Steigende Anforderungen an Gebäude Aufzugstechnik – Zukunftsprojekte fordern Ingenieure heraus

Bauwerke werden immer höher. Und das hat gravierende Auswirkungen auf die Entwicklung von Gebäude Aufzugstechnik. Gleichzeitig aber wachsen die Ansprüche an Aufzugtempo und Komfort. Um Personen und Lasten in höchsten Gebäuden schnell, komfortabel und sicher zu transportieren, benötigt man demzufolge innovative Lösungen. Dabei geht es um exzellente konstruktive Lösungen und neuartige Werkstoffe, die den extremen Beanspruchungen standhalten. Welche das sind, ist heute unser Thema:

Aufzüge für Giga-Gebäude konzipieren – eine spannende Aufgabe 

Moderne Wolkenkratzer ragen weit in den Himmel. Den Rekord hält momentan der Burj Khalifa in Dubai, der eine Höhe von 828 m hat. Weltweit träumen ehrgeizige Bauherren von noch höheren Gebäuden.

Solche Zukunftsprojekte sind daher für Architekten und für Ingenieure, die für die Entwicklung der Gebäude Aufzugstechnik verantwortlich sind, eine enorme Herausforderung. Experten tüfteln an Aufzugsystemen für extreme Förderhöhen. Folglich eine Aufgabe, bei der die Ingenieure bis an die Grenzen der Physik und Technik gehen müssen.

Aufzüge für Giga-Gebäude erfordern spezielle Antriebstechnik

Zwischen der Art des Antriebssystems und der zu erreichenden Förderhöhe besteht ein enger Zusammenhang. Der Klassiker, der auch heute noch bevorzugt in der Gebäude Aufzugstechnik zum Einsatz kommt, ist der Seilaufzug.

Zu dieser Kategorie gehört der Trommelaufzug. Bei diesem Antriebssystem ist die Kabine an einem Seil befestigt, das auf einer Trommel aufgewickelt wird. Für hohe Gebäude ist aber diese einfache Variante des Trommelaufzugs nicht geeignet, da die Förderhöhe durch den Trommeldurchmesser begrenzt wird. Außerdem ist das Risiko eines Absturzes bei diesem System hoch. Sicherer sind Treibscheibenaufzüge, also eine Weiterentwicklung des klassischen Trommelaufzugs.

Treibscheibenaufzug

Beim Treibscheibenaufzug wird das Tragseil über eine sogenannte Treibscheibe geführt. Das ist eine angetriebene Rolle. Für den Antrieb sorgen somit Maschinen, die meist oberhalb der Treibscheibe untergebracht sind. Somit eignen sich Treibscheibenaufzüge auch für hohe Gebäude.

Hydraulikaufzüge

Bei diesem Antriebssystem wird die Aufzugkabine von Hydraulikkolben bewegt. Dabei unterscheidet man zwei Varianten. Vom direkten Hydraulikantrieb wird gesprochen, wenn Kabine und Kolben direkt miteinander verbunden sind. Wird die Kraft über Tragseile und Rollen übertragen, handelt es sich um die indirekte Variante eines Hydraulikantriebes. Die Förderhöhe ist demzufolge bei diesem Antriebssystem durch die Kolbenlänge begrenzt. Aus wirtschaftlichen Gründen kommen Hydraulikaufzüge fast ausschließlich bei Gebäudehöhen bis 25 m zum Einsatz.

Vakuumaufzug

Vakuumaufzüge funktionieren wie ein Rohrpostsystem. Denn die Druckluft befördert die Kabine auf und ab. Diese Antriebssysteme sind sehr platzsparend und zeichnen sich durch sehr sanfte Start- und Stopp-Vorgänge aus. Allerdings ist die  Zahl der zu befördernden Personen auf 1- 2 Personen und die maximal zu realisierende Förderhöhe ist auf 10 m begrenzt.

Seillose Aufzüge

2017 stellte ThyssenKrupp Elevator den ersten seillosen Aufzug vor. Das Prinzip dieser innovativen Gebäude Aufzugstechnik basiert auf Magnetfeldtechnik. Das Verfahren, das ohne störanfällige Komponenten wie Motoren, Seilzüge, Hydraulik und Pneumatik auskommt, muss noch weiterentwickelt werden.

Dieses Antriebssystem wird in Zukunft eine große Rolle spielen, da es im Vergleich zu herkömmlichen Systemen mehrere Vorteile bietet: Materialverschleiß und physikalische Belastungen sind deutlich geringer. Techniker hoffen somit, dass sich auf diese Weise extreme Förderhöhen und höhere Transportgeschwindigkeiten realisieren lassen. 

Gebäude Aufzugstechnik: Sicherheit hat oberste Priorität

Alle klassischen Antriebssysteme haben das gleiche Problem: Je höher das Gebäude und je größer die zu transportierende Last ist, desto höher sind die Anforderungen an die Gebäude Aufzugstechnik.

Mit dem bewährten Treibscheibenaufzug lassen sich zwar hohe Förderhöhen erreichen, der Materialverschleiß und der daraus resultierende Aufwand für Wartung und Reparaturen sind jedoch hoch.

Um die Sicherheit der Nutzer zu gewährleisten, gelten daher in der EU strenge Vorschriften für das Betreiben von Seilzugsystemen.

Aufzugrichtlinie 2014/33/EU,Richtlinie Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) und  Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) sind bei der Errichtung und beim Betreiben von Aufzügen zu beachten.

Anforderungen an Giga – Gebäude Aufzugstechnik

Ab einer gewissen Gebäudehöhe ist der Einbau eines Aufzugs unumgänglich, um Personen und Lasten in die gewünschte Etage zu transportieren. Aber trotz aller Nachteile ist der Seilaufzug noch immer das bevorzugte System bei der Planung der Gebäude Aufzugstechnik für hohe Bauwerke. Je höher das auszustattende Gebäude ist, desto härter sind folglich die physikalischen Grenzen, an die die Ingenieure bei diesem klassischen Aufzugsystem stoßen.

Gewusst? Burj Khalifa, Shanghai Tower oder Lotte World Tower – eines haben alle Giga-Bauten gemeinsam. Die imposanten Gebäude verjüngen sich nach oben. Dadurch wird der Platz für den Einbau eines Aufzugschachtes noch knapper. Um dieses Problem aber zu lösen, wird in den obersten Etagen entweder die Zahl der Aufzugsschächte reduziert oder es gibt sogar Etagen, die nicht mit dem Aufzug zu erreichen sind.

Ein weiteres Problem dieser Bauform: Weil sich der Luftwiderstand des Gebäudes nach oben hin verringert, schwanken die Spitzen dieser Bauten bei starkem Wind beachtlich. Diese Bewegung wirkt sich ebenfalls auf den Aufzugsschacht aus. Um diesen Effekt auszugleichen, muss man Schwingungsdämpfer einbauen.

Mehr Komfort für die Nutzer – innovative Lösungen sind gefragt

Aufzüge in hohen Gebäuden bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit. Klar. Damit sich die Passagiere aber trotz des hohen Tempos in der Kabine sicher und wohl fühlen, muss der Aufzugentwickler Luftdruck und Aerodynamik berücksichtigen.

Aus diesem Grund verfügen moderne Aufzugsysteme über Druckkabinen mit Kompressoren für den künstlichen Druckausgleich und luftdichten Türen, sodass die Nutzer durch die Druckveränderungen während des Auf- oder Abstiegs nicht belastet werden.

Gebäude Aufzugstechnik - wir sind die Branchenexperten in und um München.

Kohlestofffasern als Alternative zum Stahl

Zugseile von Aufzugsystemen sind in der Regel aus Stahl. Weil Stahlseile bei regelmäßigem Einsatz aber wegen Erhitzung,  Vibration und Dehnung frühzeitig ermüden, muss man mit Stahlseilen arbeitende Gebäude Aufzugstechnik in kurzen Abständen warten und justieren.

Ein weiteres Problem ist das Eigengewicht langer Stahlseile. Als Alternative sollen darum bei hohen Gebäuden zukünftig Seile aus Kohlestofffasern zum Einsatz kommen. Denn diese Fasern haben ein geringes Eigengewicht und die doppelte Zugfestigkeit von legiertem Stahl. Die Herstellung von Seilen aus Kohlenstofffasern ist sehr kostenaufwändig, sodass der Einsatz in naher Zukunft auf spezielle Bauprojekte begrenzt bleiben wird.

Gebäude Aufzugstechnik: Szostecki und Asco GmbH

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