آسانسور

آسانْسور [āsānsor]، یا بالابر، اتاقکی برای حمل مسافر یا بار که میان طبقات یک ساختمان چند طبقه در راستای قائم بالا و پایین می‌رود. بیشتر آسانسورهای امروزی به‌وسیلۀ موتورهای الکتریکی و به کمک یک وزنۀ تعادل، از طریق سیستم طناب و قرقره کار می‌کنند. با فراهم شدن امکان ساخت ساختمانهای بلند، آسانسور نقش خود را در ایجاد جغرافیای شهری ویژۀ بسیاری از شهرهای مدرن، به‌ویژه در ایالات متحده ایفا کرد و بی‌گمان در آینده نقش حیاتی‌تری در پیشرفت شهرها به نمایش خواهد گذارد.
تلاش برای بلند کردن بارها با وسایل مکانیکی به هنگام ساختمان‌سازی دست‌کم تا زمان رومیها قدمت دارد، زیرا ویتروویوس، مهندس و معمار رومی در نخستین قرن قبل از میلاد، از سکوهای بالابری یاد کرده است که به‌وسیلۀ قرقره و چرخ لنگر یا چرخ چاه، با نیروی انسان، حیوان یا آب حرکت داده می‌شد. در انگلستان در حدود سال 1800م از نیروی بخار برای به حرکت درآوردن این بالابرها استفاده می‌شد. در اوایل سدۀ 19م بالابری هیدرولیکی عرضه شد که در آن، سکو به پیستونی متصل می‌شد و پیستون در سیلندری که در زمین کار گذاشته شده بود و به اندازۀ ارتفاع میلۀ پیستون عمق داشت، حرکت می‌کرد. فشار وارد بر مایع داخل سیلندر به‌وسیلۀ پمپ بخار تأمین می‌شد. بعداً با به‌کارگیری ترکیبی از قرقره‌ها، توانایی حرکت اتاقک (کابین) چندبرابر شد و ارتفاع پیستون کاهش یافت. همۀ این نمونه‌ها مجهز به وزنه‌های تعادل بودند تا وزن اتاقک خنثى شود و تنها به همان توان لازم برای بالا بردن بار نیاز باشد.
تا اواسط دهۀ 1850م از این اصول در درجۀ نخست برای بالا بردن بار استفاده می‌شد. غیرقابل اعتماد بودن طنابها (عموماً طنابهای کنفی) که در آن زمان به کار می‌رفت، باعث می‌شد که این بالابرها وسیلۀ رضایت‌بخشی برای حمل مسافر نباشد. نخستین‌بار یک آمریکایی، به نام ایلایشا گرِیْوز اُتیس در سال 1853م دستگاهی ایمن عرضه کرد و به این ترتیب، امکان حمل مسافر نیز با دستگاه بالابر فراهم شد. در دستگاه اتیس که در نمایشگاه کریستال پالاس (قصر بلور) در نیویورک به نمایش گذاشته شد، ترمزهایی تعبیه شده بود که در صورت پاره شدن طناب، با چسبیدن به ریلهای راهنما از سقوط اتاقک بالابر جلوگیری می‌کرد. نخستین بالابر ویژۀ مسافر در 1857م در فروشگاه بزرگ هُووت در نیویورک به کار افتاد. این بالابر که با نیروی بخار کار می‌کرد، در کمتر از یک دقیقه 5 طبقه را بالا می‌رفت و در آن زمان موفقیت بزرگی تلقی می‌شد.
در 3 دهۀ بعد، آسانسورهای پیشرفته‌تری ساخته شد که همگی با نیروی بخار کار می‌کردند، ولی تا اواسط دهۀ 1880م که موتورهای الکتریکی برای بالا بردن آسانسور به کار گرفته شدند، پیشرفت چشمگیری در ساخت این دستگاه صورت نگرفت.
نخستین آسانسور برقی حمل مسافر که به صورت تجارتی به کار رفت، در 1889م راه‌اندازی شد. این آسانسور که در ساختمان دِمِرِست در شهر نیویورک نصب شد، به‌وسیلۀ موتوری کار می‌کرد که در زیرزمین ساختمان کار گذاشته شده بود و یک استوانۀ پیچنده را حرکت می‌داد. استفاده از برق منجر به دو پیشرفت دیگر نیز شد: در 1894م سیستمهای فراخوان دکمه‌ای عرضه شدند و در 1895م بالابری در انگلستان ساخته شد که در آن، نیرو به فلکه‌ای (قرقره‌ای) اعمال می‌شد که در بالای چاه آسانسور (تونل قائمی که آسانسور داخل آن حرکت می‌کند) کار گذاشته شده بود، و به این ترتیب، نیروی کشش به‌وسیلۀ وزن اتاقک و وزنه‌های تعادل تأمین می‌شد. با بهره‌گیری از ساز و کار رانش ـ کشش، محدودیتهایی که کاربرد استوانۀ پیچنده پدید می‌آورد، رفع شد و امکان ساخت چاههای آسانسور بلندتر، و رسیدن به سرعتهای بیشتر فراهم گشت. در 1904م با افزوده شدن یک سیستم فاقد چرخ‌دنده به آسانسورها، از طریق اتصال مستقیم محور و فلکۀ کشش آسانسور به آرمیچرِ موتور الکتریکی، امکان رسیدن به هر سرعت دلخواهی به‌طور بالقوه مهیا شد.
با فایق آمدن بر 3 مشکل ایمنی، سرعت و ارتفاع، توجه معطوف به جنبۀ آسایش و اقتصادی بودن آسانسور شد. در 1915م سیستم تراز شدن خودکار عرضه شد. این سیستم شامل کنترل‌کننده‌هایی خودکار در هر طبقه بود که وقتی اپراتور آسانسور کنترل‌کنندۀ دستی‌اش را در فاصلۀ مناسبی از کف یک طبقه خاموش می‌کرد، باعث می‌شد که اتاقک درست در نقطۀ مشخص شده در کف طبقۀ موردنظر توقف کند. سپس سیستم کنترل‌کنندۀ درها نیز به آسانسور افزوده شد. با افزایش ارتفاع ساختمـانها، سرعت آسـانسورها در ساختمـانهـایی چون اِمپـایِر ـ استِـیـت (1931م) تا 365 متر در دقیقه افزایش یافت و سپس در سال 1970م در مرکز جان هَنکاک در شیکاگو به 549 متر در دقیقه رسید.
لزوم خودکار بودن آسانسورها در بیمارستانها و آپارتمانها به سبب جنبۀ اقتصادی آن، منجر به ساخت سیستم جمع‌کنندۀ مسافر در یک جهت شد. در این سیستم، آسانسور یا آسانسورها به ترتیب از طبقه‌های بالا به پایین و برعکس، به فرمانهای فراخوانی عمل می‌کنند. مشخصۀ اصلی ایمنی در همۀ آسانسورها، سیستم یکپارچۀ قفل‌کنندۀ درهای طبقات بود، به این ترتیب که لازم بود درِ طبقه (درِ بیرونی) قبل از اینکه اتاقک شروع به حرکت کند، بسته و قفل شود. تا سال 1950م، با به بازار آمدن سیستمهای نظارتیِ گروهیِ خودکار، نیاز به متصدی آسانسور از بین رفت. تلاشهای آغازین برای کمتر کردن مساحت چاه آسانسورها و جلوگیری از هدر رفتن فضای مفید در ساختمانهای بلند، منجر به ساخت آسانسورهای دوطبقه در 1932م شد. هریک از این آسانسورها شامل دو اتاقک بود، یکی بالای دیگری ولی در قالب یک مجموعه که در هر توقف به دو طبقه سرویس می‌داد. این فناوری مورد پذیرش روزافزون قرار گرفت. آسانسورهای دو طبقۀ خودکار در 1971م در ساختمان تایم ـ لایف در شیکاگو به کار افتاد و در برج جان هنکاک در بُستُن و ساختمانهای شرکت استاندارد اُیل در شیکاگو و «بانک بازرگانی امپراتوری کانادایی» در تورنتو نیز نصب شد.
آسانسورهای مدرن علاوه بر حمل بار و مسافر، در انواع مختلف و برای مقاصدی مانند استفاده در کشتیها، سدها و سکوهای پرتاب موشک نیز به‌کار می‌روند. آسانسورهایی که می‌توانند بارهای سنگین را بالا برده، یا به سرعت به پایین بازگردند، در عملیات ساختمانی در ارتفاع زیاد به کار می‌روند. عملاً همۀ آسانسورهای امروزی با نیروی برق کار می‌کنند، خواه به‌وسیلۀ کابل، فلکۀ کشش و وزنۀ تعادل، خواه با سازوکار استوانۀ پیچنده (که هنوز هم در بسیاری از آسانسورهای باری کم‌ارتفاع استفاده می‌شود) و خواه به صورت ترکیبی، یعنی الکتروهیدرولیک. چندتایی بودن (سه یا بیشتر) کابلها هم سطح تماس با فلکۀ کشش، و هم ایمنی آسانسور را افزایش می‌دهد. در این آسانسورها احتمال آسیب دیدن کابلها بسیار کم است.
نیروی محرکۀ موتور آسانسورها معمولاً برای سرعتهای پایین‌تر، جریان متناوب، و برای سرعتهای بالاتر، جریان مستقیم است. در موتورهای جریان مستقیم، سرعت با تغییر شدت میدان مولد جریان مستقیم و با وصل کردن مستقیم آرمیچر مولد به آرمیچر موتور کم و زیاد می‌شود. برای آسانسورهای خیلی سریع از یک سیستم بدون چرخ‌دنده، معمولاً به صورت کابلهایی که دو دور گرداگرد فلکۀ کشش پیچیده شده‌اند، استفاده می‌شود. آسانسورهایی که به‌وسیلۀ کابل کشیده می‌شوند، محدودیت ارتفاع ندارند، با این حال، در ارتفاعهای بیش از 30 متر، به کابلهای جبران احتیاج است، یعنی کابلهایی که از ته اتاقک آسانسور به ته وزنۀ تعادل متصل‌اند، به‌طوری که وقتی اتاقک بالا می‌رود، وزن کابلِ جبران به اتاقک اضافه می‌گردد و وقتی پایین می‌آید، به وزنۀ تعادل افزوده می‌شود و به این ترتیب، باری که به موتور اعمال می‌شود، تقریباً ثابت می‌ماند.
در آسانسورهای مسافربر کم‌ارتفاع و آسانسورهای باری سنگین از سیلندرها و پیستونهای هیدرولیک استفاده می‌شود. پیستون سکو را در اثر فشار روغن داخل سیلندر از زیر به بالا هُل می‌دهد. یک پمپ برقی پرسرعت نیز فشار لازم را برای بالا بردن آسانسور تأمین می‌کند. اتاقک با گشوده شدن دریچه‌های الکتریکی تخلیۀ روغن که روغن را به مخزن آن بازمی‌گردانند، پایین آورده می‌شود. انواع خاصی از سیلندرها و پیستونهای هیدرولیک، مانند نمونه‌هایی که به صورت افقی طراحی شده‌اند، برای کاربردهای نامعمول به‌کار می‌روند. به عنوان مثال، آسانسورهای هیدرولیک طناب‌دار یا چرخ‌دنده‌دار متداول در حدود سال 1900م مجهز به پیستونها و سیلندرهایی بودند که به هر انتهایشان قرقره‌ای متصل بود. این آسانسورها امروزه روی ناوهای هواپیمابر نصب می‌شوند و بارهای سنگین را در فواصل کوتاه، بلند می‌کنند. در این آسانسورها با اعمال فشار بر پیستون، فاصلۀ بین قرقره‌ها افزایش می‌یابد و طناب دور قرقره‌ها پیچیده، آسانسور بالا کشیده می‌شود.
آسانسورهایی که با کابل بالا کشیده می‌شوند، به دستگاه ایمنی (پاراشوت) احتیاج دارند؛ این دستگاه تشکیل شده از ترمزهایی است که وقتی وارد عمل شوند، به ریلهای راهنما می‌چسبند و آسانسور سریعاً ترمز می‌کند و نهایتاً می‌ایستد. این دستگاه که معمولاً زیر اتاقک آسانسور سوار می‌شود، به‌وسیلۀ یک کنترل‌کنندۀ سرعت و از طریق طناب فعال می‌شود. به هنگام افزایش بیش از اندازۀ سرعت رو به پایین اتاقک، این طناب دستگاه ایمنی را می‌کشد و آن را در وضعیت روشن قرار می‌دهد. دستگاه ایمنی ابتدا نیروی محرکۀ آسانسور را قطع می‌کند و اگر افزایش سرعت ادامه یابد، ترمز ایمنی را نیز فعال می‌کند.
بیشتر آسانسورهای مدرن خودکار هستند و از سیستمهای کنترلی گوناگونی برای کار به صورت انفرادی یا گروهی بهره می‌گیرند. نخستین سیستم کنترل خودکار یک دکمۀ اتوماتیک بود که در اختیار شخصی که سوار آسانسور می‌شد، قرار داشت. این سیستم در آسانسورهای باری و آسانسورهایی که در ساختمانهای کوچک نصب می‌شوند، قابل کاربرد است.
سیستـم جمع‌کنندۀ مسـافـر در یـک جهت برای یک تـک ـ آسانسور در یک ساختمان متداول است. در این سیستم، آسانسور به ترتیب به همۀ درخواستها در یک رفت پاسخ می‌دهد و در برگشت نیز این کار را در جهت عکس انجام می‌دهد. از این آسانسورها در آپارتمانهای بزرگ‌تر، بیمارستانها و ساختمانهای اداری کوچک استفاده می‌شود. نوع دیگری از این سیستم در آسانسورهای دوکابینه به‌کار می‌رود که در هنگام کار مشترک، تقاضاها را بین خودشان تقسیم می‌کنند.
سیستم فراخوانی گروهی خودکار شامل کنترل دو یا چند اتاقک به صورت گروه، با زمان‌بندی در فواصل کاری مشخص شده است. این سیستم با دو آسانسور یا بیشتر، و در جاهایی چون بیمارستانها، مجتمعهای تجاری و ادارات که ترافیک مسافر سنگین است، به کار می‌رود.
در آسانسورهای امروزی، لازم است که درهای بیرونی (درهای طبقات) و درِ اتاقک از یکدیگر مجزا باشند. این درها معمولاً هر دو از یک نوع هستند، برای نمونه دولنگه‌ای، کشوییِ بازشو از وسط (سانترال) و کشوییِ بازشو از یک طرف (تلسکوپی). این درها به‌وسیلۀ موتوری الکتریکی که روی اتاقک نصب شده است، باز و بسته می‌شوند. سرعت بسته شدن آنها نیز طوری تنظیم می‌شود که به اشخاصی که بین آنها گیر ـ می‌افتند، آسیب نرسانند. اگر درها هنگام بسته شدن به چیزی برخورد کنند، یک حسگر به صورت الکتریکی جهت حرکت آنها را عکس می‌کند و درها باز می‌شوند. برای این کار از کنترل‌کننده‌های فوتوالکتریکی و وسایل الکترونیکی سنجش نزدیکی نیز استفاده می‌شود. درهای طبقات (بیرونی) طوری طراحی می‌شوند که تنها در صورت بسته بودن آنها، آسانسور مجاز به حرکت باشد.
درهای کشوییِ دوسویۀ قائم در آسانسورهای باری متداول است. این درها از دو لنگۀ بالایی و پایینی تشکیل شده‌اند، به طوری که هنگام باز شدن، لنگۀ پایینی به طرف کف آسانسور پایین می‌آید و لنگۀ بالایی به طرف سقف بالا می‌رود. به‌طور معمول، در این آسانسورها به یک درِ محافظت‌کنندۀ داخلی نیز احتیاج است.
در مکانهای کم رفت‌وآمد، به‌ویژه اقامتگاههای خصوصی، غالباً برطبق قانون باید داخل آسانسورها یک تلفن قابل تماس با بیرون ساختمان نصب شود. در خیلی از ساختمانها، آسانسورها مجهز به‌سیستمهای تماس‌داخلی در صورت قطع برق و خرابیهای مکانیکی هستند. دکمۀ آژیر خطر، چراغ وضعیت اضطراری و برق اضطراری نیز در اغلب آسانسورها تعبیه می‌شود.
در آسانسورهای‌باری‌جدید دستگاه خودکار بارگیری و تخلیۀ بار تعبیه شده است. دکمه‌ای دستگاه بارگیری خودکار را فعال می‌کند، به این‌صورت‌که آسانسور در طبقه‌ای که فراخوانده شده است، توقف می‌کند، بار به داخل اتاقک کشیده‌می‌شود، اتاقک به طبقۀ موردنظر حرکت می‌کند و بار تخلیه می‌شود. (222)