磁悬浮电梯可以上下左右移动

电梯:不再仅仅是上下运行
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蒂森克虏伯

一个多世纪以来,电梯基本上只能上下运行。自1854年第一部电梯问世以来,基于钢索的设计就通过连接配重的钢绳,在单一的井道中拉动轿厢。

但现在,专注于汽车技术的德国联合企业蒂森克虏伯开发了一种名为Multi的电梯系统,该系统用磁悬浮技术取代了钢索,也称为磁悬浮。

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磁悬浮列车是漂浮而非滚动。沿着轨道运行的磁化线圈会排斥列车底部的磁铁,使列车悬浮在轨道上方一小段距离。然后,通过嵌入轨道旁边墙壁中的线圈产生的移动磁场,列车被向前拉动。

磁悬浮技术已应用于世界各地的各种铁路系统,Multi电梯也与火车类似,通过在建筑物内沿着磁悬浮轨道运行。蒂森克虏伯表示,这样的设计允许多个轿厢同时在同一轨道上运行,这是当今电梯无法实现的。这可以大大缩短电梯的等待时间,因为乘客不必等待轿厢从上一次行程返回。

“如果对高层建筑进行横截面切割,40%到60%的空间将被电梯占用。”

但更令人印象深刻的是Multi所带来的富有创意的电梯设计——包括可以垂直、侧向和倾斜运行的电梯。

“这为建筑设计开启了广阔的可能性,”蒂森克虏伯北美公司首席执行官Patrick Bass告诉《大众科学》。“我们现在可以建造尽我们所能高的大楼,而且我们还能够实现建筑物内部空间的不同形状和配置。”

Bass表示,目前的电梯设计对建筑师来说非常受限,因为大多数建筑都必须围绕电梯井道来建造。“如果对高层建筑进行横截面切割,40%到60%的空间将被电梯占用。”随着建筑越来越高,建筑师必须增加更多的电梯来运输楼内更多的人口。

蒂森克虏伯的磁悬浮电梯比传统电梯占用的楼层空间少得多,因为同一轨道可以运行多个轿厢。因此,与其增加更多的电梯井道来容纳更多的楼内人口,不如在一条Multi轨道上增加更多的电梯轿厢。这节省了空间,并增加了电梯的接载频率。

此外,目前的电梯在距离方面也有限制。一旦电梯长度超过约2000英尺,钢索就会太重而无法提升轿厢。在世界上最高的建筑——位于迪拜的2722英尺高的哈利法塔中,地面电梯只能到达1654英尺高。为了进入顶层,人们必须换乘位于大楼顶部的第二套电梯。

Bass表示,有了Multi,高度就没有限制了;磁悬浮电梯如有必要可以达到两英里高。如果建筑师想建造特别宽的建筑,电梯还可以充当小型火车,水平运输乘客。电梯甚至可以水平移动,然后“换挡”向上或向下移动。承载电梯的轨道会旋转以改变轿厢的方向。

蒂森克虏伯

Ove Arup & Partners Ltd.的董事Julian Olley对这种可能性很感兴趣。“人们向侧面移动可能会有优势,就像在新的苹果公司大楼里一样,它不高,但周长半公里——一座巨大的甜甜圈形建筑。这是否具有商业可行性还有待商榷。”

目前,这些电梯最大的疑问是成本。Bass向Olley表示,为电梯融资的“投资回收期”为三到四年,但Multi是否会比基于钢索的设计更昂贵仍有争议。然而,Bass表示,从长远来看,Multi将比传统电梯更具成本效益,因为更高的建筑能更有效地利用土地资源,并提供更多的住房和空间。此外,需要更少的电梯空间意味着在整体建筑面积上节省更多的钱。“我计算了一下,如果我们移除我们一栋建筑中(大部分的电梯井道),净结果将节省22,000平方英尺的空间,”Olley说。“在伦敦,这价值150万英镑。”

如果该系统可行,Multi还将为更环保的建筑设计提供机会,例如拥有大型开放式绿色空间或由设计师Frank Jendrusch提出的这种风力发电建筑。

ThyssenKrupp/Jendrusch Capital

Bass说:“这个黑色的空间是一个风力发电机。”“这栋建筑呈星形,它将风引导至中心,从而产生能量。产生的能量比建筑本身消耗的还多,所以它为城市提供电力。”Bass指出,Multi电梯使建筑足够高,从而使得风力发电设计成为可能。

蒂森克虏伯将于2015年中期进行首次Multi电梯演示,并于2016年在德国的一座试验塔安装Multi。与此同时,我们可以幻想一下,我们很快就能将著名的科幻电梯打斗场景变为现实,比如《全面回忆》重制版中的这场史诗般的混战。

 

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洛伦·格鲁什(Loren Grush)是《Popular Science》的助理编辑和科学作家,居住在纽约市。她曾为《纽约时报》、《Nautilus Magazine》、Digital Trends、Fox News 和 ABC News 撰稿。格鲁什是两位 NASA 工程师的女儿,在航天飞机和火箭科学家中长大。她很高兴能圆满完成报道科学发现和技术突破的使命。

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