超高層辦公建筑垂直交通系統設計研究

樓正

（廣東博意建筑設計院有限公司杭州分公司 浙江杭州 311215）

前言

超高層建筑的形體特質決定了其內部交通中垂直交通所占權重遠遠大于水平交通。目前技術下，垂直交通主要依賴電梯系統和樓梯來保持正常運轉，又以電梯系統最為重要。由于專業側重點不同，建筑師在方案設計初期較少有結合電梯系統設計的意識。因此要求設計人員在超高層辦公建筑設計中應具備相關的知識儲備，在設計前期加強與專業電梯公司的溝通，系統地分析電梯系統與建筑設計的關系，將有助于提升建筑的品質和使用效率。

1 超高層建筑垂直交通系統概述

1.1 明確電梯系統的設計標準

電梯系統設計的前提是綜合各方需求，與業主共同明確、擬定電梯系統的設計標準。根據樓宇典型交通流量統計，基于一個或多個假設的交通高峰，以滿足其運行最大負荷為標準，對電梯系統的數量、載重、梯速、控制方式等相關要素進行系統配置。

1.2 電梯系統的組成

在超高層建筑向著高密度、多業態發展的今天，垂直交通的需求也趨向復雜，需要在最初即對人流進行分流與引導。電梯系統除了主體塔樓核心筒內的多組區間客梯，還包括消防電梯、貨梯、車庫梯、門廳層的自動扶梯等，分別對應不同的服務樓層與人群。

高層建筑的區間客梯在地面層具有末端效應，使用人數最多，進出最為頻繁。如果區間客梯服務至地下車庫，將增加往返行程，增加門廳層的呼叫等待時間，相當于分流了地面層的載客能力，從而降低了區間客梯的服務標準。因此，條件允許時，建議在超高層辦公建筑的地面層另設服務于地下室的車庫梯，與區間客梯相互獨立，將兩部分人流限定在門廳層轉換，保證效率和管理需求。

塔樓核心筒內的區間客梯，服務樓層較為明確，需要注意的是，與每層設站的消防梯和貨梯（通常兼用）不同，火災情況下，區間客梯將停止使用，故其在避難層不設站，避難層外的區間內每層設站。

2 超高層建筑垂直交通系統設計

2.1 普通多區系統

當建筑樓層層數達到25層以上時，如果電梯層層停靠，則運行周期長，人在轎廂內停留的時間變長，運轉效率變低，會導致需要的電梯數不斷增多。普通多區系統結合建筑的層數、高度以及功能，來對超高層建筑進行豎向分區。一般將建筑分為低、中、高電梯分區，每個分區結合避難層設置，故分區層數一般不超過15層。多區電梯系統在豎向上分為不同區域，各區由不同容量和梯速的電梯服務，以滿足使用需求。高區電梯由于運行距離較長，梯速比低區電梯更快。（常用梯速高區6.0m/s，低區4.0m/s）。

隨著高層建筑高度不斷增加，人員密度增多，所需電梯數量也增多。如果還是采用多區電梯系統，底層井道面積進一步加大，將使樓體底部最為寶貴的凈有效面積越來越少。

2.2 雙層轎廂電梯系統

為了提高單井道電梯的運輸能力，雙層轎廂電梯應運而生，它把兩部電梯以層高的距離上下疊合，乘客分層同時上下，由此可以在不增加電梯井和電梯廳的前提下成倍提高電梯的運輸容量。

但雙轎廂電梯也有其局限性，其要求建筑每層層高一致，還要求乘客遵守單、雙數樓層上下，停靠站數少一半，運行時間縮短。雙轎廂電梯停層方式為躍層設站，若要從奇數層去偶數層，則存在困難，如果層層設站，則可能一個轎廂在開門進出乘客的時候，另一轎廂由于沒有進出需求，其中的乘客需要忍受電梯停站。

2.3 空中大堂電梯系統

高度在200m以內的超高層建筑，使用雙層轎箱電梯效力顯著，再高則電梯上下運行時間增長、效力降低。如果把高于50層的高層建筑分段處理，先把上50層以上的人員用快速直達電梯（穿梭電梯）從底層送到50層以上的一個“空中大堂層”，在此改乘區間電梯上達目的層，就可加快電梯運行速度，并使上下兩段區間的電梯井對齊，節省電梯井占用面積。蒂森克虜伯電梯公司建議建筑在250m或50層以上時，才考慮空中大堂電梯系統。

穿梭電梯指將大量人流一次提升運送至空中大堂層的電梯，中間不設其它停站層。因此在豎向樓層的中間一層或多層設置空中轉換大堂，將建筑從高度上分成多個區域，由底層電梯廳分乘不同高速穿梭電梯可以將人員有效的分流，提高交通運行效率。

2.4 雙子電梯系統

雙子電梯系統與雙層轎箱電梯類似，具有使用同一電梯井道的上下雙層轎箱。不同的是，上下轎箱相對獨立，擁有各自獨立的主機、控制系統、對重及鋼絲繩，但共用導軌和廳門，上下轎廂可以以不同速度向不同方向運行。雙子電梯系統增大了電梯組的運送能力，提高了運送速度。相同運力下，可使得井道數減少1/3，增加了每層的可租售面積。

通過采用雙子電梯系統代替傳統單轎廂電梯系統，我們可以改善交通流量運行效果，降低乘客的平均等候時間和平均到站時間，并減少井道數，縮減了核心筒面積，增加了超高層建筑的實際使用面積，獲得了良好的投資收益。

3 結語

不久的將來，超高層辦公建筑將更加高密度和多功能化，超高層建筑中的垂直交通系統與其他設備系統一樣，都是建筑的重要組成部分，并有可能成為建筑設計的重要出發點。

垂直交通技術是人類向高空發展的核心支撐，建筑師在設計前期盡早咨詢電梯行業顧問，進行垂直交通的專項研究，采用合理、經濟的垂直交通分區方式，可以在核心筒尺寸確定之前，深入比較不同電梯系統對建筑空間的影響，做出更為全面的決策。進行垂直交通系統設計研究，對指導超高層辦公建筑方案設計具有重大意義。

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