Komunikacja pionowa w budynkach wysokościowych cz. 1

2010-03-02 11:05
Komunikacja pionowa w budynkach wysokościowych cz. 1

W przypadku wysokościowców oczywistym jest, że transport osób do miejsc przeznaczenia znajdujących się wysoko jest znacznie bardziej intensywny niż w przypadku niskich bloków. Bardzo ważne jest zapewnienie w tym celu odpowiedniej liczby wind o właściwych wymiarach. Z drugiej strony, nadmierna liczba wind wiąże się z wyższymi nakładami kapitałowymi oraz większymi kosztami utrzymania, a co za tym idzie - z mniejszymi przychodami wskutek zajęcia znacznej części pięter przez systemy komunikacji pionowej

fot. Thyssen Krupp

Dzięki rosnącej popularności coraz wyższych budynków, w ciągu wielu dziesięcioleci ta niezwykle istotna funkcja była wielokrotnie udoskonalana, a z czasem wokół niej powstała wąsko wyspecjalizowana branża przemysłowa, obejmująca dostawców sprzętu i usług będących w stanie w sposób należyty:

o określić i zmierzyć parametry efektywności;
o ustalić i dostarczyć technologie gwarantujące uzyskanie optymalnych celów w zakresie efektywności;
o kontynuować działalność innowacyjną w celu tworzenia nowych rozwiązań dla budynków wysokościowych.

W budynku wysokościowym windy stanowią podstawowy środek transportu dla ludzi, zaś wymogi w zakresie efektywności - podobnie jak w przypadku zapewniania świeżego powietrza, ogrzewania, chłodzenia czy oświetlenia - wynikają z przyjętych kryteriów w zakresie komfortu. Efektywność z kolei stanowi podstawę dla rozwiązań projektowych, mających na celu bezpieczne, bezawaryjne i komfortowe przemieszczanie osób na poszczególne piętra.


Kryteria w zakresie komfortu

Chociaż w celu zmierzenia efektywności wind z punktu widzenia komfortu stosuje się wiele parametrów, prawdopodobnie najbardziej uniwersalne z nich to 5-minutowa zdolność przewozowa (nazywana również wskaźnikiem 5-minutowym lub wskaźnikiem FMR, oznaczająca ułamek całkowitej populacji korzystającej z budynku przewożonej windami w ciągu szczytowego okresu 5 minut, wyrażony procentowo) oraz średni interwał (odwrotnie proporcjonalny do zdolności przewozowej, oznaczający czas pomiędzy odjazdami wind z danej grupy wind z głównego holu budynku). Całkowity czas przejazdu, podobnie jak interwał, to termin ilościowy przydatny podczas opisywania złożonego przemieszczania osób i towarów, na przykład całkowity czas potrzebny na pokonanie następującej trasy: od przybycia do windy w holu podziemnego parkingu, poprzez przejazd na hol parteru, przejście do holu budynku wysokościowego i wezwanie windy ekspresowej, przejazd przez niskie strefy budynku do miejscowego punktu dystrybucyjnego w strefie wysokiej, i wreszcie - po kilkukrotnych nieuniknionych postojach na poszczególnych przystankach - przybycie na piętro docelowe.

fot. Thyssen Krupp

Zasadniczo należy zapewnić wystarczającą liczbę kabin windowych o odpowiedniej kubaturze, by umożliwić przewóz osób do ich miejsca przeznaczenia w rozsądnym czasie. Dla typowego budynku biurowego w USA przyjmuje się, że 30 sekund to prawidłowy średni interwał dla 5-minutowej zdolności przewozowej wynoszącej 12 proc. Aby uzyskać taki wynik, windy zazwyczaj są lokalizowane w grupach kilku dźwigów znajdujących się w niedalekiej odległości od siebie, obsługujących określoną populację i konkretne piętra budynku. Aby oszacować zdolność przewozową i interwał, należy uwzględnić w obliczeniach wiele parametrów, takich jak:

o populacja, czyli całkowita liczba osób na wszystkich piętrach obsługiwanych przez daną grupę wind;
o charakter budynku i pora dnia, na przykład biurowiec o godzinie 9:00 lub hotel w godzinie wymeldowania;
o odległość pokonywana przez windę, w tym strefy ekspresowe oraz odległości pomiędzy piętrami obsługiwane przez windy;
o maksymalna prędkość, wskaźnik przyspieszenia i wskaźnik hamowania;
o prędkość otwierania się i zamykania drzwi;
o wielkość i liczba wind w danej grupie, czas ich zapełnienia i opróżnienia;
o szacunkowa liczba przystanków dla każdej kabiny windowej.

Najbardziej istotnym parametrem jest rodzaj budynku lub - w przypadku budynku wielofunkcyjnego - rodzaj populacji obsługiwany przez daną grupę wind. W porównaniu z budynkami mieszkalnymi i hotelami, budynki biurowe zazwyczaj charakteryzują się większą gęstością zaludnienia, w związku z czym przy porównywalnej powierzchni biurowiec zazwyczaj będzie musiał obsłużyć większą liczbę osób. Ponadto, w przypadku biurowców obserwuje się duże krótkotrwałe nasilenie ruchu osób, na przykład w porannych godzinach nasilonego ruchu w górę. Z tego powodu w typowym biurowcu na komunikację pionową przeznaczony jest znacznie większy odsetek całkowitej powierzchni piętra, zaś podczas projektowania wind z uwzględnieniem wymogów komfortu bardzo często przede wszystkim bierze się pod uwagę poranne godziny szczytu, podczas których większość populacji przemieszcza się w górę budynku, a praktycznie nikt nie przemieszcza się w dół.

Praca wind w południe może również stanowić punkt krytyczny w związku z zapotrzebowaniem na przemieszczanie się w dół. Windy wzywane są wielokrotnie, co powoduje nasilony ruch w obu kierunkach, zazwyczaj jednak jego natężenie jest mniejsze niż w przypadku szczytu porannego z nasilonym ruchem jednokierunkowym, ale za to występują większe interwały, gdyż windy co jakiś czas się zatrzymują i jeżdżą w obu kierunkach. I w końcu występuje też wieczorne nasilenie ruchu w dół, które nie jest tak intensywne jak szczyt poranny, gdyż kończenie typowego dnia roboczego przez różne osoby jest bardziej rozłożone w czasie niż jego rozpoczynanie.

Prędkość znamionowa wind to ważny parametr dla wysokościowców; w przypadku niskich budynków jej znaczenie jest dużo mniejsze. Maksymalna prędkość windy jest ograniczona przez różne czynniki i nie jest osiągana częściej niż przez kilka sekund podczas jednej jazdy. Długie odcinki szybu windy są niezbędne w celu przyspieszania i hamowania jadącej kabiny, gdyż zmiany prędkości mają wpływ na komfort przejazdu windą. Odczuwanie ruchu przez pasażera wewnątrz kabiny jest znacznie słabsze w tych windach, w których zastosowano szyb składający się z długich odcinków, umożliwiających wygodne przyspieszanie i hamowanie. Niestety, takie podwyższenie komfortu jazdy oznacza dodatkowy koszt, gdyż dłuższe odcinki przyspieszania i hamowania powodują dłuższy interwał, zmniejszają zdolność przewozową i wydłużają czas oczekiwania.

- Chris Bakkala

(Uwaga: autor jest inżynierem konstruktorem posiadającym ogromne doświadczenie w pracy w ramach wielobranżowych zespołów projektowych, a nie konsultantem ds. wind)