电梯新纪元为中高层建筑带来革命性变革

垂直(及水平)运输新纪元的到来将减少建筑内的电梯占用面积,同时建筑师得以放手设计更具创造性、更高也更加便捷周到的建筑。单井道、多厢模式意味着乘客等待电梯的时间不会超过 15-30 秒。

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生活在乡村的人们觉得电梯是一种新奇、有趣的事物,尤其当电梯拥有好玩的设计或采用玻璃地板时更是如此。然而对于工作和生活在城市的人们来说,电梯则意味着搭乘方面的重重压力。按下按钮后,可能要等待很长时间才能搭乘电梯,而且前面通常会有很多人排队。

这只是建筑师和工程师长久以来尝试重构电梯的众多显著原因之一。如何节省空间、提速、选择新路径以及缩短等待时间?电梯新纪元将开始解决所有这些以及更多的问题。

城市在发展,建筑在增多

当前的城镇化进程给电梯带来了怎样的挑战?当我们真正理解这个问题时,就能明白 thyssenkrupp 正在发展的全新 MULTI 概念所具有的变革性意义。

城市需要扩张,但不应牺牲公共空间和公园设施,因为这是确保城市生活质量的基本要素。在许多案例中,解决方案是建设更高的建筑物,以提供更多生活和工作空间,同时无需增加建筑所需的地面面积。

电梯使建筑能够达到新的高度。但是,如果继续使用传统电梯,建筑越高,需要的井道就越多,占用空间也越多。而且,频繁使用电梯的用户不得不忍受漫长的等待时间。这两大劣势使得较高的生活和工作楼层即便风景迷人也魅力大减。

建筑在增多,但公共空间也很重要

节约待梯时间势在必行

乘坐电梯当然比爬楼梯省时间,但是电梯还有许多改善的空间。2010 年,哥伦比亚大学的学生们发现,纽约市办公室白领一年内用在等电梯上的时间总计为 16.6 年,而实际乘坐电梯的时间仅为 5.9 年。

很显然,要节约人们的宝贵时间,最好能找到一种方案,它不仅可缩短等待时间,还能加速电梯运行。

漫漫上行路

电梯历史悠久。第一座带电梯的建筑是纽约市的公平大厦,竣工于 1870 年。尽管它只有 40 米高,但在将近 15 年的时间里一直都是世界最高建筑。如果将它与迪拜创纪录的 828 米高的哈利法塔相比,我们可以很有把握地说,是电梯把不可能变成了可能,但其局限性仍然存在:单部轿厢上下往返。

为什么电梯只能上行或下行?有些专家相信,如果能够发明以弧形、水平以及环形运行的电梯,电梯业将迎来最伟大的成就。向着这一终极目标发展的电梯概念已经存在了一百多年。

Daniel E. Condon 于 1903 年提交了“螺旋式升运器”的专利。Condon 的电梯在一座观景塔外以连续环行的模式上下翻飞。因为这部电梯只是一次性的有趣案例,Condon 在 1904 年提交了专注于建筑应用的另一项专利。尽管这个想法会占用更多地面空间,但其中包含了有趣的概念:多部轿厢连续环行。

环行、多轿厢电梯历史悠久

从 Paternoster 到 TWIN 的演化

Paternoster 电梯是环行电梯概念的升级版,实际上是多部轿厢在连续环路中上下运行。因此,乘客的等待时间不会超过数秒。Paternoster 的恒定循环意味着乘客必须跳上跳下移动着的无门电梯,老年人和残疾人面临很大的安全风险。尽管这种电梯系统还存在数例,但已停止再建。

TWIN 电梯系统(由 thyssenkrupp 发明)首次成功地重新引入多轿厢概念。最终,TWIN 通过在一个井道中采用两部独立轿厢,实现了大幅的空间节约,并且提高了载运容量。像伦敦 St. Botolph(圣伯托尔夫大厦)和沙特阿拉伯里亚德的 CMA 塔这样的建筑,都因为采用更少的井道而受益。技术已经给我们带来了事半功倍的效果。如果在井道中采用更多轿厢又会如何?

MULTI 的愿景

thyssenkrupp Elevator 研发总监 Markus Jetter 研究前瞻技术的时间已经有二十多年。他与同事们整合从历史项目中积累的所有专业知识,来创建曾经觉得无从实现的概念:多部电梯轿厢以环形连续安全运行。他们称之为 MULTI。

“安全”是个关键词,Jetter 强调说。与 Paternoster 不同,MULTI 电梯会停下来让人们进出,而且有门。本质上,与普通电梯相比,MULTI 电梯乘客不会发现任何视觉上的差异。他们只会注意到电梯门每 15 – 30 秒开一次。

“系统的一个关键创新是我们完全弃用了电缆。”尽管精通复杂的工程设计,但 Markus Jetter 懂得如何简单明了地解释概念。它就像一个垂直平面上的环形火车系统。

“大体上,您可以想象一趟地铁,比如伦敦的环线,然后把它放到墙上。火车就变成了在井道内的垂直轨道上运行的电梯轿厢。”

Markus Jetter

研发总监,thyssenkrupp Elevator

打开了通往无限可能的大门

许多不同技术使得 MULTI 系统变得可行。首先,很明显,传统滚轮在轨道上无法正常工作。幸运的是,工程师可以借用他们从 Transrapid 火车项目中获得的磁力线性推进经验。高科技机械闸制动器可确保系统的安全性、高效性和灵活性。

先进的轻量级设计使得轿厢重量可减少高达 50%。更多轿厢、更少井道的综合运用使得电梯在建筑内的占用面积可减少高达 50%。同时,可将乘客吞吐量增加至少 50%。

而且,来源于 TWIN 的专业知识推动着功能安全性和技术控制能力达到新的精密程度。一种创新的转轨系统也允许两个井道首尾水平相连,从而实现连续环行 – 轿厢从一个井道上行,从另一个井道下行。

给予建筑师新的选择

创新能力没有边界:单击查看运动中的轨道传送系统的简短演示

效率和灵活性胜过速度

受制于乘客舒适度的约束,电梯运行速度存在上限。因此,在提升吞吐能力方面,提速能够发挥的影响十分有限。再加上每个井道只能采用一部轿厢的额外局限性,随着建筑高度的增加,传统电梯占用的空间越来越大。

MULTI 轿厢平均 15 – 30 秒搭载一次乘客,可最大限度缩短等待时间,而且吞吐能力大幅提升。像地铁系统一样,MULTI 可以在间隔 50 米的各个停靠站之间输送大量乘客,或者乘客可以换乘载送距离较短的 TWIN 或传统电梯,就像从地铁转乘公交车一样。

“建筑物就像垂直的城市,需要像地铁这样的灵活运输系统。仅靠速度无法解决高层建筑带来的挑战。”

Markus Jetter

研发总监,thyssenkrupp Elevator

MULTI 的未来

这个概念也能满足未来的节能需求吗?之前提到过,MULTI 概念可以使电梯占用面积降低达 50%。省下来的这些空间可用于减少建筑物的总大小以及外部表面积,进而减少总能源需求。

另一项可能的发展项目是纳入能源回收系统,可以将轿厢的下行动能转变为上行所需的电能。

然而,第一步是制作一个可以工作的全尺寸原型。目前的建设任务就是构建一个这样的原型,该原型将在未来两年内于罗特维尔的新“电梯测试塔”中完成。作为检查和认证的基础,它将帮助我们打开通往真实世界的应用之门。

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