從平面到立體:人類移動的好幫手,電梯與手扶梯的發展歷史  

呂良正/台灣大學土木工程學系教授、中華工程教育學會(IEET)理事長、台灣營建安全學會理事長  


  電梯與手扶梯是現代建築與都市生活中不可或缺的重要設備,它們的發明與演進使人類使用空間由過去的平面化邁向立體化,也因此促成高樓建築與大型公共設施如地鐵的發展。事實上羅馬人在距今約兩千年前已經可以蓋六、七層樓的混凝土建築,但通常是貧窮的人才住這種公寓,主要是因為所有物資(水、物品、食物等)都需要由地面層爬樓梯往上搬,如果當時有電梯,也許就不是如此。

  電梯的歷史可追溯至古代,西元前三世紀,古希臘數學家阿基米德便利用滑輪與繩索原理設計出簡單的升降裝置,用於搬運物品。中世紀時期,城堡與礦坑中也出現以人力、畜力或水力驅動的升降平台,但這些裝置多半缺乏安全保障。現代的電梯是一八五三年美國發明家Elisha Otis發明的,他設計了電梯安全煞車系統,當鋼索斷裂時,煞車能立即啟動,防止車廂墜落。該發明大幅提升安全性,使載人電梯得以普及。一八五七年,世界第一部商用載人電梯在紐約百貨公司正式啟用。一八八〇年,隨著電力技術成熟,西門子公司製造出第一部電動電梯,高樓建築才得以迅速發展。

  手扶梯的發展則稍晚於電梯,一八九二年,美國工程師Jesse Reno設計出第一部可運作的傾斜式輸送裝置。一八九九年,美國發明家Charles Seeberger與Otis電梯公司合作,發展出階梯式手扶梯,「Escalator」一詞也自此誕生。一九〇〇年巴黎世界博覽會也展示了此一設計,之後手扶梯開始廣泛商業化。二十世紀中期,手扶梯大量應用於地鐵、百貨公司與機場,並逐步建立安全與速度標準。現代手扶梯加入感應節能、緊急停止與智慧監控系統,使其更安全、耐用且環保。

  電梯與手扶梯已經是我們每天生活不可或缺的,但對其構造及運作原理應該少有人了解。本書以非常生活化的方式,配合生動易懂的插圖來說明電梯與電扶梯的構造及運作原理。例如有人可能知道電梯車廂是由鋼索吊掛,由捲揚機控制上、下運動,但為了有效運作,於車廂的另一端需設計配重塊,這應該就少有人知道了。一般配重塊重量大約是車廂重量加上電梯最大可乘載人員重量的一半,這表示在一半乘載情況下,是處於平衡狀況下,捲揚機就幾乎不需要出力,像是平衡的蹺蹺板,而在人多或人少的情況下,捲揚機出力也自然不用太大。本書不只可以讓小朋友有趣的了解電梯與手扶梯,對於一般人也會覺得是一本很有趣的書。

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