Могут ли лифты работать горизонтально?
Лифты уже изменили здания, в которых мы живем и работаем. Теперь появляются новые идеи, которые могут снова изменить архитектуру и даже городское планирование.
Один миллиард человек в мире пользуется лифтом хотя бы раз в день. Подъемные устройства того или иного типа использовались на протяжении тысячелетий. Колизей в Риме был оборудован более чем двадцатью лифтами, приводимыми в движение мускулами рабов. На протяжении столетий в шахтах и на заводах использовались шкивные и канатные системы. Эрхард Вайгель, немецкий математик 1743-го века, использовал систему шкивов и веревок для перемещения внутри семиэтажного дома в Йене. В XNUMX году Людовик XV установил в Версале лифт, который доставил его в его личные покои.
Первые небоскребы и смена культурной модели
Известная нам конструкция лифта была представлена на выставке New York Nations Industry Exposition в мае 1854 года Элишей Отисом. (1). Он был основан на его запатентованном решении, то есть на тросах и противовесах вместе с пружинным храповым механизмом, который останавливал лифт в случае обрыва основного троса. Через три года после презентации Otis установила свой первый пассажирский лифт в г. здание склада фарфора Э. В. Хоухут и компания. Поначалу говорить об успехе было сложно. Покупатели не хотели ездить на ужасающем новом устройстве, и торговая компания избавилась от него еще в 1860 году. Триумф концепции Отиса пришлось ждать до тех пор, пока не были представлены новые изобретения — конструкция стального каркаса, позволяющая более высоким зданиям быть возведены и электродвигатели, которые позволили увеличить скорость движения лифта вверх.
Во второй половине XIX века лифт впервые повлиял на строительство, архитектуру и, в конечном итоге, на форму городов в более широком смысле. Хотя начинать надо было с достижений строительной техники, которые позволяли надстраивать все новые и новые этажи, но множить их не имело смысла без учета того, смогут ли люди попасть в помещения повыше — о привозе мебели и прочего . . . Так увеличение высоты зданий было обусловлено развитием транспортной техники вверх.
Первые способы поднять людей в небо в небоскребах Нью-Йорка оставались довольно неуклюжими. В большинстве случаев гидравлические домкраты, потому что они были намного быстрее, чем работающий от пара Краны Отис. Требовался поршень, утопленный в землю на глубину, соответствующую высоте шахты лифта. Это решение неудобно, но возможно до высоты около двадцати этажей.
1. Презентация лифта, изобретенного Элише Отис.
Электродвигатель изменил ситуацию. Оригинальный паровой лифт Otis поднимался со скоростью 0,2 метра в секунду. Лифты с электроприводом в первом пятидесятиэтажном здании — 241-метровом Вулворт-билдинге, открытом в 1913 году, — были более чем в десять раз быстрее. Два десятилетия спустя те, кто находился на 381-метровом Эмпайр Стейт Билдинг, двигались со скоростью 6 м / с, что уже было близко к современному стандарту высотных зданий.
Расширив человеческий мир вверх, лифт разрушил прежние представления о престиже и комфорте. До ХХ века люди ценили близость к улице. Первый этаж, прямо над городским шумом, но легко доступный, пользовался наибольшим спросом. Все, что выше второго этажа, обычно предназначалось для прислуги. В отелях и многоквартирных домах стандарты и цены падали вместе с высотой. Лифт не только позволил строить гораздо более высокие здания, но и изменил определение жизненного комфорта. С увеличением суммы арендная плата начала расти, а не падать. В сегодняшних современных условиях квартиры и офисы высоко наверху, даже на чердаке, часто трансформируемом в роскошный пентхаус, уже для богатых и высокопоставленных людей.
Быстрее и удобнее
В настоящее время на мировом рынке лифтовой техники доминируют несколько компаний: финская Kone, немецкая Thyssenkrupp и швейцарская Schindler, за которыми следуют японские Mitsubishi и Hitachi, которые с годами устранили и оставили конкурентов позади. И именно этот налобный фонарь ищет новые технические решения, остро необходимые, потому что то, что работало в 50-метровом здании, выше высоты 300 м, перестает работать.
Более сотни зданий по всему миру уже имеют высоту более 300 м — почти все они были построены в этом столетии. Использование отдельных валов для лифтов традиционной конструкции уже невозможно. Одни только стальные канаты весили бы достаточно, чтобы сломаться под собственным весом. И это не единственные проблемы, с которыми сталкиваются проектировщики, а за ними и люди, живущие и работающие в таких небоскребах. Кхейр Аль-Кодмани из Университета Иллинойса изучал, например, проблемы и конфликты, связанные с длительным ожиданием лифтов. Есть и специфические архитектурные проблемы. Очень высокие здания сильно сужаются на верхних этажах. Шахты лифтов не могут — поэтому они иногда занимают даже 40% площади последних этажей.
2. Кабели Kone UltraRope в шахте лифта
Увеличение скорости, на которое ориентируются японские производители кранов, позволяет решить некоторые временные проблемы. Лифты обычно движутся со скоростью 8-9 м/с. Модели Mitsubishi в Шанхайской башне более чем в два раза быстрее, достигая скорости 20 м/с. Но хотя скорость ценится пользователями, обычно трудно справиться с возникающим ускорением. Говорить правду, конструкторы, как они признают, могли бы построить еще более быстрые лифты, но неизвестно, выдержат ли люди с ними путешествие.
Поэтому финская Kone уделяет больше внимания совершенствованию конструкции и алгоритмов, необходимых для предотвращения ненужных остановок и порожних пробегов, что сократит время ожидания и уменьшит количество необходимых валов. Все чаще появляются решения, информирующие пользователей о том, какие лифты использовать, вместо тех, в которых пользователь сообщает системе, куда он хочет пойти. Есть и конструкции двухуровневые лифты, одновременная поддержка четных и нечетных уровней, что оптимизирует использование системы. Решения, протестированные Kone, также предусматривают разделение верхней и нижней палуб при необходимости и эксплуатацию два независимых лифта в одной шахте. Были даже попытки использовать систему из трех лифтов в одной шахте.
Финны разработали Ультраверевка (2), сухожилие на основе углеродного волокна, которое позволяет создавать более высокие отдельные подъемники. Kone создала рекордные лифтовые системы в Бурдж Халифа (3), километровая высотка в Джидде, Саудовская Аравия. Спроектированные там лифтовые шахты должны были достигать 660 м в высоту. Однако инвестиции были приостановлены из-за подозрений в коррупции, поэтому мы, вероятно, увидим такие высокие лифты в других местах раньше.
3. Интерьер лифта в Бурдз Халифе
Новый лифт
Эксперименты в лаборатории ThyssenKrupp идут дальше, полностью отклоняясь от принципа построения веревки. Они используют высокоскоростную железнодорожную технику для создания Мультисистема, на основе электромагнетизм, чем-то похож на принцип действия и движения железной дороги типа — только не на рельсах, а в шахтах. Это снимает все ограничения по высоте вылета подъемника, а кроме того позволяет добавить к вертикальному перемещению еще и горизонтальное. Это означало бы возможность введения таких возможностей, как «прохождение» лифтов, обход стоячих лифтов, использование «не своей» шахты и даже обгона (4).
4. Визуализация системы Multi ThyssenKrupp
Первое здание, в котором будут установлены такие лифты, — East Side Tower в Берлине — не сможет пользоваться «Мульти», пока не получит сертификат от властей, что, вероятно, произойдет совсем скоро, в 2020 году. использовать весь потенциал системы. В то время как Multi мог покрыть все потребности всего с шестью шахтами, аварийные службы, менее доверяющие новой технологии, потребовали два дополнительных старомодных лифта, чтобы они могли добраться до верхних этажей в случае, если что-то пойдет не так.
Тем временем Адриан Годвин, консультант, занимающийся проектами самых высоких зданий в мире, вместе с Томасом Хезервиком уже делают наброски проектов. подвижные строения, в которых такие системы, как Multi, вообще не нуждаются в традиционно понимаемых валах. Их объекты изменят геометрию, а вместе с ними изменят и траектории движения лифтов, перевозящих людей. Более того, эти типы лифтов могут соединять целые группы зданий, районов и городов, даже революционизируя городское планирование.
Итак, опять же, лифтовая технология окажет решающее влияние на форму городов, в которых мы живем.
