Emniyet Zinciri

Yayın TarihiKasım-Aralık, 2020 by Tricia Derwinski Yazdır

2018 yılında Şikago’da yaşanan olayın ışığında modern bir çok katlı bina asansörünün güvenlik sistemlerine bir bakış

2018’in sonlarında, Şikago’daki bir gökdelende bulunan bir ekspres asansör 95’inci kattan lobiye inerken varış katından uzak bir noktada beklenmedik bir biçimde durmuştu. Denetmenler, muhtemelen kabin 20’inci kat hizasında geçerken asansörün yedi adet askı halatından birinin koptuğunu tespit ettiler. Kabin güvenli bir biçimde yavaşlayarak 12 ile 11’inci kat arasında kontrollü olarak durmuştu. İçeride bulunan yolcudan yaralanan olmamıştı.

Olay medyada büyük sansasyona yol açmış ve 875 North Michigan bulvarındaki (eski John Hancock Merkezi) asansörün 84’üncü kattan düştüğü iddia edilmişti. Oysa öyle olmamıştı. Çok katlı binalarda bulunan bütün asansör sistemlerinde olduğu gibi bu binanın asansörlerinde de yolcuları güvene alacak çoklu ve yedekli güvenlik sistemleri bulunuyordu.

Askı halatının kopması oldukça nadir yaşanan bir durumdur. Bu vakada, emniyet sistemleri olması ve standartlarda belirtildiği gibi çalışıyordu. Bu makalede insanların bakımı düzgün bir şekilde yapılmış olan günümüzün çok yüksek binalarından birinde kendilerini neden güvende hissetmeleri gerektiğini anlayabilmeleri için bu sistemlerin nasıl çalıştığı basitçe anlatılmaktadır.

Emniyet Konusunun Tarihçesi

Yunan matematikçi Arşimet’in MÖ 3’üncü asansör benzeri bir cihaz yapmasıyla bilinir. Kaldıraçlar binlerce yıl boyunca inşaat malzemeleri gibi ağır yükleri kaldırmak için kullanıldı. Asansörlerin insanlar için güvenli ve güvenilir bir taşıma aracı haline gelmesi ise Elisha Graves Otis’in asansör emniyet frenini icat ettiği 1852’den sonra gerçekleşti. Bu icat modern gökdelenlerin yapılmasını mümkün kılarken hayatımızın da sonsuza dek değişmesine yol açtı.

Otis’in harika bir mühendislik ürünü olan emniyet freni, kaldırma halatı koptuğunda asansörün düşmesini önledi. Halat gevşediğinde gerilimin boşalması asansör kabininin karşılıklı yanlarında asansörü tutan raylar üzerindeki kertiklere oturtulmuş büyük bir yaprak yaydan oluşan emniyet frenini harekete geçiriyordu.

Otis icat ettiği cihazın güvenilirliğinden o kadar emindi ki 1854’te New York City’de düzenlenen Tüm Uluslar Endüstri Fuarı’nda bir gösteri düzenledi. Kalabalıktan yüksek bir yerde bir platform üzerinde duran Otis tutma halatının kesilmesini söyledi. Platform birkaç santimetre aşağıya indi, emniyet freni ise platformu tutarak düşmesini engelledi. Otis teatral bir biçimde “Güvendeyim, beyler, güvendeyim” diye seslendi.

İleri düzey programlama, sensor teknolojisi ve malzeme bilimi alanlarında çalışan mühendisler tarafından nesiller boyunca geliştirilmiş ileri teknolojileri bir araya getiren yüksek katlı binalardaki modern asansörlerin güvenlik sistemleri Otis’in orijinal emniyet freninden daha gelişmiştir. Jet motoru enjektörlerinde kullanılan alaşımdan yapılmış asansör emniyet freni buna iyi bir örnektir - yüksek ısıya dayanıklılık özelliklerinden dolayı her iki uygulama için de idealdir.

Emniyet Zinciri

Günümüzdeki yüksek katlı binalarda kullanılan asansörlerin emniyet sistemini tanımlarken mühendisler “emniyet zinciri”nden söz ederler. Bu, tanıdık bir atasözünü tersine çeviren bir metafordur. Zincirde bir kırılma meydana geldiğinde sorun çözülene kadar asansör durur. Gücü de burada yatar. Örneğin, eğer sensörlerden biri bir kapı kilidinin devreye girmediğini tespit ederse, kontrolör bu sorun çözülene kadar asansörün hareket etmesini önler. Elektrik kesintisi konusunda endişelenmeye gerek yoktur. Makinenin elektriği kesildiği takdirde, makine freni otomatik olarak devreye girer ve asansör durur.

Yolcular sıkıntı yaşayabilirler fakat güvendedirler. Modern asansörlerin iki temel emniyet komponent seti vardır: elektrikli ve mekanik. Elektrikli komponentler asansör kontrolörü, sensörler ve yazılım sistemlerinden oluşur. Kontrolör sistemin beyni gibi çalışır. Sensörler kabin hızı ve konumu, kapı kilidi durumu veya erişim panosu konumu gibi emniyetle alakalı fonksiyonları denetler. Yazılım sistemleri, yedek sensör sistemlerini doğrulamak için bağımsız değerlendirme sağlar.

Mekanik komponentler ise asansör makinesinin kendisi, makine freni aşırı hız regülatörü, kabin frenleri frenleri ve kuyunun tabanında yer alan tamponlardır. Askı halatları da emniyet sisteminin önemli komponentleridir. Günümüzdeki yüksek katlı bina asansörleri tamamen dolu bir kabine yetecek kadarından çok daha fazla sayıda halat sayesinde inip çıkar.

Örnek Senaryo

Bir asansörün beyan hızının belli bir oranda aştığını düşünelim: emniyet zincirindeki bir halka açılmış ve asansörün güvenli bir biçimde durdurulması için kontrol sistemini tetiklemiştir.

Asansör Makinesi

Bu vakada, asansör sensörleri söz konusu hızlanmayı asansörü yavaşlatmak için makineye giden akımı değiştiren kontrolöre iletir. Bu noktada makine freni devreye girmemiştir. Asansörü makinenin kendisi yavaşlatır. Bu süreç bir otomobilde frene basmak yerine düz vitesle vites düşürmeye benzer.

Makine Freni

Makineye giden akımın asansörü yeterince yavaşlatmaması durumunda kontrolör makineye giden bütün gücü keser ve asansörün yavaşlaması için makine frenini devreye sokar. Emniyet sistemi asansörü kontrollü biçimde durdurabilmek için (ilgili standartlara uygun olarak) tasarlanmıştır.

Regülatörler ve Kabin Frenleri

Asansör hızlanmaya devam ederse – veya mühendis dilinde “aşırı hız” yaparsa, emniyet hiyerarşisinde harekete geçirilecek olan bir sonraki komponent regülatördür. Regülatör, makine odasına monte edilen bir hız algılama cihazıdır. Asansör kabinine bağlı bir çelik halat ile hareket eden kendi makarası vardır yani asansör ile aynı hızda hareket eder. Regülatör çok hızlı dönerse, yay içerisindeki mekanik avans ağırlıkları dışarı çıkarak regülatör halatını tutan bir cihazın devreye girmesini sağlar.

Şimdi hareketsiz kalan regülatör halatı emniyet mandallarını yani kabinin acil durum frenlerini devreye sokar. Emniyet mandalları kuyu raylarına kenetlenerek asansörün güvenli bir biçimde durmasını sağlar. Bu emniyet mandalları Otis emniyet freninin modern versiyonudur.

Tamponlar

Kuyunun tabanında bulunan tamponlar aşağıya inen bir asansörün enerjisinin etkisini azaltarak dağıtabilir. Yüksek katlı binalardaki asansör sistemlerindeki tamponlar otomobil tamircilerinin arabanın alt takımları ile çalışabilmek için arabayı yukarıya kaldırmada kullandıkları kaldıraca benzer.

Diğer frenleme komponentlerinin asansörü kuyunun dibine kadar gelmeden önce durdurmaya vakti yetmediğinde tamponlar devreye girer. Devasa bir otomotiv amortisörü gibi davranacak kabini durdurmak üzere yavaşlatırlar.

Güvenlik Alanındaki Gelişmeler

Bu emniyet sistemleri ne kadar güvenli olsalar da araştırmacı mühendisler sürekli performansı geliştirecek yeni teknolojiler geliştirmektedir. Nispeten son icatlardan biri de Asansörlere Yönelik Güvenlik Uygulamalarında Programlanabilir Elektronik Sistem’dir (PESSRAL).

Programlanabilir elektronik sistemlerindeki gelişmeler sayesinde kontrol sistemleri daha akıllı hale gelmiştir. Emniyet zincirindeki bir halkanın açık olduğunu bilmek yerine, hangi halkanın açık olduğunu belirleyerek duruma uygun çözüm sunabilirler. Kontrol sisteminin yanıtı insanların direksiyon arkasındaki tepkilerine benzemeye başlamıştır, bazen şerit değiştirirler, bazen de tamamen durmaya karar verirler.

PESSRAL ile, kontrolör daha akıllı hale gelir ve asansörü durdurup çalışmasını önlemek şeklindeki mevcut tek çözüm yerine duruma uygun şekilde hareket eder.

Özet

Elisha Graves Otis’in emniyet freni icadının verdiği ilhamdan beri yüksek katlı binalardaki modern asansörlerin emniyet özellikleri mekanik komponentler, akıllı kontrolörler ve çoklu emniyet yedekleri bulunan gelişmiş elektronik aksamdan oluşan tam entegre sistemler halini aldı. Bütün bu önlemlerin alındığı asansörler emniyetli, güvenilir ve rahat ulaşım sağlar. Dahası, asansörler günümüzün birleşik şehir hayatının oluşmasında önemli bir rol oynamıştır.

Birleşmiş Milletler’e göre dünya nüfusunun %55’i veya yaklaşık 4,4 milyar insan şehirlerde yaşamaktadır. Bu oranın 2050’de yaklaşık %70’e ulaşması beklenmektedir. Bu nedenle bu dünyayı asansörler olmadan hayal etmek bile imkansızdır.

Tricia Derwinski sistem ve alt sistem tasarım ve entegrasyonu konusunda 30 yılı aşkın deneyimiyle Otis’te sistem mühendisi olarak görev yapan teknik bir çalışandır. Asansör sistemlerinin tasarımında gürültü ve vibrasyon konularındaki gereksinimlerle ilgili büyük deneyimi olan Derwinski’nin sistem dinamikleri deneyimi de bir hayli fazladır. Skyway ™, Gen2® ve SkyRise® asansörleri gibi birçok model ürün tasarımı konusunda teknik sistem desteği vermiş ve Empire State Binası’ndaki modernizasyon da dahil olmak üzere dünya çapında çok sayıda önemli projede yer almıştır.