Schody ruchome, znane również jako eskalatory, to mechaniczne urządzenia transportowe, które służą do przemieszczania ludzi w pionie. Szczególnie w miejscach o dużym natężeniu ruchu, takich jak stacje metra, lotniska, centra handlowe czy biurowce. Dzięki zastosowaniu napędu mechanicznego w schodach, umożliwiają one wygodne poruszanie się na różnych poziomach budynków, bez potrzeby pokonywania stopni o własnych siłach, jak w przypadku tradycyjnych, statycznych schodów.

Kiedy pojawiły się pierwsze schody ruchome?

Historia schodów ruchomych sięga końca XIX wieku. Pierwsze próbki mechanicznych schodów powstały w latach 60. XIX wieku, jednak były one dość prymitywne. Jesse W. Reno był  amerykańskim inżynierem, który zasłynął jako wynalazca pierwszych schodów ruchomych. Wynalazek Reno stanowił przełom w transporcie, zwłaszcza w kontekście rozwoju miast i infrastruktury.

Po raz pierwszy tego typy schody w przestrzeni publicznej zostały uruchomione w 1895 roku. Miało to miejsce na stacji Old Iron Pier w Coney Island (Nowy Jork). Reno uzyskał patent na swoje urządzenie, który przyczynił się do rozwoju nowoczesnych schodów ruchomych. Jego projekt różnił się od dzisiejszych eskalatorów, ponieważ był to mechanizm oparty na pochylni z przesuwającymi się stopniami, ale stanowił fundament dla późniejszych, bardziej zaawansowanych wersji. 

Podsumowując, Jesse Reno był ważnym pionierem w historii inżynierii transportowej, a jego wynalazek stał się fundamentem dla rozwoju schodów ruchomych, które obecnie stanowią nieodłączny element współczesnych miast. Choć Reno jest najczęściej kojarzony z wynalezieniem pierwszych schodów ruchomych, warto dodać, że to również inne osoby, jak np. Charles Seeberger  miały wpływ na udoskonalenie tej technologii i jej popularyzację w XX wieku. Był on inżynierem i wynalazcą, który współpracował z firmą „Otis Elevator Company” (znaną dzisiaj jako część Otis Worldwide), specjalizującą się w produkcji wind i schodów ruchomych.

Rozwój schodów ruchomych.

Początek XX wieku – pierwsze próby i zastosowania.

Pierwsze systemy schodów ruchomych były stosunkowo prymitywne, ale szybko zdobyły popularność w miejscach takich jak dworce kolejowe, stacje metra i centra handlowe.

Po II wojnie światowej – masowa produkcja.

Po II wojnie światowej nastąpił znaczący rozwój technologii związanej z produkcją schodów ruchomych. Firmy takie jak Otis i Schindler zaczęły produkować coraz bardziej zaawansowane urządzenia, które były wydajniejsze, bezpieczniejsze i tańsze. W latach 50. i 60. eskalatory stały się częścią standardowego wyposażenia w wielkich miastach, szczególnie w nowych budynkach komercyjnych, takich jak centra handlowe i biurowce. W latach 80. pojawiły się pierwsze skręcające schody ruchome

Współczesność – innowacje i technologie.

W XXI wieku schody ruchome stały się bardziej zróżnicowane pod względem designu i technologii. Nowoczesne systemy eskalatorowe są wyposażone w zaawansowane systemy bezpieczeństwa, takie jak czujniki ruchu, które automatycznie zatrzymują ruch, gdy wykryją przeszkodę. Dodatkowo, wprowadzono też modele z ekologicznymi systemami napędu, które zużywają mniej energii.

Budowa i zasada działania.

Ruchome schody składają się z kilku kluczowych elementów: stopni, łańcucha nośnego, silnika oraz systemu napędowego. Stopnie ruchome poruszają się w zamkniętej pętli, transportując użytkowników z jednego poziomu na drugi. Ich budowa i mechanizm napędu są precyzyjnie zaprojektowane, by zapewnić bezpieczeństwo i efektywność działania. Napęd schodów ruchomych jest zazwyczaj elektryczny. Silnik elektryczny może być umiejscowiony w dolnej lub górnej części urządzenia i napędza zębatki, które przekazują ruch na główny łańcuch lub pasek. W większości schodów ruchomych stosuje się system łańcucha, który jest napędzany przez silnik. Łańcuch ten porusza stopnie, które są zamocowane na specjalnych rolkach, przesuwając się w górę lub w dół. Zębatki, współpracujące z łańcuchem, są odpowiedzialne za przenoszenie napędu w sposób precyzyjny, zapewniając równomierny ruch stopni.

Stopnie schodów są osadzone na rolkach, które poruszają się po torach. Torowiska są zaprojektowane tak, by zapewniały stabilność i płynność ruchu stopni. Zależnie od konstrukcji schodów, tory mogą być umieszczone na zewnątrz lub wewnątrz urządzenia. Działanie systemu opiera się na precyzyjnie zaplanowanym mechanizmie, który umożliwia stopniom poruszanie się w sposób bezpieczny i równomierny. W nowoczesnych schodach ruchomych zainstalowane są również różne mechanizmy bezpieczeństwa. Jednym z najważniejszych jest system wykrywania przeszkód, który umożliwia automatyczne zatrzymanie schodów w przypadku, gdy coś blokuje tor ruchu. W razie awarii systemu zasilania, schody wyposażone są także w hamulce, które zatrzymują urządzenie, zapobiegając jego dalszemu ruchowi. Dzięki tym funkcjom, schody ruchome zapewniają bezpieczeństwo użytkownikom.

Schody ruchome są także wyposażone w zaawansowane systemy sterowania, które pozwalają na regulowanie prędkości ruchu oraz zatrzymanie urządzenia w odpowiednich momentach. Współczesne systemy sterowania umożliwiają również monitorowanie pracy schodów zdalnie, co pozwala na szybsze wykrywanie ewentualnych usterek i przeprowadzanie diagnostyki. Warto dodać, że oprócz popularnego napędu łańcuchowego, w niektórych konstrukcjach stosowane są także pasy napędowe, które działają podobnie, ale charakteryzują się mniejszym poziomem hałasu i mniejszymi wymaganiami konserwacyjnymi. Choć rzadko, w niektórych schodach ruchomych wykorzystywany jest również napęd hydrauliczny, jednak w obecnych czasach silniki elektryczne zdominowały rynek ze względu na ich efektywność i łatwiejszą obsługę.

Wszystkie te elementy muszą działać w pełnej harmonii, aby schody ruchome mogły funkcjonować w sposób bezpieczny i niezawodny. Precyzyjna synchronizacja napędu, torów, przekładni oraz systemów bezpieczeństwa sprawia, że urządzenie jest w stanie przewozić pasażerów sprawnie i w pełni bezpiecznie.

Bezpieczeństwo użytkowania

Schody ruchome muszą spełniać szereg norm i przepisów, które zapewniają ich bezpieczeństwo, niezawodność i funkcjonalność w różnych warunkach eksploatacyjnych. Oto niektóre z najważniejszych norm, które regulują wymagania dotyczące schodów ruchomych:

Norma EN 115 –  To jedna z najważniejszych norm odnoszących się do schodów ruchomych. Określa szczegółowe wymagania dotyczące bezpieczeństwa, w tym:

- bezpieczeństwo użytkowników – norma ta dotyczy wszystkich aspektów związanych z bezpieczeństwem pasażerów, takich jak ochronne osłony przed wciągnięciem odzieży, systemy awaryjnego zatrzymywania, minimalizacja ryzyka potknięć i upadków.
- elementy konstrukcyjne – wymaga określonych parametrów dotyczących konstrukcji stopni, torów, mechanizmów napędowych i bezpieczeństwa.
- systemy sterowania – wymaga odpowiednich rozwiązań w zakresie sterowania, w tym zabezpieczeń przed przeciążeniem i nieprawidłowym działaniem systemów.
- metody badań – określa testy, które muszą zostać przeprowadzone, aby upewnić się, że urządzenie spełnia wymagania normy.

Norma ISO 25745 –  dotyczy efektywności energetycznej schodów ruchomych oraz chodników ruchomych, określając wymagania związane z ich zużyciem energii w różnych warunkach. Ustala również metody obliczania efektywności energetycznej, pomagając w projektowaniu bardziej energooszczędnych urządzeń.

Norma ISO 13849 –  reguluje wymagania dotyczące systemów sterowania bezpieczeństwem w maszynach, w tym w schodach ruchomych. Dotyczy to zarówno elementów elektronicznych, jak i mechanicznych, zapewniając, że urządzenia do transportu osób w budynkach będą działać w sposób bezpieczny i niezawodny.

Norma IEC 60204-1 –  reguluje wymagania dotyczące elektrycznych elementów systemu napędowego schodów ruchomych, w tym systemów sterowania, instalacji elektrycznych oraz innych komponentów, które muszą być zgodne z zasadami bezpieczeństwa.

Norma EN 81-58 –  reguluje testy odporności schodów ruchomych na pożar. Określa wymagania dotyczące materiałów używanych do budowy schodów, które muszą być odporne na wysokie temperatury i ogień, co zapewnia bezpieczeństwo w przypadku pożaru w budynku.

Norma EN 81-20 –  Jest to bardziej szczegółowa norma odnosząca się do kwestii bezpieczeństwa, zwłaszcza w kontekście projektowania i budowy nowych schodów ruchomych. Dotyczy m.in. wymagań przestrzeni wokół schodów, dostępu do urządzeń, a także sposobu ochrony przed ryzykiem wciągnięcia odzieży czy obuwia.

Poza międzynarodowymi normami, w każdym kraju mogą występować dodatkowe przepisy prawne i normy, które określają wymagania dotyczące budowy, eksploatacji i konserwacji schodów ruchomych. W Polsce schody ruchome muszą spełniać przepisy zawarte w aktach prawnych związanych z urządzeniami transportu publicznego, ochroną zdrowia i życia ludzi oraz ochroną środowiska. Natomiast kontrolą warunków eksploatacyjnych zajmuje się Urząd Dozoru Technicznego. Zgodnie z założeniami każdy właściciel ma obowiązek regularnej konserwacji oraz naprawy schodów ruchomych. Co za tym idzie prowadzony musi być również dziennik konserwacji urządzenia.

Schody ruchome muszą również spełniać wymogi określone w dyrektywach Unii Europejskiej, takich jak:

Dyrektywa maszynowa 2006/42/WE – Określa zasady dotyczące projektowania, produkcji i użytkowania maszyn (w tym schodów ruchomych) w krajach UE, zapewniając ich bezpieczeństwo.

Dyrektywa EMC 2014/30/UE – Zawiera wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej, zapewniając, że urządzenia elektryczne, w tym systemy sterowania schodów ruchomych, nie będą zakłócały innych urządzeń elektronicznych.

Spełnianie tych norm gwarantuje, że schody ruchome będą działały bezpiecznie i efektywnie, a ich użytkownicy będą chronieni przed ryzykiem wypadków. Normy te są regularnie aktualizowane, aby odpowiadać na nowe technologie i zmieniające się wymagania bezpieczeństwa.

Testy

Testowanie bezpieczeństwa schodów ruchomych jest procesem wieloetapowym. Obejmuje zarówno badania mechaniczne, jak i elektroniczne, a także testy funkcjonalne.  Ich celem jest upewnienie się, że urządzenie spełnia określone normy i jest bezpieczne dla użytkowników. Oto kluczowe aspekty testowania bezpieczeństwa schodów ruchomych:

Testy wytrzymałościowe: Schody ruchome muszą być testowane pod kątem wytrzymałości na obciążenie. Przeprowadza się testy symulujące codzienne użytkowanie, takie jak przejście dużej liczby osób o różnej wadze. Badania te mają na celu sprawdzenie, czy konstrukcja wytrzymuje duże siły oraz czy mechanizmy napędowe i torowiska nie ulegają uszkodzeniu.

Testy awaryjnego zatrzymania: Każde schody ruchome muszą być wyposażone w systemy awaryjnego zatrzymywania, które reagują w przypadku napotkania przeszkody na drodze stopni. W testach symuluje się różne scenariusze, takie jak blokowanie stopni lub nagłe zaciągnięcie hamulca. Testuje się zarówno mechanizmy detekcji przeszkód (np. czujniki) jak i skuteczność samego zatrzymania schodów.

Testy systemów bezpieczeństwa: Schody ruchome wyposażone są w szereg czujników i systemów zabezpieczających, takich jak systemy wykrywania nadmiernego przyspieszenia, awaryjnego wyłączania w przypadku przeciążenia, a także monitorowanie prędkości ruchu stopni. Testuje się ich reakcje na nieprawidłowe sytuacje oraz sprawdza, czy prawidłowo wyłączają urządzenie w razie niebezpieczeństwa.

Testy hamulców: Mechanizmy hamulcowe, które zatrzymują schody w przypadku awarii zasilania lub innych nieprawidłowości, są testowane pod kątem skuteczności. Muszą działać w sposób zapewniający bezpieczne zatrzymanie schodów w odpowiednim czasie, aby nie stwarzać zagrożenia dla pasażerów.

Testy mechanizmu napędu: Zajmuje się nimi inżynieria mechaniczna i sprawdza się, jak długo schody ruchome mogą działać pod dużym obciążeniem, jak dobrze działa mechanizm łańcucha lub pasa napędowego oraz jak reagują elementy ruchome na długotrwałą eksploatację. Testy te obejmują również sprawdzenie, czy napęd nie generuje nadmiernego hałasu czy wibracji.

Testy torów i stopni: Każdy element schodów, w tym tory, stopnie i rolki, musi zostać przetestowany pod kątem bezpieczeństwa. Ważne jest, aby stopnie były dobrze przymocowane, torowiska równo ustawione, a same schody nie miały żadnych ostrych krawędzi czy przeszkód, które mogłyby spowodować kontuzje.

Testy ergonomii i komfortu użytkowania: Schody ruchome muszą być zaprojektowane tak, aby zapewniały komfort i bezpieczeństwo użytkownikom. Testuje się, czy pasażerowie mogą bezpiecznie wsiadać i wysiadać ze schodów, czy są wystarczająco szerokie, a także czy nie ma ryzyka przypadkowego upadku lub wciągnięcia odzieży czy obuwia.

Testy długoterminowe: Schody ruchome poddawane są testom długoterminowym, które symulują ich codzienne użytkowanie przez wiele lat. Celem tych testów jest sprawdzenie, jak schody zachowują się po intensywnej eksploatacji, w tym czy mechanizmy napędu, systemy bezpieczeństwa i elementy konstrukcyjne zachowują pełną funkcjonalność.

Testy zgodności z normami: Każdy model schodów ruchomych musi przejść szereg testów zgodności z międzynarodowymi normami bezpieczeństwa, takimi jak ISO 25745 (dotycząca efektywności energetycznej i bezpieczeństwa schodów ruchomych), EN 115 (dotycząca wymagań bezpieczeństwa dla schodów ruchomych i chodników ruchomych) oraz innymi regulacjami dotyczącymi urządzeń transportowych w budynkach publicznych.

Testy środowiskowe: Schody ruchome są również testowane w różnych warunkach środowiskowych, aby upewnić się, że będą działać niezawodnie w różnych temperaturach, wilgotności czy przy obecności zanieczyszczeń. Tego rodzaju testy mają na celu sprawdzenie odporności urządzenia na zmienne warunki eksploatacyjne.

Proces testowania schodów ruchomych jest więc kompleksowy i zapewnia, że urządzenie spełnia wymagania zarówno pod względem technicznym, jak i użytkowym, gwarantując bezpieczeństwo pasażerów i niezawodność w codziennej eksploatacji.

Czy schody ruchome zawsze mają prosty bieg stopni?

Można się spotkać z określeniem „spiralne schody ruchome” (od ang. „spiral escalator”).  Jednak schody o kształcie pełnej spirali nie istnieją, przynajmniej jako wdrożenie działające w publicznej przestrzeni. Nikomu nie udało się stworzyć tego typu konstrukcji, tym samym rozwiązując wiele technicznych problemów. Istnieją za to schody o skręcającym biegu stopni. Przykład takiego rozwiązania można spotkać w galerii handlowej New World Daimaru w Szanghaju. Chociaż na pierwszy rzut oka, konstrukcja widziana z pewnej odległości przypomina spiralę, jednak to 6 niezależnych urządzeń. Na każdym kolejnym piętrze należy opuścić schody i przejść na początek kolejnych, prowadzących na piętro wyżej.

Sprawdź schody kręcone w naszym sklepie

Schody w New World Daimaru nie posiadają żadnych belek czy słupów podpierających konstrukcję, co sprawia wrażenie jakby schody unosiły się w przestrzeni. Ze względu na integralność strukturalną tego typu schody nie mogą mieć więcej niż 6,6 metrów wysokości, co sprawia, że pełna spirala jest niemożliwa. Projektując tego typu urządzenie trzeba pokonać wiele problemów technicznych, które nie występują w przypadku schodów prostych.  Wyobraź sobie dwie osoby biegnące po zakrzywionym torze - osoba na zewnątrz musi pokonać większą odległość niż osoba po wewnętrznej stronie łuku. Skręcające schody ruchome mają ten sam problem: wewnętrzna strona stopnia musi poruszać się wolniej i pokonywać krótszą odległość niż zewnętrzna, zachowując przy tym synchronizację.

Inżynierowie firmy Mitsubishi Electric (producenta systemu schodów) zastosowali unikalny mechanizm prowadzenia rolek, który pozwala stopniom utrzymać właściwe położenie bez przechylania się. Opracowali zaawansowane materiały i systemy smarowania, które redukują tarcie i zużycie. Płynność ruchu zapewnia specjalny system prowadnic i łańcuchów, który umożliwia przesuwanie się stopni bez nagłych zmian prędkości.

Schody ruchome ze skręcającym biegiem zadebiutowały w 1985 roku w International Exhibition Center w Osace. Od tego czasu do dnia dzisiejszego pojawiło się niewiele ponad 40 konstrukcji w innych rejonach świata. Prawie wszystkie znajdują się w Azji, kilka z nich jest w USA.

Schody w centrum handlowym przy Ceasars Palace w Las Vegas.

Schody w centrum handlowym San Francisco Center.

Podsumowanie:

Schody ruchome to nie tylko praktyczne urządzenie transportowe, ale także elementy nowoczesnej architektury. Od momentu wynalezienia pierwszych mechanicznych schodów ich rozwój postępował szybko, a dzisiaj stanowią integralną część życia w miastach na całym świecie. Choć standardowe schody ruchome mają prosty bieg stopni, w szczególnych przypadkach wykorzystywane są również skręcające schody ruchome, które stanowią techniczne wyzwanie, ale pozwalają na osiągnięcie interesujących efektów wizualnych i funkcjonalnych.

Bez wątpienia schody ruchome pozostaną kluczowym elementem współczesnej urbanistyki i transportu publicznego. To jedne z najważniejszych innowacji inżynieryjnych, które zrewolucjonizowały sposób przemieszczania się w miastach. Dzięki różnorodnym typom i zastosowaniom stały się niezastąpionym elementem infrastruktury komunikacyjnej. Od momentu ich powstania,pod koniec XIX wieku, schody ruchome przeszły długą drogę, a dziś możemy podziwiać ich wyjątkowe konstrukcje na całym świecie. To nie tylko element wygody, ale także świadectwo rozwoju technologii i inżynierii w XXI wieku.