电梯在高层建筑应用中的发展与未来.docx

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1、电梯在高层建筑应用中的发展与未来李卓坚深圳湾超级总部基地开发建设指挥部办公室广东深圳518000摘要：中国是当今世界第一的高层建筑建设大国，随着物联网、大数据、人工智能等各种新技术风起云涌，建筑也从智能迈进了智慧时代。电梯作为建筑内部的主要交通工具，高效、节能、智慧的发展顺应了建筑的发展趋势。从传统单轿厢电梯到双轿厢电梯、双子电梯、无缆多轿厢电梯，为建筑的功能及形式突破创造条件，开创楼宇交通新时代。关键词：高层建筑；可持续性；电梯发展与未来据日本经济新闻报道，预计2017年将有240栋超高层建筑完工，与上年相比增加近一倍。其中，在房地产投资活跃的中国诞生的超高层建筑将占到其中的一半，而中东、东

2、南亚地区也表现出强劲势头。其中中国的超高层建筑10年里增至3倍，明显高于其他国家和地区。除了经济持续增长外，中国政府主导的基础设施建设投资也促进了整体数量的增加。而且不仅限于沿海地区，在中国内陆城市，超高层建筑也像雨后春笋一般不断拔地而起。截止2018年超高层建筑盘点，中国连续十一年成为世界第一的高层建筑建设大国。根据美国国家标准与技术研究研究推测，到2040年全球能源需求将增长40%o随着工业化发展并到了一定水平之后，目前中国建筑能耗大概占总能耗约40%的比例，工业能耗占约30%,交通运输能耗占约30%,显而易见建筑已经并列为三大能耗领域之一。面对如此大规模的建设与能源消耗，对建筑设计和建造

3、者来说，无疑都面临着前所未有的挑战：如何建造一座功能高效，可持续发展的摩天大楼，以缓解巨大的能耗问题？与之相关，涉及各专业领域方面的解决方法很多，本文仅研究其中的一个领域-可持续的垂直交通发展，分析其中最主要的交通工具-电梯的可持续应用与发展。一、电梯应用发展1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明一历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。电梯发展160多年后的今天，全球人口中超过50%的人生活在城市。预计到本世纪末，将上升至70%。每天，建设者建造了相当于100万人的城市。优化开发垂直运输和保护自然，资源再生

4、为现今智慧城市的首选。中高层建筑为众多城市挑战提供了最经济环保的解决方案。高层建筑在有限的占地面积里提供了更多工作和生活的空间，通过集中能源智能控制实现楼宇智能化。全球超过1千200万电梯，每天运输70亿次，载客超过10亿人，表明提升电梯效率的重要性。科技在发展，电梯也在进步。电梯发展主要经历了单轿箱电梯、双轿厢电梯、双子电梯、无缆多轿厢四个阶段。二、单轿厢电梯虽然大楼越建越高，建筑材料、方法较以往也有了革新，可是建筑中的电梯却依然是传统的单井道单轿箱电梯，使用这样的电梯，要提高运载效率，只能通过增加电梯井道数来完成，这样虽然解决了运载效率的问题，可为数众多的电梯井道又占据了大量的土地面积，增

5、加了建筑造价。所以，设计一种新方案来增加电梯的运载效率是十分有必要的。受双层公共汽车的启发，设想在原有的一个轿厢的基础上再在井道中再增加一个轿厢，使之成为双轿厢电梯。三、双轿厢电梯双轿厢电梯，在一个井道内设置两个轿厢。充分利用立体空间资源，节约土地面积。增加运载效率，减少乘客等待时间。利用智能控制系统可以为乘客计算最佳路线以便使乘客在最短时间到达目的地，在高峰时段协调客流，避免轿厢的空厢运行或超载，大大缩短了乘客的等待时间。可以在目标控制系统的基础上加入特殊的功能，如设置入口密码，只有知道密码的乘客才可到达指定楼层。双轿厢系统十分经济。在楼宇内减少电梯井道数，节省建筑造价，增加建筑可用面积。让

6、办公楼中的大型企业楼层与楼层之间的沟通更便捷。双轿厢电梯有上下固定轿厢和上下高度可调节轿厢两种形式。上下固定的双轿厢电梯，适合高度一致的标准楼层区段设置；上下高度可调节双轿厢电梯，又名超级双轿厢电梯，是针对不同楼层有不同的层高而设置，常规公共楼层比标准楼层高，比如入口大堂、空中大堂比标准功能楼层高，而不同功能区层高也会有区别，比如办公楼层比酒店楼层高。两种双轿厢电梯形式，可在一栋大楼中结合使用，作用互补。通过堆叠轿厢来移动更多的人，但不可避免的是，额外的动力将会移动空轿厢，乘客将会体验到幻影停站。为解决此问题，双子电梯应运而生。四、双子电梯双子电梯，使两个轿厢在同一井道中独立运行成为现实，在减

7、少井道占用面积的同时提升电梯运载效率，是人流量大、追求可实用面积最大化的高层建筑的理想之选。无论是运载效率还是能源效率，双子电梯都比两个轿厢联结在一起的双轿厢电梯更具优势。由于轿厢的独立运作，独立双轿厢的效率更高。不使用的轿厢，可以停放。灵活的系统适用于乘客想进出不同楼层的需求。五、无缆多轿厢电梯无缆多轿厢电梯，推动电梯技术和服务的革命。在电梯发明160多年后，重新设想了电梯，用直线电机代替绳索。在这个过程中，为新的可能性打开了大门在各个方向。无缆直线电机和水平移动转换器，使得无缆多轿厢电梯在原双子电梯的基础上，技术更加优化，极大地提升运量。如建筑设置双入口大堂，将能进一步增加无缆多轿厢电梯的

8、灵活性和载客处理量。无缆多轿厢电梯在提高载客量和效率的同时，也能减少系统重量并缩小建筑内的电梯井道面积，让高层建筑设计挣脱传统电梯束缚。多个轿厢可以在同一井道内进行垂直和水平运行，无缆多轿厢电梯创造了无限可能，开启了楼宇交通新时代。无缆多轿厢电梯除了双子电梯提供的许多优点之外，还包括无绳索的直线电机和水平旅行的能力。这使得电梯可以用作好比航天飞机，优化交通。通过结合双入口大堂设计，可获得更大的处理能力和更多的灵活性。无缆多轿厢电梯的创新交换系统特色在于，水平与垂直线性驱动器同行，轿厢可90。垂直换轨。如何实现?利用磁悬浮列车线性电机技术优势发展研发。轿厢在一个连续的环路中安全地循环，对乘客来说

9、，能感受到与传统电梯的明显区别。六、无缆多轿厢电梯优点（一）显著降低等待时间节省人们宝贵时间的最好方法是找到缩短等待时间的解决方案，而不只是加快电梯的速度。无缆多轿厢电梯轨道内可存多轿厢的形式，使乘客待梯时间不超过15到30秒。（二）占地面积小，容量大得多随着建筑物的高度增加，传统的升降机占据了越来越多的空间，而无缆多轿厢电梯可以有效减少梯井的数量。它减少了电梯的平面面积高达50%,同时增加了乘客吞吐量。无缆多轿厢电梯也可以帮助减少建筑的整体尺寸，外部表面积和总能源消耗。（三）大幅度降低重量轻型设计，包括采用新的轻型碳复合材料，以减少轿厢的和门的重量高达50%o取消传统电梯的绳索和配重也降低了

10、电梯系统的重量。（四）释放高度和外形设计的限制无缆系统的运用，使建筑师和开发人员不再受到电梯轴高和垂直对齐的限制。无缆多轿厢电梯为设计各种方向的可能性打开了大门。（五）安全系数高轿厢的无缆设计，避免了吊缆老化形成的安全风险。多推进制动系统，以及安全控制系统，确保了乘客的安全。无缆多轿厢电梯已经得到了国际上的认可和奖励：时代杂志将多座电梯评为2017年25项最佳创新之一；它获得了德国2018年设计奖，并入围了美国2018年高创新奖。随着物联网、大数据、人工智能等各种新技术风起云涌，建筑也从智能迈进了智慧时代。电梯作为建筑内部的主要交通工具，高效、节能、智慧的发展顺应了建筑的发展趋势。从传统单轿厢

11、电梯到双轿厢电梯、双子电梯、无缆多轿厢电梯，经过160多年依赖缆索电梯的统治，无缆多轿厢电梯让高层建筑设计挣脱传统电梯束缚，为建筑的功能及形式突破创造条件，开创楼宇交通新时代。七、未来展望未来时代，电梯到底能造多高？科幻小说作家ArthurC. Clarke在他的作品FountainsofParadise中称电梯可以将我们送入太空。在他的小说中，仅需五小时你就能从地球表面到达太空殖民地，而且你会看到“令你感到惊讶无比的景象”一一周边都是从地球而来的乘客，地球在你的脚下越来越小。据美国国家航空和宇宙航行局（NASA）所言，不久的将来能到达太空的电梯就会梦想成真。到那时，电梯将从一个31英里（约合50公里）的基地塔延伸至一颗距离地球22236英里（约合35786公里高）的地球同步卫星上。同时磁悬浮电梯车将会出现在4到6个轨道上以每小时几千公里的速度运行。期待人类智慧推动电梯新纪元的实现，从地球建造到宇宙建造。参考文献：1日本经济新闻.2美国国家标准与技术研究.3德国蒂森克虏伯电梯官网资料.4livescience，由译者千里之外基于创作共用协议（BY-NC）发布译文.一全文完一