Будущее технологий лифтов: двойная палуба и небесные лобби в небоскребах
По мере того, как города становятся все плотнее, а горизонты все выше, вертикальные транспортные системы, которые обслуживают эти мега-структуры, должны развиваться. Лифты больше не просто удобство - они являются критическим компонентом функциональности здания, безопасности и опыта пассажиров. Две ключевые инновации - двухэтажные лифты и небесные лобби - стали краеугольными камнями современного высотного дизайна, позволяя архитекторам достигать новых высот при сохранении эффективности. Эти технологии в сочетании с новыми цифровыми и механическими достижениями меняют будущее технологии лифтов в небоскребах.
Двухэтажные лифты: сложенная вместимость, экономия вала
Двухэтажный лифт состоит из двух пассажирских кабин, установленных одна над другой в пределах одной подъемной полосы. Каждая кабина обслуживает другой пол одновременно - нижняя кабина останавливается на равнозначных этажах, например, в то время как верхняя кабина останавливается на нечетных этажах. Эта конфигурация эффективно удваивает пропускную способность каждого вала, не требуя дополнительного пространства.
Как работают двухэтажные лифты
Механически двухэтажные лифты имеют общую систему подъема - один набор стальных канатов или ремней, прикрепленных к верхней части верхней кабины, с нижней кабиной, подвешенной непосредственно под. Противовес сидит на противоположной стороне перекладины, уравновешивая комбинированный вес обеих кабин. Современные двухэтажные системы часто используют отдельные посадочные двери на каждом этаже, чтобы сохранить зону безопасности между кабиной и структурой здания. Двери должны точно синхронизироваться: обе кабины открываются на соответствующих этажах одновременно, позволяя пассажирам входить и выходить без задержки.
Обычно две кабины не являются независимыми — они движутся вместе как единое целое. Однако некоторые передовые конструкции позволяют для переменного расстояния между кабинами размещать полы с разной высотой потолка, хотя это добавляет механическую сложность. Наиболее распространенная конфигурация — фиксированное расстояние, используемое в зданиях, где высота пола однородна.
Преимущества двухэтажных лифтов
- Увеличивая пропускную способность пассажиров: Перевозя вдвое больше людей за поездку, двухэтажные системы значительно сокращают время ожидания в башнях с высоким трафиком.
- Космическая эффективность: Каждый двухпалубный вал заменяет два однопалубных вала, освобождая ценную площадь пола, которую можно арендовать или использовать для удобств. В типичной офисной башне это может составлять тысячи квадратных футов.
- Уменьшенный размер ядра: Меньшее количество валов означает меньшее ядро здания, что позволяет использовать большие напольные плиты и более гибкие внутренние планировки.
- Энергосбережение: Перемещение более тяжелой нагрузки с одним двигателем и противовесом может быть более эффективным, чем работа двух отдельных систем, особенно когда регенеративные приводы захватывают энергию во время торможения.
- Улучшенная пропускная способность: В часы пик (например, утренний приезд или спешка с обедом) двухэтажные лифты перемещают больше людей в минуту, чем их однопалубные аналоги.
Недостатки и соображения
- Более высокая начальная стоимость: Механические системы и системы управления более сложны, что увеличивает первоначальные капитальные затраты.
- Сложность синхронизации дверей: Если одна из дверей кабины неисправна, обе кабины должны остановиться, что может нарушить работу на нескольких этажах.
- Поведение пассажиров: Жители должны быть обучены использовать правильную кабину для своего пола назначения. Системы сигнализации и отправки назначения могут смягчить путаницу, но это остается проблемой в зданиях с частыми посетителями.
- Ограниченная гибкость: Конструкции с фиксированной проходимостью не могут вместить полы с необычной высотой потолка без модификаций.
- Проблемы технического обслуживания: Работа над двумя штабелированными кабинами требует специализированных протоколов доступа и безопасности.
Известные здания, которые развернули двухэтажные лифты, включают Один Всемирный торговый центр в Нью-Йорке (который использует комбинацию двухэтажных и одноэтажных автомобилей) и Шанхайская башня в Китае, в настоящее время второе по высоте здание в мире. Бурдж-Халифа , при использовании в основном одноэтажных автомобилей, включает конструкции двухэтажных смотровых площадок в своих шаттлах для обработки больших объемов посетителей.
Sky Lobbes: вертикальные транзитные хабы
Небо лобби - это этаж промежуточного уровня, где пассажиры перемещаются между различными зонами лифта. Вместо одного шахты лифта, идущего от земли до вершины, здание разделено на вертикальные сегменты - экспресс-лифт перевозит пассажиров с первого этажа в небесный вестибюль, где они затем садятся на местный лифт, который обслуживает только несколько этажей в этой зоне. Эта концепция зонирования была впервые применена в 1970-х годах в оригинальных башнях-близнецах Всемирного торгового центра и с тех пор стала стандартом в сверхвысоких небоскребах.
Как работают небесные лобби
Как правило, здание имеет два или три небесных лобби, расположенных примерно на одной трети и двух третях от общей высоты. Экспресс-лифты работают без остановки к этим лобби, в то время как местные лифты соединяют лобби с этажами в пределах зоны. Некоторые конструкции также включают в себя челночные лифты , которые останавливаются только на небесных лобби, минуя все другие этажи.
Например, в башнях Петронас в Куала-Лумпуре небесный мост соединяет две башни на уровнях 41 и 42, а небесный вестибюль на уровне 43 обеспечивает доступ к верхним офисным этажам.Тайпей 101 использует двухэтажную систему лифтов в сочетании с небесными вестибюлями для эффективного обслуживания своей смотровой площадки.
Преимущества небесных лобби
- Уменьшенный размер ядра лифта: При группировке этажей в зоны общее количество необходимых валов резко сокращается. Экспресс-валов меньше, а локальные валы короче.
- Быстрее Время в пути: Экспресс-лифты ездят на высоких скоростях (до 10 м/с и более) без остановки, сокращая время в пути до верхних этажей более чем вдвое по сравнению с одновальной системой.
- Заторможенность наземного лобби: Пассажиры распределены по разным небесным вестибюлям, предотвращая давку людей, ожидающих у главного входа.
- Улучшенная эвакуация в чрезвычайных ситуациях:] Небомобили могут служить убежищами во время пожара или других чрезвычайных ситуаций, позволяя пассажирам перемещаться по горизонтали в другое крыло или ждать спасения.
- Усиление безопасности: Доступ к верхним этажам можно контролировать в вестибюле неба, требуя дополнительного разрешения.
Обсуждение Sky Lobbies
- Утраченное арендное пространство:] Каждый небесный вестибюль занимает целый этаж, который в противном случае мог бы быть арендуемым пространством. Дизайнеры часто компенсируют это размещением вестибюля на механическом полу или использованием его для удобств, таких как конференц-центры или небесные сады.
- Время пересадки: Пассажиры должны ждать два лифта вместо одного, добавляя 30–60 секунд за поездку. В очень высоких зданиях это достойный компромисс.
- Проблема поиска: Посетители могут быть сбиты с толку системой зонирования. Чистые вывески, мобильные приложения и обслуживающие лица лобби помогают, но это добавляет сложности.
Здания с известными системами лоббирования неба включают Бурдж-Халифа (небесные лобби на уровнях 43, 76 и 123), Всемирный финансовый центр Шанхай и Международный торговый центр в Гонконге. Концепция также используется во многих крупных многоцелевых разработках, где лобби соединяет жилые и коммерческие зоны.
Синергия: объединение двухэтажных лифтов и Sky Lobbies
При объединении двухэтажных лифтов и небесных лобби создают мощную вертикальную транспортную систему, которая максимизирует как пропускную способность, так и скорость. Двухэтажные экспресс-лифты могут перевозить пассажиров в вестибюль с удвоенной пропускной способностью, в то время как местные двухэтажные лифты в каждой зоне еще больше увеличивают пропускную способность. Эта синергия необходима для новейшего поколения сверхвысоких башен, которые часто превышают 100 этажей и должны ежедневно перемещать десятки тысяч человек.
Например, Королевская башня с часами в Макке в Саудовской Аравии использует двухэтажные лифты для быстрого перемещения паломников между главным входом и верхними этажами отелей. Во многих новых азиатских небоскребах, таких как Всемирная башня Лотте в Сеуле, комбинация двухэтажных автомобилей и нескольких лобби в небе эффективно обрабатывает как офисное, так и гостиничное движение. Совет по высотным зданиям и городской среде обитания (CTBUH) подробно описывает эти новые тенденции в своих ежегодных отчетах о вертикальном транспорте.
Технологии лифтов следующего поколения
Заглядывая вперед, индустрия лифтов раздвигает границы далеко за пределы концепций двойной палубы и небесного лобби. Несколько технологий готовы пересмотреть вертикальный транзит в ближайшие десятилетия.
Диспетчер назначения на основе ИИ
Традиционные лифты используют кнопки «вверх» и «вниз». Системы отправки отправлений, которые сейчас являются стандартными во многих новых установках, требуют, чтобы пассажиры заходили на свой пол перед посадкой. Алгоритм ИИ группирует пассажиров с аналогичными пунктами назначения, назначая их конкретному автомобилю. Это сокращает время в пути и потребление энергии. Передовые системы могут изучать модели движения и адаптироваться в режиме реального времени, даже во время специальных событий или чрезвычайных ситуаций.
Бескапотные лифты (MULTI)
Одной из самых революционных концепций является безканатный лифт, разработанный thyssenkrupp как система MULTI. Вместо одного кабеля или ремня несколько кабин работают независимо в замкнутом контуре — подобно горизонтальной системе метро, повернутой вертикально. Используя линейную двигательную технологию и магнитную левитацию, MULTI позволяет нескольким кабинам перемещаться в одном валу, как вверх, так и вниз, и даже поворачиваться вбок. Это позволяет непрерывной циркуляции, более высокой емкости и меньших ядер. Первая установка была завершена в 2017 году на испытательной башне компании в Ротвейле, Германия, и коммерческое развертывание запланировано для East Side Tower в Берлине. Для более подробной информации см. thyssenkrupp официальная страница MULTI.
Лифты Maglev
Магнитные лифты левитации (магнитного) используют электромагнитные силы для подвешивания и движения автомобиля без физического контакта. Это устраняет трение, позволяя развивать скорости до 20 м/с. Японские Hitachi и Mitsubishi Electric разрабатывают прототипы маглева, а демонстрационный лифт в здании Японии высотой 300 метров Abeno Harukas работает на скорости 12,5 м/с с использованием линейного синхронного двигателя. Системы маглева также генерируют меньше шума и требуют меньше обслуживания, чем традиционные тяговые системы с зубчатой или без зубчатой передачей.
Зеленые и регенеративные технологии
Лифты энергоемкие, но новые конструкции делают их более устойчивыми. Регенеративные приводы преобразуют тормозную энергию опускающихся автомобилей в электричество, которое можно подавать обратно в сеть здания. светодиодное освещение , управление режимом сна и энергоэффективные двигатели снижают общее потребление. Некоторые здания даже соединяют системы лифтов с возобновляемыми источниками энергии на месте, такими как солнечные панели на крыше или ветряные турбины, интегрированные в фасад здания.
Влияние на архитектурный дизайн
Эволюция технологии лифтов оказывает непосредственное влияние на то, как проектируются небоскребы. Двухэтажные лифты позволяют использовать более узкие ядра, освобождая больше площади для полезной площади. Небесные лобби создают возможности для , , , , и общественных пространств на высоте, улучшая опыт проживания пассажиров. Зоонирование с небесными лобби также позволяет использовать проекты смешанного использования, где различные зоны (например, офисы, гостиницы, резиденции) имеют отдельные входы и выделенные лифты.
Архитекторы теперь могут представить здания, которые не только выше, но и эффективнее. Например, башня Джидда в Саудовской Аравии, в настоящее время строящаяся и имеющая цель превысить 1000 метров, будет полагаться на несколько небесных лобби и, вероятно, двухэтажные шаттлы для обслуживания своих различных функций. Ядро становится вертикальным позвоночником, с валами лифтов, сгруппированными вокруг структурных элементов. Эта интеграция структурной и транспортной инженерии является отличительной чертой современного супервысокого дизайна.
Журнал FLT:0Elevator World часто сообщает об этих архитектурных тенденциях, подчеркивая, как технология лифта влияет на массирование зданий, эффективность напольных плит и даже энергетические коды.
Проблемы и соображения
Несмотря на преимущества, внедрение двухэтажных лифтов и небесных лобби не лишено препятствий. Модернизация существующего здания с двухэтажной системой обычно требует увеличения вала и укрепления конструкции, что часто является экономически невыгодным. Небоскребы могут не подходить для зданий менее чем с 40 этажами, поскольку штраф за перенос перевешивает выгоду.
Стоимость остается основным фактором: двухэтажный лифт может быть на 30-50% дороже, чем одноэтажная система эквивалентной пропускной способности. Кроме того, для обслуживания требуются специализированные техники, обученные механике и управлению двухэтажными. Пассажирский опыт также требует тщательной конструкции - запутанные вывески или длительные прогулки между точками передачи могут свести на нет экономию времени.
Правила безопасности развиваются, чтобы идти в ногу. Американское общество инженеров-механиков (ASME) A17.1/CSA B44 Кодекс безопасности для лифтов и эскалаторов теперь включает положения для двухэтажных лифтов, закрывающих запирание дверей, аварийных остановок и процедур эвакуации. Владельцы зданий должны обеспечить соблюдение местных кодексов, которые могут широко варьироваться в разных юрисдикциях.
Будущее городской мобильности
Технология лифтов не развивается изолированно. Умные системы зданий, датчики Интернета вещей и алгоритмы прогнозного обслуживания создают бесшовную вертикальную транспортную сеть. Пассажиры могут в скором времени использовать свои смартфоны для вызова лифта, который автоматически направляет их к оптимальному автомобилю и даже настраивает скорость на основе трафика. ИИ будет балансировать нагрузку на несколько двухэтажных автомобилей и небесных лобби в режиме реального времени.
В конечном итоге, лифты могут стать частью подключенной городской системы мобильности, связывающей станции метро, гаражи и мосты. Гиперпетля и вертикальные взлетно-посадочные транспортные средства могут однажды сблизиться с системами лифтов, но на данный момент основное внимание остается на том, чтобы сделать существующие технологии умнее и эффективнее.
Поскольку небоскребы становятся выше, более смешанными и более устойчивыми, двухэтажные лифты и небесные лобби, несомненно, будут играть центральную роль. Они позволяют архитекторам расширять границы высоты при сохранении практического пассажиропотока. Такие компании, как Отис , Шиндлер , KONE и Mitsubishi Electric продолжают внедрять инновации, инвестируя в исследования и разработки, которые обещают более быстрые, безопасные и экологичные вертикальные путешествия.
Для владельцев зданий и разработчиков инвестиции в эти передовые транспортные системы не являются обязательными — это необходимость оставаться конкурентоспособными на рынке для коммерческих и жилых помещений. Будущее технологий лифтов — это двухэтажная, оборудованная для аэродинамического лобби и оптимизированная для искусственного интеллекта, и она прибывает быстрее, чем многие понимают.