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匹配:为每栋建筑找到完美的电梯

可用的电梯类型数量巨大:从单轿厢到双层电梯,单个电梯井中设立两个独立轿厢,或多个轿厢上行、下行和横行穿过多个电梯井。建筑师和建筑商总能从如此丰富的选择中为各种类型的建筑找到适当的电梯组合。但是,他们要如何找到真正实现“完美匹配”,从而优化每栋建筑内人员流动的电梯呢? 最能满足中高层办公大楼需求的交通解决方案不同于那些更适合多功能超高层摩天大楼的解决方案。接下来,我们将在 thyssenkrupp Elevator 两位专家的帮助下探讨建筑电梯组合的规划:MULTI 电梯咨询与定价部主管 Andreas Schmidt 和新安装部主管 Sushanthan Somasundaram。
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创建于 2019 年 12 月 05 日

大城市拥有更高的建筑和更多电梯选择

随着城市中心区人口急剧增长,建筑内的交通解决方案成为城市总体公共交通结构的重要组成部分。Sushanthan Somasundaram 表示:“由于城市正在蓬勃发展且城市空间有限,城市只有一个发展方向,那就是向上发展。这种发展需要更灵活、多功能和模块化的建筑和交通解决方案。电梯技术必须不断发展,以满足高密度城市生活的各种需求。”

Andreas Schmidt 补充道:“正是电梯的问世使摩天大楼成为可能,但多年来,电梯的发展并没有跟上建筑师的创新理念。直到最近,电梯才发展成熟。如今,电梯已经能够在所有方向上移动、达到无限高度,甚至能在最具创意的建筑几何图形中导航。”

如果电梯能够实现这一切——且提供很多选择——该如何为建筑选择合适的电梯呢?

cities on the rise

城市正在崛起。

了解建筑类型及其对选择电梯的影响

简而言之,不同类型的建筑适用不同类型的电梯,但事情也没那么简单。在选择电梯时,首先要全面了解建筑的规模和形状、使用方法以及用户数量。这样才能计算预期流通量。对于更复杂的建筑,要找到匹配的电梯,还需要使用复杂的程序来模拟建筑内的人员预期出行行为(即流通量),以便从整体上比较和对比不同类型电梯的成本和效益。

 
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低层建筑的电梯速度为 1.75 m/s。许多低层建筑都是多功能建筑:兼顾住宅、办公空间和零售。由于用户数量较少,较小的低层建筑只需一部单轿厢电梯就能满足人们的出行需求。对于大型低层建筑,如百货商场和商场,多部单轿厢电梯、货梯和醒目的自动扶梯的组合通常是最佳选择。

 
mid-rise buildings

中层建筑的电梯速度为 3 m/s。这种规模的建筑通常是商业建筑。当这种规模的建筑拥有两个不同的用户群(如办公室和酒店)时,它可能会设置两个完全独立的大厅和电梯系统。这种类型的建筑通常使用多部单轿厢电梯,但偶尔也使用双层或多功能 TWIN 双子电梯。TWIN 双子电梯将两个独立的轿厢放在单个电梯井中,从而将单个电梯井的人员运送能力增加一倍。

然而,所有这些电梯都必须相互协调地运行。因此,新系统通常采用目的地调度系统,例如 AGILE,以确保采用最有效的方式将用户分组并分配给电梯。旧建筑还可使用 AGILE 进行现代化改造。

 
high-rise buildings

高层建筑或摩天大楼(40+ 层,150+ 米)可进一步分为 3 类:高层建筑(150-299 米)、超高层建筑(300-599 米)和巨高层建筑(600+米)。

过去,随着建筑变得越来越高,它们需要越来越多的电梯井。这是因为传统电梯都是一个电梯井配一个电梯轿厢。建筑越高,则需要越多的电梯井来运送人员。然而,这些电梯井会占用大量宝贵的空间。

然而,如今,不管建筑的高度如何,都可以用更少的电梯井来运送更多人员。这要归功于目的地调度系统预测性维护,以及创新的新型电梯,如高速电梯、双层电梯、TWIN 双子电梯(一个电梯井中设有两个独立的轿厢)和 MULTI 电梯(多个磁悬浮轿厢水平和垂直地循环通过多个电梯井)。

MULTI infographic

用更少的电梯井运送更多人员:相比传统电梯,目前最先进的电梯和 MULTI 电梯的上升高度超过 600 米。

理解流通量

当电梯行业的专家谈论流通量、移动或人员流动时,他们希望确保人员持续、不间断地移动。电梯等待时间是阻碍人员高效流动的最大障碍。高速电梯通常很重要,但在建筑中运送大量人员最有效的方法是为每栋楼找到最佳的电梯组合,以减少等待时间。

thyssenkrupp Elevator 的 MULTI 电梯咨询与定价部主管 Andreas Schmidt 阐释了实现过程:“我们有一个精密的综合计算模型帮助我们针对建筑设计最佳电梯配置。要为客户提供理想组合和最佳解决方案,我们必须精确评估停靠站、建筑内的特殊热点位置(餐厅、观景台等)、电梯轿厢和电梯井的数量以及高峰和非高峰时间(想想高峰时间)。最终目标是确保最终用户能够高效、方便地在整个建筑中移动。理想情况下,人员会持续流动,没有等待时间。MULTI 电梯的多轿厢系统是目前确保等待和出行时间尽可能短的最有效方法。”

people circulation

电梯需要保持人员循环流动。

高层建筑对电梯设计的影响

thyssenkrupp Elevator 的新安装部主管 Sushanthan Somasundaram 解释高层建筑带来的影响:“随着建筑变得越来越高、越来越复杂,电梯行业必须做出相应的调整。我们必须考虑多个方面及其相互依赖性。要想一想,我们是应该使用缆绳,还是应该使用磁力系统来更有效地摆脱高度和方向的限制?”

“建筑规模持续扩大往往伴随着不同楼层的混合使用。我们看到越来越多的多功能建筑,包括酒店、住宅、办公楼、底层零售和顶层餐厅。这使得确保建筑内所有用户的高效交通变得更加复杂,同时还要考虑安全问题。虽然并非所有人都可以进入所有楼层,但仍应确保快速紧急疏散。与此同时,生活质量和工作/生活平衡也必须纳入复杂高层建筑的规划中。”

“从技术层面上讲,让建筑更高会增加建筑结构遭受的自然影响,例如风或地震,这些因素还会影响建筑内部的电梯解决方案。在规划电梯时,我们必须考虑建筑的摇摆和烟囱效应,因为它们直接影响电梯缆绳的潜在摇摆。此外,气压差还会影响电梯门。”

tall buildings

与小城市一样,高层建筑也需要高效的交通系统。

为摩天大楼选择合适的电梯组合

对于多功能建筑,不同电梯类型之间的相互作用和协同作用非常重要。接下来,Somasundaram 将解释这种选择对超高建筑的重要性。

为建筑选择合适的电梯解决方案

Somasundaram 表示:“我们的本地团队与参与新建筑规划和开发的几乎所有人员密切合作,特别是与建筑师、投资者以及电梯顾问开展密切合作,以便为既定建筑定义最佳垂直交通理念,同时保持建筑核心的尺寸尽可能小。”

“为此,首要任务是了解建筑的正确需求和未来拟定用途:如何使用建筑的不同部分,以及这些区域在电梯系统、建筑通道和安全方面的具体要求。我们需要解决很多问题:人们将从哪里进入建筑?给定时间内会有多少人到达?建筑内的不同人群(办公室工作人员、居民、餐厅或俱乐部客人等)何时出现?他们通常何时在建筑内走动?不同人群是否可以使用相同的电梯轿厢,还是需要分开搭乘?”

“同时,我们还要考虑货物在建筑内的移动,特别是当我们设有住宅、酒店或餐厅楼层时。最后,在规划建筑时,还要考虑当地有关消防和疏散程序的规定。”

“一旦明确用途和人流,我们的本地团队就可以开始规划不同的电梯组,并使用交通分析软件比较可能的解决方案。这款软件可根据电梯系统或其技术规范模拟不同的人员流通量变化方式。”

thyssenkrupp Elevator 的建筑交通解决方案

Somasundaram 说:“thyssenkrupp Elevator 是目前唯一一家能够为高层建筑提供全套电梯的电梯制造商,旗下产品包括传统电梯(每个电梯井配备一个轿厢、一台机器和一个配重)、双层电梯(一个轿厢固定在另一个轿厢顶部,每个电梯井配备一台机器和一个配重)以及 TWIN 双子电梯(同一电梯井内设立两个独立轿厢,每个轿厢均配备机器和配重)和 MULTI® 电梯(同一电梯井内设立多个轿厢,不配备缆绳,但配有线性电机系统,用于进行水平和垂直移动)。”

“相比传统电梯,TWIN 双子电梯运送相同数量的人员所需的电梯井更少,并可增加建筑的灵活性。例如,与双层电梯不同,它不需要楼层之间的距离相同,两个轿厢可以用来应对建筑内部的人口变化。TWIN 双子电梯系统的另一大优势是效率:在使用需求较低时,我们可以将不需要的轿厢置于临时停放位置。”

Georgia Tech

乔治亚理工学院的一栋 21 层建筑将安装 5 部 TWIN 双子电梯。

多功能建筑崛起

据 Schmidt 所说:“多功能建筑是建设未来高效城市的关键。”他认为,“纯粹的”住宅和办公楼将变得不那么常见:“建筑规模将不断变大。自 2000 年以来,高度超过 200 米的建筑增加了两倍。这些巨大的摩天大楼正成为设有工作、住宅和休闲区的小城市。电梯必须以最短路径在这些区域之间运送用户。”

Schmidt 继续解释道,对于多功能建筑,某些用户行为不那么重要,而其他用户行为则更加重要:“在典型的办公楼中,我们必须考虑三个高峰时段:早上、午餐和晚上。而这些高峰时间在多功能建筑中并不明显,因为建筑中的人流几乎不变。另一方面,单个停靠站可能变得更加重要。除了地面层,零售楼层可能特别繁忙,必须考虑所有这些因素。”

电梯能够带来价值

另一个需要考虑的问题是,您是否想让电梯发挥除运送以外的功能。电梯能让建筑更有吸引力,实现新设计并创造更多可出租空间吗?Schmidt 将讨论 MULTI 电梯如何做到这一切,并介绍两个涉及 MULTI 的即将进行的项目。

电梯如何为建筑带来价值

Schmidt:“MULTI 不仅具有线性推进、水平运动和单个电梯井中配有多个轿厢等重要特征,还可为建筑师和业主提供切实好处:多轿厢系统将电梯系统的占地面积减少 50%。这意味着有更多空间可供出租或出售。”

 
higher rental income

Higher rental income: The perfect elevator configuration saves space and money.

“它水平移动的能力使新连接成为可能。如果电梯能穿越天桥,天桥就会更有吸引力。线性推进使得它不再需要缆绳,并摆脱传统系统(约 500 米)的高度限制。MULTI 有助于实现新的建筑形状和创记录高度,不会发生中断,也不需要安装任何额外电梯组。它还不需要在电梯井上方设置机械房,因此 MULTI 可以在建筑顶层工作。总之,这意味着我们将看到一些有趣而独特的建筑,其中有些已经在设计之中。”

德国的 MULTI 项目

Schmidt:“我们目前正在研究德国大型建筑的两个理念,一个是新建筑,另一个是针对新用途进行翻修和改造的建筑。MULTI 将成为主要交通要素,不仅仅是因为它在建筑内提供多条水平路径。它还可在建筑内部和当地地铁站之间提供交通服务。MULTI 使得整个理念成为现实。我们相信,这两个项目将在几年内完成。”

MULTI for metros

MULTI 提供从建筑到地铁站的交通服务。

电梯让我们的城市未来更加光明

随着城市的不断发展以及建筑变得越来越高,我们需要能够以最小中断将人们顺利地从一个地方运送到另一个地方的电梯解决方案。但是,要实现最大限度的城市便利性,我们还需要更多地考虑建筑之间的连接,以及 MULTI 电梯如何在地下或通过天桥实现这些连接。在悬浮城市理念等创意的支持下,很明显,天空才是极限。

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悬浮城市:我们的未来在空中吗?

Image Credits

Cities on the rise, picture by Ruslan Bardash, taken from unsplash.com

Skyscrapers (worm’s eye view), picture by Scott Webb, taken from unsplash.com