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Inspiration du Shard, Londres

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Image par theotherkev-pixabay.com

Votre auteur explique comment la tour emblématique propose des idées de conception de VT innovantes pour les bureaux de grande hauteur et les tours résidentielles de luxe élancées.

par Hongliang Liang

Introduction

The Shard, également appelé Shard of Glass, Shard London Bridge et, anciennement, London Bridge Tower, est un gratte-ciel de 72 étages, conçu par l'architecte italien Renzo Piano, à Southwark, Londres, qui fait partie du Shard Quarter développement. D'une hauteur de 309.6 m, le Shard est le plus haut bâtiment du Royaume-Uni et le septième plus haut d'Europe. C'est également la deuxième plus grande structure autoportante du Royaume-Uni

Contexte

MovvéO Ltd était responsable de la conception du transport vertical (VT) du Shard, l'une des trois conceptions primées que la société a obtenues du Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) :

  • CCTV HQ, Pékin : Gagnant 2013 CTBUH Meilleur bâtiment de grande hauteur au monde
  • The Shard, Londres : Gagnant 2013 CTBUH Best Tall Building Europe
  • Tour Burj Mohammed bin Rashid, Abu Dhabi : Gagnant 2015 CTBUH Best Tall Building MENA

Je n'ai participé à aucun de ces projets puisque j'ai rejoint MovvéO en juin 2014 ; à l'époque, MovvéO Ltd s'appelait Lerch Bates Europe.

En juillet 2021, j'ai été nommé consultant VT pour un projet de bureaux de moyenne hauteur dans un pays d'Europe de l'Est. Ce bâtiment est la Phase 2 du projet; J'étais également responsable de toute la conception détaillée du VT de la phase 1 de ce projet en 2016-2017.

Après avoir réalisé de nombreuses simulations, nous avons proposé dans un premier temps quelques solutions, comme par exemple diviser le bâtiment en zones basses et hautes. Cependant, toutes ces propositions ont été rejetées par le client pour diverses raisons, le problème principal étant que la conception, approuvée par le développeur, ne prévoyait qu'un seul monte-charge dédié, bien que compte tenu de sa taille, ce bâtiment aurait besoin d'au moins deux marchandises. ascenseurs. Compte tenu de la conception, si un autre monte-charge dédié était ajouté, un « effet domino » se produirait, affectant la structure proposée et la mécanique, l'électricité et la plomberie (MEP), etc. Après avoir finalement suivi TRIZ* (voir encadré) et inspiré par le VT design dans le Shard, j'ai conçu les solutions :

Le principe du Time Sharing Dual Cars Ascenseur Marchandises/Passagers

1 élévateur OFF MR de 1800 kg avec « cabines doubles ». Il ressemble à un ascenseur à deux étages, mais l'ascenseur serait en fait un ascenseur à un étage qui utiliserait une machine à un étage, un équipement de sécurité, un contrepoids, etc. Il y a deux chariots élévateurs fixés sur une élingue en acier en un seul puits, mais le chargement dans les deux wagons ne se ferait jamais simultanément. Il s'agit en fait d'une conception générative de mon service de partage de temps / ascenseur de passagers pour la tour résidentielle de grande hauteur de milieu de gamme qui a été publiée dans ELEVATOR WORLD, Août 2021.

La cabine supérieure n'aurait d'entrées avant que dans les halls avant des ascenseurs principaux, et la cabine inférieure n'aurait d'entrées arrière que dans les halls arrière des ascenseurs de service. L'ascenseur aurait deux vitesses : lorsqu'il travaillait comme ascenseur de passagers avec la cabine supérieure pendant les heures de pointe, la vitesse serait de 3.5 m/s ; en travaillant comme monte-charge avec le pont inférieur, la vitesse serait de 2.5 m/s.

Pour la voiture supérieure, le hall principal est au G, mais pour la voiture inférieure, le hall principal est au B01, où se trouvent les quais de chargement.

Au cours des deux premières années, lorsque l'occupation est inférieure à 80 %, l'ascenseur serait mis en mode de service de marchandises en tant qu'ascenseur de service simplex uniquement ; dans ce mode, seule la voiture inférieure avec entrées arrière est utilisable. Une fois que l'occupation atteint 80%, la cabine supérieure de l'ascenseur serait utilisée avec les six autres ascenseurs pendant les heures de pointe sous le contrôle du groupe de destination, seules les entrées avant pouvant être utilisées. Les heures de pointe de ce bâtiment seraient estimées entre 8h30-9h30 et pendant l'heure du déjeuner les jours ouvrables. Pendant les heures de pointe, cet ascenseur serait mis en contrôle automatique de groupe avec seulement sa cabine supérieure et les entrées avant utilisables.

Pendant les heures creuses, cet ascenseur serait mis en service automatiquement. Seules les entrées de cabine inférieures et arrière sont utilisables comme un ascenseur de service simplex marchandises/passagers, un COP avec boutons poussoirs dans la cabine inférieure pour tous les étages desservis sauf l'étage le plus élevé. Les appels de voiture seraient activés via un lecteur de carte, et les LOP seraient à encaissement complet au-dessus du sol B01.

Cette conception pourrait également être utilisée pour les tours résidentielles de luxe de grande hauteur, où au moins un monte-charge dédié serait fourni pour chaque noyau de levage. Pour une tour résidentielle de luxe, la voiture supérieure doit toujours être utilisée pour les passagers, la voiture inférieure doit toujours être utilisée pour le service de marchandises. Cela peut empêcher la voiture inférieure de desservir l'étage résidentiel le plus élevé s'il y a une restriction de hauteur. Si tel est le cas, une plate-forme élévatrice de service à deux étages serait nécessaire pour le service des marchandises entre le dernier étage et le premier étage. Le quai de chargement serait idéalement situé au niveau B1 au niveau du hall arrière, mais il fonctionnerait également avec le quai de chargement au G.

Sous contrôle à destination, tous les autres ascenseurs peuvent desservir directement les niveaux de parking en sous-sol. En conséquence, aucun ascenseur dédié au parking ne serait nécessaire dans les tours résidentielles.  

Pour éviter la complexité technique, je pense que deux contrôleurs indépendants devraient être utilisés pour les deux fonctions différentes. Ils seraient utilisés respectivement pour les deux voitures avec deux ensembles de dispositifs de détection de position de cage d'ascenseur. Les deux contrôleurs auraient un entraînement à tension variable/fréquence variable (VVVF) commun pour différentes fonctions à double vitesse.

Inspiration de Shard

Mon ancien patron, Adrian Godwin, a utilisé des ascenseurs-navettes à deux étages pour différentes fonctions dans le projet Shard : une autre paire d'ascenseurs à deux étages PL14-PL15 (6.0 kg) par étage @ 19 m/s, où le public utilise le pont supérieur et le public ou les VIP utilisent occasionnellement le pont inférieur pour les restaurants de la zone publique.

Mais je ne pense pas qu'une solution à deux étages dans ce projet serait compatible avec le système de contrôle de destination à un étage. Même s'il est compatible, le système devrait toujours être en temps partagé, ce qui apporterait peu d'avantages par rapport à une solution de temps partagé à un seul étage. D'un autre côté, un ascenseur à deux étages coûte environ 1.5 à 2.5 fois plus cher qu'un seul étage à capacité et vitesse identiques, et les coûts de maintenance seraient également beaucoup plus élevés. Ce ne serait certainement pas une bonne solution pour cet immeuble de bureaux de hauteur moyenne.

Godwin était considéré comme un génie technique par de nombreux experts de l'industrie. Même un ancien employé de MovvéO a déclaré qu'il pourrait être le meilleur consultant VT en Europe. Il avait quelques innovations de construction "supertall" pour améliorer l'efficacité du système VT :

  1. Monte-charges « navette » et « locale »
  2. Puits « dos à dos » avec halls principaux à plusieurs étages
  3. Partage du temps des remontées mécaniques pour une utilisation 24h/XNUMX
  4. Combiner différentes utilisations des ponts/entrées à des moments variables

Il me fallait normalement moins d'une demi-journée pour reconstruire un diagramme VT, mais le diagramme VT de Shard m'a pris cinq jours. L'examen de la conception VT dans le Shard m'a donné une grande inspiration pour développer mes compétences/capacités dans la conception conceptuelle VT. En raison de la forme en « pyramide », les surfaces de plancher dans la zone de grande hauteur se rétrécissent fortement, ce qui rend le système VT très difficile à concevoir. Le système VT de Shard est le plus difficile de tous les projets que j'ai vus. Toutes les innovations mentionnées ci-dessus ont été utilisées dans la conception VT de Shard. La conception d'ascenseur la plus impressionnante concerne l'ascenseur de service de l'hôtel/appartement, qui dessert B03, 31 à 67, le puits entre B03 et l'étage 31, qui est aveugle (entouré d'autres ascenseurs). Sans porte d'accès d'urgence, le sauvetage d'urgence devrait être entrepris via un autre ascenseur adjacent.

Idées apprises de MovvéO

Après la fermeture de MovvéO, j'ai passé en revue tous mes projets entrepris de juin 2014 à mai 2019, et reconstitué les schémas VT afin d'étudier le design conceptuel d'autres experts. J'ai également collecté (à partir de sources ouvertes) et reconstruit les diagrammes VT de certains des bâtiments les plus hauts du monde.

Il y avait une nouvelle équipe de développement VT de classe mondiale à MovvéO ; les membres étaient Adrian Godwin, moi-même et ma femme, Nancy Liang. J'avais été directeur de conception de MovvéO de 2014 à 2019, gérant l'ensemble du centre de conception CAO au siège social. J'étais responsable de toutes les conceptions détaillées de VT dans MovvéO pendant cette période. Nancy a rejoint MovvéO en mai 2017 dans un rôle de développement commercial, mais a rapidement progressé dans l'analyse du trafic VT, la stratégie, la conception et les dessins CAO. Adrian seul a fait toute la conception conceptuelle, mais a également vérifié notre travail. Au cours des quatre premières années, je n'étais pas autorisé à communiquer directement avec les architectes. Je n'avais pas non plus le droit de toucher aux designs conceptuels. Au lieu de cela, j'ai créé tous les dessins pour Adrian pour que ses conceptions fonctionnent bien.

Adrian avait une formation en électricité. Il n'était pas capable d'utiliser la CAO, mais ses conceptions conceptuelles de VT avaient toujours été brillantes : ses conceptions pour les systèmes de contrôle d'ascenseur — application d'analyse du trafic (Adsimulo*) et application pour téléphone portable (AdInspect*) (voir encadré) — étaient à la pointe de la technologie dans le secteur du conseil en VT. Adrian a créé de nombreuses idées innovantes dans la conception de systèmes VT. Ses conceptions mécaniques comprenaient le « Skytrak » (plusieurs voitures dans une gaine incurvée), un concept qui a remporté le prix inaugural de l'IAEE (International Association of Elevator Engineers) pour l'innovation « High-Tech » en 2010. Cette idée et d'autres, en particulier le sans corde " « Vertrak » avec plusieurs voitures dans un seul puits vertical (similaire au MULTI de TK Elevator mais avec un mécanisme différent) était très difficile (voire impossible) à réaliser, car il sous-estimait la complexité technique et surestimait la demande du marché.

Bien que je sois un ingénieur en mécanique professionnel avec un diplôme MSC en conception technique et sa gestion de l'Université Huddersfield, je suis également un bon ingénieur électricien, résultat d'un auto-apprentissage en Chine. Je suis confiant de pouvoir dire que je suis l'un des meilleurs ingénieurs électriciens, mais je ne peux pas dire que je suis un ingénieur mécanicien de premier plan dans l'industrie britannique. Il est possible pour un ingénieur mécanicien d'acquérir des connaissances en électricité à home ou au travail, car ces connaissances sont basées sur la pensée logique en mathématiques et en physique, ainsi que sur la compréhension des théories avancées, mais pas l'inverse, car les compétences et les connaissances en conception mécanique seraient principalement basées sur une formation spéciale au collège/université cadre et expériences pratiques. Je ne crois pas que l'auto-apprentissage de home pourrait former un bon ingénieur ou concepteur en mécanique.

Je pense que la formation en électricité d'Adrian est la principale raison pour laquelle il a obtenu une maîtrise en design conceptuel VT, puisqu'il est diplômé avec mention en génie électrique et électronique de l'Université de Salford. La conception électrique est liée à la gestion des courants dans les circuits électriques, tandis que la conception des VT est liée à la gestion des flux/circulations de personnes dans les bâtiments. Je pense que la conception conceptuelle de VT est très similaire à la conception de circuits électriques, en particulier les conceptions conceptuelles pour les bâtiments de grande taille à usage mixte avec trois piles ou plus étant très similaires à la conception de circuits intégrés (CI). C'est pourquoi ces pionniers de l'analyse du trafic VT et de la conception de systèmes VT avaient normalement un premier diplôme en génie électrique.

Parce que je n'étais pas autorisé à contacter directement les clients de MovvéO, de nombreux anciens clients ne me connaissaient pas bien. Depuis juillet 2020, j'ai réalisé quatre projets pour deux clients différents. J'ai créé deux solutions innovantes pour les deux clients, respectivement, et je suis maintenant très confiant avec mes capacités en conception conceptuelle VT.

Mais il y a quelques différences entre Adrian et moi, car je pense que la clé de la conception technique est de bien déployer la fonction et les qualités suivant QFD* (voir encadré), donc j'utilise toujours une technologie bien établie pour modifier les produits standard existants, à la place de créer un nouveau produit. Je me concentre également sur les produits milieu de gamme plutôt que sur le haut de gamme, car les milieu de gamme sont toujours les plus demandés et ont la plus grande marge du marché. En tant que consultants, nous devons utiliser notre expérience et une technologie bien connue/bien établie pour aider nos clients à réussir.

Conclusions

Cette application serait basée sur un contrôle de destination qui ne serait pas applicable avec un contrôle conventionnel. L'ascenseur à deux voitures peut nécessiter deux contrôleurs, mais utilise un entraînement commun pour les deux fonctions.

Cette application ne doit pas être utilisée dans des immeubles de bureaux de hauteur moyenne/de milieu de gamme ; au moins, cette application ne doit pas être utilisée comme le seul monte-charge de marchandises dans un immeuble de bureaux. C'est une solution parfaite pour les tours de luxe élancées où un ascenseur de service dédié doit être fourni. Pour ce type de bâtiment résidentiel, la voiture supérieure doit toujours être réservée aux passagers et la voiture inférieure doit être réservée aux marchandises. Dans certaines circonstances particulières, telles que la restriction de la hauteur libre, il peut être acceptable d'avoir la voiture supérieure pour les marchandises et la voiture inférieure pour les passagers, mais des mesures spéciales doivent être appliquées pour empêcher toute fuite de liquide de la voiture supérieure pour abîmer la voiture inférieure . Utilisez toujours la cabine supérieure pour les fonctions de lutte contre l'incendie et d'évacuation.

Cette application ne convient pas aux immeubles résidentiels de moyenne hauteur et de milieu de gamme. Il est destiné aux immeubles résidentiels de luxe de grande hauteur avec un minimum de trois ascenseurs et 25 étages, en particulier pour les immeubles de luxe élancés.

Pour les immeubles de bureaux, cet ascenseur double ne serait pas le seul monte-charge de l'immeuble. La voiture supérieure serait toujours aménagée pour les passagers, tandis que la voiture inférieure serait réservée aux marchandises. Le quai de chargement devrait être situé en B01 plutôt qu'en G. Cette innovation pourrait être brevetable, de même que pour un nouveau produit plutôt qu'une nouvelle méthode ou un nouveau programme, qui ne sont pas brevetables.

La tour résidentielle de Central Park à New York, culminant à 1,550 472.4 pieds (131 m) avec 225 étages, sera le plus haut bâtiment résidentiel du monde. Surplombant l'emblématique Central Park au 57 West 4th Street, la tour est le deuxième plus haut bâtiment des États-Unis et de l'hémisphère occidental. Il s'agit peut-être aussi du projet de condominiums le plus cher de tous les temps, avec jusqu'à XNUMX milliards de dollars d'appartements vendus.

Dans la capture d'écran ci-dessous, le prix au m2 de l'unité 61N est de 9.1 millions de dollars US. Divisé par 1,435 2 pi6,341, il équivaut à 2 68,234 $ US/piXNUMX, ou XNUMX XNUMX $ US/m2, ce qui en fait le prix moyen possible pour ce bâtiment. Si une gaine pour un ascenseur de 1000 kg peut être retirée du noyau de l'ascenseur, alors l'espace de gaine à chaque étage signifierait au moins 5.5 m2 pourraient être économisés, augmentant ainsi la valeur de vente totale : 68,000 131 USD X 5.5 X 48.994 = XNUMX millions USD.

Note de l'auteur

Je crois fermement qu'une bonne entreprise doit être ouverte, innovante, internationalisée et socialement responsable - en particulier socialement responsable, car je pense qu'une entreprise ne peut survivre à l'avenir que si elle est utile et capable d'ajouter de la valeur à la société. Pour ma propre entreprise, j'accepte également les points mentionnés ci-dessus comme des valeurs fondamentales. En tant que consultant VT, pour ma propre responsabilité sociale et pour encourager la concurrence à empêcher tout fabricant d'ascenseur d'enregistrer l'idée en tant que brevet, je voulais publier cet article afin que tout fabricant d'ascenseur puisse utiliser cette idée pour mettre ce type d'ascenseur sur le marché pour protéger les intérêts des utilisateurs. Mon seul souhait est que, si un fabricant d'ascenseurs utilise mon idée pour fournir ce type d'ascenseur à deux voitures sur le marché, veuillez citer mon nom sur le produit. Idéalement, le nom du produit serait « L'ascenseur à temps partagé pour les marchandises et les passagers à deux voitures de Liang ».

Adrien Godwin : était mon mentor et mon héros. Je pense que j'ai eu beaucoup de chance d'avoir l'opportunité de travailler sous ses ordres et d'être impliqué dans tant de projets prestigieux dans le monde entier chez MovvéO Ltd. Je me considère comme l'élève d'Adrian Godwin et le successeur de la technologie MovvéO. Ainsi, cet article est également dédié à la mémoire d'Adrian Godwin, président et propriétaire unique de MovvéO, décédé le 30 avril 2019. Avec son décès, MovvéO Ltd. a cessé ses activités.

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Hong Liang Liang

Hong Liang Liang

MSC CEng MCIBSE, diplômé de l'institut d'architecture et de génie civil de Nanjing en Chine, spécialisé dans le levage de machines de transport et de construction (1986-1990). Il a plus de 26 ans d'expérience dans le domaine du VT, période au cours de laquelle il a occupé divers postes, tels que la conception, l'installation, le contrôle qualité, l'inspection des ascenseurs, le service de maintenance, le développement de produits, la modernisation et la conception de remplacement complet dans l'industrie des ascenseurs et des escaliers mécaniques. Il rejoint MovvéO (anciennement Lerch Bates Europe) en 2014 en tant que senior design manager/consultant. Son travail concernait tous les aspects de la conception de VT, et il était chargé de fournir un soutien à la conception pour des projets majeurs à Londres, en Europe, au Moyen-Orient et en Asie. Hongliang a lancé sa propre entreprise, Aliang Lift Design Studio, en avril 2020, fournissant des services d'étude/conception pour des projets de modernisation et de remplacement complet pour les fournisseurs et entrepreneurs d'ascenseurs. Le studio fournit également des conseils VT, une analyse du trafic, une conception de système, une conception détaillée, des négociations d'appels d'offres pour des projets de réaménagement et de nouveaux développements aux ingénieurs, consultants VT, architectes et développeurs.

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