Лифтовые системы в высотном строительстве: путь на вершину небоскреба

ЛИФТОВЫЕ СИСТЕМЫ В ВЫСОТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ


Скоростные лифтовые системы являются важнейшим элементом инфраструктуры высотного объекта недвижимости
фото: KONE

Предназначение лифтовых систем заключается в обеспечении комфортного перемещения пассажиров, в том числе за счет сокращения времени ожидания, достаточной пропускной способности, определяемой трафиком конкретного здания, оптимального использования пространства, а также быстрой и безопасной эвакуации в случае пожара. Все эти задачи выполняются лифтовыми системами в высотных объектах, при этом сложность каждого пункта возрастает с увеличением этажности.
Как правило, в высотных зданиях устанавливаются лифты нескольких типов: пассажирские, грузовые и пожарные. Интересно отметить, что в странах, где высотное строительство практикуется уже около 100 лет, например, в США, каждый такой лифт в случае необходимости может выполнять функцию пожарного.
Понятие высотности применительно к лифтовым системам начинается с отметки в 40 метров – оборудование, установленное в зданиях, превышающих этот показатель, должно обладать иными характеристиками, и, в первую очередь, повышенными показателями скорости подъема – более 1,5-2 м/с. Как показывает мировая практика высотного строительства, наиболее распространенным вариантом является установка в объектах выше 100 метров лифтов со скоростью подъема 4-8 м/с. Максимальная скорость подъема инсталлированных лифтов на сегодняшний день составляет около 17 м/с. Такое оборудование установлено, например, в самом высоком действующем небоскребе – «Тайбэй 101» (Тайвань, высота объекта – 508 метров). Из 61 лифта здания, произведенных компанией Toshiba на основе технологии KONE MonoSpace, 2 перемещаются со скоростью 16,8 м/с. Но установка таких лифтов – скорее исключение, чем правило, их производством занимаются только некоторые компании, в частности, уже упомянутые Toshiba и KONE.
Вместе с тем необходимо отметить, что показатель вертикального подъема – километр в минуту (около 17 м/с) – находится на грани возможностей человеческого организма и связан с серьезными нагрузками, вызванными перепадом уровней атмосферного давления. Это, в частности, означает, что лимит развития скоростных показателей лифтового оборудования в 17 м/с может остаться неизменным на очень долгое время, пока производители не предложат инновационные технические решения.
В целом, среди основных технических показателей лифтовых систем (скорость, грузоподъемность, габариты, вид двигателя, уровень шума и др.) первоочередное значение для высотных зданий имеют именно скорость и грузоподъемность. Эти критерии, в первую очередь в объектах коммерческого назначения (офисы, гостиницы), позволяют оптимизировать трафик и уменьшить время ожидания лифта. Более того – грамотный и профессиональный подход к определению пропорции «скорость/грузоподъемность» в итоге может существенно уменьшить общее количество лифтов в группе и, соответственно, сократить объем площадей, необходимых для размещения лифтовых шахт, например, поставить вместо 20 лифтов со скоростью 4 м/с 12 со скоростью 6 м/с (безусловно, если это позволяют сделать расчеты). И хотя стоимость лифта увеличивается пропорционально его техническим характеристикам, и в итоге 12 лифтов со скоростью 6 м/с будут стоить дороже, чем 20 со скоростью 4 м/с, собственник здания очень быстро сможет компенсировать эти затраты за счет эксплуатации освободившихся площадей.
С другой стороны, эксперты подчеркивают, что экономия на показателе в 1 м/с может быть чревата огромными проблемами в будущем, к примеру, при увеличении пассажиропотока. Поэтому нормальной практикой во всем мире является установка лифтов с показателем скорости подъема, рассчитанным на перспективу.
Что касается грузоподъемности, то ведущие производители лифтовых систем добились впечатляющих показателей для скоростных лифтов. Так, например, оборудование KONE Alta предназначено для перевозки одновременно до 70 пассажиров со скоростью 17 м/с. Грузоподъемность такого лифта составляет до 10 тонн. Компания Schindler производит на сегодняшний день лифты со скоростью подъема 10 м/с и грузоподъемностью 13 тонн. Специалисты ThyssenKrupp разработали лебедку для работы высокоскоростного лифта грузоподъемностью кабины 5 тонн и скоростью подъема 12 м/с.


ЛИФТОВЫЕ СИСТЕМЫ В ВЫСОТНЫХ ОБЪЕКТАХ ЖИЛОГО И КОММЕРЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Как отмечают представители ведущих мировых компаний-производителей лифтовых систем, принципиальных технических отличий между скоростными лифтами, устанавливаемыми в объектах жилого и коммерческого назначения, нет. По словам Натальи Ганопольской, руководителя отдела внешнеэкономической деятельности компании «ФинЛифт», авторизированного дистрибьютора компании KONE в Украине, «независимо от функционального назначения объекта, лифты в высотных зданиях должны иметь высокую скорость подъема и мощную лебедку. В жилых объектах могут быть установлены лифты с меньшей скоростью подъема (примерно на 1 м/с) и дверями, рассчитанными на меньшее количество открываний в год. В жилых объектах допускается более высокий уровень шума».
Если говорить о функциональных требованиях к лифтам в жилых и коммерческих зданиях, а также о выполняемых задачах, то тут, безусловно, существует ряд различий. По мнению Никиты Алипова, директора по инженерной поддержке продаж компании «ОТИС Россия», это обусловлено различными типами пассажиропотоков, возникающих в обоих случаях: «Для офисного здания наиболее напряженным является утренний час пик, когда основная масса служащих приходит на работу. Это время характеризуется односторонним пассажиропотоком, направленным вверх. Для жилого здания характерен совершенно иной пассажиропоток, отличительной особенностью которого является его двусторонняя направленность. Задача лифтовых групп – обеспечить нормальное функционирование здания в наиболее напряженные моменты – в час пик».
В целом, для лифтовых систем жилых объектов, в отличие от коммерческих, существуют гораздо более лояльные нормы времени ожидания и движения в заданном направлении (см. таблицу на стр. 63).


ЗОНИРОВАНИЕ ЛИФТОВЫХ ГРУПП


Из 61 лифта, установленного в небоскребе «Тайбэй 101» компанией Toshiba, 2 поднимаются со скоростью 16,8 м/с
фото: foreignerinformosa.typepad.com

Во всем мире деление высотных зданий на зоны, обслуживаемые «своей» группой лифтов, является устоявшейся и подтвердившей свою состоятельность практикой. Это позволяет не только оптимизировать затраты на лифтовую инфраструктуру (составляющую значительную часть общего бюджета реализации проекта), но рационально использовать площадь объекта. Как отмечает Никита Алипов, «в большинстве случаев понятия высоты подъема лифта и высоты здания не тождественны. Сегодня можно назвать массу примеров, когда здание высотой 200 метров обслуживается несколькими группами лифтов с различной высотой подъема. Чаще всего оборудование, обеспечивающее серьезную высоту подъема (от 300 метров и выше), не задействовано в повседневном трафике здания и выполняет специальные функции (сервисные, пожарные, экскурсионные и т.д.). Например, максимальная высота подъема лифта OTIS в проекте Burj Dubai составит 500 метров, хотя высота объекта – более 800 метров».
Количество зон (2-3-4) зависит от этажности объекта, его функционального назначения и особенностей технических решений, предлагаемых той или иной компанией-производителем. По словам Глеба Федерякина, регионального менеджера компании «ТиссенКрупп Элевейтор Украина», «основной проблемой высотных зданий, особенно бизнес-центров, является большое количество сотрудников, которые должны быть перемещены на рабочие места в течение 30-50 минут. Приступая к решению этой задачи, наша компания, в первую очередь, делит основные лифты на группы, обслуживающие разные части здания (например, лифты Low Rise обслуживают этажи начиная с первого до середины, лифты группы High Rise – от середины и до последнего этажа). Такое решение позволяет на начальном этапе разделить поток людей, входящих в здание, уменьшить нагрузку на лифты и, что наиболее важно для девелоперов, использовать площади над шахтами лифтов группы Low Rise, так как нет необходимости строить шахты группы, обслуживающей только нижнюю часть здания, на всю его высоту».


РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ ЛИФТОВЫХ СИСТЕМ В ВЫСОТНЫХ ОБЪЕКТАХ КОММЕРЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Как отмечает Никита Алипов, «подбор лифтового оборудования для высотных проектов – это сложная и нетривиальная задача. Оптимальная конфигурация лифтовой группы для конкретного объекта недвижимости (количество лифтов, их грузоподъемность и скорость, габариты лифтовых кабин, типоразмеры применяемых систем) определяется в процессе совместной работы специалистов компаний-производителей, архитекторов, конструкторов и девелоперов. Поиску оптимального решения конфигурации лифтовой группы предшествует тщательный расчет пассажиропотоков в проектируемом здании».
Для каждого высотного объекта расчет лифтовой системы производится индивидуально, с учетом конкретных показателей, таких как:
– функциональное назначение всего здания и каждого отдельного этажа;
– потенциальное количество людей в здании и на каждом этаже одновременно;
– количество этажей и расстояние между ними;
– площадь каждого этажа;
– интенсивность трафика;
– наличие/отсутствие часов пик;
– класс здания;
– группирование этажей по зонам безопасности.
Лифтовые системы в высотных объектах коммерческого назначения, и особенно в офисных центрах, – это не просто элемент инфраструктуры здания. Качество системы (то, насколько быстро и комфортно сотрудники центра смогут попасть к своим рабочим местам в утренний час пик, или сколько времени у них займет спуск и подъем в обеденное время) напрямую влияет на класс объекта и определяет его конкурентные преимущества. Ведь не случайно в классификации офисных площадей существует отдельное требование к лифтам – время ожидания лифта в объекте офисной недвижимости класса А не должно превышать 30 секунд.
Для расчетов эффективной системы обслуживания пассажиров применяют анализ пассажиропотоков (Traffic Analysis, или Traffic Calculation). Некоторые компании-производители используют программу, позволяющую моделировать ситуацию и изучать работу группы лифтов в условиях, приближенных к реальным.
При расчете работы группы лифтов используются такие параметры, как время ожидания (Waiting Time, WT) и время перемещения пассажира на определенный этаж (Destination Time, DT).
Мощность транспортировки всей системы определяется показателем НС5 – это процент от общего количества потенциальных пассажиров, которые могут быть перевезены в течение 5 минут. Рекомендуемые величины, которые используются лифтовыми компаниями для определения мощности транспортировки, базируются на международных стандартах, в частности, приведенных в исследовании The Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE).
Результаты моделирования пассажиропотока позволяют определить необходимое количество лифтовых групп, скорректировать их тип, а также подобрать оптимальное соотношение количества и типов лифтов в рамках пассажирской группы. Полученные в результате расчетов данные ложатся в основу всего архитектурного проекта. Как правило, лифтовые компании оформляют свои расчеты в виде отдельных документов с пояснительными записками. Это, по словам Глеба Федерякина, позволяет заказчикам использовать их как официальный документ при прохождении экспертизы здания и других согласований.
При расчете параметров лифтовой системы в каждом индивидуальном случае необходимо учитывать также общую инфраструктуру здания. Так, Джордж Мюллер, эксперт отдела консультаций и управления специальными проектами лифтового завода ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH (Нойхаузен, Германия), указывает на такой важный момент, как лобби высотного здания, которое должно быть обеспечено несколько большим пространством, чем лифтовой холл невысокого строения: «Оно должно быть рассчитано таким образом, чтобы не менее 10% людей, пребывающих в здании, могли зайти в него в течение 5 минут. В современном офисном центре их количество может достигать нескольких сотен человек, и, соответственно, лобби должно быть подготовлено к обслуживанию такого количества людей. Для одновременного сокращения размеров лобби и количества лифтовых шахт на центральном входном этаже решением может стать разделение лобби на два уровня, что позволит использовать лифтовые системы двойной кабины как TWIN и Double Decker».


СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ ЛИФТОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ВЫСОТНЫХ ОБЪЕКТОВ
Лифтовые системы в высотных объектах занимают значительную площадь. Самую большую лифтовую группу на сегодняшний день имеет небоскреб Sears Tower в Чикаго – 106 лифтов, 16 из них – двухэтажные, которые дают возможность принимать и высаживать пассажиров сразу с двух соседних этажей. Помимо собственно шахт, в лифтовую инфраструктуру здания входят специальные технические помещения, машинный отсек, а также лифтовые холлы. Чем выше здание, тем больше площадей и затрат требует организация и установка всех необходимых составляющих инженерной инфраструктуры, в том числе лифтовых систем (именно поэтому стоимость строительства объектов выше 50 этажей увеличивается в разы).
Одним из решений вопроса экономии площади, отводимой под лифты, является вариант размещения в одной шахте двух спаренных лифтовых кабин – Double Decker. На сегодняшний день практически все ведущие мировые компании-производители лифтовых систем (Sсhindler, KONE, Otis, ThyssenKrupp Elevator) предлагают двухэтажные лифты, которые забирают и доставляют пассажиров на 2 соседних этажа одновременно (компания KONE предлагает даже специально разработанные кабины с возможностью устройства двух кабин в одном блоке, способных, двигаясь относительно друг друга, одновременно забирать пассажиров с 4-х этажей). Однако, по словам Джорджа Мюллера, «Double Decker имеет очень тяжелые кабины и не может быть использован при перемещении пассажиров со множеством остановок. Ускорение и торможение такого крупного объекта требует расхода большого количества энергии. Поэтому Double Decker имеет преимущество как экспресс-лифт только с двумя остановками на нижнем и верхнем уровнях».


    


    
    
    
    


    
    
    
    
    
    


    
    
    
    
    
    
    
    


    
    
    
    
    
    
    
    


    
    
    
    
    
    
    
    

Данные, используемые для определения мощности транспортировки лифтовой системы
Тип здания	Среднее время ожидания WT, секунд			Среднее время движения в определенном направлении DT, cекунд			НС5, мощность пассажиропотока, %
	Умеренного класса	Среднего класса	Высокого класса	Умеренного класса	Среднего класса	Высокого класса
Жилой дом	<90	<65	<40	<160	<145	<130	5-8
Офисный центр	<40	<32	<25	<130	<95	<70	12,5-16
Гостиничный комплекс	<50	<40	<32	<140	<130	<80	10-15

Компания ThyssenKrupp Elevator запатентовала систему TWIN®, позволяющую двум независимым лифтовым кабинам перемещаться в одной шахте. Как отмечает Глеб Федерякин, «главным преимуществом системы TWIN®, помимо уменьшения лифтового ядра и увеличения производительности всей лифтовой системы здания, является возможность после окончания часа пик парковать одну кабину и производить дальнейшее перемещение пассажиров с помощью другой. Это экономит потребляемую энергию и увеличивает срок службы лифтов».
Чтобы оптимизировать трафик и количество лифтовых групп без ущерба для нормального функционирования здания, ведущими мировыми производителями лифтовых систем были разработаны специальные программы, задача которых – направить пассажиров, едущих по схожему маршруту, в один лифт. Как правило, некоторые из компаний-производителей на этапе расчета трафика и определения необходимого количества лифтов в здании предоставляют заказчику два варианта расчетов: первый – с учетом интеллектуальной системы управления, второй – без.
Необходимое количество лифтов в первом варианте оказывается меньше на определенное количество единиц (в зависимости от площади и этажности здания). Так, по словам Натальи Ганопольской, «использование системы Destination Control System компании KONE позволяет дифференцировать пассажиров по лифтам таким образом, чтобы в час пик пропускная способность лифтов увеличивалась на 10-12%. Это, в свою очередь, позволяет рационально сократить количество лифтов в группе».
Об интеллектуальной системе управления лифтами Destination Selection Control (DSC) компании ThyssenKrupp Elevator рассказывает Глеб Федерякин: «Сенсорный дисплей системы DSC информирует пассажира вне кабины, какой из представленных лифтов быстрее всего доставит его на нужный этаж. Данная система позволяет разделить поток пассажиров на группы уже на этапе посадки в лифтовую кабину, максимально оптимизирует пассажиропоток, предотвращает порожние поездки и переполненность кабин, рассчитывает для каждого пассажира идеальный маршрут движения. Интеллектуальная система DSC устанавливается для оптимизации работы группы обычных лифтов и обязательна для системы TWIN®. Важной ее особенностью является также статистическая обработка и анализ вызовов лифтов в ходе работы всего объекта, в результате которого производится оптимальный выбор парковочной остановки в зависимости от времени суток и уменьшается время ожидания лифта».
Компания Sсhindler разработала и запатентовала систему Миконик 10, которая позволяет всей лифтовой инфраструктуре здания работать намного быстрее и эффективнее (так, в течение получаса можно транспортировать несколько тысяч людей), экономя при этом энергоресурсы и увеличивая срок эксплуатации лифтов. Среди преимуществ данной системы, по словам специалистов компании, – предотвращение давки в лифтовом холле и кабине, возможность спроектировать любое, даже самое немыслимое, расположение лифтов, например, 10 в линию, причем пассажир спокойно дойдет от терминала до лифта, не опасаясь, что перед ним закроется дверь.
Компания OTIS, по словам Никиты Алипова, имеет аналогичные системы, например, Compass, установленную и испытанную во многих зданиях Европы и Северной Америки. Среди ее преимуществ эксперт называет обеспечение работы в режиме двустороннего пассажиропотока и возможность интегрирования в систему безопасности здания. В то же время Никита Алипов подчеркивает, что никакая система интеллектуального управления, будь то Compass или Миконик, не позволит обеспечить качественный сервис в здании, где не хватает лифтов.


МОНТАЖ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЛИФТОВЫХ СИСТЕМ
Компании-производители отмечают, что залогом качественной работы лифтовой системы может быть выполнение монтажа и последующего технического обслуживания компанией, которая имеет опыт работы и знание технических особенностей лифтов именно этого типа. Официальные представительства заводов-изготовителей всегда имеют возможность в кратчайшие сроки обеспечить клиента необходимыми запасными деталями, качественно выполнить работу.
Сервисное обслуживание лифтов – гарант длительного срока их эксплуатации. Важно, чтобы обслуживание выполнялось организациями, предоставляющими оборудование. Современные технологии развиваются с такой скоростью, что моральное устаревание лифтового оборудования наступает задолго до его технической непригодности. А разработки в этой сфере позволяют говорить о сроках эксплуатации, равных срокам эксплуатации высотных зданий, – минимум 50 лет.


ЛИФТОВЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ В УКРАИНЕ


фото: «ОТИС Россия»

Украина на сегодняшний день находится в самом начале пути развития высотного строительства и, соответственно, сегмента скоростного лифтового оборудования. Поэтому сравнивать какие-либо факты или показатели не только с мировыми, но и с более локальными европейскими невозможно. Если в Европе практика высотного строительства насчитывает уже более полувека, а объем реализованных проектов компаний-лидеров в области лифтового оборудования исчисляется сотнями, то в Украине пока хватит пальцев одной руки, чтобы пересчитать объекты коммерческой недвижимости, где установлены скоростные лифты ведущих мировых производителей. В стране представлены на сегодня 4 из них – Sсhindler, KONE, Otis и ThyssenKrupp.
Первым свое представительство в Украине открыла компания Otis, что обеспечило ей участие в первых высотных проектах, в том числе бизнес-центре «Парус» компании «Мандарин Плаза». В то же время, лифты во второй проект этой компании – многофункциональный комплекс «Эспланада» на Спортивной площади – будет поставлять ThyssenKrupp Elevator Ukraine (27 лифтов, из которых 23 – грузовые и пассажирские (скорость подъема пассажирских лифтов 4 м/с) и 4 панорамных (1,6 м/с). Высота подъема пассажирских лифтов в башне – 128 метров. Помимо этого, ThyssenKrupp Elevator Ukraine принимает участие в проекте многофункционального комплекса «Мост Сити Центр» в Днепропетровске (16 лифтов, скорость подъема – 1,75 м/с, высота подъема в башнях – 80 метров; управление лифтами осуществляется интеллектуальной системой DSC).


Интеллектуальная система управления лифтами Destination Selection Control компании ThyssenKrupp Elevator
фото: ThyssenKrupp Elevator

Компания Sсhindler вышла на украинский рынок 3 года назад. Однако на сегодняшний день у нее пока нет реализованных проектов по установке скоростных лифтовых систем в сегменте коммерческой недвижимости Украины. Необходимо отметить, что Sсhindler, как и ThyssenKrupp Elevator, участвует в проекте самого высокого здания Европы – башне «Федерация» компании Mirax Group в Москве. Проект состоит из двух разновысотных башен (высота башни «Восток» – 360 метров, башни «Запад» – 242 метра). Максимальная высота подъема лифтов компании ThyssenKrupp Elevator в этом проекте равна 230 метрам. Лифты компании Sсhindler будут покрывать все здание по высоте. Общая сумма всех лифтов ThyssenKrupp составит 30 единиц, из них 21 – системы TWIN со скоростью передвижения до 7 м/с.
В завершение отметим, что влияние на формирование рынка скоростного лифтового оборудования в Украине оказывают не только довольно скромные темпы высотного строительства, но и во многом дилетантский подход заказчиков к выбору лифтового оборудования. Бесспорно, затраты на установку качественной лифтовой системы, способной обеспечить нормальное функционирование объекта недвижимости, составляют значительную часть бюджета строительства, и для многих заказчиков в Украине лифты – это пока еще повод сэкономить (поставить некачественное оборудование или сократить его количество до минимума). Однако тут речь зачастую идет не только о несоответствии дешевого оборудования концепции высококлассного объекта, но и о прямой угрозе жизни людей. Обрыв лифта словацкой фирмы Elvyt в здании Минтранса – яркое тому подтверждение.