Perspektívy prevádzky obežných výťahov v členských krajinách Európskej únie - v ČR a SR

Úvod

Výťahy sú dopravno-manipulačné zariadenia zabezpečujúce vertikálnu prepravu osôb a tovaru v budovách. Z hľadiska globálnej systemizácie dopravno-manipulačnej techniky patria výťahy do širšej podskupiny zdvíhacích strojov.

Ich technický vývoj zaznamenáva intenzívny vzrast približne od konca 19. storočia, keďže je priamo spätý s budovaním výškových stavieb predovšetkým obytného, ale aj priemyselno-obchodného charakteru. Dynamizujúcim prvkom konštrukčného vývoja výťahov sa stáva epocha výstavby mrakodrapov v USA od začiatku 20. storočia a následne sa objavujú dovtedy netradične vysoké stavby čoraz viac aj v Európe.

Každodenné pulzovanie života vo výškových budovách by nebolo možné bez výťahov. Typickou ilustráciou tohto faktu je situácia, ktorú všetci dobre poznáme z každodenného života, keď pokazený výťah v obytnom dome strpčuje život jeho nájomníkom.

Najdôležitejšími atribútmi, ktoré musí spĺňať každý výťah, sú technická spoľahlivosť a prevádzková bezpečnosť.

1. Prehľadné rozdelenie výťahov

Základné rozdelenie výťahov je schematicky uvedené na obr. 1:

Obr. 1 Rozdelenie výťahov

Obr. 3 Hydraulický výťah [2]

Obr. 2 Elektrický pohon výťahu [1]

Výťahy s elektrickým pohonom sú najrozšírenejším typom výťahov, ktorý je aplikovaný v prevažnej väčšine výťahových inštalácií. Pre tieto výťahy je charakteristické, že ich ťažným prostriedkom sú nosné laná obiehajúce okolo trakčného lanového kotúča v hnacej stanici, ktorá je situovanú najčastejšie na streche budovy, t.j. nad najvyšším podlažím, obr. 2. Ich výškový dosah nie je limitovaný.

Špeciálnou kategóriou výťahov s elektromotorickým pohonom sú výťahy, ktorých ťažným prostriedkom je reťaz obiehajúca okolo koncových reťazových kolies v hornej a v dolnej stanici. Sú to výťahy obežné, známe aj pod označením „paternostery“.

Výťahy s hydraulickým pohonom nemajú lanový ťažný prostriedok, ale ich zdvih je zabezpečený lineárnym hydromotorom, čiže hydrovalcom (obr. 3), ktorý môže byť kombinovaný aj s lanovým systémom ukotveným formou kladkostroja medzi hydrovalcom a kabínou. Z takéhoto konštrukčného riešenia vyplývajú známe výhody hydraulických výťahov, napr. tichý chod, presné a plynulé zastavovanie v staniciach; avšak zároveň je ním obmedzená operačná výška zdvihu a rýchlosť jazdy. Uvedené skutočnosti neumožňujú použitie hydraulických výťahov vo výškových budovách. Sú teda vhodné na preklenutie iba niekoľkých podlaží, napr. v nákupných centrách, na železničných staniciach, na letiskách a pod.

Obr. 5 Nákladný výťah [4]

Obr. 4 Osobný výťah [3]

Osobné výťahy sú určené prioritne na prepravu osôb, obr. 4. V zmysle noriem pre zdvíhacie zariadenia sa uvažuje so štandardnou hmotnosťou prepravovanej osoby 80 kg a podľa toho je aj stanovený typorad nosností osobných výťahov. Napr. bežný „panelákový“ výťah pre 3 osoby má nosnosť 250 kg, výťahy v budovách s hromadným pohybom osôb majú kabíny s kapacitou 6 osôb, t.j. s nosnosťou 500 kg a pod.

Nákladné výťahy sú najčastejšie usporiadané ako stĺpové s lanovým pohonom alebo so šplhacím mechanizmom fungujúcim na princípe spoluzaberajúcej kinematicko-silovej dvojice pastorok-ozubený hrebeň, obr. 5.

2. Niektoré konštrukčné aspekty výťahov

Keďže najpoužívanejším typom je elektrický výťah s trakčným lanovým kotúčom, je účelné predstaviť jeho základné konštrukčné prvky, ktoré sa s určitými modifikáciami vyskytujú aj u ostatných kategórií výťahov.

1. kabína – je konštruovaná ako samonosná oceľová klietka, t.j. ako trojdimenzionálna rámová konštrukcia vytvárajúca vnútorný priestor na prepravu osôb a/alebo nákladu,
2. protizávažie – je to monoblok, najčastejšie betónový, kompenzujúci tiaž kabíny,
3. nosné laná – sú paralelne usporiadané laná, na ktorých visí na jednej strane kabína, na strane druhej protizávažie a tento lanový systém je vinutý okolo trakčného lanového kotúča v hnacej stanici situovanej nad výťahovou šachtou, t.j. na strope budovy,
4. výťahová šachta – predstavuje vertikálny priestor prechádzajúci celou budovou, v ktorej sa pohybuje kabína a protizávažie, pričom obidva tieto komponenty sú klzne spojené s vodiacimi lištami uloženými pozdĺž šachty,
5. hnacia stanica – ako už bolo spomenuté, pohon výťahu je uložený nad výťahovou šachtou a jeho „klasické“ konštrukčné usporiadanie tvorí trojfázový asynchrónny elektromotor, závitovková prevodovka a trakčný lanový kotúč. Nové, moderné koncepcie výťahových pohonov používajú elektromotory otáčkovo riadené pomocou frekvenčných meničov v kombinácii s planétovou prevodovkou alebo sú bezprevodové.
6. bezpečnostné prvky – tvoria súbor mechanických zariadení, ktorých cieľom je zaistiť bezpečnosť prevádzky výťahu. Ich usporiadanie a vzájomná súčinnosť sú názorne prezentované na obr. 6, pričom odbornej verejnosti sú detailne známe. Preto uveďme len ich principiálne zjednodušujúci popis.

Obr. 6 Bezpečnostné prvky výťahu

Podľa tejto schémy kabína výťahu D a protizávažie F sú zavesené na nosných lanách A, ktoré sú opásané okolo trakčného lanového kotúča E poháňaného elektromotorom cez závitovkovú prevodovku. Kabína je vedená prostredníctvom vodiacich čeľustí L na vodiacich lištách B. Najdôležitejším a aktivujúcim bezpečnostným prvkom výťahu je obmedzovač rýchlosti G pracujúci na princípe súčinnosti rohatky (otáčajúcej sa v dôsledku pohybu lanka C obmedzovača rýchlosti, ktoré je spojené s kabínou) a západky N. Samotné lanko L na spodnom konci obieha okolo gravitačne napínanej kladky H. Pri prekročení nominálnej rýchlosti pohybu kabíny začne odskakovať kladka západky na rotujúcom mnohohrane, následne hneď zapadne do rohatky a lanko C sa zastaví. Tým dôjde ku relatívnemu pohybu medzi kabínou a lankom, v dôsledku čoho sa vytiahnu klinové zachytávače K na boku kabíny a šmykovým trením o vodiace lišty zastavia pohyb kabíny.

Okrem toho je výťah vybavený aj ďalšími bezpečnostnými prvkami, ako napr. podlahový spínač, koncové vypínače, dverové uzávierky, nárazníky, vahadlový záves kabíny a pod.

3. Osobné obežné výťahy – paternostre

Obr. 7 Pohľad do kabín paternostra

Ako už bolo spomenuté, osobné obežné výťahy (paternostre) predstavujú špeciálnu kategóriu výťahov. Ich ťažný prostriedok tvorí dvojica reťazí obiehajúca paralelne okolo koncových reťazových kolies. K reťaziam sú na obidvoch vetvách (na stúpajúcej aj na klesajúcej) pripevnené kabínky s pravidelnými rozstupmi.

Z hľadiska technickej bezpečnosti je tento typ výťahu menej náročný, ako „klasický“ lanový výťah, keďže u neho nehrozí pád kabíny uvoľnenej v dôsledku zlyhania závesného, resp. ťažného prostriedku. Preto bezpečnostné prvky zabraňujúce takémuto javu sa u paternostra nevyskytujú.

Prepravná rýchlosť obežného výťahu je síce malá, ale vzhľadom na to, že pracuje kontinuálne, má veľkú prepravnú kapacitu. Jeho kabínky sú otvorené a práve to spôsobuje iný druh ohrozenia – možnosť úrazu pri nastupovaní a vystupovaní z pohybujúcej sa kabínky. Tomu majú zabrániť rôzne špeciálne bezpečnostné prvky, typické iba pre paternoster, akými sú napr. odklopné a posuvné časti kabínky, resp. odklopno-posuvné segmenty v staniciach.

4. Technicko-normalizačné alebo legislatívne vákuum

Odbornej verejnosti je známe, že výťahy patria do skupiny tzv. vyhradených technických zariadení, s čím je spojené to, že sa na ne vzťahuje osobitná dokumentácia vo forme právnych predpisov a technických noriem. Avšak, ako je uvedené nižšie, legislatívna poloha obežných reťazových výťahov nie je v súčasnosti úplne vyjasnená a môže spôsobovať ich „pád do legislatívneho vákua“.

Podľa platných technických noriem je pozícia obežných výťahov rovnako komplikovaná. Na reťazové obežné výťahy sa vzťahovali pôvodné normy ČSN 27 4009 časť 10 – Elektrické výťahy. Projektovanie a konštruovanie. Obežné výťahy a všeobecnejšie aj ČSN 27 4002 (Elektrické výťahy. Inštalovanie, skúšanie a prevádzka).

Nové výťahové normy, STN/ČSN EN 81–1 „Bezpečnostné pravidlá na konštrukciu a montáž výťahov. Časť 1: Elektrické výťahy“ a STN/ČSN 81–80 „Bezpečnostné pravidlá na konštrukciu a montáž výťahov. Jestvujúce výťahy. Časť 80: Pravidlá na zvyšovanie bezpečnosti v jestvujúcich výťahoch určených na dopravu osôb alebo osôb a nákladov“ uvádzajú, že sa nevzťahujú pre obežné výťahy.

Tieto dve normy patria do skupiny, ktorá má triediaci znak 27 40XX až 27 46XX, určený špeciálne pre výťahy.

Z hľadiska právnych predpisov boli obežné výťahy charakterizované už v roku 1982 vo Vyhláške Slovenského úradu bezpečnosti práce č. 59/1982 Zb; ktorou sa určujú základné požiadavky na zaistenie bezpečnosti práce a technických zariadení a jej českým ekvivalentom bola Vyhláška č. 48/1982 Sb. Českého úradu bezpečnosti práce. Tieto predpisy sa priebežne novelizovali na Slovensku vyhláškami č. 484/1990, č. 74/1996, č. 718/2002 a najnovšou č. 508/2009 a v Českej republike vyhláškou č. 192/2005 Sb. V rámci všetkých týchto novelizácii sú osobné výťahy, ako vyhradené technické zariadenia, zaraďované do kategórie s najvyššou mierou ohrozenia a teda implicitne by tu mali patriť aj paternostre, aj keď nie sú vo vyhláškach priamo menované.

V rámci európskej legislatívy existuje smernica 95/16/ES Európskeho parlamentu a Rady o aproximácii právnych predpisov členských štátov týkajúcich sa výťahov. Táto smernica je implementovaná aj do príslušných národných legislatív členských krajín a teda platí aj na území SR a ČR. Na Slovensku bol daný európsky právny predpis obsiahnutý v dvoch novelizáciách nariadenia vlády Slovenskej republiky č. 571/2001 Z.z., ktorým sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách a postupoch posudzovania zhody na výťahy, a to novelizáciami v nariadeniach č. 327/2003 Z.z. a č. 235/2008 Z.z. V Českej republike je v platnosti nariadenie vlády 142/2008, ktorým sa novelizovalo nariadenie vlády č. 27/2003 Sb., stanovujúce technické požiadavky na výťahy.

V spomínanej európskej smernici, ako aj v príslušných nariadeniach vlád, je pojem výťah definovaný takým spôsobom, podľa ktorý nedáva jednoznačnú odpoveď na otázku, či sa daná legislatíva vzťahuje aj na reťazové obežné výťahy, t.j. na paternostre.

Ak akceptujeme právny výklad smernice a vládnych nariadení v tom zmysle, že neplatia pre paternostre, potom to ale znamená, že legislatívna poloha obežného výťahu je, obrazne povedané, „vo vákuu“.

5. Záver – otázna budúcnosť paternostrov

Obr. 8 Neprístupnosť paternostra pre osoby so zmenenou mobilitou

Napriek nesporným technicko-prevádzkovým výhodám obežných výťahov sa v európskom priestore ich éra pomaly končí, pretože sa vo viacerých krajinách EU považujú za málo bezpečné. Podľa súčasných kritérií nespĺňa požiadavky univerzálneho dizajnu, tzn. dizajn použiteľný pre všetkých bez obmedzenia.

I keď pre zdravého jedinca nástup a výstup z paternostra nepredstavuje problém, u osôb po úraze alebo s určitým druhom zdravotného postihnutia je to nerealizovateľný úkon. Ide najmä o osoby s obmedzenou mobilitou (pohybujúce sa na vozíku, osoby s barlami alebo s vychádzkovou paličkou), ako aj o ľudí s poruchou zraku, či úplne nevidomých. Podobne pre matky s kočiarom, deti a staršie osoby je paternoster prekážkou.

Z týchto dôvodov musí byť v budovách s paternostrom inštalovaný aj „klasický“ kabínový výťah, čím sa stavba objektu architektonicky a finančne komplikuje. Všetky vyššie spomenuté fakty a argumenty oprávňujú nazývať paternoster posledným „výťahovým mohykánom“ svojho druhu.

Tento článok bol vypracovaný v rámci projektu VEGA 1/0356/11: Inovačné procesy v konštrukcii pohonných jednotiek dopravných prostriedkov, strojov a optimalizácia materiálových tokov a logistiky za účelom úspory energie a zvýšenia spoľahlivosti pre aplikačné potreby v praxi.

Použitá literatúra

• [1] www.produkty.topkontakt.idnes.cz
• [2] www.stavmanpraha.cz
• [3] www.lodige.co.uk
• [4] www.stavtech.sk
• [5] ČSN 27 4009, Časť 10: Elektrické výtahy. Projektování a konstruování. Oběžné výtahy.
• [6] ČSN 27 4002: Bezpečnostní předpisy pro výtahy – Provoz a servis výtahů
• [7] STN/ČSN EN 81–1: Bezpečnostné pravidlá na konštrukciu a montáž výťahov – Časť 1: Elektrické výťahy
• [8] STN/ČSN 81–80: Bezpečnostné pravidlá na konštrukciu a montáž výťahov. Jestvujúce výťahy. Časť 80: Pravidlá na zvyšovanie bezpečnosti v jestvujúcich výťahoch určených na dopravu osôb alebo osôb a nákladov.
• [9] Vyhláška č. 59/1982 Zb. Slovenského úradu bezpečnosti práce, ktorou sa určujú základné požiadavky na zaistenie bezpečnosti práce a technických zariadení
• [10] Vyhláška č. 48/1982 Sb. Českého úřadu bezpečnosti práce kterou se stanoví základní požadavky k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení.
• [11] Vyhláška č. 484/1990 Z.z. Slovenského úradu bezpečnosti práce o zmene o doplnení vyhlášky Slovenského úradu bezpečnosti práce č. 59/1982 Zb., ktorou sa určujú základně požiadavky na zaistenie bezpečnosti práce a technických zariadení.
• [12] Vyhláška č. 74/1996 Z.z. Úradu bezpečnosti práce Slovenskej republiky na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci, bezpečnosti tlakových, zdvíhacích, elektrických a plynových technických zariadení a o odbornej spôsobilosti.
• [13] Vyhláška č. 718/2002 Z.z. Ministerstva práce, sociálnych vecí a rodiny Slovenskej republiky na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci a bezpečnosti technických zariadení.
• [14] Vyhláška č. 508/2009 Z.z. Ministerstva práce, sociálnych vecí a rodiny Slovenskej republiky, ktorou sa ustanovujú podrobnosti na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci s technickými zariadeniami tlakovými, zdvíhacími, elektrickými a plynovými a ktorou sa ustanovujú technické zariadenia, ktoré sa považujú za vyhradené technické zariadenia.
• [15] Vyhláška č. 192/2005, kterou se mění vyhláška Českého úřadu bezpečnosti práce č. 48/1982 Sb., kterou se stanoví základní požadavky k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení, ve znění pozdějších předpisů
• [16] Směrnice Europského parlamentu a rady 95/16/ES o sbližování právních předpisů členských států týkajících se výtahů.
• [17] Nariadenie vlády Slovenskej republiky č. 571/2001 Z. z., ktorým sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách a postupoch posudzovania zhody na výťahy.
• [18] Nariadenie č. 327/2003 Z.z. vlády Slovenskej republiky, ktorým sa mení a dopĺňa nariadenie vlády Slovenskej republiky č. 571/2001 Z.z., ktorým sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách a postupoch posudzovania zhody na výťahy.
• [19] Nariadenie č. 235/2008 Z.z. vlády Slovenskej republiky, ktorým sa mení a dopĺňa nariadenie vlády Slovenskej republiky č. 571/2001 Z.z., ktorým sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách a postupoch posudzovania zhody na výťahy v znení nariadenia vlády Slovenskej republiky č. 327/2003 Z. z.
• [20] Nařízení č. 142/2008 Sb. vlády, kterým se mění nařízení vlády č. 27/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výtahy, ve znění nařízení vlády č. 127/2004 Sb.
• [21] Nařízení č. 27/2003 Sb. vlády, kterým se stanoví technické požadavky na výtahy.