Ny hissteknik ger större ytor

Här är framtidens helt nya typer av hissar till höghus – funiculatorer.
– Hissmarknaden har varit väldigt konservativ. Nu försöker vi bryta ny mark, säger Mikael Hallgren, professor i betongbyggnad vid KTH.

Elisha Otis uppfann dagens hissystem redan i mitten av 1800-talet och sedan dess har det inte hänt så mycket.
– Det är verkligen anmärkningsvärt, om man tänker på att det under samma tid har skett en enorm teknisk utveckling på andra områden, säger Fritz King, affärsutvecklare på Tyréns.

– Vi har fått flygplan, datorer, mobiltelefoner och rymdraketer. Men fortfarande har vi samma typ av hissar, säger Fritz King.

Han fick en tankeställare när han besökte Shanghai för några år sedan och såg bygget av det 632 meter höga Shanghai Tower som har världens snabbaste expresshissar.
– Jag insåg vilken liten del av byggnaden som går att använda eftersom varje hiss kräver ett eget schakt. 40 procent av byggnadens yta försvinner i hisschakt!

När Fritz King sedan åkte till Hong Kong och såg bergbanan där fick han en idé. Varför inte använda bergbanans teknik till hissar?
Genom att sätta ihop de engelska orden funicular, bergbana och elevator, hiss, kallade han den nya typen av transportsystem i skyskrapor för funiculator.

Tanken är att hissen ska gå i ihåliga tuber så det blir en form av tunnelbana fast i vertikal riktning.
Systemet består av små hytter, poddar som rör sig runt en loop i ett kabelsystem kopplat till skenor. Poddarna hör ihop i par som är varandras motvikt.

När en podd befinner sig högst upp är den andra längst ner på loopen. Varje loop kan ha hur många par som helst. I en hög byggnad stannar dessa på bestämda punkter, sky lobbys.

De ersätter dagens expresshissar i höga hus, men har bara två schakt, eftersom alla poddar går upp och ner i samma rundgående bana.
– Det gör att man kan använda 90 procent av byggnadens yta i stället för bara 60 procent, säger Fritz King.

Poddarna tar också mindre energi. Medan en vanlig hiss alltid kräver energi motsvarande en halvfull kabin, oavsett hur många som åker, så kräver poddarna dubbelt så mycket energi när de är fulla.
Om det är få människor i dem kräver de alltså bara hälften så mycket energi.

– Och den största delen av dygnet är det låg trafik i skyskrapornas hissar, så det innebär att de över ett dygn drar betydligt mindre el, menar Fritz King.

Han har skissat på olika typer av loopar.
Dubbelloopen har först ett poddpar högst upp och längst ner.
När trafiken ökar läggs ytterligare poddar till, så det blir två stycken högst upp och två stycken längst ner.

När trafikflödet blir ännu intensivare kan ytterligare ett podd-par samtidigt vara på väg upp och på väg ner. Detta par kan också fördubblas så att det totalt blir åtta hissar.

Men istället för åtta schakt och åtta motorer är det bara två, och i stället för åtta motvikter finns här inte en enda motvikt.

”Dubbelloopen” är tänkt för snabb transport mellan två punkter, till exempel för att transportera människor från tunnelbanor och gruvor.

”High rise-loopen” ersätter expresshissarna i skyskrapor och kan i princip ha hur många podd-par som helst. Den stannar vid vissa knutpunkter mellan vilka vanliga hissar transporterar passagerarna vidare.

”Helixloopen” läggs på fasaden av skyskrapan och vrider sig kring sig själv, för att ge maximal utsikt under uppfärden. Den har alltid poddar formade som tunnor, med stora glaspartier.

Annars kan poddarna vara cylindriska eller rektangulära lådor. De kan gå både horisontellt och vertikalt utan att passagerarna ändrar läge. De gjuts i ett enda stycke för att minska antalet lösa delar och sätts på loopen via ett specialbyggt roterande bord, ”the turn table”.

– Det är en viktig del av innovationen, eftersom bordet gör att man kan anpassa antalet hytter efter behov. Det går att ta bort och lägga till dem i systemet beroendet på hur trafikflödet ser ut, berättar Fritz King.

En annan fördel med funiculatorn är att skaderisken på hiss-kablar minskar. Höga byggnader svajar alltid litet, och när en kabel i en traditionell hiss löper från översta till nedersta våningen kan den slå i schaktets väggar.

Med funiculatorn är den lösa kabeln bara lika lång som avståndet mellan poddarna och det minskar risken att den skadas.

Studenter från sex högskolor och universitet, däribland KTH, är involverade i hiss-projektet. Mikael Hallgren, kollega till Fritz King på Tyréns samt adjungerad professor i betongbyggnad på KTH, har varit handledare för flera examensarbeten.

– Funiculatorn är väldigt spännande. Utvecklingen i världen går mot allt högre och smalare byggnader eftersom tomtmark är dyrt, och då är det ett problem att dagens hissar tar så stor del av ytan. Dessutom är det dyrt att bygga hiss-schakt, säger Mikael Hallgren.

Men han tror inte att funiculatorn i första hand kommer att användas i Europa. Den blir snarare aktuell i Asien, USA och i Mellanöstern där konkurrensen är som störst mellan spelare som vill skapa den högsta byggnaden.

Är funiculatorn lika säker som en traditionell hiss?
– Ja, alla tester som vi har gjort visar det. Egentligen är det här inga nyheter – man använder samma teknik som vid en bergbana, fast i en vertikal riktning. Hissmarknaden har varit väldigt konservativ. Nu försöker vi bryta ny mark.

FAKTA

Poddarnas design

Poddarna kan vara cylindriska eller utformade som rektangulära lådor. De kan gå både horisontellt och vertikalt utan att passagerarna ändrar läge. De gjuts i ett enda stycke för att minska antalet lösa delar och sätts på loopen via ett specialbyggt roterande bord, the turn table.

Helixloopen har alltid tunnformade poddar med stora glaspartier.

Funiculatorer i höghus

Dubbelloopen har först ett poddpar högst upp och längst ner, när trafiken ökar läggs ytterligare poddar till så att det blir två stycken högst upp och två stycken längst ner.
Och när trafikflödet blir ännu intensivare kan ett annat poddpar samtidigt vara på väg upp och på väg ner. Detta par kan också fördubblas så att det totalt blir åtta hissar.
Men i stället för åtta schakt och åtta motorer är det bara två och i stället för åtta motvikter finns inte en enda. Dubbelloopen är tänkt för snabb transport mellan två punkter, till exempel för att transportera människor från tunnelbanor och gruvor.

Helixloopen läggs på fasaden av skyskrapan och vrider sig kring sig själv för att ge maximal utsikt under uppfärden.

High rise-loopen ersätter expresshissarna i skyskrapor och kan i princip ha hur många poddpar som helst. Den stannar vid vissa knutpunkter mellan vilka vanliga hissar transporterar passagerarna vidare.


Text Ann-Katrin Öhman

Illustration Anders Westerberg

KTH Magazine 14 SEPTEMBER, 2016