Небоскребы будущего:
что изменится с появлением
«горизонтальных» лифтов
Что если лифты в наших домах смогут передвигаться не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости? Будет ли это прорывом в области домостроения или останется невостребованной техно-причудой? Похоже, что благодаря последней разработке немецких инженеров из ThyssenKrupp совсем скоро у нас появится шанс это выяснить. Подробности – в материале «Дом и Офис.ру».
Без лифта и высь не та
Начнем с небольшой предыстории. В 1854 году американский изобретатель Элиша Грейвз Отис презентовал публике собственную модель безопасного пассажирского лифта, который не падал вниз даже в случае обрыва удерживающих его тросов. Казалось бы, на фоне других громких изобретений и технологических прорывов XIX века это было не слишком значимое новшество. Но именно оно навсегда изменило принципы градостроительства, позволив людям возводить сверхвысокие здания – небоскребы. С тех пор по всему миру стали появляться десятки подпирающих небо колоссов, ознаменовав начало эры высотного строительства.
Элиша Г. Отис презентует свою разработку в экспоцентре Crystal Palace (Нью-Йорк)
Сейчас проектирование и возведение небоскребов можно смело назвать самой прогрессивной сферой современной архитектуры: именно здесь внедряются передовые технологии, применяются современные материалы и воплощаются самые амбициозные замыслы проектировщиков.
В противовес прогрессу
Схема устройства традиционного лифта на тросовой тяге
К сожалению, сфера лифтостроения за все это время существенных изменений так и не претерпела. Конечно, с каждым годом лифты становились надежнее, скоростнее, комфортабельнее, однако в целом их конструкция и принцип работы остались прежними. По сути, это все те же вертикальные шахты с подвешенными на тросах кабинами, которые приводятся в движение при помощи лебедки и системы противовесов.
При всех достоинствах традиционных лифтов, у них есть ряд существенных минусов, которые с течением времени становятся все более очевидными.
Во-первых, существуют ограничения по максимальной высоте, на которую могут подниматься лифты. При большой длине удерживающих кабину тросов, их вес начинает превышать вес других подвижных элементов системы, что делает конструкцию небезопасной. Поэтому в сверхвысоких небоскребах, например, в дубайском Бурдж-Халифа, приходится использовать два уровня лифтвых шахт, и на высокие этажи люди вынуждены подниматься с пересадкой.
Во-вторых, устройство традиционных лифтов исключает возможность использования более двух независимых кабин в одной шахте, что сильно ограничивает пропускную способность. Частично решить эту проблему помогает увеличение размера лифтовых кабин, устройство дополнительных шахт, а проектирование системы эскалаторов и травалаторов для доступа к нижним этажам. Однако все указанные меры ведут к существенному удорожанию стоимости проекта и сокращению полезной площади здания.
В-третьих, нынешние лифтовые системы обладают немалым весом и занимают внушительную площадь, что сильно ограничивает проектировщиков в выборе архитектурных и планировочных решений для создаваемых ими небоскребов.
Без тросов – без границ
Ситуация начала меняться в конце нулевых, когда инженеры немецкой компании ThyssenKrupp взялись за разработку нового поколения подъемных механизмов. Они прекрасно понимали, что основные недостатки современных лифтов связаны с их устройством, а значит, для решения проблемы требовался принципиально новый подход. Подход, который позволил бы избавиться от таких архаичных элементов системы, как тросы и противовесы.
После долгих научных изысканий, сопровождавшихся чередой проб и ошибок, специалистам удалось разработать концепт пассажирских лифтов под названием MULTI, работающих по принципу магнитной левитации. Основной движущей силой в таких лифтах должен был стать линейный двигатель, который генерирует электромагнитное поле между кабиной и стальными рельсами, установленными по всей высоте шахты.
Принцип магнитной левитации, на котором основывается работа лифтов нового поколения, активно используется для создания ультрасовременных поездов на магнитной подушке, таких, например, как немецкий M-Bahn, Шанхайский маглев или американский Hyperloop от Илона Маска.
Впервые о своей новой разработке немцы заговорили еще в 2014 г., когда проект существовал только в теории. Поначалу эта новость вызвала немало скептических замечаний в профессиональных кругах: одни говорили, что магнитные лифты небезопасны, другие сомневались в их рентабельности. Однако после нескольких лет активной модернизации и доработок, проекту все же был дан зеленый свет, и в июне 2017 состоялась презентация первой полностью функциональной системы магнитного лифта, установленной в небоскребе Tower of Light (Ротвайль, Германия).
Tower of Light – детище архитекторов Гельмута Яна (Helmut Jahn) и Вернера Собека (Werner Sobek). Это не только один из самых высоких небоскребов Германии, но и своего рода испытательный полигон для последних разработок в области лифтостроения. В его планировку изначально были заложены 12 специально укрепленных шахт, где и тестируются новейшие лифтовые системы.
Небоскреб Tower of Light и схема движения лифта в нем
В любом направлении
После презентации первого рабочего прототипа стало окончательно ясно, что идея «отвязать» лифты от тросов оказалась поистине революционной. Во-первых, в силу конструктивных особенностей, шахты для таких лифтов занимают на четверть меньше места. Во-вторых, их кабины почти в половину легче аналогичных по размеру кабин в стандартных лифтовых системах.
Демонстрация возможностей магнитного лифта
Но главное преимущество электромагнитного лифта в том, что кабины электромагнитного лифта могут двигаться как по вертикали, так и по горизонтали. Благодаря этой особенности, внутри зданий можно создавать сложные системы шахт, по которым будут курсировать сразу несколько независимых кабин. При этом движение каждой из таких кабин будет координироваться электроникой, что исключит возможность их столкновения и позволит выбирать оптимальные маршруты. Все это позволит наиболее эффективно управлять пассажиропотоками. Кроме того, можно будет соединять лифтовыми шахтами несколько стоящих рядом друг с другом небоскребов, объединяя их в целые кластеры.
Разработка инженеров из ThyssenKrupp была тепло встречена профессиональным сообществом. Она получила золото в номинации «Транспортировка и логистика» на премии Edison Award 2017, а исполнительный директор международной некоммерческой организации CTBUH (Совет по высотным зданиям и городской среде) Энтони Вуд (Antony Wood) назвал ее ни много ни мало «священным граалем» индустрии лифтостроения, способным изменить сам подход к проектированию зданий.
Направление движения лифта меняется благодаря поворотным механизмам в узловых точках шахт.
Два года на обкатку
Осталось надеяться, что тестовый лифт в небоскребе Tower of Light хорошо проявит себя в процессе эксплуатации и производство поставят на поток. Ведь с появлением таких лифтов на массовом рынке вполне может измениться и сам подход к проектированию современных высоток – архитекторы больше не будут ограниченны вертикальной ориентацией лифтовых шахт и смогут реализовывать самые нетривиальные свои задумки. В перспективе это может оказать существенное влияние на форму и внутреннюю планировку высотных зданий. А если изменится внешний вид небоскребов, изменится и облик современных городов.
Вариант планировки здания с системой магнитных лифтов
В любом случае, о дальнейшей судьбе проекта мы сможем узнать только через пару лет – именно столько будут длиться испытания новой модели электромагнитного лифта.
