淺析超高層辦公建筑核心筒電梯設(shè)計

1、    淺析超高層辦公建筑核心筒電梯設(shè)計    佘俊濤一、 超高層辦公建筑電梯的發(fā)展現(xiàn)狀及其設(shè)計原則超高層辦公建筑在當(dāng)今的城市發(fā)展中越來越占據(jù)著重要的地位，而隨著建筑高度和層數(shù)的不斷攀升，電梯系統(tǒng)已成為現(xiàn)代超高層辦公建筑不可或缺的交通核心。目前，關(guān)于超高層辦公建筑電梯的各方面研究有很多，但主要是基于自動控制、電梯參數(shù)與控制方法的研究，很少涉及電梯系統(tǒng)在超高層辦公建筑核心筒中的配置與分區(qū)方式這一方面，所以很多設(shè)計師在進行超高層辦公建筑的核心筒設(shè)計時，由于缺乏相關(guān)的系統(tǒng)理論支持，往往僅憑經(jīng)驗設(shè)計，存在一定的盲目性，因此本文將對電梯在超高層辦公建筑核心筒的數(shù)量

2、和布置方式進行淺析，從建筑設(shè)計方法的角度豐富電梯設(shè)計的理論體系。一般超高層電梯的設(shè)計原則為：能滿足大量人流的交通運輸需求，使乘客可以快速、便捷地到達目的地，盡可能節(jié)省交通系統(tǒng)所占用的空間，提高建筑的實用率，有效控制交通運輸工具的運行成本。二、超高層辦公建筑核心筒電梯設(shè)計的方法分析現(xiàn)今，超高層辦公建筑在各大城市的cbd中央商務(wù)區(qū)中都是不可或缺的城市地標，一棟優(yōu)秀的建筑將成為一個城市名片，能給予游客們留下深刻的印象。而評價一棟建筑的好壞不僅僅只是外觀，還要考慮內(nèi)部實際的使用功能是否合理、舒適，滿足各類使用者的需求。因此如何配置超高層辦公建筑核心筒內(nèi)的電梯將是建筑平面中最重要的一環(huán)，從建筑設(shè)計方面入

3、手，一般分為三個步驟，確定電梯數(shù)量、平面布置方式和豎向停站方案。1、確定超高層辦公建筑的電梯數(shù)量及參數(shù)指標影響電梯交通性能的主要參數(shù)有：額定載重量、額定速度。額定載重量與電梯服務(wù)人數(shù)以及服務(wù)樓層面積有關(guān)。常用的載重量有：800kg、1000kg、1350kg、1600kg、2000kg，其對應(yīng)的載客人數(shù)為：8個、10個、13個、16個、21個；在設(shè)計初期可根據(jù)建筑面積、辦公有效使用面積或者辦公人數(shù)確定電梯的數(shù)量（見表1），對于超高層辦公建筑而言，一般會選用1600kg的客梯。標準建筑類別 數(shù)量 額定載重量（kg）和乘客人數(shù)（人） 額定速度（m/s）經(jīng)濟級 常用級 舒適級 豪華級辦公 按建筑面積

4、 6000m2/臺 5000m2/臺 4000m2/臺 2.503.50按辦公有效使用面積 3000m2/臺 2500m2/臺 2000m2/臺 按人數(shù) 350人/臺 300人/臺 250人/臺 <250人/臺表1電梯數(shù)量設(shè)計方法匯總表而額定速度則與電梯服務(wù)高度有關(guān)，常用額定速度有：2.5m/s、3.5m/s、4.0m/s、5.0m/s、6.0m/s、7.0m/s、8.0m/s。乘客心理的煩躁程度與候梯時間的長短有很大的關(guān)系（見圖1），一般當(dāng)候梯時間超過60s時其心理煩躁程度會急劇上升；客梯停站較多，長時間未到達目的樓層，也會降低乘客對客梯服務(wù)質(zhì)量的評價。所以一般會以乘客在轎廂內(nèi)停留的時

5、間為標準，一般采用1min較為理想，1.5-2.0min為極限來選定電梯的額定速度。圖1 電梯各段時間關(guān)系示意圖2、電梯的平面布置方式根據(jù)不同的建筑平面輪廓，其內(nèi)部的電梯有不同的組合模式。超高層辦公建筑的體型受結(jié)構(gòu)體系的合理性所限，當(dāng)建筑的面寬越大，建筑物所受到的風(fēng)荷載，結(jié)構(gòu)體系也越復(fù)雜，造價也越高；反之，結(jié)構(gòu)體系和造價都會相對合理；同時還要求建筑平面的長寬比值越接近1越好；所以現(xiàn)今的超高層辦公建筑的平面形狀以塔式為主。以下對塔式外形的核心筒電梯布置方案進行歸類分析。a.并聯(lián)式電梯組并聯(lián)在一起，核心筒內(nèi)形成相對獨立的多條通道的布置形式，可分單組并聯(lián)和多組并聯(lián)。圖2 廣晟國際廣場平面圖圖3 北京

6、國貿(mào)三期塔樓特點：單組并聯(lián)時，一般單側(cè)并排的電梯數(shù)不超過4臺。多組并聯(lián)時，如單側(cè)并排的電梯數(shù)不多（6臺或以下），候梯廳可合用；若單側(cè)并排的電梯數(shù)較多，通常會在兩組之間留有通道，如廣晟國際廣場平面圖（圖2）；為避免人流干擾，一般中間有分隔，各候梯廳不相通，以區(qū)分不同的功能區(qū)，如北京國貿(mào)三期塔樓（圖3）。并聯(lián)式常見于矩形、多邊形、圓形、不規(guī)則形等平面。b.周邊式電梯組沿核心筒外壁布置，各電梯直接朝向核心筒外。此方式核心筒外壁開洞過多，對結(jié)構(gòu)不利，因此并不見，常用于核心筒外壁有一定長度，非弧形的建筑。如北京銀泰中心塔樓（圖4）。特點：周邊式可容納的電梯組數(shù)比較少，候梯廳無范圍限制，可容納的等候人數(shù)多

7、，如從不同功能區(qū)進入時，路徑清晰，視線識別性強，是水平向步行距離最短的布置方式；但如果不是從不同功能區(qū)進入，人員需要繞行核心筒外部空間，人員干擾比較大。此方式一般多用于穿梭電梯，直達電梯比較少見。圖4北京銀泰中心塔樓c.垂直式各電梯組相互垂直布置，不同的候梯空間互不相通且垂直于核心筒外壁的布置形式。垂直式多用于方形、三角形且兩個垂直方向邊長都較長的平面，如東盟國際商貿(mào)物流中心（圖5）和招商銀行深圳分行大廈（圖6）。圖5東盟國際商貿(mào)物流中心 圖6 招商銀行深圳分行大廈特點：候梯空間分兩到三個方向進入，短邊一側(cè)或全部候梯廳為凹室式，同時電梯組之間分區(qū)比較明確，可以有效避免人員的干擾，利于疏散。由于

8、各候梯廳之間并不相通，因此適用于功能分區(qū)明確的高層建筑。垂直式一般為三組電梯組，而且常見于高度不超過200米的高層建筑。d.相交式多個電梯組之間垂直或成角度布置，各候梯廳可相互連通的布置形式?？煞譃椤發(fā)”字型（圖7）、“t”字型（圖8）、“十”字型和“y”字型等。圖7 廣東國際大廈 圖8萬菱匯辦公塔樓特點：電梯組的候梯空間垂直于核心筒各邊外墻，交通組織清晰度不如串聯(lián)式和并聯(lián)式，各候梯廳相互連通，雖方便了不同電梯組人員之間的轉(zhuǎn)換，卻也造成了人流的干擾；如通過人為措施進行人流分離，則會造成人員繞行核心筒外側(cè)，增加行走的距離。此布置方式最大化地利用了核心筒各邊作為進入候梯廳的路徑，同時可容納電梯組數(shù)

9、較多，適用于建筑高度較高、電梯分區(qū)較多的高層建筑。e.組合式各電梯組之間的組合排列兼有串聯(lián)式、并聯(lián)式、周邊式、垂直式、相交式中的兩種或以上的布置形式。此形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需的面積空間較大，適用于電梯分組復(fù)雜、核心筒面積較大的建筑類型，如上海中心的設(shè)計方案（圖9）。圖9 上海中心方案設(shè)計特點：選取的組合方式不同，會兼有不同形式各自的特點。因組合后的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電梯組數(shù)多，核心筒所占面積較大，且核心筒各向皆有通道，不利于尋路，適用于標準層面積較大，不只一個防火分區(qū)，功能分區(qū)明確，特別是功能分區(qū)較多的大型超高層建筑綜合體。3、電梯的豎向停站方案一般建筑高度超過75m和層數(shù)為25層及以上的高層公共建筑的乘

10、客電梯宜分層（奇數(shù)、偶數(shù)層）?？炕蛞税吹蛥^(qū)、中區(qū)、高區(qū)運行，超高層建筑的乘客電梯應(yīng)分層、分區(qū)停靠；分區(qū)宜以建筑高度50m或10-12個電梯停站為一個區(qū)，第1個50m采用1.75m/s的常規(guī)速度，然后每隔50m升一級，每升一級速度加1.00m/s-1.5m/s；分區(qū)時應(yīng)，同時上區(qū)層數(shù)應(yīng)少些，下區(qū)層數(shù)應(yīng)多些。超高層辦公建筑電客梯配置可分為直達模式和轉(zhuǎn)換模式兩種，直達模式按分區(qū)可分為分層模式和分區(qū)模式，按停站可分為每層?？磕Ｊ健⒏魧油？磕Ｊ胶涂煨袇^(qū)間服務(wù)模式（見圖10、11、12）。圖10 分區(qū)運行停站示意圖 圖11 分層運行停站示意圖圖12 轉(zhuǎn)換模式停站示意圖從空間使用效率上考慮，轉(zhuǎn)換模式的上部電

11、梯井道可以疊加在下部井道之上，從而節(jié)省了下部的交通空間，核心筒的利用率更加高效，如萬菱匯（圖13）和富力盈凱廣場（圖14），兩者的面積相當(dāng)，但采用轉(zhuǎn)換模式的富力盈凱廣場的辦公電梯面積相對較少。圖13萬菱匯 圖14 富力盈凱廣場從經(jīng)濟性考慮，快行區(qū)間越多，平均每臺電梯的服務(wù)樓層數(shù)越少，越不經(jīng)濟。采用轉(zhuǎn)換模式，穿梭梯的運輸區(qū)段可以代替多個快行區(qū)間，更高速高效地運輸人流到達目標區(qū)段，從而有效減少服務(wù)建筑上部的電梯的快行區(qū)間，提高每臺電梯的服務(wù)樓層數(shù)，減少電梯的投資。但是，穿梭電梯往往采用高速、大載重量梯型，其成本與日后運營成本較高。從使用者的角度來考慮，轉(zhuǎn)換模式在轉(zhuǎn)換過程中需要從穿梭梯的電梯廳步行到

12、新的候梯廳，將會花費額外的時間。而且在轉(zhuǎn)換過程中，不熟悉的乘客甚至?xí)忻月返那闆r出現(xiàn)，其便捷性遠遠低于直達模式。根據(jù)以上從空間、經(jīng)濟性和使用者角度上的分析，歸納了直達模式與轉(zhuǎn)換模式的特點以及常用電梯的參數(shù)（詳表2）.直達模式 轉(zhuǎn)換模式特點 1、 直接到達目的樓層2、 ?？繉訑?shù)多3、 有連續(xù)短行駛區(qū)間4、 乘客數(shù)增加對可能?？空緮?shù)有影響 1、 需通過中轉(zhuǎn)才能到達目的樓層2、 停靠層數(shù)少3、 無連續(xù)短行駛區(qū)間4、 乘客數(shù)增加對可能停靠站數(shù)無影響5、 不同區(qū)間段內(nèi)電梯井道可豎向疊加，占用核心筒面積相對較少電梯常用速度 2.5m/s、3.0 m/s、3.5 m/s、 4 m/s、5 m/s、6 m/s 5 m/s、6 m/s、7 m/s、8 m/s、9 m/s、10 m/s（通常從底部抵達轉(zhuǎn)換層控制在30-50s以內(nèi)）電梯常用載重量 1000kg、1350 kg、1600 kg、1800 kg 1600 kg、1800 kg、2000 kg、2250 k