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电梯还能横着开(附照片)

  • 发布时间:2015-03-07 05:29:21  来源:文汇报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  ■本报记者张晓鸣

  不管是载人还是载货,电梯总是上上下下的,连广告词也是这么说。有直梯,也有斜行电梯,但你见过“横梯”吗?不错,从1854年第一部电梯问世到现在,电梯一直沿着垂直的轴线行进,拖着电缆,再用钢丝绳提拉着配重。然而,现在是时候改变了。德国工业巨头、全球三大电梯和自动扶梯生产商之一的蒂森克虏伯电梯正试图改变这一现状。

  蒂森克虏伯电梯集团正在研发一种可以水平移动的新型电梯系统,它被称为“复合电梯”。与一根传动轴上只有一个电梯厢的传统电梯不同,“复合电梯”一根传动轴上有多个电梯厢,能水平和垂直移动。未来如果“复合电梯”的构想付诸实施的话,一条传统井道的运力将提高50%,而电梯的占地面积可减少50%。

  等电梯的时间越来越长

  高层建筑的数量近年来不断增长,其平均高度也超过了过去的期待值。2000年,世界上50大最高建筑的平均高度为315米,而在2013年,这一数值就达到了390米。高层、超高层建筑的普及对电梯市场形成巨大需求,到2016年,预计全球对电梯设备(包括电梯、自动扶梯和自动人行步道)和维保的年需求增长超过5%,达到520亿欧元。然而,人们有能力建越来越高的楼,但以现有的电梯技术,生活、工作在这些超高层建筑中的人想要在楼层内垂直或水平快速移动,还是一件相当麻烦的事。蒂森克虏伯集团北美首席执行官帕特里克·贝斯认为,这是因为传统电梯有个大难题,就是高度有限制,一旦楼层超过600米,吊起轿厢的钢丝绳就太重了。拿著名的迪拜哈里发塔来说,通地面的电梯只到504米,乘客必须转乘另一组电梯才能到达它高828米的顶部——这意味着楼层越高,在楼内生活、工作的人要花更多的时间等电梯。芝加哥大学的学生于2010年就乘坐电梯开展了一个研究项目,结果发现纽约市上班族每天等电梯的时间加起来一共是16.6年,在电梯内花费的时间为5.9年。

  等电梯就像等地铁

  近年来,电梯生产商一直在尝试如何提高超高层建筑中电梯的运行效率,包括模糊智能、超高速在内的尖端技术日益普及,但这一切都无法与“复合电梯”的创新思维相提并论。帕特里克·贝斯认为,“复合电梯”开创了电梯业的新时代,它“极大地开拓了建筑设计的可能性,让建筑师有可能设计出更高的建筑物,而建筑物内部也能有更多不同的形状和空间结构。”

  具体来看,蒂森克虏伯电梯的“复合电梯”方案,让电梯不再只能纵向移动,还能通过循环运行的方式,从建筑物的一头横向移动到另一头。电梯舱也不再只有一个或两个独立运行,而是有多个舱按照“班次”有序运转,每个舱都紧密跟随上一班舱运动,保持5米/秒的移动速度,每隔50米停靠一站……这意味着人们再也不用排着长队苦等电梯运行完整的一周才能乘坐,等待的时间也缩短至15到30秒——等待电梯就像等待下一班地铁一样让人安心。

  “复合电梯”通过线性马达技术运行,原理与磁悬浮列车的磁力马达类似,利用电磁力来对抗引力,不再需要使用传统电梯的钢缆来帮助移动,而是悬浮前进。同时,由于电梯舱使用轻质材料建造,又摈弃了传统直梯沉重的钢缆,整个电梯的运行都变得更加轻盈,也能降低时耗和能耗。比如轿厢和电梯门采用了全新的轻质碳复合材料,重量仅有50公斤,而标准电梯为300公斤。因此,电梯的运行效率在这个新系统中被提高了50%,同时,也帮助建筑物节省了25%的空间。

  事实上,早在10年前,蒂森克虏伯就展示过一款“双子电梯”——它允许同一井道上有两个电梯舱彼此独立运行。

  双子电梯已经是从单厢系统向前迈了一大步,运力和运行效率都有所提高。然而,由于使用的电缆结构复杂,轿厢数量无法增加,而且一个轿厢必须始终位于另一个轿厢之上。安全问题也阻碍了无缆电梯的早期发展。这些因素都凸显了直线驱动的优势——即可以不用缆绳在同一个井道内运行多台轿厢。

  另外,“复合电梯”的内部结构能够确保任何单一错误的发生,都不会导致系统的整体停运。最新的可预测的电梯维护技术只需依靠“云功能”,便可以提前检测出即将过度消耗的部分零件,并在它们运行失效或真正损坏之前就及时替换。维护工作能够完全利用服务车来进行,甚至全自动化的服务在未来的实际操作中也是可能实现的。

  “复合电梯”目前遭遇的最大问题是成本居高不下,对此帕特里克·贝斯认为,对业主来说,从长期看,“复合电梯”会比传统电梯更具成本效益,因为较高的建筑物对土地资源的利用更有效,此外,电梯所需空间的减少,也意味着总体投资的节省。

  目前,“复合电梯”已经建造出首台模型和样机,蒂森克虏伯正在德国罗特魏尔建设一座全新的试验塔,预计明年就能完工,将为“复合电梯”提供绝佳的测试和认证环境。

  ■链接未来电梯怎么样

  更高速上海中心大厦的高度达到了632米,该大厦的3台观光电梯提升高度为565.4米,电梯最低额定速度必须在15米/秒及以上。要开发如此高速的电梯,必须解决好包括上千安培电流的变频驱动装置设计、低速大转矩大载荷电机、轻质高性能曳引钢丝绳、高效可靠信号传输系统等等关键技术在内的技术瓶颈问题。

  更聪明现代单体建筑中配置的电梯越来越多,中国国际博览中心一个单体建筑内就安装了214台电梯和188台自动扶梯。研究并将先进的模糊逻辑和人工智能技术应用于电梯,可以很好地解决多电梯的高效调配问题。根据电梯负载情况,随时改变电梯的“额定”运行速度,以提高运行效率。要采用该技术,必须先解决不同速度下的超速保护级别的识别问题、减行程缓冲器技术应用等问题。

  电梯的使用和汽车一样,维保工作非常关键。必须采集足够量的电梯细节数据,包括电梯运行状态数据、门状态数据、按钮数据、故障基础库数据等等海量的数据,并经大数据处理,以最终实现智能诊断、智能维保。

  更节能截至2013年年底,仅中国大陆的电梯保有量就已经有300.45万台,以行业公认的每台电梯日均耗电40千瓦时计算,这些电梯年耗电为438亿千瓦时。所以,节能将是一个永恒的主题。研究更为先进的能量回馈技术、超级电容(或锂电池等)储能技术、电梯系统的休眠以及睡眠技术、电梯群的分布式电网技术等等,将是今后电梯界不可回避的一大任务。

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