醫(yī)院中型箱式物流系統(tǒng)高層建筑物流垂直輸新技術(shù)方案

一般中型物流系統(tǒng)采用連續(xù)循環(huán)式垂直升降輸送機(jī)應(yīng)用到醫(yī)院物流存在以下問(wèn)題：

（1）無(wú)法實(shí)現(xiàn)提升與多樓層分揀線(xiàn)接駁的復(fù)合功能。

（2）高層建筑鏈條的自重、托盤(pán)及輸送物品累計(jì)荷載大，系統(tǒng)慣量很大，啟停困難，一般高度不超過(guò) 25m。

（3）井道采用金屬蒙皮貫通各層，進(jìn)出口層門(mén)防火等級(jí)低，達(dá)不到消防分區(qū)隔離作用。

輸送效率和功能都滿(mǎn)足要求，存在的問(wèn)題如下：

（1）慣性負(fù)載大，啟停困難。樓層高時(shí)鏈條自重大，分布的貨叉（或托盤(pán)）多，加上提升物品的總重力，荷載很大，要保證規(guī)定的安全系數(shù)，就需要選用大規(guī)格的鏈條，這又增加了自重，如此惡性循環(huán)，使系統(tǒng)慣性負(fù)載巨大，安裝及啟動(dòng)困難。

（2）多進(jìn)多出采用的是“準(zhǔn)雙井道”，井道占地面積 2.6m×1.8m，占地面積是往復(fù)式的 1.5 倍左右。

（3）維修困難。由于每個(gè)樓層都安裝有接送物件的活動(dòng)設(shè)備（伸縮或擺動(dòng)），這些設(shè)備位于封閉的井道內(nèi)，一旦發(fā)生故障，維修人員難以接近故障部位，即使能維修，其人身安全也得不到保障。

（4）井道采用蒙皮貫通各層，達(dá)不到高度方向的消防分區(qū)隔離作用。

（5）層門(mén)控制復(fù)雜。由于提升鏈連續(xù)不停循環(huán)運(yùn)動(dòng)，各層門(mén)不能采用電梯轎門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)機(jī)直接帶動(dòng)，需要對(duì)每個(gè)層門(mén)單獨(dú)控制，高層建筑層門(mén)多，層門(mén)控制系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，可靠性降低。若層門(mén)常開(kāi)或不設(shè)層門(mén)，不安全也不滿(mǎn)足消防分區(qū)的要求。

（6）提升鏈結(jié)構(gòu)在高速運(yùn)行的噪音比往復(fù)式的鋼絲繩提升結(jié)構(gòu)大。

（7）安全與可靠性不及標(biāo)準(zhǔn)電梯。乘客電梯為成熟產(chǎn)品，可靠性很高。其安全性能經(jīng)過(guò)嚴(yán)格型式試驗(yàn)，且有專(zhuān)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)和測(cè)試環(huán)境。

（8）鏈條長(zhǎng)、自重和載荷大，鏈條磨損加快，累計(jì)伸長(zhǎng)誤差大，長(zhǎng)期運(yùn)行同步對(duì)接易出問(wèn)題。

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醫(yī)院高層建筑物流垂直輸送分揀設(shè)備的新技術(shù)方案

綜合分析以上兩種垂直輸送方案存在的問(wèn)題，本文提出新的垂直輸送解決方案，該方案主要由往復(fù)式垂直輸送分揀設(shè)備、樓層自動(dòng)接駁輸送線(xiàn)和專(zhuān)用周轉(zhuǎn)箱構(gòu)成。周轉(zhuǎn)箱是承載醫(yī)用物品的載體，垂直輸送設(shè)備以成熟電梯為載貨平臺(tái)，內(nèi)嵌自動(dòng)緩存輸送設(shè)備。

技術(shù)方案介紹，輸送面接口采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，周轉(zhuǎn)箱上體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以隨輸送物品大小和形態(tài)不同而變化。實(shí)現(xiàn)任意樓層間周轉(zhuǎn)箱交互傳輸、與樓層輸送線(xiàn)全自動(dòng)接駁、全程信息跟蹤監(jiān)控。垂直輸送設(shè)備除具有輸送和分揀功能外，還具有完善的空箱回收功能，滿(mǎn)箱與空箱輸送通道彼此獨(dú)立。

垂直輸送設(shè)備是在轎箱內(nèi)嵌入雙層緩存輥道輸送機(jī)，輸送機(jī)上層周轉(zhuǎn)箱向外（各樓層）輸送醫(yī)用物品，下層為空箱返回線(xiàn)。緩存輥道輸送機(jī)單次最多緩存 2箱或 4 箱醫(yī)用物品，在信息系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度下，轎廂快速升到目的層與樓面輸送設(shè)備接駁，上層醫(yī)用品周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)送出，下層接駁樓層輸送來(lái)的空周轉(zhuǎn)箱，實(shí)現(xiàn)樓層間醫(yī)用品全自動(dòng)垂直輸送，水平交互。

緩存輥道輸送機(jī)緩存4箱時(shí)還需另外配置移載機(jī)構(gòu)。樓層接駁設(shè)備可以是樓層的工作站，也可以將工作站延伸到樓層其它目的地點(diǎn)，圖 5 為內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

1、曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；2、雙層載貨臺(tái)；3、門(mén)系統(tǒng)；4、平衡塊；5、安全鉗；

6、平衡塊安全鉗；7、鋼絲繩；8、緩沖器；9、導(dǎo)軌；10、限速器。

▲圖5 垂直輸送設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

信息控制系統(tǒng)

醫(yī)院物流信息控制系統(tǒng)分為三個(gè)層次，最上層是 HIS（Hospital Information System），最下層是具體的物流設(shè)備，中間層是 WCS（Warehouse Control System）。

HIS 醫(yī)院信息管理系統(tǒng)包含物流信息、病人信息、財(cái)務(wù)信息的收集、存儲(chǔ)、傳遞、統(tǒng)計(jì)分析、查詢(xún)及報(bào)表輸出，并負(fù)責(zé)醫(yī)院物流業(yè)務(wù)邏輯的處理。

最下層是具體的物流設(shè)備，如垂直輸送分揀設(shè)備、各層站輸送設(shè)備、周轉(zhuǎn)箱疊箱設(shè)備等；WCS 位于 HIS 與物流設(shè)備之間的中間層，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、調(diào)度底層的各種物流設(shè)備，使底層物流設(shè)備可以執(zhí)行醫(yī)院物流業(yè)務(wù)流程。WCS 是醫(yī)院高層建筑物流垂直輸送分揀系統(tǒng)的核心指揮調(diào)度中心。

方案性能特點(diǎn)

制定本方案依據(jù)的原則是先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，充分利用了乘客電梯成熟的技術(shù)平臺(tái)，保持了原有機(jī)構(gòu)的高安全性和高可靠性。系統(tǒng)特點(diǎn)及指標(biāo)如下：

（1）取消轎廂門(mén)，只設(shè)聯(lián)動(dòng)的層門(mén)。從自動(dòng)化方面考慮，僅設(shè)層門(mén)就可保證安全。取消轎廂門(mén)使接駁線(xiàn)間隔減小，有利于提高物流輸送的穩(wěn)定性，單層門(mén)轎廂內(nèi)設(shè)備維護(hù)也方便。聯(lián)動(dòng)層門(mén)按新修訂的 GB50016- 2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求執(zhí)行，即層門(mén)的耐火極限不低于 1.00h，層門(mén)與周邊固定部件間隙不超過(guò) 6mm。因垂直輸送設(shè)備層門(mén)尺寸較小，間隙宜控制在3mm 以?xún)?nèi)。

另外，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)層門(mén)的隔熱和漏氣量?jī)身?xiàng)指標(biāo)都有明確要求。普通層門(mén)都是非隔熱型，層門(mén)周邊縫隙也較大，基本上只考慮它的完整性，因此，新提出的“防火隔熱電梯層門(mén)”比原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)提高了不少，成本也有較大幅度提高。

（2）樓層門(mén)洞依據(jù)輸送線(xiàn)體尺寸設(shè)計(jì)的比較小，轎廂內(nèi)的輸送線(xiàn)與樓層輸送線(xiàn)平齊后，層門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，周轉(zhuǎn)箱送出層門(mén)后自動(dòng)關(guān)閉，轎廂才能升降。層門(mén)的開(kāi)合與轎廂的升降有嚴(yán)格的邏輯關(guān)系，如層門(mén)沒(méi)關(guān)好，轎廂不能升降，如圖 6 所示。

（3）井道由耐火建材砌成，防火井道能有效防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)串層蔓延。

（4）垂直輸送設(shè)備是按信息系統(tǒng)的指令實(shí)現(xiàn)智能化輸送。

（5）技術(shù)參數(shù)：

周轉(zhuǎn)箱尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：665mm×455mm×350mm；

載荷：200kg（輥道輸送機(jī) 120kg，醫(yī)用品 80kg）

垂直輸送速度：2.5m/s；

井道尺寸要求：1.6m×1.3m（雙緩存道寬 1.8m）；

輸送效率：210 箱/h；

噪音：機(jī)房?jī)?nèi)噪音值≤75d B；

轎廂內(nèi)噪音值≤55d B；

開(kāi)關(guān)門(mén)噪音值≤65d B。

從以上技術(shù)參數(shù)看出，完全滿(mǎn)足醫(yī)院物流分揀輸送技術(shù)需求指標(biāo)，垂直輸送總載荷遠(yuǎn)小于乘客電梯的額定荷載，適應(yīng)50m 高度以下的多層和高層建筑的醫(yī)院物流需求。

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垂直輸送設(shè)備安全監(jiān)管等問(wèn)題探討

各地技術(shù)監(jiān)督部門(mén)對(duì)垂直輸送設(shè)備有不同的認(rèn)識(shí)，不少業(yè)主對(duì)外形及主體結(jié)構(gòu)貌似電梯的垂直輸送設(shè)備普遍提出安裝許可問(wèn)題，致使很多項(xiàng)目無(wú)法按計(jì)劃施工與投產(chǎn)。

以電梯提升技術(shù)為基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)與電梯相似的醫(yī)院高層建筑垂直輸送設(shè)備，經(jīng)常會(huì)遇到地方技術(shù)監(jiān)督部門(mén)按特種設(shè)備要求生產(chǎn)安裝許可、甚至限制使用等處理。

設(shè)備供應(yīng)商去申請(qǐng)生產(chǎn)許可，又沒(méi)有部門(mén)受理，致使業(yè)主和設(shè)備供應(yīng)商都無(wú)所適從，項(xiàng)目無(wú)法按計(jì)劃施工與投產(chǎn)，給業(yè)主和設(shè)備供應(yīng)商造成不必要的損失，也嚴(yán)重影響了醫(yī)院物流的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。為此通過(guò)咨詢(xún)地方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家電梯標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，得到的答復(fù)如下：

是否歸屬特種設(shè)備——電梯

經(jīng)咨詢(xún)國(guó)家電梯標(biāo)委會(huì)，高層垂直輸送分揀設(shè)備不屬于國(guó)家質(zhì)檢總局 2014 年發(fā)布的《特種設(shè)備目錄》范圍，屬于非標(biāo)物流自動(dòng)化設(shè)備。故無(wú)需按機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備—電梯辦理相關(guān)資質(zhì)。

特種設(shè)備安全法第十六條是否適用本設(shè)備

2013 年 7 月發(fā)布的“中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法”第十六條規(guī)定，特種設(shè)備允許采用新材料、新技術(shù)和新工藝。但應(yīng)當(dāng)向特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的部門(mén)申報(bào)，由該部門(mén)委托安全技術(shù)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)進(jìn)行評(píng)審。

安全法十六條是指原特種設(shè)備主要用途和功能不變的條件下，實(shí)施的技術(shù)改進(jìn)，而本文的垂直輸送分揀設(shè)備是非標(biāo)類(lèi)物流自動(dòng)化設(shè)備，其用途與功能不再是載客的乘客電梯，所以不需要按特種設(shè)備—電梯的規(guī)則實(shí)行許可。

其他安全措施

從安全和用途綜合考慮，垂直輸送設(shè)備安全性能至少應(yīng)達(dá)到GB25194- 2010《雜物電梯制造與安裝規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

高層建筑垂直輸送分揀設(shè)備是以乘客電梯為平臺(tái)，安全標(biāo)準(zhǔn)符合 GB7588- 2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》，各項(xiàng)安全指標(biāo)均高于雜物電梯的規(guī)范要求。垂直輸送分揀設(shè)備取消轎廂門(mén)，只保留層門(mén)。層門(mén)大小只需留夠含輸送周轉(zhuǎn)箱的接駁設(shè)備的立面尺寸即可。

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物流垂直輸送分揀設(shè)備的消防要求

醫(yī)院高層建筑消防對(duì)物流設(shè)備有嚴(yán)格的要求，垂直輸送分揀設(shè)備是以乘客電梯為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，乘客電梯的各項(xiàng)消防要求即為垂直輸送設(shè)備的消防要求。

井道

醫(yī)院高層建筑物流垂直輸送設(shè)備的井道由無(wú)孔墻體、底板和頂板圍成。井道墻由耐火建材砌成，防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)串層蔓延，井道結(jié)構(gòu)符合國(guó)家建筑規(guī)范要求。井道除具有防火隔離作用外，還應(yīng)具有良好隔音效果，使醫(yī)院環(huán)境達(dá)到 GB/T50378-2006《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。

分揀設(shè)備層門(mén)的耐火完整性與耐火隔熱性

層門(mén)是物流垂直輸送分揀設(shè)備不可分割的一部分。從消防角度看，它是垂直輸送分揀設(shè)備與建筑的結(jié)合面，起到工作區(qū)與井道的防火隔離作用。因此，在建筑中所處位置及防火功能要求應(yīng)與電梯層門(mén)執(zhí)行相同的標(biāo)準(zhǔn)。

新頒布的GB50016- 2014 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2015 年 5 月 1 日起實(shí)施）6.2.9 條規(guī)定“電梯層門(mén)的耐火極限不應(yīng)低于 1.00h”，這是強(qiáng)制性條款，因?yàn)殡娞菥且粋€(gè)上下貫通的具有煙囪效應(yīng)的井道，若火及煙氣從電梯層門(mén)處進(jìn)入電梯井，很有可能造成火災(zāi)垂直蔓延到其它層。因此，垂直輸送分揀設(shè)備層門(mén)與無(wú)前室的電梯層門(mén)一樣，應(yīng)該具有較高的耐火隔熱性。

層門(mén)防煙要求

物流垂直輸送分揀設(shè)備層門(mén)除耐火性能要求外，另一個(gè)難點(diǎn)是對(duì)門(mén)的縫隙泄漏有苛刻的要求。GB/T24480- 2009《電梯層門(mén)耐火試驗(yàn)》中對(duì)層門(mén)耐火性能檢測(cè)要求還包括漏氣量的判定，這一要求大大提高了物流垂直輸送分揀設(shè)備層門(mén)的防火性能，如要求層門(mén)對(duì)開(kāi)間隙、門(mén)扇與立柱和門(mén)楣之間的間隙不超過(guò) 6mm。此容許間隙是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大間隙值，設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)要盡可能減小間隙。另外，隨層門(mén)尺寸減小，此允許間隙值也要隨之減小。

層門(mén)系統(tǒng)性防火試驗(yàn)

層門(mén)做試驗(yàn)時(shí)一般都沒(méi)有完全模擬實(shí)際狀態(tài)安裝，如未安裝電控系統(tǒng)等，且對(duì)于輻射熱值的要求也不夠具體，因此只考慮了層門(mén)是否有躥火的可能，卻沒(méi)有考慮是否能夠引燃轎廂內(nèi)的其他可燃物，如周轉(zhuǎn)箱、電線(xiàn)電纜、潤(rùn)滑油等，這一點(diǎn)對(duì)高層建筑垂直輸送設(shè)備的層門(mén)顯得尤為重要。因此新的層門(mén)耐火性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，提升了層門(mén)對(duì)防火的要求，也使防火隔熱電梯層門(mén)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用有了明確目標(biāo)。

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節(jié)能設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)明確提出節(jié)能降耗的要求，使用或計(jì)劃采納以下綜合節(jié)能措施來(lái)提高節(jié)能效果：

（1）驅(qū)動(dòng)技術(shù)上采用國(guó)際上比較先進(jìn)的永磁同步曳引技術(shù)；

（2）控制與變頻一體簡(jiǎn)化提升系統(tǒng)作業(yè)流程，改善用電質(zhì)量；

（3）采用制動(dòng)電能回饋技術(shù)吸收剎車(chē)能量，回饋電網(wǎng)；

（4）平衡重的設(shè)計(jì)重量等于轎廂重量加上轎廂內(nèi)置輸送設(shè)備總重量，再加上額定輸送物品一半重量。

采取以上綜合措施，節(jié)能效果可達(dá) 30％以上。

醫(yī)院高層建筑箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)已在全國(guó)多個(gè)現(xiàn)代化的三級(jí)甲等醫(yī)院得到實(shí)際應(yīng)用，輸送分揀效率、可靠性、自動(dòng)化程度均達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，客戶(hù)十分滿(mǎn)意。對(duì)推動(dòng)我國(guó)醫(yī)院智能物流的發(fā)展、縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距起到積極作用，對(duì)其他行業(yè)高層建筑物流自動(dòng)化應(yīng)用也有重要參考價(jià)值。

來(lái)源：物流技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)