Олександр Мельник
Звичні нам обриси ліфтів та характер пересування кабіни вгору-вниз із нумерацією поверхів вже зовсім скоро можуть поступитися іншим способам пересування. У цьому переконують журналісти видання The Economist у блозі на платформі Medium. Ми обрали ключові тези із їхньої розповіді про те, як міста на різних континентах змінилися завдяки поширенню та удосконаленню ліфтів.
Ліфт як одна з підвалин сучасної цивілізації
Колись створення міст та їхня чисельність визначалися наявністю та розгалуженістю доріг. Сьогодні темпи розвитку міст із горизонтальної площини перемістилися у вертикальну, зауважують в The Economist. Щодня близько 1 млрд осіб піднімаються ліфтом щонайменше на висоту в 14 поверхів. Якщо міста страждають через автобусні та залізничні страйки, то зупунись усі ліфти в ділових центрах міст планети, життя там взагалі припинилося би.
Ліфт для вертикалі — це аналог автомобіля для горизонталі нашого пересування: визначальний транспортний засіб. Як і автомобілі, сучасні ліфти є породженням Другої промислової революції кінця XIX століття. Як і автомобілі, вони трансформували вигляд міст, змінюючи те, як і де живуть і працюють люди. І сьогодні, як і автомобілі, котрі поступово переходять на автономний спосіб руху, ліфти готуються до чергового періоду змін — змінитися належить і їм, і містам, у яких вони працюють.
Підйомне обладнання того чи іншого сорту використовували протягом тисячоліть. Колізей у Римі мав 24 підйомники, оснащені рабами, які приводили ці платформи в дію. Протягом століть заводські шківи та система канатів знаходили широке застосування на шахтах, фабриках і навіть іноді для переміщення людей у палаци та приватні будинки. Ерхард Вайгель, німецький математик XVII століття, використовував систему шківів для транспортування людей для власного семиповерхового будинку в Єні. Король Людовик XV встановив підйомники на основі противаги для свого палацу у Версалі в 1743 році.
Командні висоти — як ліфти стали визначати містопланування
Сучасний ліфт у вигляді кабіни з дверима був представлений публіці під час виставки промислових досягнень у Нью-Йорку в травні 1854 року. Його виназідником став Отіс, ім’я якого до цих пір прикрашає більше ліфтів, ніж будь-який інших бренд подібного обладнання. Його запатентоване нововведення брало за основу кабіну, мотузку та противагу на пружинах, які мала приводити в дію механізм зупинки підйомника, якщо трос обірвався і підйомний механізм вийшов з ладу. Перевірку надійності такої конструкції ліфта (із пружинними стопорами) Отіс перевірив на собі: перед усіма, хто був в той час присутнім у залі виставки, він піднявся на висоту 15 м, а далі його помічник сокирою перерубав трос — і кабіна не впала. Перший ліфт було встановлено у Haughwout & Company.
Та перша спроба масової експлуатації ліфтів не була вдалою. Клієнти компаніх боялися їздити новим незрозумілим способом. Тож Haughwout позбувся свого ліфта в 1860 році. Для тріумфу Отісу та його розробці довелося дочекатися ще 2 нововведень: сталевого каркасу, що дозволив створювати значно вищі будівлі, і електродвигунів, котрі прискорили рух підйомників та зробили ліфти значно тихішими.
До 1880-х років будинки повинні були підтримувати навантаження, накладене на нижні поверхи усіма горішніми. Саме тому чим вищою зводили будівлю, тим товщі були нижні стіни. Відтак і розміри приміщень на горі були значно меншими — а отже, в оренду здавали менше квадратних метрів. Зводити будівлі заввишки понад 10 поверхів було економічно невигідним кроком.
Запуск ліфтів у масову експлуатацію призвів до того, що стали з’являтися 12-поверхові споруди. Першість мали Сполучені Штати: в 1870 році будівництво Equitable Life в Нью-Йорку стало першим офісним приміщенням, де використали ліфт. Але здебільшого вони використовували гідравлічні підйомники, які підштовхували платформу з пасажирами знизу. Такі підйомники були набагато швидшими, ніж противажні ліфти від компанії Otis (які використовували двигуни на основі пари).
Електричний двигун змінив стан справ. Оригінальний паровий ліфт Otis піднімався зі швидкістю 0,2 м/с. Електричні підйомники з кабіною в першому сталевому корпусі могли обслуговувати до 50 поверхів. 241-метрова будівля Уолворта, відкрита в 1913 році, мала ліфти, що рухалися вдесятеро швидше за ліфти Отіса. Двома десятиліттями пізніше ті, хто знаходився в 381-метровому хмарочосі «Імпайр-Стейт Білдінґ», подорожували на швидкості 6 м/с (як і в більшості сучасних ліфтів).
На цьому етапі міста Сполучених Штатів Америки виглядали так, як ніколи раніше — і аналогів цьому в світі теж не було. До появи ліфтів навіть 7-поверхівки були рідкістю. Законодавчі обмеження на висоту споруд в містах тоді ще не діяли. Серед тих, хто зберіг низький профіль та незначну кількістю поверхів для історичної частини та центру міст — Париж та деякі інші європейські міста. Натомість Дубай та більшість світових мегаполісів вже давно не цураються будівель від 30 до 50 поверхів.
Піднімаючи людський світ вгору, ліфт скасував попередні уявлення про престиж. До XX століття люди цінували близькість до тротуару. На другому поверсі, над вулицею, але зі зручним доступом до сходів та з балконом і гарним видом — таким було уявлення про гарне помешкання. Все, що було вищим за 2 поверхи, займали слуги. Горішні номери в готелях та кімнати в будинках вважалися найдешевшими, бо в них жити було ризиковано: пожежа чи землетрус суттєво збільшували ризик смерті навіть з появою перших міських ліфтів.
Пентхаус — це слово, яке набуло свого сучасного значення у 1920-х роках — став символом статусу. З офісів Equitable Life Building і надалі керівники вийшли на верхні поверхи. Висота була синонімом до поваги, далекоглядності, піднесення — синонімом до усього, що уособлювало силу та успіх в бізнесі та житті.
Ліфти також зробили робоче місце більш зручним для постійного перебування, а планування робочих приміщень — універсальним. Структури офісів, сплановані довкола сходів, мали внутрішні механізми доступу набагато менш суворі, ніж сьогодні, з антресолями та «чорним ходом», які забезпечували різні точки доступу на той же поверх. Ліфти значно спростили пересування. Вестибюль, куди ліфти прибувають та звідки рушають, слугує фокусною точкою на кожному поверсі. Повторення структури приміщень та універсалізація фойє, холлів та виходів і входів до ліфтів визначили подальші риси ділового містопланування та офісних інтер’єрів.
До 1970-х років виробництво підйомників для пасажирів та вантажів стало доволі зрілою галуззю, почалася консолідація та глобалізація. Компанії Kone і Thyssenkrupp разом із швейцарською фірмою Schindler викупили конкурентів, щоби приєднатися до Otis (нині — підрозділ United Technologies) в якості світових брендів. Між цими великими 4 компаніями зараз поділено близько 2/3 світового ринку ліфтів. Японські Hitachi та Mitsubishi Electric мають іншу частину ринку. Поки що серед виробників ліфтів на міжнародних просторах бракує китайських компаній — можливо, тому що галузь настільки сильно залежить від її здатності надавати послуги в глобальному масштабі, як і від якості та розвитку машинобудування. Ринок технологічних рішень довкола ліфтів приносить лідерам сукупні доходи в $40 млрд.
Азійська революція
Але якщо Китай не є потужним гравцем у виробництві ліфтів, то попит на технології для підйомників тут величезний. У 2000 році в країні було встановлено близько 40 тис нових ліфтів. До 2016 року цей показник склав 600 тис — майже 3/4 з 825 тис ліфтів, проданих у всьому світі. Китай прагне більше хмарочосів;. Понад 100 будівель по всьому світу перевищують показник висоти у 300 м. Майже всі вони були побудовані в цьому столітті, і майже половина з них — у Китаї. У КНР розташовано 2/3 із 128 будівель заввишки понад 200 м, завершених у 2016 році. Інші країни можуть задовольнитись декількома показовими хмарочосами. А Китай їх створює десятками, і всі вони потребують спеціальних ліфтів. Такі будівлі посилюють труднощі, з якими завжди стикаються конструктори ліфтів та архітектори, з якими вони працюють: час і простір. Хейр аль-Кодмані в Університеті штату Іллінойс виявив, що через 28 сек очікування майбутні пасажири ліфтової кабіни починають дратуватися. І хоча ліфти роблять оренду на вищих поверхах досяжнішою, вони не покривають витрат на себе за рахунок оренди. Крім того, розміри кабіни та устаткування для руху ліфтів на горішніх поверхах також важливі.
Збільшуючи швидкість, можна заощадити час — так вирішили японські виробники ліфтів. Кабіна сучасного ліфту зазвичай рухається зі швидкістю близько 8-9 м/с. Підйомники Mitsubishi у «Шанхайській вежі» розганяються до 20 м/с. Але, хоча користувачі оцінюють швидкість, такі ліфти мають проблеми з прискоренням, що забезпечує його швидкий рух. Аби такі ліфти рухалися з постійною високою швидкістю, вони мають працювати без зупинок. Крім того, навантаження на різні ділянки підлоги та здатність пасажирів не втрачати відчуття підлоги під ногами при русі кабіни — теж важливий фактор, При надто швидкому русі ліфтів компенсувати відчуття «повалювання» не вдається.
Генрік Ернроф, керівник окмпанії Kone, вважає, що пошуки способів для подальшого пришвидшення ліфтів зараз занадто переоцінені. За його словами, час, який потрібен для відкриття та закриття дверей, впливає на загальний час, необхідний для того, щоби дістатися вашого робочого столу — найважливішої мети, заради якої взагалі-то потрібен ліфт у офісних багатоповерхівках. Kone, а також решта великих чотирьох виробників, зосередилися переважно на апаратній частині та алгоритмі руху, що необхідні для запобігання зайвим зупинкам та переміщенню порожніх кабін без пасажирів. Саме це скорочує час очікування ліфтів та пришвидшує рух, а не просто швидший підйом чи опускання кабіни.
Виробники ліфтів зазначають, що підхід, за якого система у ліфті підказує користувачеві оптимальні поверхи та напрямки руху, а не користувач наказує ліфтові, куди та як рухатися, скорочує тривалість руху до потрібного поверху на 30%. Об’єднайте цей підхід із двоповерховими підйомниками, які в дуже високих будівлях корисно обслуговують одночасно непарні та парні поверхи, і ви ще більше збільшите місткість ліфтів та ефективність їхнього використання.
Втім, по-справжньому високі будівлі мають свої власні проблеми. «Бурдж Халіфа» — найвища будівля у світі в Дубаї — має 163 поверхи та становить 830 м заввишки. Але, щоб дістатися до вершини, ви повинні змінювати ліфти. Найтриваліший безперервний рух, запропонований будь-яким з його 57 ліфтів, становить висоту в 504 м. Обмежувальним чинником є сталевий підйомний трос. На таких висотах сталеві канати можуть луснути під власною вагою. Трос UltraRope, розроблений Kone, усуває цю проблему за допомогою вуглецевого волокна. Коли башта в Джедді в Саудівській Аравії, — перша у світі будівля заввишки в 1 км, — відкриється у 2020 році, вона зможе похвалитися 660-метровим ліфтом. Аін став можливим завдяки UltraRope. Цей інноваційний трос має ще й інші переваги. Високі будівлі розгойдуються вітром. Сталь підсилює розмах коливань подібно до гітарної струни. Відтак сталевий трос через гойдання може пошкодити вали, інші кабіни та кабелі живлення. UltraRope має вищу резонансну частоту, що робить його менш чутливим до такого впливу коливань висотних будівель.
Вміння мислити на перспективу
Розвиток концепції ліфтів йде ще далі. Ліфти пропонують запускати, повністю відкидаючи трос. Thyssenkrupp, що також виготовляє залізничне обладнання, використовує високошвидкісні залізничні технології для створення Multi. Це — ліфтова система, що утримується на місці та прискорюється електромагнітними силами, такими, як ті, що використовуються для потягів на магнітній гравітаційній подушці. Це не нова ідея. Одним із перших, хто вивчив цей механізм пересування, був аспірант в Манчестері в 1970-х роках Хайдер аль-Абаді, який зараз є прем’єр-міністром Іраку. Але тепер здається, ніби настав час запровадити цю технологію не лише в потягах, але й у ліфтах.
Видаляючи кабель та троси, проект Multi прагне забрати всі обмеження на висоту використання ліфтів, окрім тих, що накладаються на саму конструкцію будівлі її архітектурними особливостями. Відсутність кабелів також дозволить ліфтам рухатися впоперек, а також вертикально, зробивши всю систему більш схожою на залізницю.Підйомники отримають різні напрямки руху, і такі ліфти навіть зможуть обганяти один одного.
Перше будівництво, яке дозволить замовити подібні ліфти, вже ведеться у Берліні. Проте для реалізації цього проекту потрібен дозвіл влади — і це навряд чи станеться раніше 2020 року. Запропонований там проект не зможе повною мірою використовувати потенціал системи: аварійно-рятувальні служби не довіряють ліфтам без кабелів та тросів. Вони вимагають встановлення щонайменше 2 традиційних підйомників, за допомогою яких вони зможуть вийти на горішні поверхи, якщо трапиться якась позаштатна ситуація.
Адріан Годвін, консультант, який був радником у проектуванні низки найвищих будівель в світі, уявляє собі такі системи, як багатоповерхові споруди, що складаються з 250 поверхів або більше, з багатьма іншими підйомними кабінами ліфтів, що циркулюють у окремих шахтах. При цьому кількість ліфтів у системі може бути змінена «на льоту», щоби зробити процес перевезення людей і вантажів не лише комфортним, але й енергоефективним.
Будинки можуть змінювати форму, а також розміри. Годвін разом з Томасом Хейтервіком, відомим британським дизайнером, передбачив офісний блок, який використовує обертання та кабіни, аналогічні до колеса огляду. Серед його ліфтових проектів — будівля, сформована як гігантський обруч; ліфти без кабелів та централізованої ліфтової шахти.
Можливо, найбільш інтригуючими перспективами таких розробок є здатність об’єднувати будівлі у транспортні вузли. Колись Отіс зробив міста високими завдяки можливості підніматися вгору. Можливо, вже незабаром ми побачимо, як міста розростаються у всі боки завдяки новій концепції транспортування людей між поверхами і корпусами та кварталами одночасно.