Inspiración del Shard, Londres

Su autor explica cómo la torre icónica ofrece ideas innovadoras de diseño VT para oficinas de gran altura y torres residenciales de lujo esbeltas.

por Hongliang Liang

Introducción

The Shard, también conocido como Shard of Glass, Shard London Bridge y, anteriormente, London Bridge Tower, es un rascacielos de 72 pisos, diseñado por el arquitecto italiano Renzo Piano, en Southwark, Londres, que forma parte del Shard Quarter. desarrollo. Con una altura de 309.6 m, el Shard es el edificio más alto del Reino Unido y el séptimo edificio más alto de Europa. También es la segunda estructura independiente más alta del Reino Unido.

Fondo

MovvéO Ltd fue responsable del diseño de transporte vertical (VT) del Shard, uno de los tres diseños premiados que la empresa obtuvo del Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano (CTBUH):

• CCTV HQ, Beijing: Ganador 2013 CTBUH Best Tall Building Worldwide
• The Shard, Londres: Ganador 2013 CTBUH Best Tall Building Europe
• Torre Burj Mohammed bin Rashid, Abu Dhabi: Ganador 2015 CTBUH Best Tall Building MENA

No participé en ninguno de estos proyectos, ya que me uní a MovvéO en junio de 2014; en ese momento, MovvéO Ltd se llamaba Lerch Bates Europe.

En julio de 2021, me nombraron consultor de FP para un proyecto de oficinas de mediana altura en un país de Europa del Este. Este edificio es la Fase 2 del proyecto; También fui responsable de todo el diseño detallado de VT de la Fase 1 de este proyecto en 2016-2017.

Después de realizar numerosas simulaciones, inicialmente propusimos algunas soluciones, como dividir el edificio en zonas de poca altura y de gran altura. Sin embargo, todas estas propuestas fueron rechazadas por el cliente por varias razones, siendo el problema principal que el diseño conceptual, aprobado por el desarrollador, requería solo un montacargas dedicado, aunque en función de su tamaño, este edificio necesitaría al menos dos montacargas. ascensores Dado el diseño, si se añadieran otros montacargas dedicados, se produciría un “efecto dominó”, que afectaría a la estructura propuesta y a los aspectos mecánicos, eléctricos y sanitarios (MEP), etc. Después de seguir finalmente TRIZ* (ver recuadro lateral) e inspirarse en el Diseño de VT en el Shard, concebí las soluciones:

El principio del tiempo compartido de vehículos duales para mercancías/ascensor de pasajeros

1 ascensor OFF MR de 1800 kg con “dos cabinas”. Parece similar a un ascensor de dos pisos, pero en realidad sería un ascensor de un solo piso que utilizaría una máquina de un solo piso, equipo de seguridad, contrapeso, etc. Hay dos cabinas de ascensor fijadas en una eslinga de acero en un solo hueco, pero la carga en las dos cabinas nunca se produciría simultáneamente. En realidad, es un diseño generativo de mi ascensor de pasajeros/servicio de tiempo compartido para la torre residencial de gran altura de gama media que se publicó en ELEVATOR WORLD en agosto de 2021.

El vagón superior solo tendría entradas frontales en los vestíbulos de los ascensores de pasajeros principales delanteros, y el vagón inferior solo tendría entradas traseras en los vestíbulos traseros de los ascensores de servicio. El ascensor tendría dos velocidades: al funcionar como ascensor de pasajeros con la cabina superior en horas punta, la velocidad sería de 3.5 m/s; al trabajar como montacargas con el piso inferior, la velocidad sería de 2.5 m/s.

Para el vagón superior, el vestíbulo principal está en G, pero para el vagón inferior, el vestíbulo principal está en B01, donde se encuentran los muelles de carga.

En los dos primeros años, cuando la ocupación sea inferior al 80 %, el ascensor se pondrá en modo de servicio de mercancías como un ascensor de servicio símplex únicamente; en este modo, solo funciona la cabina inferior con entradas traseras. Una vez que la ocupación alcance el 80%, la cabina superior del ascensor se usaría con los otros seis ascensores de pasajeros durante las horas pico bajo el control del grupo de destino, con solo las entradas delanteras operativas. Los horarios pico de este edificio se estimarían entre las 8:30 y las 9:30 am y durante la hora del almuerzo en días laborables. Durante las horas pico, este ascensor se pondría en control de grupo automático con solo su cabina superior y las entradas frontales operativas.

Durante las horas de menor actividad, este ascensor se pondría en servicio de mercancías de forma automática. Solo la cabina inferior y las entradas traseras funcionan como un elevador de servicio de pasajeros/mercancías simplex, un COP con botones pulsadores en la cabina inferior para todos los pisos servidos excepto el piso superior. Las llamadas de automóviles se activarían a través de un lector de tarjetas, y los LOP estarían en la colección completa sobre el piso B01.

Este diseño también podría usarse para torres residenciales de lujo de gran altura, donde se proporcionaría al menos un montacargas dedicado para cada núcleo de ascensor. Para una torre residencial de lujo, el vagón superior siempre debe usarse para pasajeros, y el vagón inferior para el servicio de mercancías. Esto puede resultar en que el carro inferior no pueda servir al piso residencial más alto si hay una restricción de altura. De ser así, se requeriría una plataforma elevadora de servicio de dos pisos para el servicio de mercancías entre el piso superior y el piso superior-1. El muelle de carga estaría idealmente ubicado en el piso B01 en el vestíbulo trasero, pero también funcionaría con el muelle de carga en G.

Bajo el control de destino, todos los demás ascensores de pasajeros pueden servir directamente a los niveles de estacionamiento en el sótano. Como resultado, no se requerirían ascensores de estacionamiento exclusivos en las torres residenciales.  

Para evitar la complejidad técnica, creo que se deben usar dos controladores independientes para las dos funciones diferentes. Se utilizarían respectivamente para ambas cabinas con dos conjuntos de dispositivos de detección de la posición del hueco del ascensor. Los dos controladores tendrían un controlador común de voltaje variable/frecuencia variable (VVVF) para diferentes funciones a velocidades duales.

Inspiración de Shard

Mi antiguo jefe, Adrian Godwin, usó ascensores de transporte de dos pisos para diferentes funciones en el proyecto Shard: El servicio de transporte del hotel eleva ASL 14-ASL15 a 6.0 m/s, el piso superior para los huéspedes y el piso inferior para el personal y el equipaje de los huéspedes; otro par de ascensores de dos pisos PL19-PL20 (1600 kg) por piso @ 6 m/s, donde el público usa el piso superior y el público o VIP ocasionalmente usan el piso inferior para restaurantes en la zona pública.

Pero no creo que una solución de dos pisos en este proyecto sea compatible con el sistema de control de destino de un piso. Incluso si es compatible, el sistema aún tendría que ser de tiempo compartido, lo que traería pocos beneficios en comparación con una solución de tiempo compartido de un solo piso. Por otro lado, un ascensor de dos pisos es entre 1.5 y 2.5 veces más caro que uno de un solo piso con la misma capacidad y velocidad, y los costos de mantenimiento también serían mucho mayores. Definitivamente no sería una buena solución para este edificio de oficinas de mediana altura.

Godwin fue considerado un genio técnico por muchos expertos en la industria. Incluso un exempleado de MovvéO dijo que podría ser el mejor consultor de FP de Europa. Tenía algunas innovaciones de construcción "superaltas" para mejorar la eficiencia del sistema VT:

1. Montacargas “shuttle” y “locales”
2. Ejes “espalda con espalda” con vestíbulos principales de varios pisos
3. Tiempo compartido de ascensores para lograr un uso de 24 horas
4. Combinar diferentes usos de cubiertas/entradas en diferentes momentos

Normalmente me tomó menos de medio día reconstruir un diagrama VT, pero el diagrama VT de Shard me tomó cinco días para completarlo. La revisión del diseño de VT en Shard me dio una gran inspiración para desarrollar mi habilidad/capacidad en el diseño conceptual de VT. Debido a la forma de "pirámide", las áreas del piso en la zona de gran altura se reducen drásticamente, lo que hace que el sistema VT sea muy difícil de diseñar. El sistema VT en Shard es el más desafiante de todos los proyectos que he visto. Todas las innovaciones mencionadas anteriormente se han utilizado en el diseño VT de Shard. El diseño de ascensor más impresionante es para el ascensor de servicio del hotel/apartamento, que da servicio a B03, 31 a 67, el hueco entre B03 y el piso 31, que es ciego (rodeado de otros ascensores). Sin ninguna puerta de acceso de emergencia, el rescate de emergencia tendría que realizarse a través de otro ascensor contiguo.

Ideas aprendidas de MovvéO

Tras el cierre de MovvéO, revisé todos mis proyectos realizados desde junio de 2014 hasta mayo de 2019 y reconstruí los diagramas VT para estudiar el diseño conceptual de otros expertos. También recopilé (de fuentes abiertas) y reconstruí los diagramas VT de algunos de los edificios más altos del mundo.

Había un nuevo equipo de desarrollo de VT de clase mundial en MovvéO; los miembros éramos Adrian Godwin, yo y mi esposa, Nancy Liang. Fui gerente de diseño de MovvéO de 2014 a 2019, y administré todo el centro de diseño CAD en la oficina central. Fui responsable de todos los diseños detallados de VT en MovvéO durante ese tiempo. Nancy se unió a MovvéO en mayo de 2017 en una función de desarrollo comercial, pero avanzó rápidamente hacia el análisis de tráfico, la estrategia, el diseño y los dibujos CAD de VT. Adrian solo hizo todo el diseño conceptual, pero también verificó nuestro trabajo. En los primeros cuatro años, no se me permitía comunicarme directamente con los arquitectos. Tampoco se me permitía tocar diseños conceptuales. En cambio, creé todos los dibujos para que Adrian hiciera que sus diseños conceptuales funcionaran bien.

Adrian tenía formación en electricidad. No sabía usar CAD, pero sus diseños conceptuales de VT siempre habían sido brillantes: sus diseños para sistemas de control de ascensores —la aplicación de análisis de tráfico (Adsimulo*) y la aplicación para teléfonos móviles (AdInspect*) (ver recuadro)— estaban a la vanguardia en la industria de consultoría de VT. Adrian creó muchas ideas innovadoras en el diseño de sistemas de VT. Sus diseños mecánicos incluían "Skytrak" (varias cabinas en un hueco curvo), un concepto que ganó el premio inaugural de la IAEE (Asociación Internacional de Ingenieros de Ascensores) a la Innovación de Alta Tecnología en 2010. Esta y otras ideas, especialmente el "Vertrak" sin cables con varias cabinas en un hueco vertical (similar al MULTI de TK Elevator pero con un mecanismo diferente) fueron muy difíciles (o imposibles) de realizar, ya que subestimó la complejidad técnica y sobreestimó la demanda del mercado.

Aunque soy un ingeniero mecánico profesional con un título de maestría en Diseño de Ingeniería y su Gestión de la Universidad de Huddersfield, también soy un buen ingeniero eléctrico, fruto de mi aprendizaje autodidacta en China. Estoy seguro de que soy uno de los mejores ingenieros eléctricos, pero no puedo decir que sea uno de los mejores ingenieros mecánicos de la industria del Reino Unido. Es posible que un ingeniero mecánico adquiera conocimientos eléctricos en casa o en el trabajo, ya que dichos conocimientos se basan en el pensamiento lógico en matemáticas y física, así como en la comprensión de teorías avanzadas, pero no al revés, ya que las habilidades y conocimientos de diseño mecánico se basarían principalmente en una formación especial en el ámbito universitario y en experiencias prácticas. No creo que el aprendizaje autodidacta desde casa pueda formar a un buen ingeniero o diseñador mecánico.

Creo que la experiencia eléctrica de Adrian es la razón principal por la que fue un maestro en diseño conceptual de VT, ya que se graduó con honores en ingeniería eléctrica y electrónica de la Universidad de Salford. El diseño eléctrico está relacionado con el manejo de corrientes en los circuitos eléctricos, mientras que el diseño de VT está relacionado con el manejo del flujo/circulación de personas en los edificios. Siento que el diseño conceptual de VT es muy similar al diseño de circuitos eléctricos, especialmente los diseños conceptuales para edificios súper altos de uso mixto con tres pilas o más que son muy similares al diseño de circuitos integrados (IC). Esta es la razón por la que aquellos pioneros en el análisis de tráfico de VT y el diseño de sistemas de VT normalmente tenían un primer título en ingeniería eléctrica.

Debido a que no se me permitía contactar directamente con los clientes en MovvéO, muchos clientes antiguos no me conocían bien. Desde julio de 2020, he realizado cuatro proyectos para dos clientes diferentes. Creé dos soluciones innovadoras para los dos clientes, respectivamente, y ahora estoy muy seguro de mi capacidad en el diseño conceptual de VT.

Pero hay algunas diferencias entre Adrian y yo, ya que creo que la clave para el diseño de ingeniería es implementar bien la función y las cualidades siguiendo QFD* (ver barra lateral), por lo que siempre uso tecnología bien establecida para modificar los productos estándar existentes, en lugar de de crear un nuevo producto. También me concentro en productos de gama media en lugar de gama alta, porque los de gama media son siempre los de mayor demanda y tienen el mayor margen en el mercado. Como consultores, debemos usar nuestra experiencia y tecnología bien conocida/bien establecida para ayudar a nuestros clientes a lograr el éxito.

Conclusiones

Esta aplicación estaría basada en un control de destino que no sería aplicable con el control convencional. El ascensor de dos coches puede necesitar controladores dobles, pero utiliza un accionamiento común para ambas funciones.

Esta aplicación no se debe utilizar en edificios de oficinas de altura media o media; al menos, esta aplicación no debe utilizarse como único ascensor de servicio de mercancías en ningún edificio de oficinas. Esta es una solución perfecta para torres de lujo delgadas donde se debe proporcionar un ascensor de servicio dedicado. Para este tipo de edificio residencial, el coche superior siempre debe ser para pasajeros y el coche inferior debe ser para mercancías. En algunas circunstancias especiales, como la restricción de la altura del espacio libre, puede ser aceptable tener el vagón superior para mercancías y el inferior para pasajeros, pero se deben aplicar medidas especiales para evitar la fuga de cualquier líquido del vagón superior que estropee el vagón inferior. . Utilice siempre el carro superior para las funciones de extinción de incendios y evacuación.

Esta aplicación no es adecuada para edificios residenciales de media altura y de gama media. Es para edificios residenciales de lujo de gran altura con un mínimo de tres ascensores de pasajeros y 25 pisos, especialmente para edificios de lujo esbeltos.

Para los edificios de oficinas, este ascensor de dos coches no sería el único montacargas del edificio. El vagón superior todavía estaría dispuesto para pasajeros, mientras que el vagón inferior es para mercancías. El muelle de carga debe ubicarse en B01, en lugar de G. Esta innovación podría ser patentable, al igual que un nuevo producto en lugar de un nuevo método o programa, que no son patentables.

La Torre Residencial Central Park de Nueva York, con una altura máxima de 1,550 m (472.4 pies) con 131 pisos, será el edificio residencial más alto del mundo. De pie sobre el icónico Central Park en 225 West 57th Street, la torre es el segundo edificio más alto de los EE. UU. y el hemisferio occidental. También puede ser el proyecto de condominios más caro de la historia, con apartamentos vendidos por valor de hasta 4 mil millones de dólares.

De la captura de pantalla a continuación, el precio por m² de la unidad 61N es de US$9.1 millones. Dividido por 1,435 ft2, equivale a 6,341 USD/ft2, o 68,234 USD/m², por lo que este es el precio promedio posible para este edificio. Si un hueco para un ascensor de pasajeros de 1000 kg se puede quitar del núcleo del ascensor, entonces el espacio del hueco en cada piso significaría al menos 5.5 m² podría ahorrarse, aumentando así el valor total de venta: US$68,000 X 131 X 5.5 = US$48.994 millones.

Nota del autor

Creo firmemente que una buena empresa debe ser abierta, innovadora, internacionalizada y socialmente responsable, especialmente en lo que respecta a la responsabilidad social, ya que considero que solo puede sobrevivir en el futuro si es útil y aporta valor a la sociedad. Para mi propia empresa, también adopto estos principios como valores fundamentales. Como consultor de VT, por mi responsabilidad social y para fomentar la competencia y evitar que algún fabricante de ascensores registre la idea como patente, quise publicar este artículo para que cualquier fabricante pueda utilizarla y lanzar este tipo de ascensor al mercado, protegiendo así los intereses de los usuarios. Mi único deseo es que, si algún fabricante utiliza mi idea para comercializar este ascensor de dos plazas, por favor, mencione mi nombre en el producto. Idealmente, el nombre del producto sería «Ascensor de dos plazas para mercancías y pasajeros de tiempo compartido de Liang».

Adrián Godwin: fue mi mentor y mi héroe. Siento que tuve mucha suerte de tener la oportunidad de trabajar con él y participar en tantos proyectos prestigiosos en todo el mundo en MovvéO Ltd. Me considero el alumno de Adrian Godwin y el sucesor de la tecnología MovvéO. Por lo tanto, este artículo también está dedicado a la memoria de Adrian Godwin, presidente y único propietario de MovvéO, quien falleció el 30 de abril de 2019. Con su fallecimiento, MovvéO Ltd. cesó sus operaciones.