01

等電梯的時間總是特別慢，尤其是趕上班的時候。

據說高層寫字樓電梯的標準等候時間是2分鐘，那麼電梯的運行速度到底有多快呢？

電梯無嚴格的速度分類，一般分四種。低速梯1～2m/s（米/秒，下同），住宅電梯和客梯的速度；中速梯2～5m/s，高檔寫字樓電梯的速度；高速梯5～10m/s，摩天大樓電梯的速度；超高速梯，速度超過10m/s。

隨著電梯技術的不斷髮展，電梯速度越來越快，區別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。

根據世界高層建築與都市人居學會（CTBUH）的調查報告顯示，目前全球最快電梯是我國上海中心大廈的三部超高速電梯，速度達20.5m/s，摺合時速73.8公里。

不僅如此，它們同時保持著世界上最長電梯連續上升距離的記錄：578.5米。上海中心大廈總高

632米，電梯佔了整座大廈高度的91%以上。

世界最高樓，828米的迪拜哈利法塔，連續電梯運行距離僅504米，佔整座樓高中的60%。

上海中心大廈三部超高速電梯肩負著地下2層至119層的運載工作，每臺額定搭載21人。從地下2層登梯後，電梯逐漸提速，約在25秒達到最高分速1080米，維持約10秒後，逐步減速抵達119層，用時55秒。

電梯下降的速度又如何？由於落差太大，急速下降會造成較劇烈的耳閉感（失重），電梯的下降最高速度被要求控制在分速600米。

上海中心大廈的三部超高速電梯的生產商是日本的三菱電機。

全球第二快的電梯來自廣州周大福金融中心，兩部超高速電梯的運行距離為516.7米，最高速度達到

20m/s，從1樓上升到95樓只需43秒。

第三快的電梯同樣來自我國，臺灣101大廈的電梯最高分速1010米，從1層到382米高的89層僅需39秒。

兩座大樓的電梯生產商都是日本的東芝電梯。

02

先簡單瞭解一下超高速電梯的基本構造和工作原理。

以上海中心大廈的電梯為例，雖然速度如此嚇人，但運行原理跟我們平常乘坐的住宅電梯無異，都屬於牽引式，就是初中物理學過的定滑輪提重物。

簡單來說，就是在曳引機上懸掛鋼絲繩，載人的轎廂和對重分別掛在兩側。

鋼絲繩通過曳引機的帶動來提升或放下轎廂。對重的重量與電梯一半定員時的轎廂重量相當，作用是為曳引機所承受的負荷減少50%。

上海中心大廈的運行距離達到578.5米，曳引用的鋼絲繩長度達600米。

600米的鋼絲繩什麼概念？

起碼15噸，不算轎廂，曳引機光扯鋼絲繩就夠喝一壺了，怎麼提速？

三菱電機研發了密度大、直徑粗並能保證強度的新結構曳引鋼絲繩，強度是原來的1.5倍，重量減少30%，而且還不易拉伸，減小乘客在乘梯時的上下晃動。

電梯保養其中一個項目是察看鋼絲繩的伸張力。鋼絲繩一頭牽著轎廂，一頭掛著對重，在引輪上無數次摩擦，時間久了會產生硬點。

保養人員會憑肉眼觀察鋼絲繩的磨損情況，一旦發現米粒大小的硬點，馬上採取應對措施：

為保證鋼絲繩拉昇度的一致，將整套鋼絲繩全部更換。

好了，我們來算一算。

鋼絲繩減重30%，也有10.5噸，轎廂限載21人，即2.1噸，再加上自重，保守估計接近

15噸。

要拉著重量如此大的玩意兒以20m/s的速度運行，曳引機的動力相當恐怖。

三菱電機將一臺強勁的永磁電機和兩塊大容量控制面板組合成了新型曳引機，電容量為310kWh(電量單位：千瓦時），最大產生1000馬力，是小汽車的10倍。

高速曳引機常常因為體積巨大，在吊裝過程中出現不少問題，為此，該新型曳引機的機體厚度比普通電機足足減少了10%。三菱電機研發人員表示：

“為了保證超高速電梯的運載安全性和舒適性，500米以上的超高提速非常關鍵，懸垂轎廂的鋼絲繩的自身重量增加，意味著滿足安全率的難度隨之增加。”

新型曳引機配備了高度耐磨損性和耐熱衝擊性的陶瓷制動器安全裝置，併為電梯安裝了多個衝程為7.3米的三級結構緩衝器。

為了減小由於導軌變形及連接處不平而產生的橫向晃動，三菱電機開發了主動滾動導靴。通過傳感器檢測轎廂振動，對轎廂施加一個和振動方向相反的力，從而減小橫向晃動。

03

我們天天乘坐的電梯，到底是咋樣安裝進大樓裡的？

上海中心大廈高速電梯安裝工程項目負責人、上海三菱電梯重大項目工程總監俞建民介紹說：

“電梯是一個特殊的設備，它的最後一步不是在工廠裡完成的，而是要依靠安裝工人在建築物的井道里一點一點拼接完成。”

一般電梯都是在大樓封頂斷水後，在塔吊未拆除之前進場安裝，那時候大樓主體完工，土建收口，拽引機、鋼絲繩等大型部件可以利用塔吊吊裝到樓頂。

大樓內已經預留好電梯井，電梯所有零散部件的組裝工作都在電梯井內完成。

不管是高層電梯還是低層電梯，安裝步驟基本一致： 放線、立導軌、裝轎廂、調試。

重點說說放線，這是電梯安裝的重中之重。

電梯轎廂升降全靠導軌的導向，而導軌的安裝精度決定於放線定位，想要電梯在每層的停靠位置正對著電梯門，這一步最為關鍵，“差之毫釐，謬以千里”，在電梯安裝裡，指的就是放線。

對於一般電梯，常用方法是放兩根門線（鉛垂線），測量井道的垂直度何不合格，根據數據來確定機房門線和機房中心線，再依照機房圖紙的尺寸確定導軌中心線及副導軌（對重用）中心線。

高層電梯安裝的公差比低層要小很多，前者運行速度高，一般都採用滾輪導靴，滾輪導靴對導軌的垂直度要求很高，如果誤差稍大勢必影響日後的運行舒適感。

上海中心大廈的超高速電梯運行距離如此之長，採用的放線方法會不會高級很多？

答案你可能想不到。

前文提到，一般電梯安裝要等到電梯井的土建施工全部完成後才能動手，但超高層建築的施工期相當長，等樓建好了再裝電梯，會延遲大樓竣工時間。

為解決這個難題，上海中心大廈採用的是超高層電梯的分段安裝方案，由俞建民帶領同事們設計開發。

“當電梯井的土建施工到達中間區域時，井道的上部繼續土建施工，而下部進行電梯安裝。”

大廈電梯井的一半，近300米的高度差，用激光投射是很多工程師的首選，然而俞建民經過多次試驗，卻發現效果並不理想。

他最終採用的放線方法是，用有韌性的鋼琴絲做鉛垂線，“不容易打折還能掛住重物，垂下時繃得筆直筆直。”

這還不是最大問題，由於是分段放線，要保證將來上下兩部分的導軌既要垂直劃一，還要看不見對接的痕跡和偏斜。俞建民團隊需要做到的是，確保從中間到底層、從頂層到底層的兩條放線重合。

放線順利完成後，立導軌的時候只要嚴格按照放線定位來完成，問題不大。大樓封頂後，利用塔吊把巨型的曳引機安裝在機房承重樑上，同理吊裝好鋼絲繩。

轎廂的安裝也很簡單，先安裝轎廂底板、上樑、立柱、然後拼轎廂，把幾塊圍板像拼積木一樣拼好即可。

好了，上海中心大廈超高速電梯安裝完畢，經過調試後會達到什麼效果？

“俞建民在電梯轎廂四個角落和中央分別豎起五枚硬幣，從地下二層到119 層展望臺的 55秒裡，硬幣全部沒有翻倒甚至滾動。”

這就是日本人發明的，讓外行人最直接感受到電梯安全性和舒適性的“立鏰不倒試驗” 。

04

亞洲國家普遍人口密度大，在土地有限的情況下，建築只能往縱深發展，作為大樓的“血管”，電梯已經離不開人類的日常生活。

隨著超高層建築不斷拔地而起，就算是高速梯，也滿足不了巨量的運力需求，超高速電梯應運而生。

不可否認，日本的確是世界上研發超高速電梯的佼佼者，早在上世紀60年代末，日立就在當時的超高層建築先驅“霞之關大廈”裡安裝了速度達5m/s的電梯，那是當時世界上最快的電梯。

日本人口稠密，為解決燃眉的需求，政府和大企業投入了很大的科研力量去研發超高速電梯，“超高速和大容量”，經過近50多年的發展，已經達到相當高的水平。

作為超高速電梯的“心臟”，超高速曳引機的研發是關鍵所在。目前這個“心臟”基本為國外品牌壟斷。令人可喜的是，在查找國產超高速電梯時，發現了以下信息：

蘇州帝奧電梯有限公司成功研發超高速電梯曳引機，體積是普通曳引機的15倍，速度每秒可達13米，是目前國內最快。這臺曳引機採用了雙支撐結構，制動方式採用碟式制動，制動系統也是德國先進的懸浮式，這一系列先進技術的採用確保了超高速主機的安全可靠性。這款新品將國內電梯品牌的生產、研發技術推向世界先進水平。

期待在不久的將來，我們走進國產摩天大樓裡的超高速電梯，按鈕時瞅見的也是國產的銘牌。