Když se chcete podívat do nejvyššího patra nejvyšší budovy světa, musíte cestou přestupovat. Výtah z přízemí budovy Burdž Chalífa (Chalífova věž) v Dubaji vás doveze jen do výšky 504 metrů, tedy do 160. patra. Je to světový rekord, výtah s větším převýšením na světě nenajdete. Ale nestačí to. Můžete se podívat ještě do technických prostor, které pokračují do výšky 580 metrů nad zemí, ale to už musíte jiným výtahem. A na vrchol 828 metrů vysoké budovy byste už museli šplhat sami.
Výtah "jen" do dvou třetin budovy není rozmar, ale technická nezbytnost. Ocel nemá pro další prodlužování výtahů vhodné vlastnosti. Podle výrobců s přibývající výškou významně narůstá hmotnost pohyblivých částí výtahu, především ocelových lan, která ho nesou a jistí. U výtahu s převýšením 500 metrů tvoří hmotnost lana kolem tří čtvrtin hmotnosti všech pohyblivých částí výtahu. Vlastně už nejde o přepravu osob, ale oceli.
Kdybyste postavili výtah ještě vyšší, musíte lano dále zesílit, což při této délce znamená rychlý nárůst hmotnosti. To vede k dalšímu zesílení, takže se rozjíždí začarovaný kruh, který v důsledku také omezuje maximální praktickou výšku budov.
Až ke hvězdám?Nejen Economist ve zprávě o novém lanu uvažuje, zda by uhlíkové lano nemohlo sloužit jako základ tzv. kosmického výtahu, tedy zařízení schopného po "laně" dopravit náklad z povrchu na oběžnou dráhu. Je to sen všech milovníků sci-fi, včetně nás v redakci, ale bohužel UltraRope na jeho stavbu nestačí. Nároky na podobnou konstrukci jsou podle propočtů podstatně vyšší a my v současné době neznáme materiál, který by jim vyhovoval. Možná by jím mohla být jiná forma uhlíku, tzv. uhlíkové nanotrubičky. Měly by být ještě mnohonásobně pevnější než uhlíková vlákna použitá v novém laně. Ale výroba nanotrubiček není dostatečně zvládnutá, a tak zatím nemáme k dispozici žádný smysluplně velký ověřovací vzorek, abychom měli jistotu, že to s jejich pomocí opravdu půjde. Čas od času se sice objeví zprávy o opaku, ale obvykle jde o přinejmenším podezřelé aktivity soukromých firem, jejichž vzorky nikdo jiný neviděl. |
Ovšem finská firma Kone si myslí, že to dokázala jediným oznámením změnit. Minulý týden představila nový typ lana, nazvaný UltraRope. S jeho pomocí by mohlo být možné vytvořit až kilometrové zdviže za rozumnou cenu. Architekti se tak mohou ještě více rozmáchnout.
Pásek je in, lano out
UltraRope tvoří pásky z uhlíkových vláken o šířce zhruba čtyř centimetrů a síle necelých pět milimetrů. Jsou obaleny plastem a pak ještě další ochrannou vrstvou, což je chrání před přímým poškozením.
Pásky místo lan nejsou u výtahů úplná novinka. Obvykle jsou z oceli a polypropylenu a proti lanům s kruhovým průřezem mají tu výhodu, že jsou skladnější. Běžné lano je zapotřebí ve strojovně otáčet kolem několikanásobně většího kola než ohebnější pásky. S těmi tedy lze uspořit materiál i hmotnost, a výtah tak může být rychlejší a úspornější. Nově představené uhlíkové pásky úspory hmotnosti ještě zvyšují. Poskytují stejnou pevnost v tahu jako ocelová lana při několikanásobně nižší hmotnosti.
Pevnost je dána podobou chemických vazeb mezi atomy uhlíku, jejichž možnosti dokládá nejlépe příklad diamantu nebo uhlíkových nanotrubiček (o nich více v boxu vlevo).
Uhlíková lana UltraRope
U 500 metrů vysokého výtahu by uhlíkové lano mohlo proti běžnému ocelovému lanu ušetřit na hmotnosti výtahu zhruba 16 tun, tedy více než polovinu hmotnosti celého pohonného systému, tvrdí Kone. U výtahu s převýšením 800 metrů už by to mělo být dokonce 90 tun.
Druhý zmíněný příklad je jen hypotetický, protože právě kvůli nárůstu hmotnosti by nikoho nenapadlo stavět tak vysoký výtah s ocelovými lany. Ale v případě uhlíkového lana by měl být nárůst hmotnosti mezi 500metrovým a 800metrovým výtahem jen zhruba tuna, a jde tedy o zcela reálný projekt.
Kde a za kolik?
U praktického použití se samozřejmě nabízí i otázka ceny. Tu Kone u svého nového lana neuvádí. Na otázku Technetu tisková mluvčí uvedla, že cena celého výtahu je u uhlíkového lana podobná jako u výtahu s běžným ocelovým lanem, ale žádné další podrobnosti neuvedla. Můžeme jen spekulovat, že technologie se bude nejspíše používat u opravdu vysokých výtahů, kde je úspora materiálu a nákladů nejvýraznější.
Na vlastní kůžiHistorie výškových budov stojí a padá s výtahy. Rozkvět mrakodrapů totiž mimo jiné umožnil i vynález bezpečnostní brzdy Elisho Otisem, zakladatelem stejnojmenné firmy. Na Světové výstavě v New Yorku v roce 1854 předváděl svůj bezpečnostní systém tak, že se nechal vynést na plošině do výšky, a pak dal pomocníkům pokyn, aby přesekli lano, které ho vyneslo. Diváci se pak mohli přesvědčit, že brzdy plošinu téměř okamžitě zastaví. Úspěšná reklamní akce notnou měrou přispěla nejen k tomu, že firma Otis se stala ve své době synonymem pro výtahy, ale i k nárůstu počtu výškových budov v USA. |
Dobrou zprávou pro architekty je alespoň to, že lano už je v podstatě schváleno do provozu. Firma ho již deset let testovala v experimentálním provozu ve Finsku, v 300 metrů hluboké šachtě v bývalém dole u města Lohja na jihu Finska. Lano po zkouškách dostalo evropskou a americkou certifikaci, a tak má v podstatě otevřenou cestu do celého světa.
Zatím nevíme, kam se vydá nejdříve. Firma na náš dotaz odpověděla, že jedná s několika zájemci, ale jména neuvede. Velmi pravděpodobně by to mohlo být do Asie. Statistika říká, že během příštích tří let by se měl zdvojnásobit počet budov s výškou nad 400 metrů, a všechny nové přírůstky budou stát v rozvíjejícím se světě, hlavně v zemích Perského zálivu a v Číně.
Ve stejné části světa budou stát zřejmě i všechny rekordní budovy příštích desetiletí. Například v saúdskoarabské Džiddě byla letos zahájena stavba Královské věže (Burj al Mamlakah), která by měla být vysoká nejméně kilometr, a stát se tak nejvyšší budovou světa. Přesná výška je však stále utajována, stejně jako tomu bylo během stavby Burdž Chalífa.
Uhlíková vlákna by mohla architektům i provozovatelům podobných budov ušetřit spoustu starostí a zřejmě i část výdajů na provoz. Lehčí výtah potřebuje k provozu méně energie, podle Kone zhruba o 10 až 20 procent.
Uvědomují si to i jiné firmy. Například americký Otis se chystá uhlíkovými vlákny zpevňovat ocelová lana. Ale měl by si pospíšit. Zdá se totiž, že Kone v tuto chvíli ujelo konkurenci nejméně o patro.
