高层建筑擦窗机的选型与建筑设计要求69822

高层建筑擦窗机的选型与建筑设计要求擦窗机是高层建筑物外墙立面和采光屋面清洗、维护作业的常设专用设备。需根据建筑物的高度、立面及楼顶结构、承载、设备行走的有效空间，设计不同型式的擦窗机。即要考虑到安全、经济、实用，又要考虑到安装的擦窗机能与建筑物协调一致，不影响建筑物的美观。所以擦窗机的选型与建筑设计及施工等密切相关。擦窗机是室外高空载人设备，因此对擦窗机的安全性和可靠性要求非常高。1擦窗机产品的发展现状与安装的必要性擦窗机是在高处作业吊篮基础上发展起来的产品。国外发达国家的擦窗机产品发展较早，如德国、日本、比利时、挪威等国家，相继从60年代初就逐步形成了自己的产品系列。我国在80～90年代新建的一批高层高档建筑，大部分是由国外建筑师设计，在建筑设计时已考虑了擦窗机的安装，均选用了国外的擦窗机产品，为大厦以后外墙的清洗和维护等作业打下了良好的基础。1995年左右，国内开始进入兴建高层建筑热潮，国内专业擦窗机公司也相继发展起来。目前，擦窗机产品在我国已得到迅速发展，已成为一种高新技术含量的机电一体化设备。2003年，我国已颁布了GB19154—2003《擦窗机》国家标准。北京、上海、广州等大城市中的高档建筑，大部分都安装了擦窗机设备。但在国内也还有相当一部分高层高档建筑，由于建筑设计时未考虑擦窗机的配套设计，无法安装擦窗机设备，给以后的清洗和维护带来了很大的不便。有些造型简单的大楼，采用大绳吊板进行人工清洗，即不安全又不文明，也无法进行更换幕墙玻璃、补胶等作业；对于造型复杂的大楼，人工就无法清洗，更谈不上进行其它作业。随着我国法律、法规的不断健全，文明程度的提高，大厦物业管理的建立，对其外墙的定期安全清洗及检修维护，已越来越引起人们的高度重视。大绳吊板人工清洗终将被取缔，擦窗机则是完成高空作业最安全、实用、高效的专用设备。安装擦窗机的必要性已得到了普遍认可。2产品的分类与选型考虑因素按照擦窗机标准，擦窗机可分为：屋面轨道式（简称轨道式）、轮载式、悬挂轨道式（简称悬挂式）、滑车式和插杆式、滑梯式。擦窗机最大的特点是非标准性机电设备。建筑物的高度、外观、立面结构形式、楼顶空间尺寸都不相同，因此也很难找到二台一样的擦窗机。针对每一栋大楼的独特建筑形式和功能，在选用擦窗机时，应从安全性、经济性、实用性这三大原则的基础上，按以下几点进行考虑：（1）优先选用轨道式，自动化程度高，安全可靠；（2）楼顶空间通道、立面结构等是否适合所选择的擦窗机型式；（3）选用的擦窗机是否满足结构承载要求；（4）选用的擦窗机尽量不影响建筑物的美观；（5）擦窗机的造价业主能否承受；（6）能否选用最少台数，完成整个大厦的作业。3擦窗机的型式及其配置3.1轨道式擦窗机轨道式擦窗机使用最为广泛。这种型式的擦窗机可沿轨道电动行走。它具有行走平稳、就位准确、安全装置齐全、使用安全可靠、自动化程度高等特点。安装轨道式擦窗机必须满足楼面结构承载要求，预留出擦窗机的行走通道等。主要技术参数：额定载荷200~300kg升降速度8m/min行走速度8m/min变幅速度2～3m/min回转速度180°/100s该机型具体可分为以下几种：（1）双臂动臂变幅型式该机型是一种小型擦窗机设备，工作幅度相对较小，机重较轻，其主要机械结构型式、轨道布置情况、受力图以及产品主要尺寸变化范围和功能，见图1、表1和表2。图1双臂动臂变幅型式擦窗机表1双臂动臂变幅型式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDErR≥250800~1300≤4500~2000≥350800~1000B＋r表2双臂动臂变幅型式擦窗机产品运行功能工作幅度C（mm）整机重量W(kg)轨距B（mm）轮距F(mm)最大受力(每点)(kg)预留通道A+B+F（mm）1000≤300800~~120W×4≥120~25000120000%02600~45003000~50001000~13001200~1500W×40%≥1200（2）燕尾臂型式该机型是轨道式中最常用的一种中型设备，适用范围广，一般复杂的建筑立面均可采用此机型。该擦窗机工作时，臂架垂直女儿墙时达到最大幅度；其他位置通过臂头回转，使吊船平行外墙立面进行工作。伸展吊船可清洗凹立面。燕尾臂型式擦窗机又分水平臂型式和俯仰臂型式。这两种型式擦窗机的主要机械结构型式、产品主要尺寸变化范围和功能，见图2、表3和表4。图2燕尾臂型式擦窗机表3燕尾臂型式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDErR≥2501200~20004000~15000~2000≥350~1000B+r表4燕尾臂型式擦窗机产品运行功能工作幅度C（mm）整机重量W（kg）轨距B（mm）轮距F（mm）最大受力（每点）（kg）预留通道（距女儿墙内侧）（mm）4000~6000~50001200~15001500~1800W×40%≥16006000~80008000~100001500~18001800~2200W×40%≥18008000~1200010000~120001500~18002000~2500W×40%≥200012000~1500012000~150001500~25002000~2500W×40%≥2000（3）伸缩臂型式该机型是一种大型的擦窗机设备，适用于楼顶面较多，多台擦窗机很难完成整个大楼的作业时常采用伸缩臂擦窗机。伸缩臂型式主要机械结构型式及产品主要尺寸变化范围和功能，见图3、表5和表6。图3伸缩臂型式擦窗机表5伸缩臂型式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDErR≥3002000~3500≥100001500~2000≥350~1000B+r表6伸缩臂型式擦窗机产品运行功能工作幅度C（mm）整机重量W（kg）轨距B（mm）轮距F（mm）最大受力（每点）（kg）预留通道（距女儿墙内侧）（mm）10000~15000~150001800~2000~2500W×40%≥250015000~2000015000~220002500~35002500~3200W×40%≥300020000~3000018000~350003000~40003000~4000W×40%≥3500（4）附墙轨道式该机型为小型擦窗机设备。当楼顶擦窗机通道尺寸在500~1000mm时，其它轨道式不宜布置时可选择此机型。附墙轨道式擦窗机主要机械结构型式、轨道布置情况、受力图以及产品主要尺寸变化范围和功能，见图4、表7和表8。图4附墙轨道式擦窗机表7附墙轨道式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDErR≥300500~800≥10001500~2000≥250~1000B+r表8附墙轨道式擦窗机产品运行功能工作幅度C（mm）整机重量W（kg）轨距B（mm）轮距F（mm）最大受力（每点）（kg）预留通道（距女儿墙内侧）(mm)水平力垂直力（下轨）1000~20002500~3000500~800~1500~1000W×50%≥5002000~30003000~3500500~8001500~1800~1500W×50%≥5003000~50003500~5000~8001800~2200~2000W×50%≥5003.2轮载式擦窗机该机型为小型擦窗机设备，适用于楼顶布置花园平台、观光平台的场合，不影响楼顶布置的整体美观。主要技术参数同轨道式擦窗机。其主要机械结构型式、轨道布置情况以及产品主要尺寸变化范围和功能，见图5、表9和表10。轮载式擦窗机的行走通道屋面必须为混凝土刚性屋面，坡度小于2%。图5轮载式擦窗机表9轮载式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDEFR≥150≥1200≥1000~3000~1000≤30~150~1000表10轮载式擦窗机产品运行功能工作幅整机重轮距最大受预留通道（距度C(mm)量W(kg)(mm)力(每点)(kg)女儿墙内侧）(mm)1000~20002500~4000~1500W×40%≥15002000~30004000~65001500~2000W×40%≥15003.3滑车式、插杆式擦窗机该机型为小型擦窗机设备，由滑车（或插杆）、电动吊船组成。该电动吊船与轨道式吊船不同，它自身配置有升降的提升机、安全锁、收缆器等。该擦窗机就位操作麻烦、常布置于裙房和楼顶的局部位置。但其价格便宜，业主以造价为首选条件时，常采用此方案。主要技术参数：额定载荷200~300kg，升降速度8m/min。吊船自重约350kg。（1）滑车式擦窗机滑车式擦窗机自重较轻，自重加额载≤1000kg，其受力主要为女儿墙承受弯矩，M=650×H×1.25（kg·m）（1.25为动载系数）。其主要机械结构型式、轨道布置情况、受力图以及产品主要尺寸变化范围，见图6和表11。图6.滑车式擦窗机表11滑车式擦窗机产品主要尺寸（mm）ABCDEFHR~400~700≥350≥180≥2501500~2000≤2000800~1000（2）插杆式擦窗机插杆式擦窗机的结构受力可参照滑车式擦窗机计算。其座地插杆、附墙插杆和插座布置图见图7，产品主要尺寸变化范围见表12。图7插杆式擦窗机表12插杆式擦窗机产品主要尺寸变化范围ABDEF350400~2000500~800≥3503.4悬挂式擦窗机此机型为小型擦窗机设备，由高强铝合金轨道、爬轨器、电动吊船等组成。该电动吊船与插杆式相同，它自身配置有升降的提升机、安全锁、收缆器等。适用于楼顶层面较多、或空间较小、建筑造型复杂、其它擦窗机不易安装的场合。悬挂式擦窗机外立面布置和屋檐阴藏式布置情况，见图8，图中A＝750mm，B＝100mm。图8悬挂式擦窗机主要技术参数：额定载荷200~300kg，升降速度8m/min，行走速度4m/min。悬挂式擦窗机的结构受力可参照滑车式擦窗机计算。3.5滑梯式擦窗机此机型主要由电动行走机构、铝合金或钢结构滑梯等组成。用于清洗内外弧形、水平、倾斜的玻璃天幕等。滑梯式擦窗主要机械结构型式、轨道布置情况以及产品主要尺寸变化范围，见图9和表13。图9滑梯式擦窗机主要技术参数：额定载荷200~300kg，行走速度4m/min。整机重量：铝合金按60kg/m计；钢结构按130kg/m计。表13滑梯式擦窗机产品主要尺寸变化范围ABC≥300~1000~8004擦窗机的电源及总体布置4.1擦窗机电源布置擦窗机需要布置专用电源插座，采用三相五线制防水型插座（5kW、380V/50Hz）。插座一般布置于女儿墙上，距楼面高度≥500mm,布置间距一般15～20m。4.2擦窗机总体布置图10是本文介绍的几种擦窗机的布置方式示意。在一座大楼，很少布置多种型式的擦窗机，一般为1～2种擦窗机的组合，即可解决整座大楼的作业。图10擦窗机总体布置示意图高层建筑五彩滨纷，安装的擦窗机型式也不尽相同，高档高层建筑在建筑设计时就应考虑擦窗机的安装型式，结构设计的承载要求，楼顶的预留通道，与擦窗机专业公司、幕墙公司的配合设计等。高档高层建筑擦窗机的安装就好比电梯，已成为一个不可缺少的常设设备，得到了人们的普遍共识。