Inspiration aus dem Shard, London

Ihr Autor erklärt, wie der ikonische Turm innovative VT-Designideen für Bürohochhäuser und schlanke Luxuswohntürme bietet.

von Hongliang Liang

Einführung

The Shard, auch Shard of Glass, Shard London Bridge und früher London Bridge Tower genannt, ist ein 72-stöckiger Wolkenkratzer, der vom italienischen Architekten Renzo Piano in Southwark, London, entworfen wurde und Teil des Shard Quarter ist Entwicklung. Mit 309.6 m ist The Shard das höchste Gebäude im Vereinigten Königreich und das siebthöchste Gebäude in Europa. Es ist auch das zweithöchste freistehende Bauwerk in Großbritannien

Hintergrund

MovvéO Ltd war für das Vertikaltransportdesign (VT) des Shard verantwortlich, eines von drei preisgekrönten Designs, die das Unternehmen vom Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) erhalten hat:

• CCTV HQ, Peking: Gewinner 2013 CTBUH Best Tall Building Worldwide
• The Shard, London: Gewinner 2013 CTBUH Best Tall Building Europe
• Burj Mohammed bin Rashid Tower, Abu Dhabi: Gewinner 2015 CTBUH Best Tall Building MENA

Ich war an keinem dieser Projekte beteiligt, da ich im Juni 2014 zu MovvéO kam; MovvéO Ltd hieß damals Lerch Bates Europe.

Im Juli 2021 wurde ich zum VT-Berater für ein mittelgroßes Büroprojekt in einem osteuropäischen Land ernannt. Dieses Gebäude ist die Phase 2 des Projekts; Ich war auch für das gesamte detaillierte VT-Design von Phase 1 dieses Projekts in den Jahren 2016-2017 verantwortlich.

Nach zahlreichen Simulationen haben wir zunächst einige Lösungsvorschläge gemacht, wie etwa die Aufteilung des Gebäudes in Flach- und Hochhauszonen. Alle diese Vorschläge wurden jedoch vom Bauherrn aus verschiedenen Gründen abgelehnt, wobei das Hauptproblem darin bestand, dass das vom Bauherrn genehmigte Konzept nur einen eigenen Lastenaufzug vorsah, obwohl dieses Gebäude aufgrund seiner Größe mindestens zwei Waren benötigen würde Aufzüge. Wenn angesichts des Designs weitere dedizierte Lastenaufzüge hinzugefügt würden, würde ein „Dominoeffekt“ auftreten, der sich auf die vorgeschlagene Struktur und die mechanischen, elektrischen und sanitären Anlagen (MEP) usw. auswirkt VT-Design im Shard habe ich die Lösungen konzipiert:

Das Prinzip des Time-Sharing Dual Cars Lasten-/Personenaufzug

1 OFF MR 1800-kg-Aufzug mit „Doppelkabinen“. Er sieht ähnlich aus wie ein Doppeldeckeraufzug, wäre aber eigentlich ein Eindeckeraufzug, der eine Eindeckmaschine, Fangvorrichtung, Gegengewicht usw. verwenden würde. In einem einzigen Schacht sind zwei Aufzugskabinen an einer Stahlschlinge befestigt, aber die Beladung der beiden Kabinen würde nie gleichzeitig erfolgen. Es handelt sich tatsächlich um einen generativen Entwurf für meinen Time-Sharing-Service-/Personenaufzug für den Hochhaus-Wohnturm der mittleren Preisklasse, der im August 2021 in ELEVATOR WORLD veröffentlicht wurde.

Die obere Kabine hätte nur Vordereingänge an den vorderen Haupt-Personenaufzugslobbys, und die untere Kabine hätte nur Hintereingänge an den hinteren Serviceaufzugslobbys. Der Aufzug hätte zwei Geschwindigkeiten: Beim Betrieb als Personenaufzug mit oberer Kabine in Spitzenzeiten würde die Geschwindigkeit 3.5 m/s betragen; Beim Arbeiten als Lastenaufzug mit Unterdeck beträgt die Geschwindigkeit 2.5 m/s.

Für den oberen Wagen befindet sich die Hauptlobby bei G, aber für den unteren Wagen befindet sich die Hauptlobby bei B01, wo sich die Laderampen befinden.

In den ersten paar Jahren, wenn die Auslastung weniger als 80 % beträgt, würde der Aufzug nur als Einfach-Service-Aufzug in den Güterdienstmodus versetzt werden; In diesem Modus ist nur der untere Wagen mit Heckeinstiegen bedienbar. Ab einer Auslastung von 80 % würde die obere Kabine des Aufzugs mit den anderen sechs Personenaufzügen in Stoßzeiten zielgruppengesteuert genutzt, wobei nur die vorderen Eingänge bedienbar wären. Die Spitzenzeiten dieses Gebäudes würden zwischen 8:30 und 9:30 Uhr und während der Mittagszeit an Werktagen geschätzt. In Spitzenzeiten würde dieser Aufzug in eine automatische Gruppensteuerung versetzt, wobei nur die obere Kabine und die vorderen Eingänge bedienbar wären.

Außerhalb der Hauptverkehrszeiten würde dieser Lift automatisch in den Güterverkehr gehen. Nur die untere Kabine und die hinteren Eingänge sind als einfacher Lasten-/Personenaufzug bedienbar, eine COP mit Druckknöpfen in der unteren Kabine für alle bedienten Etagen außer der obersten Etage. Die Kabinenrufe würden über einen Kartenleser aktiviert, und die LOPs wären über dem Stockwerk B01 vollständig erfasst.

Dieses Design könnte auch für Luxus-Wohnhochhäuser verwendet werden, wo mindestens ein dedizierter Lastenaufzug für jeden Aufzugskern bereitgestellt würde. Bei einem Luxus-Wohnturm sollte der obere Wagen immer für den Personenverkehr und der untere Wagen für den Güterverkehr genutzt werden. Dies kann dazu führen, dass der untere Fahrkorb bei einer Höhenbeschränkung das oberste Wohngeschoss nicht bedienen kann. In diesem Fall wäre ein zweistöckiger Serviceplattformlift für den Warendienst zwischen dem obersten Stockwerk und dem obersten Stockwerk 1 erforderlich. Die Ladebucht wäre idealerweise im B01-Boden in der hinteren Lobby, aber es würde auch mit der Ladebucht bei G funktionieren.

Zielgesteuert können alle anderen Personenaufzüge die Parkdecks im Untergeschoss direkt bedienen. Dadurch wären in den Wohntürmen keine eigenen Parkhausaufzüge erforderlich.  

Um technischen Aufwand zu vermeiden, sollten meines Erachtens zwei unabhängige Controller für die beiden unterschiedlichen Funktionen verwendet werden. Sie würden jeweils für beide Fahrkörbe mit zwei Sätzen von Aufzugsschachtpositions-Erfassungsvorrichtungen verwendet werden. Die beiden Steuerungen hätten einen gemeinsamen Antrieb mit variabler Spannung/variabler Frequenz (VVVF) für unterschiedliche Funktionen bei zwei Geschwindigkeiten.

Inspiration von Shard

Mein ehemaliger Chef, Adrian Godwin, verwendete Doppeldecker-Shuttlelifte für verschiedene Funktionen im Shard-Projekt: Der Hotel-Shuttlelift ASL 14-ASL15 mit 6.0 m/s, Oberdeck für Gäste und Unterdeck für Personal und Gepäck der Gäste; ein weiteres Paar Doppeldeckeraufzüge PL19-PL20 (1600 kg) pro Deck bei 6 m/s, wobei die Öffentlichkeit das Oberdeck und die Öffentlichkeit oder VIPs gelegentlich das Unterdeck für Restaurants in der öffentlichen Zone nutzen.

Aber ich glaube nicht, dass eine Doppeldeckerlösung in diesem Projekt mit dem Eindecker-Zielsteuerungssystem kompatibel wäre. Selbst wenn es kompatibel ist, müsste das System immer noch Time-Sharing sein, was im Vergleich zu einer Single-Deck-Time-Sharing-Lösung kaum Vorteile bringt. Andererseits ist ein doppelstöckiger Aufzug bei gleicher Kapazität und Geschwindigkeit etwa 1.5-2.5 mal teurer als ein einstöckiger Aufzug, und auch die Wartungskosten wären viel höher. Es wäre definitiv keine gute Lösung für dieses mittelhohe Bürogebäude.

Godwin wurde von vielen Experten der Branche als technisches Genie angesehen. Sogar ein ehemaliger Mitarbeiter von MovvéO sagte, er könne der beste VT-Berater in Europa sein. Er hatte einige „Superall“-Gebäudeinnovationen, um die Effizienz des VT-Systems zu verbessern:

1. „Shuttle“- und „lokale“ Güteraufzüge
2. „Back-to-Back“-Schächte mit mehrstöckigen Hauptlobbys
3. Time-Sharing von Aufzügen, um eine 24-Stunden-Nutzung zu erreichen
4. Kombinieren verschiedener Nutzungen von Decks/Eingängen zu unterschiedlichen Zeiten

Normalerweise brauchte ich weniger als einen halben Tag, um ein VT-Diagramm zu rekonstruieren, aber das VT-Diagramm von Shard dauerte fünf Tage, um es fertigzustellen. Die Überprüfung des VT-Designs im Shard gab mir eine große Inspiration, meine Fähigkeiten/Fähigkeiten im VT-Konzeptdesign zu entwickeln. Aufgrund der „Pyramiden“-Form schrumpfen die Bodenflächen in der Hochhauszone stark, was dazu führt, dass das VT-System sehr schwer zu konstruieren ist. Das VT-System in Shard ist das anspruchsvollste aller Projekte, die ich gesehen habe. Alle oben genannten Innovationen wurden im VT-Design von Shard verwendet. Das beeindruckendste Aufzugsdesign ist für den Hotel-/Apartmentserviceaufzug, der B03, 31 bis 67 bedient, der Schacht zwischen B03 und Stockwerk 31, der blind ist (umgeben von anderen Aufzügen). Ohne eine Notzugangstür müsste die Notrettung über einen weiteren Aufzug nebenan erfolgen.

Von MovvéO . gelernte Ideen

Nach der Schließung von MovvéO überprüfte ich alle meine Projekte, die von Juni 2014 bis Mai 2019 durchgeführt wurden, und rekonstruierte die VT-Diagramme, um das konzeptionelle Design von anderen Experten zu studieren. Ich habe auch (aus offenen Quellen) die VT-Diagramme einiger der höchsten Gebäude der Welt gesammelt und rekonstruiert.

Bei MovvéO gab es ein neues VT-Entwicklungsteam von Weltklasse; Die Mitglieder waren Adrian Godwin, ich und meine Frau Nancy Liang. Ich war von 2014 bis 2019 Design Manager bei MovvéO und leitete das gesamte CAD Design Center in der Zentrale. Ich war während dieser Zeit für alle detaillierten VT-Designs in MovvéO verantwortlich. Nancy kam im Mai 2017 in einer Rolle in der Geschäftsentwicklung zu MovvéO, stieg aber schnell in die Bereiche VT-Verkehrsanalyse, Strategie, Design und CAD-Zeichnungen ein. Adrian allein hat die gesamte Konzeption erstellt, aber auch unsere Arbeit überprüft. In den ersten vier Jahren durfte ich nicht direkt mit Architekten kommunizieren. Konzeptentwürfe durfte ich auch nicht anfassen. Stattdessen habe ich alle Zeichnungen für Adrian erstellt, damit seine Konzeptentwürfe gut funktionieren.

Adrian hatte einen elektrotechnischen Hintergrund. Er konnte zwar nicht mit CAD arbeiten, doch seine konzeptionellen Entwürfe für vertikale Aufzugsanlagen waren stets brillant: Seine Entwürfe für Aufzugssteuerungssysteme – eine Verkehrsanalyse-Anwendung (Adsimulo*) und eine mobile App (AdInspect*) (siehe Randspalte) – waren wegweisend in der Beratungsbranche für vertikale Aufzugsanlagen. Adrian entwickelte zahlreiche innovative Ideen für die Konstruktion von vertikalen Aufzugsanlagen. Zu seinen mechanischen Entwürfen gehörte „Skytrak“ (mehrere Kabinen in einem gekrümmten Schacht), ein Konzept, das 2010 den ersten IAEE-Preis (International Association of Elevator Engineers) für „High-Tech“-Innovation gewann. Diese und andere Ideen, insbesondere das seillose „Vertrak“ mit mehreren Kabinen in einem vertikalen Schacht (ähnlich dem MULTI von TK Elevator, jedoch mit einem anderen Mechanismus), ließen sich nur schwer oder gar nicht realisieren, da er die technische Komplexität unterschätzte und die Marktnachfrage überschätzte.

Ich bin ein professioneller Maschinenbauingenieur mit einem MSC-Abschluss in Engineering Design und Its Management von der Huddersfield University und bin dank des Selbststudiums in China auch ein guter Elektroingenieur. Ich kann mit Sicherheit sagen, dass ich einer der besten Elektroingenieure bin, aber ich kann nicht behaupten, dass ich ein Top-Maschinenbauingenieur in der britischen Industrie bin. Ein Maschinenbauingenieur kann sich elektrotechnische Kenntnisse zu Hause oder bei der Arbeit aneignen, da solche Kenntnisse auf logischem Denken in Mathematik und Physik sowie dem Verständnis fortgeschrittener Theorien basieren. Umgekehrt gilt dies jedoch nicht, da Fähigkeiten und Kenntnisse im Bereich des Maschinenbaudesigns hauptsächlich auf einer speziellen Ausbildung im College-/Universitätsumfeld und praktischen Erfahrungen beruhen. Ich glaube nicht, dass man durch Selbststudium zu Hause einen guten Maschinenbauingenieur oder -designer ausbilden könnte.

Ich denke, Adrians elektrischer Hintergrund ist der Hauptgrund dafür, dass er ein Meister des VT-Konzeptdesigns war, da er seinen Abschluss in Elektrotechnik und Elektronik an der Salford University mit Auszeichnung machte. Das elektrische Design bezieht sich auf die Handhabung von Strömen in elektrischen Schaltkreisen, während sich das VT-Design auf die Handhabung des Personenflusses/der Zirkulation in Gebäuden bezieht. Ich glaube, dass das konzeptionelle Design von VT dem Design elektrischer Schaltungen sehr ähnlich ist, insbesondere konzeptionelle Designs für superhohe Gebäude mit gemischter Nutzung mit drei oder mehr Stapeln, die dem Design integrierter Schaltungen (IC) sehr ähnlich sind. Aus diesem Grund hatten diese Pioniere der VT-Verkehrsanalyse und des VT-Systemdesigns normalerweise einen ersten Abschluss in Elektrotechnik.

Da ich Kunden bei MovvéO nicht direkt kontaktieren durfte, kannten mich viele alte Kunden nicht gut. Seit Juli 2020 habe ich vier Projekte für zwei verschiedene Kunden durchgeführt. Ich habe jeweils zwei innovative Lösungen für die beiden Kunden entwickelt und bin jetzt sehr zuversichtlich in Bezug auf meine Fähigkeiten im VT-Konzeptdesign.

Aber es gibt einige Unterschiede zwischen Adrian und mir, da ich glaube, dass der Schlüssel zum technischen Design darin besteht, die Funktionen und Qualitäten nach QFD* (siehe Seitenleiste) gut bereitzustellen, sodass ich stattdessen immer etablierte Technologie verwende, um bestehende Standardprodukte zu modifizieren ein neues Produkt zu kreieren. Ich konzentriere mich auch eher auf Mittelklasseprodukte als auf Spitzenprodukte, weil die Mittelklasse immer am stärksten nachgefragt wird und die größte Marge auf dem Markt hat. Als Berater sollten wir unsere Erfahrung und bekannte/bewährte Technologie einsetzen, um unseren Kunden zum Erfolg zu verhelfen.

Schlussfolgerungen

Diese Anwendung würde auf einer Zielsteuerung basieren, die mit einer herkömmlichen Steuerung nicht anwendbar wäre. Die Hebebühne mit zwei Autos benötigt möglicherweise zwei Steuerungen, verwendet aber einen gemeinsamen Antrieb für beide Funktionen.

Diese Anwendung sollte nicht in mittelhohen/mittelhohen Bürogebäuden verwendet werden; zumindest darf diese Anwendung nicht als einziger Lastenaufzug in einem Bürogebäude verwendet werden. Dies ist eine perfekte Lösung für schlanke Luxustürme, in denen ein spezieller Servicelift bereitgestellt werden muss. Bei dieser Art von Wohngebäuden sollte der obere Wagen immer für Personen und der untere Wagen für Güter sein. Unter einigen besonderen Umständen, wie z. B. der Einschränkung der Kopffreiheit, kann es akzeptabel sein, den oberen Wagen für Güter und den unteren Wagen für Passagiere zu haben, aber es müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, dass aus dem oberen Wagen Flüssigkeit austritt und den unteren Wagen verunreinigt . Verwenden Sie für Brandbekämpfungs- und Evakuierungsfunktionen immer den oberen Fahrkorb.

Diese Anwendung ist nicht für Wohngebäude mittlerer Höhe und mittlerer Höhe geeignet. Es ist für Luxus-Wohnhochhäuser mit mindestens drei Personenaufzügen und 25 Stockwerken, insbesondere für schlanke Luxusgebäude.

Für Bürogebäude wäre dieser Doppelkabinenaufzug nicht der einzige Lastenaufzug im Gebäude. Der obere Wagen wäre weiterhin für Passagiere eingerichtet, während der untere Wagen für Güter bestimmt ist. Die Laderampe sollte sich bei B01 statt bei G befinden. Diese Innovation könnte patentierbar sein, ebenso wie ein neues Produkt anstelle eines neuen Verfahrens oder Programms, das nicht patentierbar ist.

Der Central Park Residential Tower in New York wird mit einer Höhe von 1,550 Fuß (472.4 m) und 131 Stockwerken das höchste Wohngebäude der Welt sein. Der Turm steht über dem berühmten Central Park in der 225 West 57th Street und ist das zweithöchste Gebäude in den USA und der westlichen Hemisphäre. Es könnte auch das teuerste Eigentumswohnungsprojekt aller Zeiten sein, mit verkauften Wohnungen im Wert von bis zu 4 Milliarden US-Dollar.

Aus dem Screenshot unten ist der Preis pro m² der Einheit 61N beträgt 9.1 Millionen US-Dollar. Geteilt durch 1,435 ft2 ergibt dies 6,341 US$/ft2 oder 68,234 US$/m², was den möglichen Durchschnittspreis für dieses Gebäude darstellt. Wenn ein Schacht für einen 1000-kg-Personenaufzug aus dem Aufzugskern entfernt werden kann, würde der Schachtraum in jedem Stockwerk mindestens 5.5 m betragen² eingespart werden könnten, wodurch sich der Gesamtverkaufswert wie folgt erhöht: 68,000 US-Dollar x 131 x 5.5 = 48.994 Millionen US-Dollar.

Anmerkung des Verfassers

Ich bin fest davon überzeugt, dass ein gutes Unternehmen offen, innovativ, international und sozial verantwortlich sein sollte – insbesondere sozial verantwortlich, da ich glaube, dass ein Unternehmen nur dann zukunftsfähig ist, wenn es der Gesellschaft nützt und einen Mehrwert bietet. Auch für mein eigenes Unternehmen betrachte ich die genannten Punkte als grundlegende Werte. Als Berater für virtuelle Technologie möchte ich aus sozialer Verantwortung und um den Wettbewerb zu fördern, damit kein Aufzugshersteller die Idee patentieren lässt, diesen Artikel veröffentlichen. So kann jeder Aufzugshersteller diese Idee nutzen, um einen solchen Aufzug auf den Markt zu bringen und die Interessen der Nutzer zu schützen. Mein einziger Wunsch ist, dass, falls ein Aufzugshersteller meine Idee verwendet, um einen solchen Doppelkabinenaufzug anzubieten, mein Name auf dem Produkt genannt wird. Idealerweise würde der Produktname „Liangs Doppelkabinen-Güter-/Personenaufzug zur gemeinsamen Nutzung“ lauten.

Adrian Godwin: war mein Mentor und mein Held. Ich habe das große Glück gehabt, unter ihm arbeiten und an so vielen prestigeträchtigen Projekten weltweit in der MovvéO Ltd. beteiligt sein zu dürfen. Ich sehe mich als Schüler von Adrian Godwin und Nachfolger der MovvéO-Technologie. Somit ist dieser Artikel auch dem Gedenken an Adrian Godwin, Vorstandsvorsitzender und alleiniger Eigentümer von MovvéO, der am 30. April 2019 verstorben ist, gewidmet. Mit seinem Tod hat die MovvéO Ltd. den Geschäftsbetrieb eingestellt.