أزل الحبل ، أزل القيود

تم تصميم برنامج تيسين كروب MULTI لمواجهة تحديات التوسع الحضري المتفجر.

تم تقديم هذه المقالة لأول مرة في ندوة 2018 الدولية للمصاعد والسلالم المتحركة في اسطنبول. لمزيد من المعلومات حول حدث نوفمبر 2019 في لاس فيغاس والمشاركة ، تفضل بزيارة www.elevatorsymposium.org.

تستغل MULTI قوة تقنية المحرك الخطي لتحريك سيارات متعددة في عمود واحد ، رأسيًا وأفقيًا وبدون حبال. إنه أول مصعد في العالم يمكنه حرفياً فتح اتجاهات جديدة في مجال نقل الأشخاص. تم تصميم MULTI لزيادة سعة عمود الركاب بنسبة 50٪. يقوم بذلك عن طريق تمكين كبائن متعددة من السفر بأمان لأعلى عمود واحد ولأسفل آخر في حلقة واحدة مستمرة ، مثل المكوك الدائري.

نظرًا لأن نصف سكان العالم يعيشون بالفعل في المدن ، فإن هذا العدد سوف يقفز إلى ما يقرب من 70 ٪ بحلول منتصف القرن. في الواقع ، يضع البناؤون كل يوم ما يعادل مدينة بها مليون شخص. بينما تكبر المدن ، كذلك ناطحات السحاب. تضاعف عدد المباني التي يزيد ارتفاعها عن 200 متر ثلاث مرات منذ عام 2000 ، وهناك أكثر من 180 مبنى يزيد ارتفاعها عن 250 مترًا قيد الإنشاء حاليًا. أصبحت المباني مثل المدن العمودية ، وهي بحاجة إلى نظام نقل مرن يشبه المترو. تتسبب المصاعد التقليدية ، ذات المقصورة الواحدة في العمود ، في قيود من حيث التنقل والمساحة وتحد من ارتفاع المبنى. في ظل هذه الخلفية ، من الواضح أن التنقل الفعال في المباني لم يعد رفاهية ولكنه ضرورة مطلقة ، مما يجعل MULTI أحد أهم الابتكارات في التنقل الحضري - بداية حقبة جديدة لصناعة المصاعد.

المقدمة

في عام 1950 ، كان سكان الريف يمثلون 70٪ من سكان العالم. بحلول عام 2050 ، سيمثل سكان الحضر نفس النسبة تقريبًا. نحن في وسط أهم تحول ديموغرافي في التاريخ الحديث.

يمكن العثور على أسرع معدلات النمو في إفريقيا وآسيا والشرق الأوسط وأمريكا الوسطى ، لكن أوروبا وأمريكا الشمالية تتأثران بشدة بهذا الاتجاه. استنادًا إلى توقعات متوسط ​​أحجام الأسر والزيادات في عدد سكان المدن ، ستكون هناك حاجة إلى ما يقدر بـ 250 مليون وحدة سكنية إضافية بحلول عام 2030 عبر 12 دولة تمثل 61٪ من سكان العالم (باستثناء طلبات التجديد والاستبدال).

التوسع الخارجي - ما يسمى "الزحف العمراني" - ليس هو الحل. من خلال توسيع المدن على المستوى الأفقي ، نقوم بتدمير البيئات الطبيعية ، وزيادة عدد السيارات في الشوارع (زيادة التلوث وأوقات التنقل) وتقليل جودة الحياة. تواجه العديد من المدن العالمية ، مثل هونج كونج ، حواجز طبيعية تمنع تمامًا الزحف العمراني.

تتطلب اتجاهات التحضر الحالية منا إيجاد حلول تسمح لنا بالعيش بشكل مريح ، مع استيعاب الكثافة السكانية المتزايدة. هذا يعني أن المدن يجب أن تستخدم المساحة المتوفرة لديها بشكل أكثر فعالية. تتطلب الكثافة المتزايدة للمناطق الحضرية تطوير المزيد من المباني المتوسطة إلى الشاهقة ، والتي تتيح الاستخدام الأكثر ملاءمة للبيئة والأكثر فعالية من حيث التكلفة للمساحة. تشغل المباني الشاهقة مساحة أرضية أقل ، وهو أمر ضروري لتأمين المناطق الخضراء للمدينة والسماح بالتحكم المركزي والذكي في الطاقة.

يمكن أن تصبح ناطحات السحاب أيضًا جزءًا من الحل. وفقًا لمجلس المباني الشاهقة والمساكن الحضرية (CTBUH) ، فقد ارتفع عدد المباني التي يزيد ارتفاعها عن 200 مترًا من حوالي 260 في عام 2000 إلى أكثر من 1,300 اليوم ، [1] وهناك أكثر من 180 مبنى يزيد ارتفاعها عن 250 مترًا حاليًا. قيد الإنشاء. [2] عندما يتعلق الأمر ببناء المباني الفائقة (300 متر وما فوق) ، فمن الواضح أن منطقة الشرق الأوسط وآسيا في الصدارة.

أصبحت المباني الشاهقة أشبه بالمجتمعات القائمة بذاتها ، حيث توفر مساحات مكتبية وسكنية وتجارية. في بعض الأحيان ، هم مترابطون مع بعضهم البعض. تمامًا مثل أي مكان آخر في المدينة ، يجب أن يكون كل موقع داخل المبنى مرتبطًا جيدًا إذا كان يريد جذب المستثمرين التجاريين أو المستأجرين أو حتى المتسوقين غير الرسميين. لتحقيق هذا المستوى من الاتصال ، تحتاج أنظمة نقل المباني إلى مرونة مماثلة لتلك الموجودة في المترو.

الابتكارات مطلوبة

تشكل المباني الطويلة تحديًا من حيث التطبيق العملي: تصبح الطوابق العليا أقل جاذبية إذا لم تضمن اتصالات سريعة بمستوى الشارع. يمكن التغلب على هذا جزئيًا من خلال جلب وسائل الراحة وفرص التسوق التي يجدها المرء على مستوى الشارع إلى الروافد العليا من الأفق.

خيار آخر جذاب هو إدخال جسور السماء للمباني. يمكن أن توفر Skybridges الاتصال الاجتماعي الذي لا يكون ممكنًا عادةً إلا على مستوى الشارع ، حيث تجلب المتاجر والمتنزهات والمقاهي التي يمكن الوصول إليها من العديد من المباني. باستخدام تقنية المصاعد المناسبة ، يمكن للجسور السماوية أيضًا أن تسمح للركاب بالسفر من الطوابق العليا لمبنى إلى آخر دون الحاجة إلى الذهاب إلى الطابق الأرضي والمشي.

المصاعد التقليدية ذات المقصورة المفردة في عمود رأسي واحد تقيد الحركة وتشغل مساحة. كما أنها تحد من ارتفاع المبنى لأنها تصل إلى حدودها بحوالي 400-500 متر.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد استخدام مثل هذا العمود المرتفع لمقصورة مصعد واحدة مضيعة لمساحة البناء. يشبه تشغيل قطار واحد بين مدينتين على مسار واحد ، بدلاً من استخدام عدد مرن من القطارات على مسارات متوازية. لا تسمح تقنية المصاعد التقليدية أيضًا بالنقل الأفقي ، وهو أمر ضروري لربط أنظمة المصاعد لمبنيين عبر الجسور العلوية أو الأنفاق تحت الأرض.

وصف MULTI

مع أخذ كل هذا في الاعتبار ، من الواضح أن التنقل الفعال في المباني لم يعد رفاهية ، ولكنه ضرورة مطلقة. MULTI هو حل تيسين كروب للمصاعد لتلبية هذه الحاجة وأكثر من ذلك. MULTI هو نظام مصعد من الجيل التالي يمكنه وضع أكبر عدد ممكن من الكبائن في عمود واحد حسب الحاجة ، ولكنه لا يعمل في عمود واحد بمفرده. تعمل كبائن MULTI في دائرة ، وتتحرك لأعلى عمودًا واحدًا ولأسفل آخر. ونظرًا لعدم وجود حبال ، يمكن لأنظمة MULTI التنقل جانبيًا لربط المباني المختلفة أو التكيف مع المباني ذات الأشكال الهندسية والأشكال المبتكرة الجديدة.

من خلال إعادة فحص العناصر الأساسية للمصعد الحديث بشكل نقدي ، قرر مهندسو الشركة أن الوقت قد حان للتخلص من الحبال ، لأنها كانت السبب الجذري لكل عيب تقريبًا في المصاعد التقليدية (الجدول 1).

كيفية It يعمل

في معظم الحالات ، يتبع MULTI الفرضية الأساسية لنظام دائري ، مثل إلى حد كبير paternoster. تستخدم MULTI تقنية محرك خطي بدون حبال ، مما يعني أنه يمكن دمج العديد من الكبائن في حلقة واحدة. مع سرعة مستهدفة تبلغ 5 ميل في الساعة ، سيمكن هذا النظام من الوصول شبه الثابت إلى كابينة المصعد كل 15-30 ثانية. مع توقف نقل كل 50 م. سيستفيد الركاب من أوقات الانتظار المخفضة ، كما أن خيار الدخول المزدوج في الطابق الأرضي يحسن سهولة الوصول في المباني الكبيرة.

لقد زادت thyssenkrupp Elevator بالفعل من سعة الركاب في عام 2002 من خلال إدخال نظام المصاعد TWIN ، والذي يوفر كابينتين لكل عمود وزيادة بنسبة 30٪ في سعة النقل ، فضلاً عن تقليل حجم المصعد بنسبة 30٪. ولكن الآن ، بعد أن قامت الشركة بإزالة كابلات التعليق والاستفادة من خبرتها في تقنية الرفع المغناطيسي (maglev) ، لديها القدرة على تشغيل أنظمة المصاعد مثل أنظمة النقل الجماعي وزيادة قدرات النقل بنسبة 50٪ ، مع تقليل أثر المصعد أيضًا بنسبة 50٪.

تستفيد MULTI من تقنية المحرك الخطي المطورة لقطار maglev الألماني Transrapid وتطبقه على كبائن المصاعد. يتيح ذلك للكابينة التحرك في أعمدة بنفس الطريقة التي تتحرك بها القطارات في أنظمة السكك الحديدية ، مع العديد من الكبائن المستقلة لكل عمود والتي يمكن أن تتحرك رأسياً وأفقياً. وفقًا للشركة ، يتم ضمان السلامة من خلال أنظمة الدفع والفرامل المتعددة في الكبائن ونظام التحكم في السلامة الذي تم تطويره لمصاعد TWIN ، والذي يمنع الكبائن من الاقتراب الشديد من بعضها البعض.

كما تشير الشركة إلى أن MULTI توفر قدرات أعلى بكثير ، بالإضافة إلى حركة أسرع وأكثر راحة ، مقارنة بالمصاعد عالية السرعة ، والتي تكون محدودة بتأثيرات الضغط على جسم الإنسان ، حيث يعاني العديد من الأشخاص من عدم الراحة بسرعات أعلى من 10 ميجابيكسل.

300 متر أو أعلى هو الارتفاع المثالي للمبنى لمنشآت MULTI التي تستخدم نمط عمود الدوران المزدوج الدائرة. ومع ذلك ، فإن النظام لا يعتمد على ارتفاع المبنى. مع عدم وجود حبال ونظام فرامل متعدد المستويات ونقل الطاقة لاسلكيًا من العمود إلى الكابينة ، سيستفيد مستخدمو MULTI من أعمدة أصغر تبلغ 6 أمتار مربعة ، مقارنة بالتقنيات الأخرى التي تشغل عادةً مساحة 2 أمتار مربعة. قد يعني هذا توفيرًا كبيرًا في التكلفة للمطور ، كما يقول المصاعد تيسين كروب. تُترجم الزيادة الإجمالية في الكفاءة أيضًا إلى انخفاض الحاجة إلى أعمدة المصاعد ، وبالتالي تقليل أثر المصاعد في المبنى وتوفير مساحة أرضية قابلة للاستخدام وإيرادات لأصحاب المباني (الشكل 9).

بينما تطبق MULTI أنظمة تحكم وميزات أمان مماثلة لتلك المستخدمة في TWIN ، فهي تتضمن عناصر جديدة ، مثل المواد المركبة الكربونية خفيفة الوزن للكبائن والأبواب ، والتي تزن حوالي 50 كجم بدلاً من 300 كجم القياسية في كبائن المصاعد العادية. ينتج عن هذا إنقاص الوزن الإجمالي بنسبة 50٪ مقارنة بالتقنيات القياسية. باستخدام محرك خطي جديد ، يكون المحرك الفردي كافيًا لأداء الحركات الأفقية والعمودية ، بينما يتيح المبادل للكبائن تغيير الاتجاه والانتقال من عمود إلى آخر (الشكل 3). من خلال الجمع بين التقنيات الرائدة ومفهوم التشغيل البسيط وجعلها أكثر ملاءمة للركاب ، جعلت MULTI الرؤية المستقبلية لكابينة متعددة لكل عمود حقيقة واقعة.

برلين 2020: أول استخدام تجاري

نظام MULTI الجديد ليس مجرد فكرة - يتم نشره حاليًا في مشروع جديد في برلين. سيكون هذا أول تركيب تجاري في العالم لمصعد متعدد الاتجاهات. تم تصميم المشروع ، برج الجانب الشرقي ، ليكون معلمًا حضريًا لسنوات قادمة. بالإضافة إلى استخدامه الرائد لنظام MULTI ، تم تصميم المبنى الشاهق للمكتب الذي تبلغ مساحته 140 مترًا من قبل المهندسين المعماريين الحائزين على جوائز في مجموعة Bjarke Ingels Group (BIG). تشتهر BIG بتصميماتها الجريئة غير التقليدية ، فضلاً عن دمجها الديناميكي للأفكار التقدمية والمستدامة. ومن الأمثلة على ذلك ، LEGO® House المرحة في بيلوند ، الدنمارك ، ومصنع لتحويل النفايات إلى طاقة في كوبنهاغن - والذي يتضاعف كمنحدر للتزلج - و VIA 57 West الزاوي في مدينة نيويورك.

يتم تطوير موقع برج الجانب الشرقي من قبل OVG Real Estate ، أكبر مطور عقاري في هولندا وداعم عالمي رائد للمباني الذكية "الخضراء". تشمل مشاريع OVG السابقة The Edge in Amsterdam ، التي حصلت على جائزة وكالة التصنيف البريطانية Building Research Foundation ، طريقة التقييم البيئي لبناء المكاتب الجديدة في جميع أنحاء العالم في عام 2016. كما سجلت The Edge أعلى درجة استدامة تم تسجيلها على الإطلاق: 98.4٪.

من خلال الجمع بين المبتكرين مثل هؤلاء ، من الواضح أن East Side Tower مقدر له أن يصبح مشروعًا منارة لتقنيات البيئة والاستخدام المبتكرة - مثل MULTI. من المقرر الانتهاء من المبنى في عام 2020.

إمكانيات جديدة لمدن المستقبل

كما هو موضح أعلاه ، يمكن فهم MULTI على أنه نظام نقل جماعي عمودي ، بمسارات متوازية و "قطارات" مستقلة (كبائن). هذا يعني أنه يمكن ربط أي نقطتين على مستوى عمودي ببعضهما البعض ، تمامًا مثل المترو.

بالنظر إلى ما هو أبعد من التطبيقات لتحسين إنتاجية الركاب وكفاءة المصعد في المباني الشاهقة الفردية ، فإن نهج النقل الجماعي MULTI يعني أنه يمكن توصيل العديد من المباني والهياكل عبر جسور السماء أو عبر الأنفاق تحت الأرض. قد يكون هذا خيارًا جذابًا لإمكانية الوصول والاتصال غير المسبوق داخل مجمعات المباني منخفضة الارتفاع أو المباني ذات الأشكال الهندسية الفريدة ، مثل إطار دبي (الإمارات العربية المتحدة) أو Interlace (سنغافورة) أو ما يسمى بـ "المناظر الطبيعية" ، وهي مباني ذات آثار أقدام كبيرة جدًا ، أطوالها تضاهي ارتفاعات ناطحات السحاب.

حالة الاستخدام: MULTI Underground

هناك عدة طرق يمكن لـ MULTI من خلالها تعزيز إمكانية الوصول إلى محطات مترو الأنفاق وحل القيود الناجمة عن اعتمادنا الحالي على السلالم المتحركة للوصول إلى المنصات تحت الأرض. اليوم ، يتعين على الأشخاص الذين يسافرون في مترو الأنفاق النزول في كثير من الأحيان عدة مستويات ، مروراً بممرات طويلة والنزول عبر سلالم متحركة متعددة قبل أن يصلوا إلى القطار. إذا كان هناك مصعد ، فإن قدرته على المناولة محدودة. يمكن أن يكون كلا الخيارين مضيعة للوقت ومجهدًا للركاب. هذا ، مع ذلك ، يمكن تغييره. نظرًا لأن MULTI يزيد بشكل كبير من قدرة المناولة ويقلل من وقت انتظار المصاعد ، سيكون من الممكن للعديد من الأشخاص استخدام المصاعد بدلاً من السلالم المتحركة. علاوة على ذلك ، نظرًا لسرعة وسعة معالجة MULTI ، سيكون من الممكن بناء خطوط مترو أعمق يمكن أن تتجاوز البنية التحتية المعقدة تحت الأرض. كما أن التوصيلات غير الملحومة بين المباني وخطوط المترو ستكون ممكنة أيضًا (الشكل 5).

مستويات أعلى من الاتصال: MULTI in سكايبريدج

توجد جسور السماء بين المباني منذ سنوات ، لكنها انتقلت مؤخرًا إلى ما هو أبعد من المستجدات المعمارية البسيطة. الآن ، يُنظر إليهم على نطاق واسع على أنهم جزء من ثورة جديدة في الاتصال الحضري. وذلك لأن التفكير والتقنيات الجديدة توسع بشكل كبير من الإمكانات العملية للجسور السماوية ، مما يجعلها مكونات معمارية متعددة الوظائف تعد بفرص تصميم مثيرة. قد تصبح Skybridges قريبًا ميزات متوقعة ولا غنى عنها لأي مبنى جديد.

الفوائد واضحة. العقارات الحضرية باهظة الثمن. يمكن استخدام المساحات الفارغة بين المباني بشكل مربح ، مما يوفر وسائل راحة إضافية للمقيمين والمستأجرين. أنها توفر مستوى جديدًا للتفاعل الاجتماعي والمساحات العامة في المستويات العليا والتي عادة ما تكون ممكنة فقط على مستوى الشارع. بالإضافة إلى ذلك ، توفر الجسور السماوية تكاملاً أفضل بين أنظمة الكهرباء والمياه والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة إدارة المباني ، ويمكن أن توفر فائضًا عن النظام الآمن وطرقًا بديلة للهروب من حالات الطوارئ.

تقدم Skybridges أيضًا مزايا للتنقل ، مما يوفر الوقت للأشخاص الذين يحتاجون إلى التنقل بين مبنيين (أو أكثر) (الشكل 6). يوفر MULTI للمصممين أول أداة رئيسية في استخدام الجسور المعلقة لسد الفجوة بين المباني بسلاسة. قد يتم تشجيع المهندسين المعماريين على إعادة التفكير في الهندسة المعمارية الكاملة للمباني. في غضون ذلك ، تجعل الجسور السماوية موائل حضرية أفقية مهمة في السماء في متناول اليد. باستخدام الجسور المعلقة ، ستوفر MULTI الاتصال بين المباني والشارع والسماء - وبين الناس.

إنترنت الأشياء مدعوم: MULTI و رقمنة

تعد الرقمنة وإنترنت الأشياء (IoT) من الموضوعات الساخنة اليوم ، وقد تم تصميم MULTI لاستخدام كل مزاياها. أحد الأمثلة على ذلك هو الواجهة الرقمية Willow Twin الخاصة بـ MULTI ، وهي عبارة عن نظام حديث لإدارة المباني تم إنشاؤه بواسطة thyssenkrupp Elevator والمتخصص الرقمي الأسترالي Willow. تدمج الأداة مئات من مصادر البيانات لتبسيط أداء المبنى وكفاءته في مجالات الصيانة ، واستخدام الموارد ، وكفاءة الطاقة ، وتحسين "تجربة المستخدم" لمستأجري المباني وزوارها. وبطبيعة الحال ، يشمل ذلك عمليات المصعد.

يجمع Willow Twin ويدمج المئات من تدفقات البيانات من أنظمة الملكية الفردية لتوفير عرض واحد ، مما يخلق رؤية قابلة للتنفيذ من خلال منصة برمجية سهلة الاستخدام يمكن الوصول إليها من قبل جميع مستويات إدارة الأصول في الوقت الفعلي. كما تستخدم البيانات التي تم جمعها بواسطة MAX ، نظام الصيانة التنبؤية الذي يقوم بالفعل بربط وتحليل البيانات من أكثر من 120,000،XNUMX مصعد حول العالم لتقليل وقت تعطل المصعد بمقدار النصف.

مراجع حسابات
[1] CTBUH / The Skyscraper Center (www.skyscrapercenter.com/compare- data / submit؟ type٪ 5B٪ 5D = المبنى والحالة٪ 5B٪ 5D = COM & base_ height_range = 4 & base_company = All & base_min_year = 1885 & base_ max_year = 9999٪ & skip_comparison = 5٪ & skip_comparison = = قائمة).
[2] CTBUH / The Skyscraper Center (www.skyscrapercenter.com/compare- data / submit؟ type٪ 5B٪ 5D = building & status٪ 5B٪ 5D = UC & base_ height_range = 4 & base_company = All & base_min_year = 1885 & base_ max_year = 9999٪ & skip_comparison = = قائمة).