждом из этих Н-образных рельсов постоянно установлены отдельные самоходные подъемные блоки 1, подвижно соединенные друг с другом фермной секцией 10 (фигура 10).
Рассмотрим возможность оборудования Н-образных рельсов 5 единой подъемной системы на высотных сооружениях, несущие конструкционные элементы которых расположены внутри периметра сооружения на значительном удалении (1-4 метра и более) от его внешних фасадных плоскостей. В этом случае некоторые несущие элементы 50 конструкции сооружения на каждом уровне (этаже) сооружения 6 обтянуты металлическими поясами 51. Каждый из данных металлических поясов через свои монтажные скобы 52 и демпферные стяжки 53 соединен с единым стояком металлического каркаса 54, проходящим сквозь все уровни (этажи) сооружения через отверстия 55 и торцовые проемы 56, выполненные в горизонтальных перекрытиях 57 этого сооружения.
Надо отметить, что площадь горизонтального сечения единого стояка металлического каркаса 54 может быть относительно небольшой - не более площади сечения вертикальной фермы среднего по высоте и грузоподъемности башенного крана, т.е. не более 2×2 м (6,5×6,5 футов) (фигуры 2 и 3).
Однако в варианте обеспечения возможности оборудования в межэтажных отрезках этого стояка зон безопасного укрытия и эвакуации людей (например, в случае пожара) единый стояк металлического каркаса 54 может быть выполнен таких размеров, чтобы площадь его горизонтального сечения была достаточной для размещения необходимого числа эвакуируемых людей (например, 3×6 м (9,8×19,7 футов)) (фигуры 4 и 5).
Причем как в первом, так и во втором варианте исполнения единого стояка металлического каркаса 54 несущие элементы конструкции 50 сооружения могут находиться как внутри площади горизонтального сечения такого стояка, так и рядом с ней.
Независимо от площади своего горизонтального сечения единый стояк металлического каркаса 54 своей нижней частью закреплен, по меньшей мере, на бетонном фундаменте сооружения.
Несущие элементы 50 конструкции сооружения, расположенные как внутри площади горизонтального сечения единого стояка металлического каркаса 54, так и рядом с ним, соединены через монтажные скобы 52 с конструкционными элементами 58 этой фермы (фигуры 2-5).
При конусообразном строении несущих элементов 50 конструкции сооружения, расположенных рядом с единым стояком металлического каркаса 54, несущие элементы 59 последнего остаются в вертикальном положении. При этом постепенное изменение расстояния между их соединяемыми плоскостями компенсируется за счет аналогичного постепенного изменения ширины каждой отдельной монтажной скобы 52 на каждом уровне (этаже) сооружения 6 (фигуры 2, 3 и 10).
При конусообразном строении несущих элементов 50 конструкции сооружения, расположенных внутри площади горизонтального сечения единого стояка металлического каркаса 54, несущие элементы 59 последнего остаются в вертикальном положении. При этом постепенное изменение расстояния между их соединяемыми плоскостями компенсируется за счет аналогичного постепенного изменения местоположения каждого отдельного конструкционного элемента 58 на каждом уровне (этаже) сооружения 6 (фигуры 4 и 5).
Каждая внешняя фасадная плоскость сооружения 6 в зависимости от своей ширины оборудована как одной, так и несколькими стояками металлического каркаса 54. Фронтальные плоскости каждого установленного стояка оборудуются вертикальным рядом горизонтальных балок 60, к которым по всей высоте фермы прикрепляется Н-образный рельс 5 (фигуры 1-5).
При конусообразном, закругленном или волнообразном строении контура фасадной плоскости сооружения 6 постепенное изменение расстояния между фронтальной плоскостью единого стояка металлического каркаса 54 и Н-образным рельсом 5 компенсируется за счет аналогичного постепенного изменения ширины или местоположения каждой отдельной горизонтальной балки 60 на каждом уровне (этаже) сооружения 6 (фигуры 2-5).
Н-образный рельс 5 установлен на фасадной плоскости единого стояка металлического каркаса 54 в продольном металлическом кожухе 61 и не нарушает внешний контур сооружения 6. Данный кожух составляет одно целое с внешней фасадной плоскостью сооружения 6, а его проем с находящимся в нем Н-образным рельсом 5 закрывается вертикальным рядом раздвижных панелей 62, декорированных под фасад сооружения 6 (например, если фасад выполнен из армированного зеркального стекла-триплекса, то и панели выполнены из аналогичного по внешнему виду стекла) (фигуры 2-4).
При варианте реализации единого стояка металлического каркаса 54 в качестве зоны безопасного укрытия и эвакуации людей (например, в случае пожара) этот стояк на каждом уровне (этаже) сооружения 6 может иметь увеличение площади своего горизонтального сечения за счет дополнительных пристроек 63 (фигуры 4 и 10).
На фасадной плоскости единого стояка металлического каркаса 54 (или его пристройки 63), а также в других местах фасада сооружения 6, где нет такого стояка, и на каждом его высотном уровне (этаже) установлены эвакуационные выходы 64, оборудованные герметично закрывающимися дверями 65 с термостойкими окнами 48. Эти эвакуационные выходы 64 сооружения 6 взаимодействуют с тамбурами 66 самоходных подъемных блоков или фронтальных коридоров единой подъемной системы и/или других подъемных средств, выполненными из твердого эластичного материала (фигуры 2 и 4).
При этом эвакуационный выход 64 сооружения 6 составляет одно целое с внешней фасадной плоскостью данного сооружения, а проем эвакуационного выхода с находящейся в нем дверью 65 закрывается вертикальным рядом раздвижных панелей 62, декорированных под внешнее покрытие фасада сооружения 6 (фигуры 2 и 4).
Для обеспечения противопожарной техники безопасности все пустоты 55 и торцовые проемы 56, выполненные, по меньшей мере, в горизонтальных перекрытиях 57 сооружения 6 для единого стояка металлического каркаса 54 и Н-образного рельса 5, заполнены герметичным эластичным термостойким материалом 67 (фигуры 2-5).
Для обеспечения защиты от термического воздействия (например, в случае пожара) в несущих элементах 59 конструкции единого стояка металлического каркаса 54 по всей площади их горизонтального сечения и через равные вертикальные промежутки выполнены термокомпенсационные вставки 68 (фигуры 3 и 5).
Также по этой причине в Н-образном рельсе 5 и продольном металлическом кожухе 61 по всей площади их горизонтального сечения и через равные вертикальные промежутки выполнены аналогичные термокомпенсационные вставки 68 (фигуры 3 и 5).
Также по этой причине все элементы конструкции единого стояка металлического каркаса 54, а также металлических поясов 51, монтажных скоб 52, демпферных стяжек 53, горизонтальных балок 60 и продольного металлического кожуха 61 покрыты термостойким покрытием 69 (фигуры 2-5).
Как уже было сказано выше, для обеспечения возможности оборудования в межэтажных отрезках единого стояка металлического каркаса 54 зон безопасного укрытия и эвакуации людей (например, в случае пожара) данный стояк выполняется таких размеров, чтобы площадь его горизонтального сечения была достаточной для размещения необходимого числа эвакуируемых людей. Следовательно, с целью обеспечения защиты таких зон от термического воздействия (например, в случае пожара) единый стояк металлического каркаса 54 по всему своему внешнему периметру оборудован стенами, выполненными из прочного герметичного термостойкого материала 70 (фигуры 4 и 5).
При этом сформированная с помощью таких стен структура естественным образом разделена горизонтальными перекрытиями 57 сооружения 6 на изолированные помещения, которые можно использовать, как вариант, в качестве отдельных секций безопасности 71. С целью обеспечения сообщения отдельных секций 71 между собой данные секции связаны друг с другом лестницами 72 и герметично закрывающимися межэтажными термостойкими люками 73, а также эвакуационными межэтажными площадками 74 (фигуры 4, 5 и 10).
Для обеспечения сообщения каждой отдельной секции 71 с параллельными этажами сооружения 6 в стенах единого стояка металлического каркаса 54 каждой отдельной секции 71 выполнены дверные проемы 75, оборудованные герметично закрывающимися дверями 76 с термостойкими окнами 48 (фигуры 4 и 5).
С целью обеспечения возможности для пострадавших экстренного вызова эвакуационного подъемного средства и переговоров со спасательными службами каждая отдельная секция 71 имеет пульт-телефон 77. Также для обеспечения потребностей пострадавших (например, при пожаре) каждая отдельная секция 71 имеет отсек 78 для хранения, по меньшей мере, медикаментов, противогазов, воды и продуктов питания (фигуры 4 и 5).
В зоне крепления Н-образного рельса 5, как вариант, в стене сооружения 6 оборудованы трубопровод 79 и электрический кабель 80, функционирующие автономно от аналогичных сетей сооружения. К автономным трубопроводу 79 и электрическому кабелю 80 подключены терминалы 81, расположенные на фасаде сооружения 6 на расстоянии, обеспечивающем возможность доступа, по меньшей мере, к одному из терминалов с единой подъемной системы при ее положении на любом высотном уровне сооружения 6 (фигуры 2 и 4).
Благодаря трубопроводу 79 и электрическому кабелю 80 каждая отдельная секция 71 имеет, по меньшей мере, внутреннее освещение, систему очистки и кондиционирования воздуха и сантехнический узел, функционирующие автономно от аналогичных сетей сооружения 6.
Для защиты от неблагоприятных погодных факторов в металлическом корпусе Н-образного рельса 5 оборудован нагревательный элемент, соединенный с источником автономного электропитания 80.
В мире практически не существует одинаковых высотных конусообразных зданий или сооружений ввиду того, что каждое такое здание или сооружение имеет уникальный технический проект и архитектуру. Поэтому авторами для описания работы заявленной системы для обслуживания высотных сооружений был выбран многофункциональный офисно-рекреационный комплекс «Федерация» в Москве (высота 340 метров (1116 футов), со шпилем 420 метров (1 378 футов)). Этот комплекс представляет собой многоуровневый подиум с двумя разновысотными башнями (85 и 57 этажей), объединенными общей стилобатной частью.
Следует отметить, что при всей очевидной красоте и уникальности проекта комплекса «Федерация» данное сооружение крайне не приспособлено для монтажа и функционирования выше уровня 50-70 метров (165-230 футов) известных внешних тросовых систем (балконов, люлек, кабин), предназначенных для обслуживания фасадных плоскостей. Это очевидно из внешней архитектоники двух башен комплекса. Во-первых, у них отсутствует крыша, т.к. вместо нее закругленное продолжение фасадных витражных конструкций террас последних этажей. Во-вторых, две из трех фасадных плоскостей каждой башни имеют закругленное конусообразное строение. Единственное, что остается для возможного использования по обслуживанию фасадных плоскостей комплекса, - это промышленные альпинисты, подвешенные на мягких тросах из открытых окон. Но и эта возможность достаточно призрачна, т.к. окна-витражи комплекса, как и у любого другого современного небоскреба, не имеют подвижных стеклопакетов, т.е. они не открываются.
При этом ширина отдельного витражного стеклопакета башен комплекса составляет 2 метра (6,56 футов), а высота 3,8 метров (12,47 футов). По причине таких больших габаритных размеров замена стеклопакетов возможна только с наружной части здания. При условии что вес стеклопакета составляет более 300 кг (661,39 фунтов), использование для такой работы промышленных альпинистов вызывает еще большие сомнения.
Теперь рассмотрим возможности комплекса по эвакуации людей в случае возникновения экстренной ситуации (например, пожара). По этому аспекту комплекс «Федерация» имеет значительное преимущество перед другими небоскребами. Это преимущество заключается в наличии пяти галерей-мостов, связывающих обе башни между собой через отдельную третью башню комплекса, т.н. лифтовую «стрелу». Бесспорно, что данные галереи-мосты и башня - лифтовая «стрела» в случае возникновения экстренной ситуации будут являться естественными и очень эффективными путями для массовой эвакуации людей.
Однако в виду того, что между данными галереями-мостами находятся промежутки от тринадцати до двадцати трех этажей каждой из башен, а лестничные пролеты находятся только в одном месте у обеих башен, то возможно (например, при пожаре) возникновение опасных ситуаций. Допустим, в случае пожара на одном из шестидесятых этажей башни «А» автоматика остановила лифты, а огонь и дым перекрыл единственную шахту с лестничными пролетами, и тем самым эвакуация для людей из вышерасположенных этажей на галерею-мост 81 этажа стала невозможна. В этом случае в ловушке могут оказаться несколько сот человек, не успевших покинуть шестидесятые и семидесятые этажи данной башни.
Стоит ли говорить, что при сильном пожаре таких ловушек, разбросанных по всему зданию, может быть несколько, а отрезок времени для спасения людей в таких ситуациях исчисляется всего лишь минутами.
Принимая во внимание вышесказанное, авторы предлагают свою концепцию внешней подъемной системы для обслуживания высотных башен комплекса «Федерация».
Это концептуальное предложение состоит в том, чтобы на всех шести вертикальных плоскостях башен «А» и «Б» использовать восемь отдельных подъемных устройств. С помощью таких устройств будет возможно обеспечить обслуживание 100% площади фасада не только этих двух основных башен комплекса, но также и третьей башни, т.н. лифтовой «стрелы», вместе с ее пятью галереями-мостами.
При этом в зону обслуживания данных подъемных устройств не попадают только фасадные плоскости стилобата. Однако данные плоскости и так могут обслуживаться обычными подъемными средствами (например, автомобильными подъемными устройствами с телескопическими системами малой высоты), т.к. максимальная высота стилобата всего 23 метра (75,4 футов).
Восемь предложенных подъемных устройств разделяются на четыре пары подъемников. Устройства из каждой такой пары являются точной копией друг друга по конструкции и габаритным размерам.
Для обеспечения возможности закрепления и перемещения данных восьми подъемников по шести внешним фасадным плоскостям башен «А» и «Б» в данных плоскостях оборудованы двенадцать вертикальных линий Н-образных рельсов - по две линии на каждую плоскость.
2
2
Первая пара №1 и 2 - это самые большие по габаритным размерам подъемные устройства из восьми предложенных. Они установлены на конусообразных вертикальных плоскостях башни «А» (на каждой плоскости по одному устройству). Для каждого из них оборудованы по две линии Н-образных рельсов 5, каждая из которых доходит до высоты 81 этажа данной башни. Каждый из этих двух подъемников представляет собой единую подъемную систему, состоящую из двух самоходных подъемных блоков 1, шарнирно соединенных друг с другом коридором 13, повторяющим своей внутренней стороной закругленную форму фасада сооружения. Длина коридора составляет 31,6 метра (103,7 футов). Если ширина коридора будет составлять 2,5 метра (8,2 футов), то соответственно его площадь будет составлять 79 м (850,3 фут), а вместимость 316 человек (вместе с внешней платформой 632 человека).
На верхних плоскостях самоходных подъемных блоков 1 установлены на поворотных опорах телескопические стрелы 27. На конце каждой стрелы через вертикально-горизонтальный поворотный механизм 29 прикреплена скоба 30, к которой шарнирно прикреплена платформа 31 с ограждением 32. Так как длина отдельной телескопической стрелы 27 в раздвинутом состоянии составляет 17,6 метров (57,74 футов), данная единая подъемная система в состоянии обеспечить обслуживание всей ширины фасада данной плоскости башни «А» по всей ее высоте, а также части закругленной крыши этой башни.
Вторая пара - №3 и 4, так же как и предыдущая пара подъемников, состоит из двух самоходных подъемных блоков 1, шарнирно соединенных друг с другом коридором 13, повторяющим своей внутренней стороной закругленную форму фасада сооружения. На верхних плоскостях своих самоходных подъемных блоков 1 эта пара подъемников также имеет телескопические стрелы 27 с платформами 31. Единственное отличие - длина коридора, которая у этих систем составляет 29 метров (95,14 футов).
Эти два подъемника установлены на конусообразных вертикальных плоскостях башни «Б» (на каждой плоскости по одному устройству). Для каждого из них оборудованы по две линии Н-образных рельсов, каждая из которых доходит до высоты 54 этажа данной башни.
2
2
Если ширина коридора будет составлять 2,5 метра (8,2 футов), то соответственно его площадь будет составлять 72,5 м (780,38 фут), а вместимость 288 человек (вместе с внешней платформой 576 человек).
Так как длина телескопических стрел 27 этих двух единых подъемных систем в раздвинутом состоянии составляет 17,6 метров (57,74 футов), то каждая система в состоянии обеспечить обслуживание всей ширины фасада каждой из данных конусообразных плоскостей башни «Б» по всей их высоте, а также части закругленной крыши этой башни.
Третья пара - №5 и 6, содержит все технические элементы двух предыдущих пар подъемников, однако выполнена в виде подъемных систем для обслуживания двух рядом стоящих сооружений. Для данной реализации на двух противоположных друг другу плоскостях башен «А» и «Б» комплекса оборудованы две пары вертикальных линий Н-образных рельсов. Одна пара с одной стороны относительно галерей-мостов, а другая пара - с другой. В каждой паре оба рельса установлены друг напротив друга - один на плоскости башни «А», другой на плоскости башни «Б». Рельсы на обеих башнях доходят до самого их верха (у башни «Б» - до 57 этажа, а у башни «А» - до 85 этажа).
2
2
На этих рельсах, напротив друг друга своими фронтальными плоскостями, находятся два самоходных подъемных блока 1, шарнирно соединенных друг с другом коридором 13, который наподобие расположенных по соседству галерей-мостов соединяет обе башни комплекса. Длина этого коридора составляет 14,5 метра (47,57 футов). Если ширина коридора будет составлять 2,5 метра (8,2 футов), то соответственно его площадь будет составлять 36 м (387,5 фут), а вместимость 144 человека (вместе с внешней платформой 288 человек).
Длина каждой телескопической стрелы 27 этих двух единых подъемных систем в раздвинутом состоянии также составляет 17,6 метров (57,74 футов). Поэтому каждая система в состоянии обеспечить обслуживание всей ширины своей половины фасада каждой из данных плоскостей (башни «Б» - по всей ее высоте, а также часть ее закругленной крыши, а башни «А» - до высотного уровня 65 этажа). При этом каждая система в состоянии также «дотягиваться» и до третьей башни комплекса, т.н. лифтовой «стрелы», а вместе с ней и до четырех ее галерей-мостов, расположенных до высотного уровня 58 этажа.
Последняя пара подъемников - №7 и 8 обслуживает недоступный для систем №5 и 6 участок плоскости фасада башни «А» на высотном отрезке с 65 по 85 этаж. Каждый из этих двух подъемников представляет собой отдельный самоходный подъемный блок 1, на верхней плоскости которого также имеется телескопическая стрела 27 с платформой 31. Данная стрела также позволяет обслуживать всю ширину половины фасада башни «А», а также «дотягиваться» до «лифтовой стрелы» и галереи-моста 81 этажа. Максимальная суммарная вместимость платформы и пассажирского отсека каждого из этих подъемников - 32 человека.
Все восемь подъемных устройств постоянно находятся на Н-образных рельсах, т.е. на внешней поверхности башен «А» и «Б» комплекса «Федерация», и являются неотъемлемыми подвижными частями данного комплекса.
Данные подъемники могут каждодневно использоваться в качестве наружных грузопассажирских лифтов большой вместимости, а в случае оборудования их внешних плоскостей большими окнами - в качестве развлекательного аттракциона для высотного панорамного обзора посетителями и туристами окрестностей вокруг комплекса «Федерация» и видов района «Москва-Сити». В подъемниках также неплохо будут смотреться панорамные террасы кафе или ресторанов. По мнению авторов, очень перспективно использовать подъемники №1-4 для установки и обслуживания на фасадах башен «А» и «Б» световых рекламных конструкций, особенно больших размеров - во всю ширину и высоту этих фасадов.
Также эти подъемные системы могут каждодневно использоваться для технического и профилактического обслуживания всего сооружения. Например, для мытья стеклопакетов, их замены, строительных, монтажных и ремонтных работ, а в случае возникновения экстренной ситуации - для тушения пожаров и массовой эвакуации людей.
Когда подъемники не эксплуатируются (с целью обеспечения возможности проведения профилактического обслуживания и защиты от погодных факторов), их опускают на крышу стилобата комплекса и закрывают чехлами.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как может быть реализовано с использованием известных технологий, применяемых при производстве устройств подъема, в том числе и для транспортного машиностроения.