除了在電梯間裡的短暫時間，我們一般不會過多地想到電梯。對於許多人來說，進入電梯的感覺並不十分美妙，它有可能讓人感到幽閉恐怖、尷尬或焦躁不安。但這種垂直運輸是工程學上的一個奇蹟，電梯在許多高層建築中永不疲倦地上下往返，不只是簡單地將乘客和貨物送到酒店客房、大堂和地下室，每次還要攜帶重達數噸的鋼鐵電纜一同上下。
電梯面臨的挑戰
在全球各地的高樓大廈中，每天都有70多億次的電梯上下之旅。世界上有一半人口居住在城市，預計到2050年，城市人口將佔世界總人口的70%，高效節能的垂直交通已成為十分緊迫的一項挑戰。為應對城市人口不斷湧入和海平面不斷上升的嚴峻現實，開發商不僅需要建造更高的建築，還需要設計更環保的垂直交通工具，以一種安全且可持續的方式，將居民從地面轉移到空中。
目前，最新設計的電梯已包含了許多綠色環保功能，如LED燈、水溶性塗料和可循環利用的建築材料等，許多公司開始探索從有幾百年傳統歷史的繩索-滑輪系統獲取靈感的替代方案。從斜線升降式（如美國拉斯維加斯的盧克索酒店的電梯是以39度的坡度沿著酒店金字塔結構的建築升降的）到終點調度（將前往同一目的層的乘客安排在同一部電梯中），到磁馬達設計（使用磁場驅動電梯間在樓層之間上下升降），世界上的垂直交通正在給我們帶來更高的期望和挑戰。
然而，電梯目前還存在許多問題，技術老化、電梯間笨重、潤滑劑對環境有害、經濟成本高等。一棟典型的摩天大樓裡，將重達30多噸的電梯提升起來需要的能耗十分龐大。樓層越高，需要的電梯井越多，每一個電梯井都需要有自己的馬達，特別高的高層建築通常還需要在一樓和屋頂之間有一個空中大廳。事實上，電梯通常佔建築物能源使用的2%～10%，包括各種建材設施（室內油漆、地毯、控制面板、照明、通風系統）以及用於操控電梯間本身的機械系統。
以上這些都與美國綠色建築委員會對建築物進行能源和環境設計評估認證（LEED）總體得分有關。LEED是全球公認的可持續發展標誌，儘管也有許多電梯製造商會請第三方來對他們的材料進行生命週期和毒理學評估，但世界各地的建築都希望能夠得到LEED的認證。
綠色垂直運輸計劃
雖然LEED直到2016年才發佈了最新的電梯標準，但綠色垂直運輸計劃早在20世紀90年代就已經開始了。例如，無機房（MRL）電梯技術淘汰了安置液壓油和機泵的房間，這是電梯設計自一個世紀前實現電氣化以來的最大進步之一。無機房電梯佔用垂直和水平空間更少，少了機房設計的建築物屋頂可成為一片寬敞的綠色區域，例如在屋頂上種植植物和安置太陽能電池板等。
如今一些製造商對再生能源驅動系統很感興趣，正在開發設計可以回收能源的電梯，實現垂直運輸行業的可持續發展。2017年，世界領先的電梯公司蒂森克虜伯公司成為首個實現舊電梯更新淨能耗為零的公司。現在工程師們不但要找到電梯運行時節約能源的方法，更關鍵的是，還要找到電梯不運行時節約能源的方法。
蒂森克虜伯電梯美洲公司負責可持續發展的副總裁布拉德·內梅斯說道：“我們實際上產生的能源比我們消耗的要多。”作為垂直運輸技術領域的先驅，該公司設計了一種在電梯不用時關閉電梯燈光、風扇，甚至切斷電梯驅動設備動力的睡眠模式，電梯在沒人用時進入“睡眠”狀態，在接收到乘客命令時立即“醒來”。
電梯需要大量能源的原因之一是，即使在沒有人使用的情況下仍然需要大量能源維持，例如，在早晨高峰時間過後，電梯處於閒置狀態，但電梯系統仍然必須保持通電狀態，這樣才可以為下一位乘客的呼叫做好準備。為了減少能源浪費，提高效率，奧的斯電梯公司設計了一個名為“CompassPlus目的終點調度”的系統，同一目的層的乘客安排在同一部電梯中。該公司的另一種以太陽能和風能為動力通過電池供電的Gen2專利技術，則使電梯耗能量更低。“如今50個國家250多個城市都使用了奧的斯的這項技術。”奧的斯美洲公司總裁湯姆·維寧說。“到目前為止，我們已經賣出了50多萬部Gen2電梯。”
電梯中的新技術
電梯上下運行的電梯井設計對於建築物的結構完整至關重要，需要同時考慮到建築物空間的可持續利用和投資回報。奧的斯是世界上最大的垂直運輸系統製造商，世界上的一些標誌性建築中都有奧的斯公司的電梯，包括埃菲爾鐵塔、帝國大廈、原來的世貿中心，以及公認的世界上最高建築——高828米的哈利法塔。該公司的電梯生產史可以追溯到19世紀中葉，而提升設備的使用甚至可以追溯到羅馬時代。起吊設備、絞車和絞盤等古老的提升裝置都激發了早期電梯相應反重力設備的設計和應用靈感。
然而，現代電梯工程師面臨一個獨特的現代問題：當電梯橋廂被潮水淹沒時，如何消除水中有毒有害物質的問題。日益嚴峻的氣候變化形勢，意味著嚴重的風暴潮有可能會淹沒電梯井。當潮水退去時，融入水中的電梯系統中的有害潤滑劑將直接進入供水系統，對水生生物構成極大威脅。為應對威脅，蒂森克虜伯公司開發了一種以菜籽油為原料的可生物降解的新型潤滑劑，以取代有可能造成水體汙染的石油產品潤滑劑。
迅達電梯公司則致力於減少電梯的能耗和排放。“我們的設備組件有80%是可回收的。”迅達電梯新設備安裝部門高級副總裁邁克·拉姆丹恩斯說道。該公司與美國包括赫斯特大廈在內的一些最知名的綠色建築進行合作，赫斯特大廈是紐約市第一個獲得LEED認證的建築。
根據2017年的一份全球報告，高層建築的電梯安裝價格從50萬美元的每層都停的單層電梯到100多萬美元的隔層停站雙層電梯不等，後者可以分別在單層或雙層樓層停站，以減少每次運行的停站次數。根據報告顯示，綠色電梯已經逐漸得到認可，一些公用事業公司為綠色“現代化”電梯提供稅收優惠，一些安裝商向企業和客戶提供現場測量數據，展示新安裝電梯的真實節能效果。
雖然電梯的更新換代需要付出昂貴代價，但這種付出是值得的。當開發人員採用可持續的垂直運輸技術時，他們也在刺激著創新。像蒂森克虜伯“TWIN”雙層電梯，擁有在同一條導軌上運行的各自獨立的電梯間，可以在30多層樓的建築的頂層和底層之間移動而無需在一樓和屋頂之間增加空中大廳，可為企業或住宅樓多騰出一整個樓層。奧的斯設計的較小的電梯設備則利用平型傳動帶取代傳統的繩索，這樣可以減少重量、空氣阻力和熱摩擦。這些解決方案對消費者有很大的吸引力，同時還可以大幅減少建築物內的能源開支並增加室內美感。
許多公司正在測試更新的技術。例如，總部位於赫爾辛基的電梯製造商KoneOyj，在一個石灰石礦山中向裡鑽進350米，創建了一個研究起重材料、機器人技術、振動共振和自由落體的技術實驗室。在德國，蒂森克虜伯公司正在測試最新的“MULTI”電梯技術，依靠磁場而非電纜上下運行，這種電梯既可以在建築物內部運行，也可以在建築物外部運行，既可以垂直運行，也可以水平運行，為建築師提供了一系列創新的可能性。
近年來，亞洲和中東地區的“高層建築熱”導致電梯需求激增。如，中國的城鎮化計劃極大地增加了對垂直交通的需求。迪拜是世界上最高的18座高樓所在地，那裡的全景電梯、人類環境改造突破系統和降噪技術，都是垂直運輸領域內前沿新技術創新的標誌。將於2020年完工的沙特阿拉伯的吉達塔將是第一個高度達到1000米的建築。
未來，當一位乘客乘坐電梯升上隱沒在雲層中的第300層樓層時，他將在完全由太陽能驅動的無繩電梯間內完成這次上升之旅。這樣的電梯將可以自由地旅行，建築師在設計電梯時將不再受到地心引力的限制。在一個土地資源有限的星球上，可持續向上發展的海拔高度是最重要的。
迅達電梯公司的拉姆丹恩斯說道：“隨著城市化進程的迅速發展，我們的工作就是確保我們有能力比以往任何時候都升得更高。
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