
自1853年美國奧迪斯(Otis)發明電梯以來,為人們帶來一個全新的產業。這個設備的發明,讓乘客與貨物可以安全且自由地在建築內不同樓層間移動,也因此,電梯也帶來都市風貌演變,逐步往上增長。如今,摩天大樓與大型商用空間逐漸成為都市發展中心,電梯的角色日形重要。
能效問題 隨建物向上發展增高
早期低樓層電梯的能源消耗佔建築物整體能耗的比例較低,能源效率的問題較不受到重視。但隨著建築物愈往上增高,對電梯的使用量與需求日益增加,根據歐盟執委會報告指出,建物本身佔歐盟溫室氣體總排放的36%,能源消耗的40%。
在高樓建築內,電梯能耗約佔建物總能耗的10%。全球每天運行的電梯數以千萬,累積的能源消耗量相當可觀。高度都市化的城市,如台北市,其轄區內電梯消耗的總能量就遠比屏東縣境內電梯的總能耗來得多。
節能減碳 使電梯能效日受重視
節能減碳等永續議題在各個產業都帶來不小衝擊,其中,電梯能效提升的議題也日益受到重視,不只是技術進化上的推動,更是來自法規、經濟與環境推動的需求,同時帶來產品的創新與革命。2024年,歐洲議會通過修正案,2030年起所有新建築都要達到零碳排,甚至連節能成效最差的非住宅建築也需進行翻修,電梯也在這個目標框架內。
也因此未來大樓開發需先將電梯能效列入妥善評估。當全球能源成本攀升,大樓管理者也需提升電梯能效以降低電力消耗,減少營運成本支出。其中,能效電梯因可減少溫室氣體排放,可以為環境帶來友善與永續的貢獻。
科技進步 為電梯效能帶來幫助
科技的進步在很多產品層面上,都對電梯效能的提升帶來很多幫助。傳統電梯用的是有齒輪的交流馬達,運行時會有機械齒輪的摩擦與轉換消耗,隨著馬達日漸老舊,上述的摩擦與轉換損耗愈形增加,也因此有較高能耗與較短的生命週期;最新的無齒輪馬達設計,能源轉換達90%以上的高效率,不但產品生命週期長,運轉時低噪音、低震動也是優點。
另外一個技術演進,在電梯鋼索直徑的變化,歐洲早期鋼索直徑12mm粗,其後逐步採用10mm、8mm,目前有些特殊機種已採用直徑6mm或4mm的複合式鋼索;鋼帶式電梯也有崛起趨勢,主因隨鋼索直徑縮小,在相同安全係數設計下,電梯馬達可採較小馬力設計,整體電梯能耗跟著減少。
智慧控制系統 能源照明更妥善
半導體科技的進步帶來智慧電梯控制系統的發展,也為電梯帶來效能上的提升。首先,早期電梯馬達運轉控制多以一段速或二段速的控制方式,而現今變頻變壓控制技術已成為業界的標準,可因應乘載重量不同,輸出不同大小的扭矩,使能源使用更妥善,乘坐起來也相對舒適。
另外,電能與照明管理也整合進最新的控制技術中。在電梯不使用時,系統可讓電梯進入休眠模式,自動關閉或減少不使用的裝置的能耗,包含人機顯示介面、照明與通風設備等,而現代電梯也配備LED照明設備,能耗也遠低於傳統照明設備。
優化科技節能增效 滿意度更高
電能回升裝置是項重要的科技創新,根據研究指出,這項設備最高可以減少25-30%能耗,可以將電梯的位能變化轉化成的電能,或電梯在減速時產生的電能,回授到大樓的電網內使用,也可減少傳統使用煞車電阻後產生的熱能,造成對環境的影響。
先進的電梯控制系統更能因應電梯使用狀況或用戶需求,指揮電梯依最佳化指令運行,在多台電梯的商辦大樓,目的樓層預先登錄功能能讓前往相同樓層的乘客共乘,減少不必要停車與運行,減少能量損耗。這些優化科技不只改善效率,也因減少等待時間,使用者體驗更好了,滿意度更高。
物聯網電梯 現代科技發展趨勢
隨著通訊技術進步,將電梯設備整合進物聯網(IoT)系統,已成為現代科技發展的主流趨勢。物聯網電梯可將電梯即時運行的資訊回傳雲端系統,以各個不同位置的感測元件偵測資訊,平時蒐集利用這些資料進行使用者行為分析,就可預先研判電梯或各零件未來可能發生問題的機率,達到預測性的預防保養。
當電梯異常時,也可第一時間通知相關維修人員前往進行修復,其中,雲端系統收集到的資料,可以協助維修人員預先判斷故障問題,先行準備相關零件,減少人員多次往返奔波的交通與時間浪費。
物聯網電梯也可即時蒐集電梯的能源數據,進行能耗監控與協助低效能耗改善。與智慧建築的電源管理系統結合,讓能源使用與管理最佳化。用即時資訊做為整體能源管理的優化依據;透過分析電梯使用者模式,進行交通流量調派,確保電梯在尖峰與離峰都能有效運行。
降低大樓對電網依賴 前景看好
展望未來,能效電梯前景看好,新技術的演進也可明顯降低大樓對電網依賴,讓綠建築專案更具吸引力。另外,人工智慧(AI)也被期待扮演重要角色,透過AI運算,今後電梯能透過學習使用者模式、預測需求,即時安排最佳化能耗。
電梯能效是現代建築設計、建造與運營的核心議題。法規、環境與能源成本增加,已讓能效電梯變成必須;電梯能效靠著先進技術整合,未來不只可減少能耗,更能提升整體用戶的使用者體驗。
隨著建物功能益形複雜,對更智慧、更綠能、更高能效電梯系統的需求將與日俱增,藉由落實優化這些轉變,將確保並引領我們居住的城市,在往後數十年都能維持永續、高效並做到友善環境。
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