铰接索道：更新

“下一代”系统将使高层建筑垂直运输单元总数减少40%，拟在重大项目中应用。

作者：Fritz King、Lars Hesselgren、Peter Severin、Patrik Sveder、David Tonegran 和 Sirpa Salovaara

铰接式缆车概念是高层建筑和地下深处地铁站垂直交通领域的一次重大飞跃。它是一种连接“列车”的系统，包括一条服务于空中大厅的垂直空中地铁和一条服务于各个楼层的吊舱系统（《电梯世界》，2013 年 XNUMX 月和 XNUMX 月）。这样的系统只需要两个垂直井道，这增加了可用楼层空间的百分比和乘客运输速度，并且有可能比目前的电梯系统更快地疏散高层建筑的上层。

该系统的效率在于许多列车/吊舱共享相同的两个轴。 与目前的高层建筑相比，这减少了电梯核心的尺寸，并将总楼层/净楼层比率提高了 30%，后者的总楼层/净楼层比率可低至 60%。 这对收入潜力产生负面影响。 此外，每部传统电梯都需要自己的井道、轨道、电缆和电机。 这本质上是低效且昂贵的。 电梯井道数量的减少增加了总楼层/净楼层比率并降低了建筑成本。

互联列车

铰接索道的一个发展是一个连续和连接的高速“列车”系统，在指定为“车站”的 Sky Lobby 楼层停靠（图 1）。

该系统同时停在所有上行和下行车站，中间楼层（车站之间）由单独的吊舱或传统电梯提供服务。 根据建筑物的垂直运输需求，单个铰接索道列车可以配备一个或多个列车车厢。 大多数带有空中大堂的高层建筑都使用双层传统电梯为这些区域提供服务。 一个类似的铰接索道系统每列火车将使用两节车厢。 将这样的火车车厢等同于一台传统电梯是合理的，因为它们在大小和载客量上是相同的。 带有为空中大厅提供服务的铰接索道列车和为空中大厅之间的楼层提供服务的传统电梯的垂直运输单元的总数少于所有传统电梯系统的垂直运输单元总数。 [1]

铰接索道有可能将高层建筑中的垂直运输单元总数减少 40%。 它实现的另一个发展是在每层楼都停下来的独立吊舱。 在这种情况下，它们起到并取代所有传统电梯的作用，因此进一步提高了总楼层/净楼层比率。 单独铰接索道吊舱系统的开发比连接的列车系统更复杂，需要交通管理控制系统来处理路径、位置、速度、调度和交通拥堵等变量。 Pod 将存放在特定循环回路的底部和顶部，并受到调度控制以实现最大效率。

垂直运输轴——越少越好

当前的垂直运输技术导致占用大量建筑物的大型电梯核心。 当沿着建筑物的长度加起来时，用于高层建筑电梯的空间体积是巨大的。 一个高效的垂直运输系统可以将这种巨大的空间浪费用于创收项目。 只需要两个竖井的系统大大减少了高层建筑和地下设施中电梯竖井的数量。 此外，铰接索道可以在车厢两侧安装门，这样乘客可以在其他人进入时退出。 这将减少装卸时间并增加客流量。

垂直运输竖井数量的大幅减少对高层建筑的建筑、施工和致密化产生了重大影响。 更小或不存在的电梯核心将减少所需的地板尺寸，这将导致高层建筑更紧凑、更薄。 反过来，这将减少外墙材料和其他建筑成本的数量。 较小的平面图将使开发商能够在同一块土地上建造更多的建筑物，这将增加他们的收入。

系统和吊舱设计

铰接索道设计非常灵活，提供垂直和水平对齐、倾斜、曲线和扭曲。 该系统可以是通用的（例如，用直线垂直对齐封闭）或富有表现力的（例如，在成形建筑物的外部）。 通用吊舱提供具有一个旋转自由度的准系统设计。 由于通用吊舱被封闭在竖井内，公众无法看到，因此它们的大多数设计都忽视了优雅和建筑表达，强调机械效率和成本效益（图 4）。

垂直运输系统不仅仅是运送乘客的机器。 铰接索道为令人兴奋和创新的建筑形状和表达做出贡献。 该系统可以作为建筑架构的一部分进行展示和展示。 它的形状和排列可以为建筑添加第四个维度——移动的动态建筑。 这些吊舱强调优雅和建筑表达，并利用两个或三个旋转自由度。 它们还设计有窗户和玻璃墙，以增强风景。

客户案例

斯德哥尔摩地铁站

Stockholm Local Traffic (SL) 是瑞典斯德哥尔摩地铁系统的所有者，计划扩建现有线路并建设新线路。 Nacka 延伸段将在坚硬的花岗岩岩层以下约 100 m 处设有深地下站。 垂直运输系统将运送日常乘客，并需要在有限的时间内疏散两列满载的地铁列车。 

极深的深度使自动扶梯无法使用，因为乘客的旅行时间大约为几分钟。 使用传统电梯需要大约 10 部传统电梯——车站的每一端各有 10 部——以及 10 个相关的竖井，这些竖井需要通过坚硬的花岗岩进行爆破。 然而，地铁供应商认为铰接索道是一个有价值的选择。 它的这种应用将有两个环路——在车站的每一端都有一个环路——每个环路有两个竖井，总共有 XNUMX 个竖井，而不是 XNUMX 个。竖井的这种减少将大大降低挖掘成本和施工时间。

该提议是在每个循环中有两个独立的 pod 系统，每个循环有两个 pod，这样每个循环总共有四个 pod。 当一个吊舱系统装载和卸载乘客时，第二个吊舱系统正在往返于下一站的运动中。 这增强了连续和不间断的客流（图 7）。

888：铰接式索道架作为建筑表达

铰接式索道架也可以作为一种独特的体验。 系统的一项基本设计决策是其旋转自由度。 初步设计研究表明，从根本上说，具有三个自由度的系统更可取，因为它具有适应不同建筑配置的巨大潜力。 进一步检查表明，机舱只需要两个自由度，而第三个自由度可以通过轨道配置获得。 至关重要的是，这意味着轨道必须允许在路径中带有伴随扭矩的螺旋型路径（图 8）。

铰接索道采用现代信息技术，可实现完整的“按需时间表”。 该系统将通过移动应用程序知道哪些用户正在接近并需要运输到他们的目的地。 Pod 的等待时间将被最小化，因为系统将预先分配它们以减少等待时间。

PLP/Architecture 正在贡献一个极端的例子，说明铰接索道可以通过拟建的超高层摩天大楼实现。 该建筑被称为“888”，最高层高 888 m，顶部有一个铰接索道环，可延伸至离地 1000 m 的高度（图 9）。

该建筑分为四个部分：底部、中部、顶部和顶部。 顶部和底部部分包含非常大的楼板，正在进行设计研究以探索这些板的各种利用方式。 中间部分有一个贯穿大楼的大洞——一个“中央公园”——周围是几家酒店和高价值公寓（图 10）。

为这座塔设想的系统将是相互连接的列车和独立环路中的单个吊舱。 这座建筑如此之大，以至于它可以保证在它下面有自己的地铁/高铁站。 高速铰接索道环与站台层、底层和地铁站集成。 按照设计，下地铁和火车的乘客可以步行穿过站台，搭乘缆车，将他们带到空中大厅或楼层（图 11）。 单个吊舱有三个环路（每个环路服务 96 层），利用垂直结构具有不同的路径。 进一步的研究将确定所有系统所需的容量，但似乎任何限制因素都可能主要涉及可用吊舱的数量，而不是轨道容量（图 12）。

结语

铰接索道提供的不仅仅是一种在建筑物上上下传送人员的方法。 在诸如 888 之类的应用中，它在空中 1,000 米，人们将乘坐系统作为一个完全属于自己的景点，就像伦敦的伦敦眼一样。 铰接索道为当今的高层建筑和深地铁站提供了新的高效解决方案。 城市密集化的现实需要垂直交通的巨大飞跃。

案例
[1] Ericsson-Lantz, C. 和 Skröder, E. “疏散高层建筑的铰接索道器潜力”，吕勒奥理工大学，2013 (pure.ltu.se/portal/files/44158502/LTU-EX- 2013-44006091.pdf）。