Tại sao thang máy trong các toà nhà chọc trời chỉ có thể bố trí phân đoạn?

Khi số tầng của ngôi nhà cao hơn 6-7 tầng thì thường phải lắp đặt thang máy. Một số công trình công cộng cỡ lớn và trung bình như văn phòng thương vụ, nhà văn hóa, triển lãm, bệnh viện v.v. vì lượng người đi lại đông đúc và tiện cho việc sử dụng, cũng cần phải lắp thang máy.

Khi số tầng của kiến trúc cao tầng càng nhiều, thì số người trong đó cũng càng nhiều, số lượng thang máy cũng tăng lên một cách tương ứng, như tháp đôi của Trung tâm Thương mại thế giới (WTC) ở New york (Mỹ) cao đến 110 tầng, mỗi ngày có hơn năm vạn người làm việc ở trong đó, các khách vãng lai và du khách tham quan mỗi ngày có đến 8-10 vạn người, cộng tất cả lại hầu như tương đương với dân số của một thành phố nhỏ. Toàn bộ toà nhà đều hoàn toàn dựa vào thang máy để lên xuống, mỗi toà nhà đều có lắp hơn 100 thang máy dùng cho khách và bốn thang máy dùng chở hàng. Mặc dù vậy, vào giờ cao điểm đi làm và tan ca tất cả các thang máy đều chen chúc chật ních, thời gian đi thang máy có thể lâu đến 1/2 tiếng. Trong toà nhà chọc trời, diện tích cho giao thông lên xuống thường chiếm 1/5- 1/4 tổng diện tích kiến trúc.

Đặc điểm của việc bố trí thang máy ở toà nhà chọc trời không những số lượng nhiều, mà phương pháp dừng lại ở các tầng cũng không giống như các thang máy thông thường. Ta hãy tưởng tượng lượng chở khách của các thang máy thông thường vào khoảng 15-20 người, mỗi lần dừng lại ở một tầng, bao gồm thời gian đóng mở cửa, thang máy chạy cho đến thời gian khách vào ra cứ cho là chỉ mất 15-20 giây, vậy thì vận hành 100 tầng phải tốn mất 1500-2000 giây, tức là trên dưới 1/2 giờ, cả lên cả xuống mất một giờ. Loại thang máy lên xuống thẳng một mạch như thế, rõ ràng là không phù hợp với nhịp độ và nhu cầu của đời sống hiện đại.

Dùng biện pháp bố trí phân đoạn, có thể giải quyết vấn đề hiệu lực trong một thời gian nhất định (thời hiệu) của sự vận hành thang máy ở toà nhà chọc trời. Vẫn lấy Trung tâm Thương mại thế giới làm ví dụ: 110 tầng được chia làm ba đoạn, đoạn thứ nhất từ tầng trệt đến tầng 44, đoạn thứ hai từ tầng 44 đến tầng 78, đoạn thứ ba từ tầng 78 đến tầng 110. Từ phòng lớn ở tầng trệt lần lượt có hơn 10 thang máy cao tốc chạy thẳng lên gian phòng trên cao ở tầng 44, tầng 78 và tầng 110, trong gian phòng trên cao lại chuyển khách sang thang máy cho các đoạn khác.

Các thang máy trong từng đoạn cũng không phải cứ qua mỗi tầng đều dừng lại, nó chia thành bốn đoạn nhỏ, mỗi đoạn nhỏ có chừng 7 - 8 tầng. Ví dụ thang máy có thể chạy cao tốc đến đoạn nhỏ thứ ba, sau đó qua mỗi tầng đều dừng lại. Sau khi bố trí như vậy, việc lên xuống thang máy bao gồm cả thời gian chuyển đổi thang máy nhiều nhất cũng không quá hai phút.

Lợi ích của việc phân đoạn thang máy còn ở chỗ nó có thể bố trí ba thang máy trong một hầm thang máy, mỗi thang chạy trong đoạn của mình, tiết kiệm được diện tích giao thông thẳng đứng. Ở Trung tâm Thương mại thế giới, mỗi toà nhà chỉ có 47 hầm thang máy, nhưng lại bố trí được 104 bộ thang máy.

Để tăng lượng chứa của thang máy, người ta cũng còn dùng thang máy hai tầng, như ô tô công cộng hai tầng vậy, có thể chở số khách gấp đôi, nhưng phải chia ra tầng dừng số lẻ số chẵn.

Để rút ngăn thời gian đi thang máy, tốc độ thang chạy cũng không ngừng tăng lên. Tốc độ của thang máy thông thường là 200-350 m/phút, thang máy cao tốc có thể đạt đến 500 m/phút, các thang máy đang nghiên cứu chế tạo thậm chí có thể đến 750 m/phút.