在建築維護和施工中,載人升降設備是一種機械化通行系統,用於沿建築外立面或結構垂直運送人員,使維護、檢查、清潔和維修工作能夠在高處安全進行。這些系統廣泛應用於商業塔樓、綜合用途開發項目、工業設施、機場、體育場、醫療園區以及其他在整個運營壽命期間需要定期進行外部通行作業的結構。需要將載人升降設備與乘客電梯和臨時施工升降機區分開來。乘客電梯用於在建築內部樓層之間運送人員,而施工升降機則在建築施工階段提供臨時運輸。用於幕牆通行的載人升降設備具有完全不同的用途。它們專門為受過培訓的維護人員設計,用於在建築外部、高架結構和幕牆系統上開展作業。
“載人升降設備”這一術語在行業中也被廣泛使用,可指臨時和永久性通行系統。臨時設備包括常用於短期項目或施工階段作業的臂式升降機、剪叉式升降機和桅柱爬升平台。永久性系統包括建築維護單元(BMU)、吊臂懸掛平台、單軌導向吊籃以及直接集成到建築基礎設施中的自驅式懸掛平台。對於建築業主、建築師、幕牆顧問和結構工程師而言,選擇合適的系統遠不只是設備偏好的問題。結構荷載、幕牆幾何形狀、維護頻率、規範合規性、運營效率以及長期生命週期成本都會影響合適方案的選擇。由於不同地區的幕牆維護及作業要求差異很大,本文也從全球角度討論標準與合規。文中引用了北美、歐洲、中東和亞太市場中監管載人升降系統的主要框架,包括 OSHA 1910.66、ASME A120.1、EN 1808、CAN/CSA-Z271 和 AS/NZS 1418.13。
載人升降設備 vs MEWP vs BMU:快速定義| 術語 | 含義 | 典型用途 |
|---|---|---|
| 載人升降設備 | 用於將工作人員提升至高處進行通行作業的設備的廣義行業術語 | 可指臨時或永久性通行系統 |
| MEWP | 移動式升降工作平台,例如臂式升降機和剪叉式升降機 | 短期通行、施工作業以及低層至中層建築維護 |
| BMU | 建築維護單元,一種安裝在屋頂上的永久性幕牆維護系統 | 商業建築、高層建築及複雜建築的長期幕牆維護 |
甚麼是載人升降設備?它與標準電梯和施工升降機有何不同?載人升降設備是一種專門設計的機械化通行系統,用於提升執行建築外部和高架結構維護、檢查、清潔或維修任務的工作人員。在幕牆維護及作業與建築維護領域,該術語指一類專用設備,其工程標準、安全認證和操作規程與乘客電梯或臨時施工升降機相互獨立。乘客電梯在建築內部樓層之間運送人員。施工升降機是在建築施工階段安裝的臨時系統,用於在整個施工過程中垂直運輸工人和材料。用於幕牆通行的載人升降設備則承擔完全不同的功能。它們專門用於通過臨時或永久性系統,為建築外部提供工作通行條件。
在幕牆維護及作業應用中,載人升降設備設計用於少量受過培訓的操作人員,通常為一至三人,並攜帶維護工具、清潔設備和維修材料。與乘客電梯不同,它們並不用於建築內部公眾的一般運輸。對於永久性安裝,載人升降系統本身成為建築基礎設施的一部分。BMU、吊臂支撐平台和單軌導向吊籃等系統會在設計階段直接集成到屋頂結構、幕牆錨固系統和軌道佈置中。這一區別非常重要,因為載人升降系統的規格制定、採購和維護所涉及的工程考量、安全義務、檢查要求和生命週期成本與乘客電梯或施工升降機不同。
載人升降設備的主要組成部分無論是臨時還是永久性系統,所有載人升降設備都依賴核心機械、結構和電氣部件,以實現安全的垂直人員運輸以及高處受控幕牆通行。
每套載人升降系統都圍繞三個主要結構部件構建:底座或行走小車、工作平台或吊籃,以及懸掛或提升系統。底座或行走小車作為主要支撐和移動單元。在永久性 BMU 系統中,底座沿安裝在屋頂上的軌道或集成到建築結構中的混凝土行走道移動,使設備能夠在屋頂水平移動並到達多個幕牆區域。工作平台通常稱為吊籃,是操作人員進行幕牆維護作業時站立的懸掛區域。在永久性系統中,吊籃由專為人員提升用途設計的鍍鋅鋼絲繩懸掛。雙重懸掛系統通常採用四根獨立鋼絲繩,以實現運行冗余並滿足安全合規要求。根據建築幾何形狀和通行要求,懸掛系統可包括鋼絲繩、導軌、伸縮臂、單軌或鉸接機械臂。臨時臂式升降機的工作方式不同,它使用放置在地面的輪式或履帶式底盤,並通過液壓鉸接臂或伸縮臂提升平台。
永久性幕牆維護系統通常採用直接集成到建築基礎設施中的電力驅動系統。BMU 通常使用電動牽引提升機和橫移驅動組件,以實現精確的升降和定位控制。先進系統還可採用齒輪齒條驅動機構,用於在不平整表面行走或攀爬傾斜屋頂結構。臨時臂式升降機通常採用由柴油發動機或蓄電池電驅動配置提供動力的液壓系統,具體取決於運行環境。電動剪叉式升降機常用於室內環境,因為其噪聲較低且不會產生直接排放。由於永久性系統需要專用電氣集成,因此在設計階段必須統籌電源、線纜管理和防風雨措施。
現代載人升降系統集成多層操作和安全控制,用於保護人員並在幕牆維護活動中保持穩定運行。永久性系統通常設有位於屋頂層和平台層的雙控制站,使操作人員可直接從吊籃控制提升、下降、橫移和定位功能,同時維護人員可從屋頂管理維修作業。常見的安全關鍵功能包括:
超速調速器和二級制動系統有助於在異常運行條件下防止失控運動,而風速監測系統會在環境條件超過安全閾值時自動停止運行。現代 BMU 越來越多地採用基於 PLC 的診斷和遠程監控系統。Facade Access Solutions 的 BMU 在每套 PLC 控制系統中均具備遠程訪問能力,以支持診斷、預測性維護規劃和運行監控。
建築維護和施工中使用的載人升降設備類型載人升降設備通常分為兩類:針對特定任務部署的臨時系統,以及集成到建築中供長期運營使用的永久性系統。
臂式升降機是一種移動式高空作業平台,採用安裝在輪式或履帶式底盤上的鉸接臂或伸縮臂。伸縮臂式升降機提供更長的直線伸展距離,而鉸接臂式升降機能夠繞過建築突出部分和障礙物。大多數臂式升降機的最大工作高度約為 55 m(180 ft),因此主要適用於低層至中層結構。由於臂式升降機從地面運行,其部署高度依賴現場通道、地形條件和建築周邊可用淨空。這些系統常用於施工階段的幕牆作業、標牌安裝、外牆塗裝、照明維護和短期檢查活動。然而,對於約 18 層以上的建築,它們通常並不實用,因為實現完整幕牆覆蓋會越來越困難。
剪叉式升降機通過位於工作平台下方的交叉機械連桿僅提供垂直運動。這些系統提供穩定的工作平台,平台面積通常大於許多其他臨時通行系統,因此適用於需要工作人員、工具和材料在高處保持穩定位置的維護活動。與臂式升降機不同,剪叉式升降機不具備水平伸展能力。大多數系統可達到約 18 m(60 ft),使用時需要平整穩定的工作表面。電動剪叉式升降機常用於機場、醫療設施、倉庫和商業建築等室內環境,因為它們運行安靜且無直接排放。
桅柱爬升平台是採用齒輪齒條驅動的平台,沿直接固定於建築物的固定桅柱系統垂直運行。這些系統主要用於施工期間的幕牆安裝、覆層作業、抹灰以及其他需要穩定高空工作平台的幕牆安裝活動。由於桅柱爬升平台在運行期間始終與結構保持物理連接,因此需要沿幕牆按固定間距設置結構連接點。施工完成後,系統會被拆卸和移除。儘管在施工階段非常有效,但桅柱爬升平台通常不用於永久性建築維護。
建築維護單元是一種永久安裝在屋頂上的幕牆維護設備,旨在建築整個運營壽命期間提供全周邊維護通行。典型 BMU 由橫移行走小車、伸縮臂或變幅臂以及懸掛吊籃組成。設備沿屋頂邊緣軌道或混凝土行走道運行,可服務從中層開發項目到超高層塔樓的各種結構。緊湊型 BMU 通常可服務高度約 150 m 的建築,模塊化系統可達約 300 m,而完全定制工程系統則用於超高層結構。
緊湊型 BMU 常用於約 150 m 高的建築,而模塊化和完全定制工程系統可支持更高、建築形態更複雜的項目。先進配置可包括伸縮副臂、回轉機構和鉸接臂佈置,用於繞過凹入立面、曲面幕牆和建築挑檐。Facade Access Solutions 通過 CoxGomyl 和 Manntech 產品系列提供 BMU,包括:
永久性 BMU 的主要優勢之一是持續的運行可用性。由於設備始終集成在建築中,因此在每次維護週期中無需反復進行動員、索具安裝或拆卸。這可提高運營效率,同時減少對建築使用者和周邊公共區域的干擾。
吊臂系統是安裝在屋頂或女兒牆上的支臂系統,用於支撐懸掛吊籃或座板。此類系統常用於無需完整 BMU 的低層至中層建築,並且對於幾何形狀較簡單的建築,通常被視為最具成本效益的永久性幕牆維護及作業方案之一。根據系統配置和當地規範要求,吊臂可支持高度約 100 m 的建築。Facade Access Solutions 提供固定吊臂底座、便攜式吊臂以及電動吊臂行走小車系統,用於支持多種商業建築類型的永久性懸掛通行作業。
自驅式懸掛平台是輕質鋁制吊籃,配有集成牽引提升機,並懸掛於吊臂、單軌、門架或固定錨固系統上。這些平台通常由一至三名受過培訓的人員操作,並攜帶維護工具和設備。Facade Access Solutions 提供多種長度的自驅式平台,根據項目要求和幕牆幾何形狀,長度約為 1 m 至 4 m。這些系統常與單軌、門架和吊臂系統集成,以便在具有退台、中庭和凹入立面的複雜建築上形成分層幕牆通行覆蓋。
| 系統類型 | 安裝類型 | 典型最大高度 | 最佳用途 | 主要限制 | 永久集成到建築 |
|---|---|---|---|---|---|
| 臂式升降機 | 臨時 | 約 55 m(180 ft) | 短期外部維護和施工作業 | 需要地面通道,在高層建築上的幕牆覆蓋有限 | 否 |
| 剪叉式升降機 | 臨時 | 約 18 m(60 ft) | 室內維護和低層通行 | 僅垂直移動,無水平伸展能力 | 否 |
| 桅柱爬升平台 | 臨時 | 根據桅柱配置而異 | 施工階段幕牆安裝 | 需要結構連接點,並在施工後拆除 | 否 |
| 建築維護單元(BMU) | 永久 | 緊湊型約 150 m;模塊化約 300 m;定制系統用於超高層結構 | 高層建築全周邊幕牆維護 | 前期資本成本較高 | 是 |
| 吊臂系統 | 永久 | 約 100 m(受當地法規限制) | 中層建築和較簡單的幕牆幾何形狀 | 與 BMU 相比伸展能力有限 | 是 |
| 自驅式懸掛平台 | 永久 / 半永久 | 取決於支撐基礎設施 | 針對性幕牆維護和複雜通行區域 | 需要兼容的懸掛基礎設施 | 是 |
永久性載人升降系統的工程與設計考量永久性幕牆維護系統並不是施工完成後再添加的獨立設備。它們需要在設計階段完成結構集成,而項目早期作出的決定會直接影響幕牆覆蓋能力、長期維護效率和運行安全。
永久性系統會對建築產生顯著的結構荷載要求。屋頂結構必須承受設備自重、懸掛平台荷載、動態運行力、風荷載以及人員和維護設備荷載。軌道系統、支撐結構和錨固組件都必須從項目最早的開發階段開始集成到屋頂設計中。Manntech 系統採用大型橫移輪組件,專為在混凝土行走道和自由鋪設軌道系統上運行而設計。幕牆維護系統供應商、結構工程師和建築師之間的早期協調,有助於避免昂貴的改造,同時改善屋頂集成和幕牆覆蓋規劃。
現代建築經常採用曲面幕牆、凹入立面、傾斜屋頂、深度退台和突出的建築構件,從而帶來複雜的維護通行挑戰。除非針對這些情況進行專門工程設計,否則傳統懸掛系統可能難以在這些不規則幾何區域保持安全定位。先進 BMU 配置通過伸縮副臂、變幅臂、回轉塔、齒輪齒條爬升系統和軟繩穩定系統來應對這些挑戰,從而改善平台在困難幕牆區域的定位。CoxGomyl 和 Manntech 系統已針對高度複雜的建築輪廓開發,包括超高層塔樓和建築形態不規則的結構。
許多建築業主和建築師要求幕牆維護系統在不運行時盡量不影響視覺效果。因此,隱藏策略已成為永久性通行系統設計的重要組成部分。
BMU 可收納在直接集成到屋頂結構中的停放坑內,也可隱藏在帶可伸縮門的屋頂設備車庫中。這些佈置既能保持屋頂美觀,也能保護設備免受環境影響。
在地標性開發項目中,BMU 可作為建築本身的一部分進行設計。軌道系統也可隱藏在女兒牆結構或屋頂輪廓內,以盡量減少從周邊視角看到的視覺影響。由於這些方案會影響屋面板深度、排水協調和結構荷載,因此隱藏策略應始終在項目開發早期解決。
載人升降作業的全球安全標準與合規載人升降系統受地區特定的工程和安全標準監管,這些標準規定了結構設計、懸掛系統、操作人員培訓、檢查程序和維護義務。
OSHA 1910.66 規範美國用於建築維護的動力平台。ASME A120.1 制定動力懸掛工作平台的工程和操作標準,而 CAN/CSA-Z271 則適用於加拿大的懸掛設備。常見的主要合規要求包括:
Facade Access Solutions 的 BMU 按照 OSHA 1910.66 和 ASME A120.1 要求,在 DIN EN ISO 9001 質量體系下進行工廠測試。
EN 1808 規定了懸掛通行設備的歐洲安全要求,包括 BMU、吊臂系統和懸掛平台。EN 13374 規範臨時邊緣防護系統,適用於施工階段涉及高處作業的相關操作。阿聯酋項目還可能根據主管機構和項目類型參考 OSHAD-SF 框架和 Dubai Municipality 要求。英國項目還可能根據懸掛通行設備類型和運行要求參考 BS 6037。
AS 1418.13 規範澳大利亞的建築維護單元和永久安裝懸掛通行系統。Facade Access Solutions 服務亞太市場的系統在適用情況下按 AS 1418.13 進行工程設計。根據當地主管機構要求和高處作業法規,新加坡、馬來西亞、香港和印度尼西亞還可能適用其他地區性框架。
全球市場的幕牆通行法規持續發展,各司法管轄區的本地執法要求可能存在顯著差異。由於這些地區差異,項目團隊在設計和規格制定期間,應始終與合格的幕牆維護系統工程師及主管機構核實合規義務。Facade Access Solutions 在德國、西班牙、盧森堡、多倫多、迪拜和新加坡設有工程團隊,為國際項目提供跨司法管轄區的合規協調支持。
| 地區 | 主要標準 | 範圍 |
|---|---|---|
| 美國 | OSHA 1910.66, ASME A120.1 | 建築維護動力平台和懸掛通行系統 |
| 加拿大 | CAN/CSA-Z271 | 懸掛通行設備和運行安全 |
| 歐洲 | EN 1808 | 懸掛通行設備工程和運行要求 |
| 歐洲 / 施工階段 | EN 13374 | 臨時邊緣防護系統 |
| 澳大利亞 | AS 1418.13 | 建築維護單元和懸掛通行系統 |
| 亞太市場 | 當地主管機構法規加國際標準 | 地區高處作業和幕牆通行合規 |
載人升降設備在不同建築類型和行業中的應用商業塔樓是永久性 BMU 系統的主要市場,因為這些建築在整個運營壽命期間需要持續進行幕牆清潔、檢查、玻璃更換和密封膠維護。綜合用途開發項目通常還會因裙房結構、階梯式立面、屋頂露台和多個屋面標高而帶來額外通行挑戰。這些項目往往需要結合 BMU、吊臂、單軌和懸掛平台的分層作業策略,才能覆蓋所有建築區域的完整幕牆。
酒店、醫院、大學和機場都需要定期幕牆維護,但也存在影響系統選擇的運營限制。患者安全要求、有限的維護時間窗口、屋頂美觀、噪聲限制以及使用者體驗等因素都會影響維護作業的規劃方式。這些環境通常採用永久性系統,因為它們可減少反復動員活動,同時支持在持續使用的設施中開展更可控、更可預測的維護作業。
永久性通行系統也廣泛用於橋梁、體育場、水壩、能源設施和通信塔,在這些場所,檢查和維護工作必須在高處或難以到達的環境中進行。這些項目通常需要完全定制工程解決方案,而不是標準商業建築配置。Facade Access Solutions 擁有支持基礎設施項目的經驗,可提供針對非標準結構定制的專用門架、單軌系統和懸掛維護通行解決方案。
| 通行系統 | 最適合 | 高度 / 伸展範圍 | 設置要求 | 主要限制 |
|---|---|---|---|---|
| 臂式升降機 | 短期外部作業和局部維修 | 最高約 55 m | 地面通道和穩定地形 | 在高層或受阻建築上的伸展範圍有限 |
| 剪叉式升降機 | 室內或低層垂直通行 | 最高約 18 m | 平整穩定的表面 | 無水平伸展 |
| 桅柱爬升平台 | 施工階段幕牆作業 | 項目特定 | 沿幕牆設置結構連接點 | 通常不是永久維護系統 |
| BMU | 高層建築定期幕牆維護 | 從緊湊型到超高層應用 | 集成式屋頂結構和軌道規劃 | 前期資本成本較高 |
| 吊臂系統 | 中層建築和較簡單幕牆幾何形狀 | 通常最高約 100 m,受當地規範限制 | 屋頂或女兒牆安裝底座 | 與 BMU 相比伸展能力有限 |
| 繩索作業 | 設備通行受限處的檢查或針對性維修 | 項目特定 | 持證技術人員和獲批准錨點 | 不適合頻繁的大規模維護 |
如何為您的建築選擇合適的載人升降系統選擇載人升降系統不僅僅是比較設備規格。合適的解決方案取決於建築高度、幕牆幾何形狀、屋頂配置、運行要求、地區規範義務以及長期生命週期成本。
建築高度是系統選擇過程中最重要的決定因素之一。臨時臂式升降機通常可達到約 55 m,而超過這一高度的建築在施工階段往往需要永久性幕牆維護系統或桅柱爬升平台。有效的幕牆覆蓋還必須考慮退台、挑檐、凹入立面和不規則幾何形狀,而不能只考慮能否到達地面。許多現代開發項目需要多種通行系統協同工作,才能實現所有幕牆區域的完整維護覆蓋。
永久性系統的前期資本成本較高,但在建築生命週期內可消除反復動員、腳手架租賃、道路封閉費用和臨時索具成本。對於需要數十年持續幕牆維護的結構,生命週期經濟性通常明顯更有利於永久性系統。臨時通行方式還會在每次開展維護活動時反復干擾建築使用者、行人和周邊公共區域。評估建築整個壽命週期的總擁有成本,通常比僅比較初始採購成本更準確。
新建項目可以在設計階段集成屋頂軌道、電氣基礎設施、錨固系統和結構預留。這可改善幕牆覆蓋規劃,同時降低長期安裝複雜性。改造項目同樣可行,但在安裝前需要詳細評估屋面板承載能力、錨固系統、電力供應、防水狀況和通行限制。Facade Access Solutions 擁有在已投入使用建築中改造永久性通行系統的經驗,並可盡量減少運營干擾。
為您的下一個項目選擇合適的載人升降合作夥伴每棟建築都會因高度、幾何形狀、運營需求和地區規範要求而面臨獨特的幕牆通行挑戰。因此,選擇合適的項目合作夥伴與選擇設備本身同樣重要。Facade Access Solutions 提供涵蓋以下內容的一體化服務:
Facade Access Solutions 是 Alimak Group 的一部分,在北美、歐洲、中東和亞太地區提供永久性幕牆維護系統的一體化設計、工程、製造、安裝、檢查、維護和現代化改造服務。通過 Manntech、CoxGomyl 和 Tractel 等全球品牌,FAS 支持建築業主和項目團隊為複雜建築選擇安全、合規且長期有效的作業策略。如需討論您的項目要求,請聯繫 Facade Access Solutions,探索最適合您建築的永久性幕牆維護及作業策略。
免責聲明:所示圖形僅供說明用途,並不代表實際產品、設備或真實情況。
載人升降設備是一個廣義行業術語,可指用於高處通行作業的臨時或永久性人員提升系統。建築維護單元(BMU)是一種特定類型的永久性載人升降系統,專為商業和高層建築的長期幕牆維護而設計。BMU 直接集成到建築基礎設施中,並設計用於建築整個生命週期內的持續運行。
永久性載人升降系統可以改造安裝到現有建築上,但這一過程需要詳細的結構評估和工程審查。安裝前必須評估屋頂承載能力、錨固條件、電力供應、幕牆幾何形狀和防水情況。雖然新建項目更便於集成,但當長期幕牆維護需求增加時,改造系統也常安裝於已投入使用的建築。
適用認證取決於系統安裝地區。在北美,系統通常符合 OSHA 1910.66、ASME A120.1 和 CAN/CSA 標準。歐洲項目通常遵循 EN 1808,而澳大利亞和部分亞太地區則參考 AS 1418.13 及相關當地法規。系統還應包含與適用司法管轄區一致的、形成文件的檢查、荷載測試和操作人員培訓程序。
臨時臂式升降機的最大工作高度通常約為 55 m(180 ft)。建築維護單元(BMU)等永久性系統可服務從中層結構到超高層塔樓的建築。緊湊型 BMU 通常可服務高度約 150 m 的建築,模塊化系統可達約 300 m,而完全定制工程系統則用於超高層結構。由於永久性系統集成到建築結構中,因此能夠為高層建築提供顯著更大的幕牆覆蓋範圍和運行靈活性。
建築業主和運營方通常負責確保永久性幕牆維護系統按照適用法規得到妥善維護、檢查和操作。這包括年度檢查、維護記錄、操作人員培訓和定期維修。許多建築業主會與原幕牆維護系統供應商或授權服務合作夥伴合作,以管理持續的檢查和維護要求。