Çift Katlı Asansörler - Gerçek Bir Çözüm mü?

Simon Russett, Hoare Lea Asansör Mühendisliği Şirketi Müdürü tarafından.

Giriş/Tarihçe

İnsanlar gökyüzüne ilk baktıklarından beri, yaşamak, çalışmak veya seçtikleri tanrılara saygı göstermek için yüksek yapılar inşa etme konusunda içsel bir ihtiyaç hissetmiş gibi görünüyorlar. Son 5000 yılda, Mısır'daki Piramitler, Kamboçya'daki Anchorage ve Güney Amerika'daki Machu Picchu gibi tapınaklar, dinlenme yerleri veya korunma amaçlı olarak dünyanın dört bir yanında çok sayıda büyük taş yapı inşa edilmiştir.

Bu tür binalarda elbette mekanik dikey ulaşım imkanı yoktu! Bu durum, 19. yüzyılın sonlarında Elisha Graves Otis'in ilk güvenli asansörü icat etmesi ve bunu New York'taki Crystal Palace'da düzenlenen Enstitü Fuarı'nda sergilemesiyle ortaya çıktı. Kuzey Amerika'da yeni bulunan refahla birlikte dünyanın en yüksek binalarından bazıları tasarlandı. Örneğin, 1973'te tamamlanan Chicago'daki 110 katlı Sears Kulesi, DD asansörleri ve yerel SD asansörleri kullanan ilk bina oldu. Bu mega yapılar, insan hareketine yeni bir yaklaşım gerektiriyordu ve 1854.

Bu buluş, çelik kullanan yeni inşaat teknikleriyle birlikte, Chrysler Binası, Empire State Binası ve Eyfel Kulesi gibi yüksek binaların ortaya çıkmasına öncülük etti. 1930 yılına kadar inşa edilen tüm binalarda, bina bölgelerine hizmet verecek şekilde düzenlenmiş geleneksel tek katlı (SD) asansörler kullanılıyordu. Otis Asansör Şirketi, ortak bir askı içinde bulunan iki asansör kabini kullanan bir buluşa öncülük etti ve 1931'de New York'taki 66 katlı "Şehir Hizmet Binası"na sekiz adet "çift katlı" asansör kurdu. Üst kabin çift katlara, alt kabin ise tek katlara hizmet veriyordu. Bu teknolojinin bu binaya uygulanması tamamen uygun değildi, çünkü alt katın bodrum katında planlanan bir metro istasyonuna hizmet vermesi amaçlanmıştı. Metro hiçbir zaman inşa edilmedi ve sonunda tüm katlara hizmet vermek için sadece üst kabinlerin kullanılmasının yolcu trafiğini karşılamak için yeterli olduğu keşfedildi!

Çift katlı asansörler (DD), demiryollarına benzetilebilir. Bunlar, tek bir tahrik sistemiyle birbirine bağlı ortak vagonlar kullanarak çok sayıda insanı yatay olarak taşır; çift katlı asansörler de aynı prensibi, üst üste iki vagonla dikey trenler oluşturarak kullanır. DD asansörleri, biri diğerinin üzerinde bulunan ve tek bir süspansiyon ve tahrik sistemine bağlı iki yolcu vagonundan oluşur. Alt ve üst katlar aynı anda iki bitişik kata hizmet verebilir ve yoğun dönemlerde katlar 'çift' ve 'tek' katlara hizmet verecek şekilde düzenlenir.

1930'dan beri, binaların daha yüksek ve karmaşık hale gelmesiyle birlikte çift yönlü (DD) asansörlere olan talepte sürekli bir artış yaşandı. 1960'larda yeni bir dönem başladı ve bu dönemde çift yönlü asansörler gerçekten önem kazandı.

Tüm asansörleri DD yerel sistemle ve tek bölgeli DD mekik asansörlerle donatılmış ilk binalar, 1997 yılında Otis tarafından tamamlanan Kuala Lumpur'daki 88 katlı ikiz Petronas Kuleleriydi. Aynı teknoloji, 2004 yılında yine Otis tarafından tamamlanan Hong Kong'daki 88 katlı Uluslararası Finans Merkezi (IFC) Kulesi'nde de kullanıldı. Tüm asansörleri DD yerel sistemle ve çift bölgeli DD mekik asansörlerle donatılmış ilk bina ise 2004 yılında Toshiba tarafından tamamlanan 101 katlı Taipei Finans Merkezi oldu. 508 metre yüksekliğindeki bu bina, yarım kilometrelik sınırı aşarak dünyanın en yüksek binası oldu. Ayrıca, yüksek hızlı asansörler için de rekoru 12 m/s'den 16.8 m/s'ye çıkardı. Bu da saatte 60 km'nin biraz üzerinde dikey azami hıza denk geliyor. Dünyanın en yüksek binası unvanı, 2010 yılında tamamlanan, 829 metre yüksekliğinde ve karma kullanımlı bir konut projesi olan Burj Dubai'ye aitti. Binada, saniyede 10 metre hızla hareket eden iki adet çift katlı (DD) asansörün yanı sıra bir dizi tek katlı (SD) asansör de bulunuyordu.

Avrupa/Kuzey Amerika Modeli

Dünyanın dört bir yanındaki yüzlerce binada binlerce çift katlı (DD) asansör bulunmaktadır. Günümüzde faaliyette olan yaklaşık 6.5 milyon asansörle karşılaştırıldığında (bkz. küresel asansörler görseli), DD asansörler küresel asansör pazarının yalnızca %0.01'ini oluşturmaktadır ve sadece yüksek binalarda kullanılmaktadır. Otis, küresel satışların yaklaşık %80'ini karşılamaktadır; diğer tedarikçiler arasında Kone, Mitsubishi, Schindler, Hitachi ve Toshiba yer almaktadır.

DD asansörler ABD, Asya ve Çin'de nispeten yaygındır. Avrupa, dünyadaki asansörlerin %50'sinden fazlasına sahip olmasına rağmen, altı binada sadece 24 adet DD asansöre sahiptir. İngiltere'deki ilk DD sistemi, Express Lift Company tarafından Nat West Tower (şimdiki adıyla Tower 42) binasına kurulmuştur. Kuleye beş adet DD asansörün yanı sıra bir dizi SD asansör de yerleştirilmiştir.

Londra'da yaklaşık 86 milyon metrekarelik dolu ticari alan bulunmaktadır. Yeni ticari ofislere olan talep yüksek ve alan baskısı nedeniyle binalar daha da yükseliyor. Eğer piyasa 35 kattan daha yüksek binaları gerektiriyorsa, DD asansörler dikey hareket sorununa bir çözüm sunabilir.

Kuzey Amerika modeli, genellikle 100 kat civarındaki binalarda, SD tipi yerel asansörler ve DD tipi asansörlerin ise üst kat lobilerine servis aracı olarak kullanıldığı durumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu modelin İngiltere veya Avrupa'ya uygun olması pek olası görünmemektedir; çünkü Avrupa'daki binaların çoğu bu kadar yüksek değildir – çoğu muhtemelen 30-60 kat arasındadır. İngiltere'de DD tipi asansörlerin yolcu asansörü olarak kullanılması daha olasıdır – servis aracı asansörü olarak değil. Yolcular için deneyim aynı olacaktır – DD tipi bir asansörde seyahat ettiklerinin farkında olmayabilirler.

DD asansörleri, Londra'da planlanan bir dizi yüksek bina için dikey ulaşımın birincil kaynağı olarak tasarlanmıştır; örneğin British Land'in Broadgate Kulesi, Gerald Ronson'ın Heron Kulesi, Sellar Properties'in London Bridge Kulesi, Land Securities'in Blackfriars Bridge Kulesi ve DIFA'nın Bishopsgate Kulesi. Bu projeler inşa edilirse, Birleşik Krallık'taki DD asansörlerinin sayısının önümüzdeki 5-10 yıl içinde yaklaşık 50 adede çıkması ve Avrupa'daki DD kurulumlarının sayısını üç katına çıkarması bekleniyor.

Çift Katlı Asansörlerin Avantajları/Dezavantajları

DD asansörlerin asıl avantajı, insanların SD asansörlerle aynı sürede taşınabilmesine rağmen, gerekli asansör boşluğu alanının azalmasıdır. Kabin oranı yaklaşık 2:3'tür, bu nedenle 8 SD kabin, 5 veya 6 DD kabine dönüşür. DD'nin verimli çalışması için genel kural, her grup için yaklaşık 15 ila 18 katlı bir bölgedir, ancak bu tamamen bina düzenine bağlıdır. Bazı durumlarda teknoloji uygun olmayabileceğinden, belirli binalar için asansör sistemleri seçilirken dikkatli olunmalıdır. DD asansörlerin verimli çalışması için, dengeli bir talep ve ardışık katlara seyahat eden insanlar için yüksek düzeyde eşzamanlılık sağlamak amacıyla 2000 m2'nin üzerinde bir kat alanına sahip olmak gereklidir. Bu, bir performans göstergesi belirlemek için Elevate (Peters Research'ten) gibi bir yazılım kullanılarak hesaplanabilir. Sonuçlar daha sonra Asansör El Kitabı (Barney 2005) kullanılarak kontrol edilerek DD asansörlerin etkili bir çözüm olup olmadığı belirlenebilir.

Yolcular yürüyen merdivenlere yönlendirilir; buradan çift veya tek katlara gitmek için doğru katı seçebilirler. Bir asansör üst kattan gelen bir çağrıya cevap vermek için durduğu anda, herhangi bir hedef kata giden asansör çağrıları kabul edilir. Kat çağrılarına cevap vermede bilinen bir yaklaşım, kat çağrılarının arkadaki kata atanmasıdır. Öndeki kat, arkadaki asansörün duraklarıyla aynı zamana denk gelen çağrılara cevap verir. Daha verimli bir çözüm, kat çağrısını en uygun kata seçmektir. Modern çift yönlü asansörler, yolcu bekleme sürelerini, yolculuk sürelerini ve her asansörün yaptığı durak sayısını en aza indirmek için en uygun asansör katının seçilmesini sağlamak üzere gelişmiş kontroller kullanır. Yukarı çıkarken, alt kat yukarı kat çağrılarına cevap verir ve aşağı inerken alt kat aşağı kat çağrılarına cevap verir.

Salon Çağrı Tahsisi (HCA) gibi modern kontrol sistemleri, yolcuların vagon içindeyken varış noktalarına karar vermeleriyle ilgili sorunları ortadan kaldırır; çünkü bu bilgi lobideki dokunmatik ekrana girilir. Varış noktası talepleri kişiselleştirilir ve daha sonra operasyonel verimliliği büyük ölçüde artırmak için katlara göre gruplandırılır. HCA ayrıca, yoğun olmayan dönemlerde bir katın diğer katta eş zamanlı iniş veya vagon çağrısı olmadan durması durumunda yolcular için dezavantajları ortadan kaldırır. Ayrıca, yükleme koşullarını görüntülemek için her iki vagonda da CCTV kameralarına ve ekranlara ihtiyaç duymaz.

Birleşik Krallık'taki DD kurulumlarının büyük çoğunluğu HCA kontrollerini kullanacak ve Kohn Pederson Fox tarafından tasarlanan Heron Tower gibi bazılarında cam DD vagonları bile bulunuyor! (Referans için manzaralı DD'ye bakın, çünkü bu Heron'dan değil).

Örnek Projelerimiz

Yakın zamanda Victoria'da mevcut bir kule için yeni dikey ulaşım (VT) sistemlerinin tasarımında yer aldım. Bu kule 27 kattan oluşuyordu ve yaklaşık 280,000 ft² ofis alanı sağlıyordu. Bina yenilemesi, üç kat daha eklenmesi ve cephelerin uzatılmasıyla 440,000 ft² alan sağlamayı amaçlıyordu. Mevcut VT sistemleri, yüksek ve alçak bölgelere hizmet veren iki adet 6 araçlık gruptan oluşuyordu. Ofis alanındaki artış, bu konfigürasyonun performansını kabul edilemez hale getirecekti. Bu sorunun üstesinden gelmek için çok sayıda çözüm incelendi:

1. Mevcut 12 şaftı koruyun ve 4 yeni şaft ekleyin. Bu, BCO performansına ulaşabilecek alçak katlı, orta katlı ve yüksek katlı sistemler sağlayacaktır. Açıkça görünen sorun, dört yeni şaftın nereye yerleştirileceği ve net yatırım alanındaki kayıptır (alçak katlı, orta katlı ve yüksek katlı sistem görselleri 1 ve 2'ye bakınız).
2. Düşük, orta ve yüksek katlı sistemler sağlayın ve HCA kontrol sistemleriyle sistem performansını iyileştirin. Bu, aynı sistemleri gerektiriyordu, ancak düşük katlı grup üçe indirildi. HCA kontrolleri, en verimli şekilde yukarı yönlü tepe modunda çalışır, ancak çift yönlü ve aşağı yönlü tepe modlarında o kadar verimli çalışmaz.
3. Mevcut asansör boşluklarını koruyarak çift katlı yolcu asansörleri sağlayın. Analiz sonucunda dört adet alçak katlı ve dört adet yüksek katlı çift katlı asansör sağlanması önerildi. Çağrıların eş zamanlılığı için %77'lik bir başarı oranıyla, bu, BCO performans gereksinimlerini karşıladı. Bu seçenek, her grupta iki asansör boşluğunu geri kazandırdı ve bu boşluklar, binada yalnızca minimum düzeyde yer olduğu için iki yeni yük asansörünü barındırmak için kullanılabilir.
4. Üst ve alt katların eş zamanlı yüklenmesiyle ilgili sorunların üstesinden gelmek için, iki lobi katı arasında hizmet verecek yürüyen merdivenlere ihtiyaç duyuldu. Engelli Ayrımcılığı Yasası'na (DDA) uyumu sağlamak için, yükleme katları arasında iki adet mekik asansörüne de ihtiyaç duyuldu ve uygun bir şekilde, kullanım için iki şaft da mevcuttu (çift katlı grup resimleri 1 ve 2'ye bakınız). İlginç bir şekilde, mekik asansör gereksiniminin üzerindeki şaft alanı daha sonra mekanik ve elektrik tesisat boruları için kullanılabilirdi.

Bu vaka çalışması, çift katlı asansörlerin sunabileceği bazı önemli avantajları göstermektedir. Örneğin, temel alan kullanımının azalması, daha az asansör kurulumu ve diğer hizmetler için alan yaratılması gibi. Genel prensipler yeni projelere de uygulanabilir.

Ayrıca bazı olası sınırlamaları da göstermektedir. Engelli erişimine uygunluk sağlamak için ana giriş alanlarının, yürüyen merdivenler ve servis asansörleri için genişletilmesi gerekmektedir. Yolcuların doğru kata yönlendirilerek istedikleri yere ulaşmalarını sağlamak için uygun yönlendirme işaretleri de dikkate alınmalıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, HCA kontrolleri bu sorunların giderilmesinde büyük ölçüde yardımcı olmaktadır.

DD ve SD asansörleri karşılaştırırken, elbette maliyet etkilerini de göz önünde bulundurmak önemlidir. DD asansörlerin, SD asansörlere göre iki kat daha pahalı olduğu yaygın olarak bilinmektedir. Aynı performans gereksinimlerini karşılamak için SD asansörlere göre daha az DD kabini gerekmekle birlikte, bu sayı yarı yarıya daha azdır. Bu nedenle DD asansörler daha pahalı bir çözümdür. Bununla birlikte, sağlanan alan tasarrufu, bina sahipleri için cazip olacaktır çünkü artan ofis alanı, binanın ömrü boyunca artan gelir anlamına gelecektir. Yıllık bakım maliyetleri DD için SD çözümüne göre daha düşüktür ve durak sayısının azalması nedeniyle yoğun saatlerdeki yolculuk süreleri SD'ye göre daha kısa olacaktır. Bu durak sayısındaki azalma aynı zamanda enerji tasarrufuyla da ilgilidir.

Modern çift yönlü asansörler, aşağıdaki tabloda listelenenler gibi standart itiraz ve endişelerin de üstesinden gelebilir: