КАЧЕСТВО
ГАРАНТИЯ
Вы здесь: главная страница / Новости / Эволюция лифтов: взаимодействие между физическим лицом и человеком, цифровое взаимодействие и Мегаталльные здания

Эволюция лифтов: взаимодействие между физическим лицом и человеком, цифровое взаимодействие и Мегаталльные здания

facebook sharing button
twitter sharing button
line sharing button
wechat sharing button
linkedin sharing button
pinterest sharing button
whatsapp sharing button
kakao sharing button
snapchat sharing button
telegram sharing button
sharethis sharing button

За более чем 160-летний период развития технологий вертикального перемещения и лифтовой техники компания FUJISTAR создала ключевые элементы все более высотных зданий, которые определяют облик городов по всему миру. Улучшения в области безопасности, надежности, качества, компактности и эксплуатационных характеристик лифтов позволили зданиям и городам превратиться в крупные торговые центры.1 Проектирование и строительство таких зданий и их вертикальных транспортных систем должны быть сбалансированы с усовершенствованиями, которые снижают беспокойство пассажиров при одновременном повышении удобства и эффективности.

В этой статье рассматривается история лифтов и их технологий. Затем рассматриваются особенности использования лифтов в высотных зданиях, такие как движение в здании, вестибюли и планировка, а также эвакуация. Обсуждается внедрение новых технологий и дизайна, ориентированного на пользователя, для улучшения обслуживания пассажиров.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЛИФТОВ

Функциональная “задача, которую необходимо выполнить” (Кристенсен, 2011) лифта проста: безопасно и быстро перемещать пассажиров и грузы с одной высоты на другую.

Ранние методы

Лифты были частью истории человечества еще со времен пирамид Древнего Египта (Гавуа, 1983), когда для строительства крупных сооружений требовалась способность поднимать материалы на большую высоту, чем человек мог бы поднять без использования механических средств. Египтяне, римляне, вавилоняне и другие народы изобретали все более сложные системы канатов и блоков, кабестаны и другие подъемные устройства для строительных целей — и есть свидетельства того, что в римском Колизее в 80 году был построен подъемник.

Первый противовес, использовавшийся для уравновешивания и противодействия воздействию силы тяжести, появился не ранее 1670 года, а подъемные устройства получили широкое применение в промышленности только в 1830 году (Гудвин, 2001). Лифты, как правило, не пользовались успехом из-за их ненадежности и недостаточной безопасности. Истирание троса и другие механические повреждения из-за износа и чрезмерного веса были распространенными причинами опасных аварий, из-за которых владельцы заводов неохотно использовали грузовые лифты. Использование пассажирских лифтов было практически немыслимо.

Изобретение предохранительного тормоза лифта

Использование рычаги, веревки и шкивы, и другие средства, сохраняется без существенных улучшений вплоть до изобретения в 1852 году из лифта тормоз безопасности на Елисея г. Отис (1811-61). Он продемонстрировал его на Всемирной выставке в Нью-Йорке (рис. 12) в 1854 году (Goodwin 2001), а в 1861 году он был запатентован.

1

лиша Грейвс Отис демонстрирует свой безопасный лифт в куполе Хрустального дворца на Всемирной выставке в Нью-Йорке (май 1854 года). Нанятый шоуменом П.Т. Барнумом для выполнения трюка, Отис взобрался на платформу, перерезал веревку, и, когда (подробнее...)

Изобретатель Отис взял простую плоскую рессору от тележки и прикрепил ее к крыше подъемника таким образом, что в случае обрыва подъемного троса натяжение пружины приводило к тому, что башмаки на обоих концах пружины входили в зацепление с пазами на направляющих рельсах с обеих сторон. сбоку от подъемника. Как было наглядно продемонстрировано на Всемирной выставке, при перерезании троса сработал предохранительный тормоз, который резко остановил подъемник, не причинив вреда грузу или пассажирам.

Предохранительный тормоз быстро превратил ненадежный и редко используемый промышленный инструмент в эффективное средство транспортировки не только грузов, но и людей. Первый в мире безопасный коммерческий пассажирский лифт был установлен в 1857 году в универмаге на Манхэттене, принадлежащем компании E.V. Haughwout and Co.

Благодаря коммерческому успеху безопасных пассажирских лифтов архитекторы и строители начали возводить более высокие здания. Элитная недвижимость в крупных городах быстро переместилась с первых этажей, которые были удобно расположены рядом со входом в здание, на верхние этажи и пентхаусы, расположенные вдали от пыли и шума городских улиц.

Прорыв в области безопасности лифтов привел к развитию все более высоких городов и, в конечном счете, к созданию современных высотных зданий.

ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЛИФТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Конкурирующие преимущества и недостатки силы тяжести и трения в сочетании с постоянными усовершенствованиями в области управления энергопотреблением, строительных материалов и других факторов превратили лифты из чисто функциональных устройств в центральный компонент городских зданий и городской жизни.

Использование силы тяжести

Искусство лифтинга — вертикального перемещения людей по зданиям — в основе своей основано на контроле силы тяжести, которая является как врагом, так и другом лифта. Для безопасного и плавного перемещения людей необходимо преодолеть ее и использовать (с помощью противовесов и других средств) для контроля и экономии энергии.

Первые достижения были сосредоточены на двигательной технике. Паровые двигатели в 1850-х и 1860-х годах, гидравлические системы в 1870-х годах и электродвигатели в 1890-х годах (установленные либо в верхней части шахты лифта, либо в нижней части лифтовой шахты) приводили лифты в действие с помощью различных механизмов и компоновок, что обеспечивало более высокие подъемы, различные конфигурации зданий и эффективное вертикальное перемещениПервые достижения были сосредоточены на двигательной технике. Паровые двигатели в 1850-х и 1860-х годах, гидравлические системы в 1870-х годах и электродвигатели в 1890-х годах (установленные либо в верхней части шахты лифта, либо в нижней части лифтовой шахты) приводили лифты в действие с помощью различных механизмов и компоновок, что обеспечивало более высокие подъемы, различные конфигурации зданий и эффективное вертикальное перемещение. Вращающиеся механизмы и тросы, гидравлические поршни или их комбинация создавали направленную вверх силу, которая поднимала или толкала пассажирский и грузовой отсеки вверх и безопасно, плавно и точно останавливала их в нужном месте.

Усовершенствования в двигательной технике позволили управлять гравитацией, укрепили доверие общественности к лифтам и привели к широкому успеху. Первоначально реклама демонстрировала промышленные корни лифта с акцентом на оборудование (рис. 2), но вскоре роскошные интерьеры лифтов перенесли акцент на пассажиров, и лифты стали частью архитектурного замысла здания.

2

Эта реклама 1869 года от Otis Brothers иллюстрирует достижения в области паровых двигателей и подъемных механизмов с ременным приводом для первых лифтов. Гидравлические поршневые лифты были внедрены в 1870-х годах, а электрические лифтовые двигатели - в 1889 году. Предоставлено компанией Otis Elevator Company. (подробнее...)

Контроль трения

Безопасное, контролируемое и плавное торможение и остановка лифта имеют первостепенное значение.

Тяговые подъемники уравновешивают трение и взаимодействие между канатом (или ремнем) и приводным шкивом, независимо от того, является ли “канат” пеньковым канатом, стальным тросом, стальной лентой с полиуретановым покрытием или элементом подвески из углеродного волокна. Инновации в области крепления канатов (с использованием канатов типа "один к одному" и "два к одному", подвесных и подвесных гидравлических устройств) и другие технологические достижения привели к ряду изобретений, сделанных во второй половине 19-го века и в 20-м веке (см. рисунки 3, 4). Эти усовершенствования в лифтовом оборудовании и двигательной установке пошли на пользу как пассажирам, так и архитекторам, поскольку лифты стали быстрее и крупнее.

3

РИСУНОК 3

Инновации в лифтах в середине 20-го века вышли за рамки приводных механизмов и подъемных технологий. В 1920-х годах сигнальное управление и кнопки начали прокладывать путь к автоматизированному управлению, которое с появлением автоматических дверей стало реализовываться в (подробнее...)

4

РИСУНОК 4

Инновации в лифтах в конце 20-го века. Если заглянуть за пределы шахты лифта, то в 1980-х годах было внедрено дистанционное обслуживание. В 1990-х годах благодаря компактным линейным магнитным двигателям (показаны справа вдоль направляющей противовеса) отпала необходимость в лифте (подробнее...)

Системы, в которых привод в движение не зависел от трения, были представлены в 1990-х годах: первая лифтовая система с линейным двигателем была коммерчески предложена компанией Otis в Японии (Яновский, 1999). Эта система, в которой двигатель установлен на противовесе, упрощает управление трением для приведения в движение, сохраняя при этом противовес для обеспечения преимуществ работы с гравитацией. Достижения в области линейных двигателей в конечном итоге позволят нескольким кабинам лифта перемещаться одновременно по отдельным шахтам.

Управление мощностью

Вращающиеся механизмы, приводимые в действие паром или электричеством, а также линейные двигатели - все это требует энергии. Как для лифтовой системы, так и для системы здания в целом требуется тщательное управление этой мощностью.

Такие инновации, как противовес и канатная система "два к одному", выгодны тем, что требуют меньшего энергопотребления. Снижение энергопотребления позволяет сделать приводные компоненты меньше по размеру и эффективнее, что выгодно как владельцу здания, так и архитектору с точки зрения долгосрочных эксплуатационных расходов на лифт и общего энергопотребления здания. Линейные двигатели могут иметь некоторые преимущества, но они требуют значительно большей мощности, чем традиционные средства (Яновский, 1999).

Энергопотребление лифтовой системы, воздействие на окружающую среду и экологичность должны учитываться в контексте системы зданий и самого города. Последние инновации в лифтах, работающих на батарейках, солнечных батареях и даже водороде (Auditeau 2007), призваны помочь лифтовым системам сосуществовать в среде, в которой они работают.3

Конструкция здания, материалы и использование основного пространства

Лифтовая система должна адаптироваться к методам строительства и материалам здания (например, бетону, стали, дереву). Стальные конструкции в Северной Америке могут иметь иную оптимальную конфигурацию, чем бетонные или сборные здания в Азии. Достижения в области деревянного строительства, обеспечивающие экологичность или сейсмостойкость, потребуют от лифтов внедрения инноваций наряду со строительными материалами.

Кроме того, архитекторы должны учитывать основное пространство здания (отведенное под лифты, машинные и подсобные помещения, вентиляционные шахты и т.п.) и процент арендуемой площади, занимаемой лифтовой системой. Такие разработки, как возможность использования нескольких кабин в одной шахте, могут оптимизировать как использование основного пространства, так и транспортный поток в здании, как описано ниже при обсуждении двухэтажных лифтов.

ВПЕЧАТЛЕНИЯ ПАССАЖИРОВ И ПОВЕДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Работа с пассажирами - это искусство и наука о том, как привести работу лифта в соответствие с ожиданиями пассажиров. Это настоящий человеко-машинный интерфейс, который требует усовершенствованных технологий, понимания поведения человека и плавного взаимодействия между ними. Ориентированный на пользователя подход к дизайну помогает адаптироваться не только к функциональной “работе, которую необходимо выполнить”, но и к новым социальным и эмоциональным требованиям.

Личные ожидания

Одним из важных аспектов этого опыта является качество езды. Качество поездки в лифте — уровень шума и вибрации, с которыми сталкиваются пассажиры, — это еще одна область, где технологии постоянно совершенствуются, обеспечивая более плавную и тихую езду.

Однако социальные, ситуационные и этнографические различия связаны с различными представлениями о том, что такое “хорошая поездка”. Пассажиры, проживающие в жилых помещениях, могут воспринимать лифт как расширение своего жизненного пространства. Пассажиры, работающие в сфере гостеприимства, могут хотеть, чтобы их поездка была лучше, чем у них дома. Пассажиры коммерческих рейсов могут просто рассчитывать на эффективное и безопасное путешествие, которое не отнимет у них драгоценного времени. Пассажиры в Нью-Йорке, возможно, захотят ощутить кайф от быстрого перемещения по зданию. Пассажиры в Токио могут рассчитывать на то, что, покидая одно место, они войдут в лифт и через мгновение откроют двери в совершенно новом пространстве, практически не ощущая физического движения.

Технологические усовершенствования

На протяжении большей части ранней истории лифтов этот опыт был простым и очень личным. Пассажиры могли бы напрямую общаться с лифтерами, которые управляли движением, открывали и закрывали двери и направляли движение кабины лифта.

Кнопки управления лифтами были введены в 1892 году, электронное управление сигналами - в 1924 году, автоматические двери - в 1948 году, а в 1950 году в здании Atlantic Refining Building в Далласе был установлен первый лифт без оператора. В 1962 году были внедрены полностью автоматическое управление, автоэлектронный контроль и эксплуатация, а эффективность лифтов неуклонно повышалась и в других областях.

Тем не менее, остаются вопросы, связанные с личным взаимодействием. Где находится пассажир по отношению к лифту? Готов ли пассажир подняться в лифте или выйти из него? Разрешено ли пассажиру добраться до желаемого пункта назначения? Как машина взаимодействует с пассажиром для передачи ценной информации?

Интеграция этих двух функций

Многие задачи, стоящие перед современными пассажирами, связаны с обеспечением интуитивного взаимодействия и поведенческих решений, и они в значительной степени могут быть решены с помощью новых технологий и применения подключенных технологий и технологий Интернета вещей (IoT) из других отраслей (Гулан и др., 2016). Технологии цифрового взаимодействия, такие как смартфоны, носимые устройства, видеоаналитика и другие датчики, а также достижения в области физического взаимодействия с человеком (например, сенсорные экраны вместо кнопок) значительно улучшат интуитивное поведение.

Технологии могут быть объединены и внедрены для снижения тревожности и повышения удобства и эффективности. Обеспечение того, чтобы пассажиры чувствовали себя в безопасности, доверяли надежности оборудования, сокращали или вовсе исключали время ожидания, быстрее добирались до места назначения и путешествовали в безопасном, комфортном, персонализированном пространстве, имеет первостепенное значение для лифтовых технологий, выходящее далеко за рамки задач, связанных с физикой.

ПРОБЛЕМЫ МЕГАТАЛЛЬНЫХ ЗДАНИЙ

Растущая высота зданий и стремление людей жить и работать на больших высотах усугубляют все обсуждаемые проблемы.

Силовые установки должны быть разработаны таким образом, чтобы перевозить растущую нагрузку на пассажиров и грузы, однако в высотных зданиях довольно быстро общий вес тросов и элементов подвески перевешивает требуемую подвижную массу.

Технологии обеспечения безопасности и торможения, которые хорошо работают на низких скоростях, должны выдерживать все более высокие нагрузки, тепловые нагрузки и более жесткие условия трения.

Физическое перемещение все более крупных лифтовых механизмов на верхние этажи здания во время строительства и обеспечение их питанием на протяжении всего срока эксплуатации здания - это грандиозные задачи как для лифта, так и для самого здания.

Необходимо учитывать и оптимизировать все проблемы при проектировании лифтов, от качества езды до сейсмических воздействий, в дополнение к новым, уникальным задачам, таким как раскачивание здания из-за ветра. Проблемы, связанные с обслуживанием пассажиров (например, комфорт, удобство, диспетчеризация, транспортный поток), также значительно возрастают с увеличением высоты зданий.

Автоматизированная диспетчеризация пунктов назначения

Высотные здания и обслуживающий персонал должны обеспечивать эффективное перемещение большого количества людей. При строительстве высотных зданий необходимо учитывать мнение пассажиров с того момента, как они входят в здание, пересекают вестибюль и приближаются к лифту.

Потенциально конкурирующие возможности бесперебойного использования лифтов и надежной безопасности должны быть сбалансированы с помощью системы контроля доступа. Эффективная интеграция этих аспектов продемонстрирована во Всемирном торговом центре №7, где предъявление удостоверений личности у турникетов в вестибюле автоматически вызывает лифт в течение миллисекунд, когда пассажиры проходят 45 метров до входа в лифт.

Движение лифта в очень высоких зданиях может быть улучшено за счет более быстрой и плавной езды, но требования к двигательной установке требуют, чтобы путешествие было разбито на две или более частичных поездки. Таким образом, пассажир, желающий подняться на 100-й этаж, может подняться на лифте в вестибюле, выйти в “небесный вестибюль” на 50-м этаже и сесть в другой лифт, чтобы завершить поездку на 100-й этаж. Одна или несколько таких кратковременных остановок могут задержать прибытие на этаж назначения и привести пассажира в замешательство.

Системы диспетчеризации пунктов назначения были внедрены на рубеже 21-го века в основном для повышения эффективности зданий и улучшения транспортного потока. Они обладают математическими преимуществами по сравнению с традиционной системой диспетчеризации "вверх/вниз" в высотных зданиях. Поскольку пассажир входит в конечный пункт назначения (“72-й этаж”) на лестничной площадке здания, а не набирает сначала команду “подняться”, а затем “72-й этаж” в кабине лифта, алгоритмы диспетчеризации могут разумно группировать пассажиров, направлять их к соответствующему вагону и повышать эффективность диспетчеризации здания.

Кроме того, лифт недалекого будущего сможет автоматически распознавать людей, вызывать лифт и адаптироваться к тому, куда они направляются в здании изо дня в день и час за часом.

Двухэтажные и многоярусные лифты

Вестибюли мегаталльных зданий и их планировка должны учитывать как естественный поток людей, так и желаемые результаты архитекторов и проектировщиков лифтов. В 1931 году появились двухэтажные лифты4, которые позволяли перевозить значительно больше людей в одной шахте лифта (рис. 5). Двухэтажные и супердвухэтажные лифты (в которых две кабины едут вместе, но могут перемещаться на расстояние до 2 метров независимо друг от друга, чтобы учесть разницу в высоте этажей) могут использоваться для перемещения больших групп населения по зданиям, но они также могут использоваться для сегментации населения и доставки людей в разные помещения здания.


5

Большинство лифтов имеют одноэтажную конфигурацию: одна кабина обслуживает все этажи данной шахты. (В центре) В высотных зданиях, где требуется эффективное перемещение большого количества людей, может использоваться двухэтажная кабина: две соединенные кабины лифта движутся вместе, (подробнее...)

Использование нескольких кабин в лифтовых шахтах кардинально меняет опыт управления лифтом, требуя изменений в том, как лифтеры взаимодействуют с людьми, которые становятся больше похожими на пассажиров вертикальных поездов.

Эвакуация

Эвакуация и выход из высотных зданий вызывают особую озабоченность. Исторически сложившаяся практика эвакуации из любого здания требует использования лестничных клеток для безопасной эвакуации. Здания становятся все более высокими и возникает необходимость перемещать большее количество людей, поэтому использование лифтов для эвакуации предпочтительнее лестниц или мест для укрытия. Новые версии Международного строительного кодекса (IBC) предусматривают стимулы для использования лифтов при эвакуации жильцов в любом здании высотой более 420 футов (128 метров или примерно 38 этажей; NEII 2016).

Вывод

Интернет вещей, достижения в области подключения к интернету, повсеместное распространение смартфонов и других новых цифровых технологий открывают огромные возможности для межличностного общения и улучшений во множестве аспектов городской жизни, включая вертикальное перемещение людей во все более высотных зданиях для проживания и работы.

Мегаталльные здания усложняют все аспекты проектирования лифтов, как с точки зрения технологий, так и с точки зрения удобства обслуживания пассажиров. Целью вертикальных транспортных систем в мегаталльных зданиях должно быть обеспечение естественного взаимодействия с экосистемой здания для обеспечения безопасного, эффективного, удобного и персонализированного обслуживания пассажиров, а также достижение баланса между улучшениями в работе лифтов и зданий, чтобы каждый раз получать удовольствие от поездки.

Авторское право 2022 ЗВЕЗДНАЯ ЭЛЕВАТОРСКАЯ ГРУППА.
Все права защищены
КАЧЕСТВО
ГАРАНТИЯ
ДОМ