Лифты КОNЕ как зеркало современного лифтостроения

К.Е. САВИНСКИЙ, начальник отдела; Л.Н. ПОПОВ, отдел разработки технических решений компании KONE, студент НИУ МГСУ

В статье рассматриваются достижения технического прогресса в мировом лифтостроении конца XX – начала XXI века на примере финской компании KONE как безусловного лидера по количеству технических решений в данной области. Приводятся характеристики лифта MonoSpace® – первого в мире лифта без машинного помещения, кардинально изменившего всю лифтовую отрасль. Кроме того, авторы знакомят с технологиями, позволившими существенно сократить потребление электроэнергии лифтами KONE, а также увеличить максимальную высоту подъема до 1 км.

В настоящее время постоянно растет стоимость городской недвижимости – как коммерческой, так и жилой, равно как и стоимость квадратного метра, увеличивающаяся согласно этажности здания, соответственно, верхние этажи, включая технические, представляют особую ценность. Существующие лифты с машинным помещением (далее МП) съедают это ценное пространство.

В 1996 году финская компания KONE представила весьма удачную модель MonoSpace®. KONE MonoSpace® стал первым в мире модельным рядом лифтов без машинного помещения (далее БМП) и навсегда изменил лифтовую отрасль. Это стало настоящей революцией в лифтостроении, т.к. лифты БМП имеют целый ряд неоспоримых преимуществ: существенно экономят полезное пространство, отличаются простотой монтажа, не требуя значительных временных и трудовых затрат, облегчают проектирование при строительстве.

Рис. 1. Общий вид пассажирского лифта MonoSpace БМП (а) и с МП (б):
1 – безредукторная лебедка, 2 – лебедка с червячным редуктором, 3 – рама лебедки

На рис. 1 показаны шахты лифтов с МП и без него. МП по ширине занимает примерно 2 шахты, а в шахте MonoSpace® лебедка крепится на направляющих, трансформатор, НКУ и ограничитель скорости также расположены в шахте.

Рис. 2. Безредукторная лебедка KONE EcoDisc

В лифтах с МП основная нагрузка приходится на перекрытия здания, а в лифтах БМП – на направляющие, поэтому данные лифты имеют ограниченную высоту подъема. На данный момент ее предельное значение составляет 120-140 метров. По этой причине применение лифтов БМП является оптимальным при высоте подъема не более 100 метров, т.к. по завершении строительства в течение некоторого времени происходит усадка здания, нижняя часть направляющих деформируется и требуется выправка с предварительной разгрузкой конструкции лифта. Эта процедура весьма трудоемка, поскольку требуется «распасовка» всей системы.

Лифты БМП, безусловно, это – high tech в области создания вертикального транспорта, но их появление было невозможно без компактных лебедок. Задачу решили разработчики KONE. Они изменили взаимное расположение статора и ротора (с радиального на линейное) и применили вращение на 360 градусов (рис. 3). Затем данную конструкцию встроили в корпус, по форме напоминающий диск. Так и появилась первая безредукторная лебедка Ecodisc, обладающая целым рядом преимуществ: компактностью, экологичностью, экономичностью.

Благодаря компактности и форме лебедки стала возможной разработка лифтов БМП. Как отмечалось выше, лебедка крепится на направляющие, поэтому в шахте просто нет места для редуктора. В силу его отсутствия теряется необходимость в использовании масла. Следовательно, лебедка имеет повышенную степень пожаробезопасности.

Рис. 3. Принцип работы EcoDisc

Еще до изобретения безредукторного привода разработчики KONE активно занимались вопросом энергосбережения. В 1991 году они первые в мире создали рекуперативный привод лифтов. Принцип действия системы рекуперации можно описать при помощи закона силы тяжести. Энергия расходуется, когда полностью загруженная кабина движется вверх или когда слегка загруженная кабина движется вниз. Когда малонагруженная кабина движется вверх или сильно нагруженная кабина спускается вниз, двигатель вырабатывает электричество как генератор, также электрическая энергия вырабатывается во время торможения.

В часы пик до 40% электроэнергии, потребляемой зданием, приходится на лифты. Наиболее значимым периодом в разработке энергоэффективных технологий стали 2008-2012 годы. В этот период энергопотребление лифтов компании KONE сократилось на 70%, что позволило присвоить А класс энергоэффективности всем серийным лифтам. Во многом столь высоких показателей удалось достичь благодаря применению высокоэффективных рекуперативных приводов. Благодаря данной системе 20-35% энергии, используемой лифтом, может быть возвращено в систему электроснабжения зданий. Для того чтобы система рекуперации работала корректно, необходимо строить здания с применением стандартов «зеленого строительства». Применительно к лифтовой отрасли необходима прогрессивная система электроснабжения. В то время, когда вся серийная продукция KONE в обязательном порядке оборудована системой рекуперации, на некоторых объектах возникает вопрос несовершенства электрических систем зданий. Например, проблемы появляются в медицинских учреждениях при включении аварийного электроснабжения, т.к. источниками энергии в данных системах являются генераторы. Генератор начинает работать некорректно из-за того, что в систему пытаются вернуть электроэнергию.

В 2013 году KONE запускает революционную технологию KONE UltraRope™ для высотных зданий, благодаря которой энергопотребление становится ниже, а высота подъема может достичь 1 км. Также UltraRope™ отличается увеличенным в 2 раза сроком службы относительно стальных канатов. Выгода от использования UltraRope™ по сравнению с классическими канатами становится колоссальной при высоте подъема от 400 метров (рис. 4). Вышеперечисленные преимущества обусловлены сравнительно низкой удельной массой UltraRope™ относительно стальных канатов.

Рис. 4. Масса стальных канатов и UltraRope™
в зависимости от высоты подъёма

Для лифтов с высотой подъема 500 метров наблюдается сокращение движущейся массы на 60% и уменьшение энергопотребления на 15%. Для лифтов с высотой подъема 800 метров движущаяся масса сокращается на 90% и энергопотребление на 45%.

Современные тенденции урбанизации и перетекания сельского населения в города заметно меняют требования к архитекторам, строителям и производителям инженерных систем зданий. Рост городов в высоту приводит к выработке энергоэффективных и компактных решений для скоростных лифтов в небоскребах, которые способны эффективно справляться с возрастающим трафиком как в офисных пространствах, так и в секторе жилья. Эти тенденции заставляют производителей применять более технологичные решения в плане потребления энергии, нагруженности конструкций и долговечности применяемых материалов. В механику все глубже проникают цифровые системы управления, мультимедийные составляющие и даже развлекательные системы ввиду увеличения времени пребывания пассажиров в кабине лифта при подъеме на сотни этажей. Рынок стремительно диктует направления развития отрасли, приводя к эффективным и «умным» решениям, способным не просто поднять или опустить людей в здании, но организовать качественный эффективный пассажиропоток между этажами.