摆轮式电梯,也被称为摆轮升降机,在现代城市的高层建筑中显得尤为独特。这种电梯以其连续循环运行的结构吸引了不少机械爱好者与建筑设计师的关注。它的名字“摆轮”源自拉丁文“Paternoster”,即“我们的天父”,借用天主教念珠的循环造型,形象地描述了电梯货厢连续往复运动的状态。摆轮式电梯的历史、结构设计、安全问题及其现存分布,均体现了工业机械发展的一个特殊篇章。作为一种能让乘客无需等待电梯停靠即可上下楼层的装置,摆轮式电梯以其独具匠心的工程设计,见证了超过百年的技术变迁。 摆轮式电梯最初出现于19世纪中期,英国建筑师彼得·埃利斯于1866年获得了相关专利。
他设计的电梯采用了两轨道连续循环的结构,货厢缓慢地在两个方向循环运行。这种设计理念被广泛应用于多个办公楼和公共建筑。最早的实验性安装案例可以追溯到1868年利物浦的奥里尔大厦,其后英国工程师弗雷德里克·哈特在1878年取得新的改良专利,进一步推动了摆轮式电梯技术的发展。随着时间推进,德国、捷克及其他欧洲国家逐渐成为摆轮电梯的主要使用区域,尤其是在公共建筑和办公场所。 摆轮式电梯的最大特色在于其开放式的厢体设计和持续循环移动。货厢通常可容纳两人,缓慢地以大约每秒20至45厘米的速度运行,使乘客无需等待电梯停顿便可随时进入或离开。
电梯沿着一个环形轨道缓慢移动,上行侧和下行侧各有一条轨道,货厢按序排列,不断循环往复。这样独特的运行方式大幅提升了载客量,在20世纪上半叶的建筑设计中曾因效率而备受青睐。然而,由于货厢无门设计且不停顿,初次乘坐者与老年人、儿童及行动不便者相对存在较大安全风险。近年来,摆轮式电梯的安全问题逐渐引起监管机构和公众的关注,导致新建安装被严格限制甚至禁止。 安全性始终是摆轮式电梯饱受争议的核心。由于电梯运行全程不停止,乘客需要快速、准确地进出舱厢,任何操作失误都可能引发事故。
过往确实有因使用不当而导致人身伤害甚至死亡的恶性事件发生,比如2012年荷兰海牙曾发生一名81岁老人跌入电梯井道致死的悲剧。为此,多个国家尤其是德国在20世纪70年代开始限制甚至禁止新建摆轮电梯。德国曾经每年约有一例与摆轮电梯相关的致命事故,因此普遍采取了加锁或关闭部分设备的措施。不过,面对历史遗产保护与公众使用意愿的冲突,许多老旧的摆轮电梯如德国的231台机器仍被有条件允许继续运行。 除了常见的公共办公场所和政府建筑外,摆轮式电梯在高校领域也有突出的代表。英国谢菲尔德大学艺术塔内拥有世界上最大的摆轮式电梯,设置了38个可载两人的车厢,服务22层楼层。
电梯正常运行时可极大节省学生和教职工的上下楼时间,整体体验快捷而独特。爱塞克斯大学和伦敦诺斯维尔伦医院等地也保有运行中的摆轮电梯,体现了其在特殊环境中的持久生命力。尽管如此,由于维护成本较高及零件供应不足,部分历史电梯已于近年相继停用或拆除。 在欧洲之外,摆轮式电梯极为罕见。研究显示,全球仅发现三个摆轮电梯实例位于马来西亚、斯里兰卡和秘鲁。它们多半出现在老旧政府机构或大型企业总部,作为机械史上的珍贵遗产而受到关注。
值得一提的是,日本日立公司已投入研发现代版的“循环多车电梯”,结合计算机自动控制与标准门体,努力将传统摆轮电梯的优点与现代安全标准融合,试图打破“不能新建”的禁忌,这种创新或许为未来高效电梯设计提供了新的思路。 摆轮式电梯的设计理念在现代建筑中影响深远。其持续循环载客的模式,为大容量短途运输提供了先行示范。相比之下,普通电梯必须频繁停靠,乘客上下需要等待,运载效率明显偏低。尽管随着技术进步,现代高速电梯和智能调度系统大大改善了运输效率,但摆轮电梯的特点——即持续不断的移动、无需等待的乘降体验,仍有一定的工程价值。特别是在需要大量员工快速往返的办公楼层,传统电梯难以达到的载客和频次表现,使摆轮电梯具有独特的实用意义。
全球仍使用或保留的摆轮式电梯主要集中在欧洲,尤其是在德国和捷克两国。德国约有230台摆轮电梯处于不同状态,多用于国家机关、大型企业总部及公共设施,部分甚至成为地标性遗产。捷克共和国则有68台,分布于首都布拉格及其他城市的重要市政办公楼、高校与文化机构。奥地利、比利时、丹麦、芬兰、意大利、匈牙利、荷兰、挪威、波兰、俄罗斯、塞尔维亚、斯洛伐克、瑞典、乌克兰和英国等欧洲国家也或多或少保存和运营着摆轮电梯。许多摆轮电梯已成为建筑历史的见证,也因其操作特性吸引着游客与机械爱好者前往体验和拍摄。 尽管摆轮式电梯因其运行方式存在安全隐患,但它的历史文化价值、机械美学和在特定办公环境中的实用性,使其拒绝被完全淘汰。
许多现存设备采用封闭管理,只允许熟悉操作的员工或经过培训的人员使用,最大限度减少事故风险。在保护传统工业遗产的大环境下,不少城市还设立了摆轮电梯展览项目,借此教育公众认识工业机械的演变和环保节能交通工具的设计思路。 摆轮电梯的技术改进也在不断尝试中。结合现代传感器、智能控制和安全门技术,研究人员期望能通过自动监控和紧急停机等系统提升传统摆轮电梯的安全标准。未来新型摆轮电梯或采用完全密闭的厢体设计,避免乘客意外接触机件,同时内置监控摄像头和报警装置,确保乘客安全。此外,为照顾老年人和行动不便者,可能引入辅助上下设备,实现全人群友好使用体验。
结合建筑物的自动化管理系统,摆轮电梯的复兴或许是可持续出行方案的一部分。 总结来看,摆轮式电梯作为工程史上的一颗璀璨明珠,凝聚了19世纪以来机械动力与建筑设计的智慧。它在结构创新和乘客运输效率方面开辟了独特道路,同时也暴露出安全管理的挑战。现如今,摆轮电梯迫于法规限制多被禁止新建,但依然在少数地区以文化遗产形式保存并小范围运营。面向未来,从传统摆轮电梯中汲取灵感,结合现代科技打磨设计与安全,或将助力新一代创新电梯设备,结合效率和安全,引领垂直交通的新篇章。摆轮电梯的故事,是工业革命遗产的见证,也是工业设计跨时代传承和创新的重要缩影。
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