Rimuovi la corda, rimuovi i limiti

MULTI di thyssenkrupp è progettato per affrontare le sfide dell'esplosione dell'urbanizzazione.

Questo articolo è stato presentato per la prima volta al Simposio internazionale di ascensori e scale mobili 2018 a Istanbul. Per maggiori informazioni sull'evento di novembre 2019 a Las Vegas e per partecipare, visita www.elevatorsymposium.org.

MULTI sfrutta la potenza della tecnologia del motore lineare per movimentare più auto in un unico vano, sia verticalmente che orizzontalmente e senza funi. È il primo ascensore al mondo che può letteralmente aprire nuove direzioni nel trasporto di persone. MULTI è stato progettato per aumentare la capacità del vano passeggeri del 50%. Lo fa consentendo a più cabine di viaggiare in sicurezza su un albero e giù per un altro in un unico circuito continuo, proprio come una navetta circolare.

Con metà della popolazione mondiale che vive già nelle città, questo numero salirà a quasi il 70% entro la metà del secolo. Infatti, ogni giorno, i costruttori costruiscono l'equivalente di una città di un milione di persone. Mentre le città stanno diventando più grandi, lo sono anche i grattacieli. Il numero di edifici di altezza superiore a 200 metri è triplicato dal 2000 e attualmente sono in costruzione più di 180 edifici di altezza superiore a 250 metri. Gli edifici stanno diventando come città verticali e hanno bisogno di un sistema di trasporto flessibile simile a una metropolitana. Gli ascensori tradizionali, con una sola cabina in un vano, causano restrizioni in termini di mobilità e spazio e limitano l'altezza dell'edificio. In questo contesto, è chiaro che la mobilità efficiente negli edifici non è più un lusso ma una necessità assoluta, rendendo MULTI una delle innovazioni più significative nella mobilità urbana, l'inizio di una nuova era per il settore degli ascensori.

Introduzione

Nel 1950, le popolazioni rurali rappresentavano il 70% della popolazione mondiale. Entro il 2050, le popolazioni urbane rappresenteranno quasi la stessa percentuale. Siamo nel mezzo del cambiamento demografico più significativo della storia moderna.

I tassi di crescita più rapidi si trovano in Africa, Asia, Medio Oriente e Centro America, ma anche Europa e Nord America sono fortemente influenzati dal trend. Sulla base delle proiezioni delle dimensioni medie delle famiglie e dell'aumento della popolazione urbana, entro il 250 saranno necessarie 2030 milioni di unità abitative aggiuntive nei 12 paesi che rappresentano il 61% della popolazione mondiale (escluse le richieste di ristrutturazione e sostituzione).

L'espansione verso l'esterno – la cosiddetta “espansione urbana” – non è la risposta. Espandendo le città sul piano orizzontale, distruggiamo gli ambienti naturali, aumentiamo il numero di auto sulle strade (aumentando l'inquinamento e i tempi di spostamento) e riduciamo la qualità della vita. Molte città globali, come Hong Kong, affrontano barriere naturali che impediscono completamente l'espansione urbana incontrollata.

Le attuali tendenze dell'urbanizzazione ci impongono di trovare soluzioni che ci permettano di vivere comodamente, pur assecondando la crescente densità di popolazione. Ciò significa che le città devono utilizzare lo spazio di cui dispongono in modo più efficace. La crescente densità delle aree urbane richiede lo sviluppo di più edifici di media e alta altezza, che consentano un utilizzo dello spazio più rispettoso dell'ambiente ed economico. Gli edifici alti occupano meno spazio al suolo, essenziale per mettere in sicurezza le aree verdi della città e consentire un controllo centralizzato e intelligente dell'energia.

Anche i grattacieli possono diventare parte della soluzione. Secondo il Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH), il numero di edifici di oltre 200 m è passato da circa 260 nel 2000 a oltre 1,300 oggi[1] e attualmente ci sono più di 180 edifici di oltre 250 m di altezza in costruzione.[2] Per quanto riguarda la costruzione di edifici super alti (300 m e oltre), il Medio Oriente e l'Asia sono chiaramente in testa.

Gli edifici alti stanno diventando sempre più comunità autonome, fornendo uffici, spazi residenziali e commerciali. A volte, sono persino interconnessi tra loro. Proprio come qualsiasi altro luogo in una città, ogni luogo all'interno di un edificio deve essere ben collegato se vuole attrarre investitori commerciali, inquilini o anche acquirenti occasionali. Per raggiungere questo livello di connettività, i sistemi di trasporto degli edifici necessitano di una flessibilità simile a quella di una metropolitana.

Sono necessarie innovazioni

Gli edifici più alti rappresentano una sfida in termini di percorribilità: i piani più alti diventano meno attraenti se non garantiscono collegamenti rapidi con il livello stradale. Questo può, in parte, essere superato portando i servizi e le opportunità di shopping che si trovano al livello della strada ai tratti superiori dello skyline.

Un'altra opzione interessante è l'introduzione di ponti sospesi negli edifici. Gli Skybridge possono fornire la connettività sociale che normalmente è possibile solo a livello stradale, portando negozi, parchi e caffè accessibili a diversi edifici. Con l'adeguata tecnologia degli ascensori, i ponti sospesi potrebbero anche consentire ai passeggeri di viaggiare dai piani superiori di un edificio all'altro senza dover andare al piano terra e camminare.

Gli ascensori tradizionali con una cabina singola in un unico vano verticale limitano la mobilità e occupano spazio. Limitano anche l'altezza di un edificio, perché raggiungono i loro limiti a circa 400-500 m.

Inoltre, è uno spreco di spazio per l'edificio utilizzare un vano così alto per una singola cabina dell'ascensore. È come far funzionare un treno tra due città su un binario, invece di utilizzare un numero flessibile di treni su binari paralleli. Inoltre, la tecnologia degli ascensori tradizionali non consente il trasporto orizzontale, necessario per collegare i sistemi di ascensori di due edifici tramite ponti sotterranei o tunnel sotterranei.

Descrizione di MULTI

Con tutto questo in mente, è chiaro che la mobilità efficiente negli edifici non è più un lusso, ma una necessità assoluta. MULTI è la soluzione di thyssenkrupp Elevator per soddisfare questa esigenza e altro ancora. MULTI è un sistema di ascensori di nuova generazione che può mettere tante cabine in un vano quanto necessario, ma non funziona in un solo vano. Le cabine MULTI operano in circuito, risalendo un vano e scendendo in un altro. E poiché non ci sono funi, i sistemi MULTI possono anche viaggiare lateralmente per collegare diversi edifici o adattarsi a edifici con nuove geometrie e formati innovativi.

Riesaminando criticamente gli elementi più basilari dell'ascensore moderno, gli ingegneri dell'azienda hanno deciso che era giunto il momento di sbarazzarsi delle funi, poiché erano la causa principale di quasi tutte le carenze degli ascensori tradizionali (Tabella 1).

Come It Lavori

Nella maggior parte dei casi, MULTI segue la premessa di base di un sistema circolare, molto simile a un paternoster. MULTI utilizza la tecnologia di azionamento lineare senza funi, il che significa che più cabine possono essere incorporate in un unico circuito. Con una velocità mirata di 5 mph, questo sistema consentirà un accesso quasi costante a una cabina dell'ascensore ogni 15-30 s. con una fermata di trasferimento ogni 50 m. I passeggeri beneficeranno di tempi di attesa ridotti e l'opzione di doppie entrate al piano terra migliora la facilità di accesso negli edifici di grandi dimensioni.

thyssenkrupp Elevator ha già aumentato la capacità dei passeggeri nel 2002 con l'introduzione del sistema di ascensori TWIN, che offre due cabine per vano e un aumento del 30% della capacità di trasporto, nonché una riduzione del 30% dell'ingombro dell'ascensore. Ma ora, dopo che l'azienda ha rimosso i cavi di sospensione e sfruttato la sua esperienza nella tecnologia della levitazione magnetica (maglev), ha la capacità di azionare sistemi di ascensori come i sistemi di trasporto di massa e aumentare le capacità di trasporto del 50%, riducendo anche l'ingombro dell'ascensore del 50%.

MULTI sfrutta la tecnologia del motore lineare sviluppata per il treno maglev tedesco Transrapid e la applica alle cabine degli ascensori. Ciò consente alle cabine di muoversi nei vani allo stesso modo dei treni nei sistemi ferroviari, con diverse cabine indipendenti per vano che possono muoversi sia verticalmente che orizzontalmente. Secondo l'azienda, la sicurezza è garantita dai molteplici sistemi di propulsione e frenatura nelle cabine e dal collaudato sistema di controllo della sicurezza sviluppato per gli ascensori TWIN, che impedisce alle cabine di avvicinarsi troppo l'una all'altra.

L'azienda afferma inoltre che MULTI offre capacità molto più elevate, nonché movimenti più rapidi e confortevoli, rispetto agli ascensori ad alta velocità, che sono limitati dagli effetti della pressione sul corpo umano, con molte persone che provano disagio a velocità superiori a 10 mp.

300 m o superiore è l'altezza ideale dell'edificio per installazioni MULTI che utilizzano il circuito a doppio albero in stile paternoster. Eppure il sistema non dipende dall'altezza di un edificio. Senza funi, un sistema frenante multilivello e trasferimento di potenza wireless dal vano alla cabina, gli utilizzatori di MULTI beneficeranno di vani più piccoli di 6 m2, rispetto ad altre tecnologie che occupano tipicamente uno spazio di 9 m2. Ciò può significare risparmi significativi sui costi per lo sviluppatore, afferma thyssenkrupp Elevator. L'aumento complessivo dell'efficienza si traduce anche in una ridotta necessità di vani ascensore, diminuendo così l'ingombro dell'ascensore di un edificio e fornendo ulteriore spazio utile e ricavi ai proprietari dell'edificio (Figura 2).

Sebbene MULTI applichi sistemi di controllo e caratteristiche di sicurezza simili a quelli utilizzati per TWIN, include nuovi elementi, come i materiali compositi in carbonio leggero per cabine e porte, che pesano circa 50 kg invece dei 300 kg standard nelle normali cabine degli ascensori. Ciò si traduce in una riduzione del peso complessivo del 50%, rispetto alle tecnologie standard. Con il nuovo azionamento lineare è sufficiente un solo motore per eseguire movimenti orizzontali e verticali, mentre uno scambiatore consente alle cabine di cambiare direzione e spostarsi da un vano all'altro (Figura 3). Combinando tecnologie innovative con un concetto di funzionamento semplice e rendendolo più conveniente per i passeggeri, MULTI ha trasformato in realtà la visione futuristica di più cabine per vano.

Berlino 2020: primo uso commerciale

Il nuovo sistema MULTI non è solo un'idea: è attualmente in fase di implementazione in un nuovo progetto a Berlino. Questa sarà la prima installazione commerciale al mondo di un ascensore multidirezionale. Il progetto, East Side Tower, è concepito per essere un punto di riferimento urbano per gli anni a venire. Oltre all'uso pionieristico del sistema MULTI, il grattacielo per uffici di 140 m è stato progettato dai pluripremiati architetti del Bjarke Ingels Group (BIG). BIG è noto per i suoi design non convenzionali e audaci, nonché per la sua dinamica incorporazione di idee progressiste e sostenibili. Gli esempi includono la giocosa LEGO® House a Billund, in Danimarca, un impianto di termovalorizzazione a Copenhagen — che funge anche da pista da sci — e l'angolare VIA 57 West a New York City.

Il sito della East Side Tower è stato sviluppato da OVG Real Estate, il più grande sviluppatore immobiliare nei Paesi Bassi e uno dei principali sostenitori globali di edifici intelligenti e "verdi". I precedenti progetti di OVG includono The Edge ad Amsterdam, che nel 2016 è stato premiato dall'agenzia di rating britannica Building Research Establishment Environmental Assessment Method per la costruzione di nuovi uffici in tutto il mondo. The Edge ha anche ottenuto il punteggio di sostenibilità più alto mai registrato: 98.4%.

Riunendo innovatori come questi, East Side Tower è chiaramente destinato a diventare un progetto faro per tecnologie ambientali e di utilizzo innovative, come MULTI. La costruzione è prevista per il completamento nel 2020.

Nuove possibilità per le città future

Come sopra accennato, MULTI può essere inteso come un sistema di trasporto di massa verticale, con binari paralleli e “treni” (cabine) indipendenti. Ciò significa che due punti qualsiasi su un piano verticale possono essere collegati tra loro, proprio come una metropolitana.

Guardando oltre le applicazioni per migliorare il flusso di passeggeri e l'efficienza degli ascensori in singoli edifici alti, l'approccio di trasporto di massa di MULTI significa che più edifici e strutture possono essere collegati attraverso ponti sotterranei o tunnel sotterranei. Questa potrebbe essere un'opzione interessante per un'accessibilità e una connettività senza precedenti all'interno di complessi di edifici bassi o edifici con geometrie uniche, come il Dubai Frame (UAE), l'Interlace (Singapore) o i cosiddetti "landscrapers", edifici con impronte molto grandi , le loro lunghezze paragonabili alle altezze dei grattacieli.

Caso d'uso: MULTI Underground

Esistono diversi modi in cui MULTI potrebbe migliorare l'accessibilità delle stazioni della metropolitana e risolvere i limiti causati dalla nostra attuale dipendenza dalle scale mobili per raggiungere le piattaforme della metropolitana. Oggi, le persone che viaggiano in metropolitana devono spesso scendere più livelli, passando per lunghi corridoi e scendendo più scale mobili prima di raggiungere un treno. Se c'è un ascensore, ha una capacità di movimentazione limitata. Entrambe le opzioni possono richiedere molto tempo e stressare i pendolari. Questo, tuttavia, può essere modificato. Poiché MULTI aumenta notevolmente la capacità di movimentazione e riduce i tempi di attesa per gli ascensori, molte più persone potrebbero utilizzare gli ascensori invece delle scale mobili. Inoltre, grazie alla velocità e alla capacità di movimentazione di MULTI, sarebbe possibile costruire linee metropolitane più profonde che potrebbero bypassare la complessa infrastruttura sotterranea. Sarebbero realizzabili anche collegamenti senza soluzione di continuità tra gli edifici e le linee della metropolitana (Figura 5).

Livelli più elevati di connettività: MULTI in ponti sospesi

I ponti sopraelevati tra gli edifici esistono da anni, ma recentemente sono andati oltre le semplici novità architettoniche. Ora sono ampiamente visti come parte di una nuova rivoluzione nella connettività urbana. Questo perché il nuovo pensiero e le nuove tecnologie espandono notevolmente il potenziale pratico dei ponti sospesi, rendendoli componenti architettonici multifunzionali che promettono interessanti opportunità di design. I ponti sospesi potrebbero presto diventare caratteristiche attese e indispensabili di qualsiasi nuovo edificio.

I vantaggi sono evidenti. Gli immobili urbani sono costosi. Gli spazi vuoti tra gli edifici possono essere utilizzati con profitto, fornendo servizi aggiuntivi per residenti e inquilini. Offrono un nuovo piano di interazione sociale e spazi comuni ai livelli superiori che normalmente sono possibili solo a livello stradale. Inoltre, i ponti sospesi offrono una migliore integrazione di sistemi elettrici, idrici, di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria e di gestione degli edifici e possono fornire ridondanze di sistema a prova di guasto e vie di fuga di emergenza alternative.

Gli Skybridge offrono anche vantaggi per la mobilità, facendo risparmiare tempo alle persone che devono spostarsi tra due (o più) edifici (Figura 6). MULTI fornisce ai progettisti il ​​loro primo strumento importante nell'utilizzo di ponti sospesi per colmare il divario tra gli edifici senza soluzione di continuità. Gli architetti possono persino essere incoraggiati a ripensare l'intera architettura degli edifici. Nel frattempo, i ponti sospesi stanno portando a portata di mano un significativo habitat urbano orizzontale nel cielo. Utilizzando i ponti sospesi, MULTI fornirà la connessione tra edifici, strada e cielo e tra le persone.

IoT alimentato: MULTI and Digitalizzazione

La digitalizzazione e l'Internet of Things (IoT) sono temi caldi oggi e MULTI è progettato per sfruttare ogni loro vantaggio. Un esempio è l'interfaccia digitalizzata di MULTI Willow Twin, un sistema di gestione degli edifici all'avanguardia creato da thyssenkrupp Elevator e dallo specialista digitale australiano Willow. Lo strumento integra centinaia di fonti di dati per ottimizzare le prestazioni e l'efficienza dell'edificio nelle aree della manutenzione, dell'utilizzo delle risorse, dell'efficienza energetica e di una migliore "esperienza utente" per inquilini e visitatori. Naturalmente, ciò include le operazioni degli ascensori.

Willow Twin raccoglie e integra centinaia di flussi di dati da singoli sistemi proprietari per fornire un'unica visualizzazione, creando informazioni fruibili attraverso una piattaforma software visivamente intuitiva accessibile da tutti i livelli di gestione delle risorse in tempo reale. Utilizza anche i dati raccolti da MAX, il sistema di manutenzione predittiva che sta già collegando e analizzando i dati di oltre 120,000 ascensori in tutto il mondo per ridurre della metà i tempi di fermo degli ascensori.

Referenze
[1] CTBUH/The Skyscraper Center (www.skyscrapercenter.com/compare-data/submit?type%5B%5D=building&status%5B%5D=COM&base_ height_range=4&base_company=All&base_min_year=1885&base_ max_year=9999&skip_comparison=on&output%5B =lista).
[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=on&output%5B =lista).