■本報記者張曉鳴

　　不管是載人還是載貨，電梯總是上上下下的，連廣告詞也是這麼説。有直梯，也有斜行電梯，但你見過“橫梯”嗎?不錯，從1854年第一部電梯問世到現在，電梯一直沿著垂直的軸線行進，拖著電纜，再用鋼絲繩提拉著配重。然而，現在是時候改變了。德國工業巨頭、全球三大電梯和自動扶梯生産商之一的蒂森克虜伯電梯正試圖改變這一現狀。

　　蒂森克虜伯電梯集團正在研發一種可以水準移動的新型電梯系統，它被稱為“複合電梯”。與一根傳動軸上只有一個電梯廂的傳統電梯不同，“複合電梯”一根傳動軸上有多個電梯廂，能水準和垂直移動。未來如果“複合電梯”的構想付諸實施的話，一條傳統井道的運力將提高50%，而電梯的佔地面積可減少50%。

　　等電梯的時間越來越長

　　高層建築的數量近年來不斷增長，其平均高度也超過了過去的期待值。2000年，世界上50大最高建築的平均高度為315米，而在2013年，這一數值就達到了390米。高層、超高層建築的普及對電梯市場形成巨大需求，到2016年，預計全球對電梯設備（包括電梯、自動扶梯和自動人行步道）和維保的年需求增長超過5%，達到520億歐元。然而，人們有能力建越來越高的樓，但以現有的電梯技術，生活、工作在這些超高層建築中的人想要在樓層內垂直或水準快速移動，還是一件相當麻煩的事。蒂森克虜伯集團北美首席執行官帕特裏克·貝斯認為，這是因為傳統電梯有個大難題，就是高度有限制，一旦樓層超過600米，吊起轎廂的鋼絲繩就太重了。拿著名的迪拜哈裏發塔來説，通地面的電梯只到504米，乘客必須轉乘另一組電梯才能到達它高828米的頂部——這意味著樓層越高，在樓內生活、工作的人要花更多的時間等電梯。芝加哥大學的學生於2010年就乘坐電梯開展了一個研究項目，結果發現紐約市上班族每天等電梯的時間加起來一共是16.6年，在電梯內花費的時間為5.9年。

　　等電梯就像等地鐵

　　近年來，電梯生産商一直在嘗試如何提高超高層建築中電梯的運作效率，包括模糊智慧、超高速在內的尖端技術日益普及，但這一切都無法與“複合電梯”的創新思維相提並論。帕特裏克·貝斯認為，“複合電梯”開創了電梯業的新時代，它“極大地開拓了建築設計的可能性，讓建築師有可能設計出更高的建築物，而建築物內部也能有更多不同的形狀和空間結構。”

　　具體來看，蒂森克虜伯電梯的“複合電梯”方案，讓電梯不再只能縱向移動，還能通過迴圈運作的方式，從建築物的一頭橫向移動到另一頭。電梯艙也不再只有一個或兩個獨立運作，而是有多個艙按照“班次”有序運轉，每個艙都緊密跟隨上一班艙運動，保持5米/秒的移動速度，每隔50米停靠一站……這意味著人們再也不用排著長隊苦等電梯運作完整的一週才能乘坐，等待的時間也縮短至15到30秒——等待電梯就像等待下一班地鐵一樣讓人安心。

　　“複合電梯”通過線性馬達技術運作，原理與磁懸浮列車的磁力馬達類似，利用電磁力來對抗引力，不再需要使用傳統電梯的鋼纜來幫助移動，而是懸浮前進。同時，由於電梯艙使用輕質材料建造，又擯棄了傳統直梯沉重的鋼纜，整個電梯的運作都變得更加輕盈，也能降低時耗和能耗。比如轎廂和電梯門採用了全新的輕質碳複合材料，重量僅有50公斤，而標準電梯為300公斤。因此，電梯的運作效率在這個新系統中被提高了50%，同時，也幫助建築物節省了25%的空間。

　　事實上，早在10年前，蒂森克虜伯就展示過一款“雙子電梯”——它允許同一井道上有兩個電梯艙彼此獨立運作。

　　雙子電梯已經是從單廂系統向前邁了一大步，運力和運作效率都有所提高。然而，由於使用的電纜結構複雜，轎廂數量無法增加，而且一個轎廂必須始終位於另一個轎廂之上。安全問題也阻礙了無纜電梯的早期發展。這些因素都凸顯了直線驅動的優勢——即可以不用纜繩在同一個井道內運作多臺轎廂。

　　另外，“複合電梯”的內部結構能夠確保任何單一錯誤的發生，都不會導致系統的整體停運。最新的可預測的電梯維護技術只需依靠“雲功能”，便可以提前檢測出即將過度消耗的部分零件，並在它們運作失效或真正損壞之前就及時替換。維護工作能夠完全利用服務車來進行，甚至全自動化的服務在未來的實際操作中也是可能實現的。

　　“複合電梯”目前遭遇的最大問題是成本居高不下，對此帕特裏克·貝斯認為，對業主來説，從長期看，“複合電梯”會比傳統電梯更具成本效益，因為較高的建築物對土地資源的利用更有效，此外，電梯所需空間的減少，也意味著總體投資的節省。

　　目前，“複合電梯”已經建造出首臺模型和樣機，蒂森克虜伯正在德國羅特魏爾建設一座全新的試驗塔，預計明年就能完工，將為“複合電梯”提供絕佳的測試和認證環境。

　　■連結未來電梯怎麼樣

　　更高速上海中心大廈的高度達到了632米，該大廈的3台觀光電梯提升高度為565.4米，電梯最低額定速度必須在15米/秒及以上。要開發如此高速的電梯，必須解決好包括上千安培電流的變頻驅動裝置設計、低速大轉矩大載荷電機、輕質高性能曳引鋼絲繩、高效可靠信號傳輸系統等等關鍵技術在內的技術瓶頸問題。

　　更聰明現代單體建築中配置的電梯越來越多，中國國際博覽中心一個單體建築內就安裝了214台電梯和188台自動扶梯。研究並將先進的模糊邏輯和人工智慧技術應用於電梯，可以很好地解決多電梯的高效調配問題。根據電梯負載情況，隨時改變電梯的“額定”運作速度，以提高運作效率。要採用該技術，必須先解決不同速度下的超速保護級別的識別問題、減行程緩衝器技術應用等問題。

　　電梯的使用和汽車一樣，維保工作非常關鍵。必須採集足夠量的電梯細節數據，包括電梯運作狀態數據、門狀態數據、按鈕數據、故障基礎庫數據等等海量的數據，並經大數據處理，以最終實現智慧診斷、智慧維保。

　　更節能截至2013年年底，僅中國大陸的電梯保有量就已經有300.45萬台，以行業公認的每台電梯日均耗電40千瓦時計算，這些電梯年耗電為438億千瓦時。所以，節能將是一個永恒的主題。研究更為先進的能量回饋技術、超級電容（或鋰電池等）儲能技術、電梯系統的休眠以及睡眠技術、電梯群的分佈式電網技術等等，將是今後電梯界不可回避的一大任務。