超高层办公建筑垂直交通系统设计研究

楼正

（广东博意建筑设计院有限公司杭州分公司 浙江杭州 311215）

前言

超高层建筑的形体特质决定了其内部交通中垂直交通所占权重远远大于水平交通。目前技术下，垂直交通主要依赖电梯系统和楼梯来保持正常运转，又以电梯系统最为重要。由于专业侧重点不同，建筑师在方案设计初期较少有结合电梯系统设计的意识。因此要求设计人员在超高层办公建筑设计中应具备相关的知识储备，在设计前期加强与专业电梯公司的沟通，系统地分析电梯系统与建筑设计的关系，将有助于提升建筑的品质和使用效率。

1 超高层建筑垂直交通系统概述

1.1 明确电梯系统的设计标准

电梯系统设计的前提是综合各方需求，与业主共同明确、拟定电梯系统的设计标准。根据楼宇典型交通流量统计，基于一个或多个假设的交通高峰，以满足其运行最大负荷为标准，对电梯系统的数量、载重、梯速、控制方式等相关要素进行系统配置。

1.2 电梯系统的组成

在超高层建筑向着高密度、多业态发展的今天，垂直交通的需求也趋向复杂，需要在最初即对人流进行分流与引导。电梯系统除了主体塔楼核心筒内的多组区间客梯，还包括消防电梯、货梯、车库梯、门厅层的自动扶梯等，分别对应不同的服务楼层与人群。

高层建筑的区间客梯在地面层具有末端效应，使用人数最多，进出最为频繁。如果区间客梯服务至地下车库，将增加往返行程，增加门厅层的呼叫等待时间，相当于分流了地面层的载客能力，从而降低了区间客梯的服务标准。因此，条件允许时，建议在超高层办公建筑的地面层另设服务于地下室的车库梯，与区间客梯相互独立，将两部分人流限定在门厅层转换，保证效率和管理需求。

塔楼核心筒内的区间客梯，服务楼层较为明确，需要注意的是，与每层设站的消防梯和货梯（通常兼用）不同，火灾情况下，区间客梯将停止使用，故其在避难层不设站，避难层外的区间内每层设站。

2 超高层建筑垂直交通系统设计

2.1 普通多区系统

当建筑楼层层数达到25层以上时，如果电梯层层停靠，则运行周期长，人在轿厢内停留的时间变长，运转效率变低，会导致需要的电梯数不断增多。普通多区系统结合建筑的层数、高度以及功能，来对超高层建筑进行竖向分区。一般将建筑分为低、中、高电梯分区，每个分区结合避难层设置，故分区层数一般不超过15层。多区电梯系统在竖向上分为不同区域，各区由不同容量和梯速的电梯服务，以满足使用需求。高区电梯由于运行距离较长，梯速比低区电梯更快。（常用梯速高区6.0m/s，低区4.0m/s）。

随着高层建筑高度不断增加，人员密度增多，所需电梯数量也增多。如果还是采用多区电梯系统，底层井道面积进一步加大，将使楼体底部最为宝贵的净有效面积越来越少。

2.2 双层轿厢电梯系统

为了提高单井道电梯的运输能力，双层轿厢电梯应运而生，它把两部电梯以层高的距离上下叠合，乘客分层同时上下，由此可以在不增加电梯井和电梯厅的前提下成倍提高电梯的运输容量。

但双轿厢电梯也有其局限性，其要求建筑每层层高一致，还要求乘客遵守单、双数楼层上下，停靠站数少一半，运行时间缩短。双轿厢电梯停层方式为跃层设站，若要从奇数层去偶数层，则存在困难，如果层层设站，则可能一个轿厢在开门进出乘客的时候，另一轿厢由于没有进出需求，其中的乘客需要忍受电梯停站。

2.3 空中大堂电梯系统

高度在200m以内的超高层建筑，使用双层轿箱电梯效力显著，再高则电梯上下运行时间增长、效力降低。如果把高于50层的高层建筑分段处理，先把上50层以上的人员用快速直达电梯（穿梭电梯）从底层送到50层以上的一个“空中大堂层”，在此改乘区间电梯上达目的层，就可加快电梯运行速度，并使上下两段区间的电梯井对齐，节省电梯井占用面积。蒂森克虏伯电梯公司建议建筑在250m或50层以上时，才考虑空中大堂电梯系统。

穿梭电梯指将大量人流一次提升运送至空中大堂层的电梯，中间不设其它停站层。因此在竖向楼层的中间一层或多层设置空中转换大堂，将建筑从高度上分成多个区域，由底层电梯厅分乘不同高速穿梭电梯可以将人员有效的分流，提高交通运行效率。

2.4 双子电梯系统

双子电梯系统与双层轿箱电梯类似，具有使用同一电梯井道的上下双层轿箱。不同的是，上下轿箱相对独立，拥有各自独立的主机、控制系统、对重及钢丝绳，但共用导轨和厅门，上下轿厢可以以不同速度向不同方向运行。双子电梯系统增大了电梯组的运送能力，提高了运送速度。相同运力下，可使得井道数减少1/3，增加了每层的可租售面积。

通过采用双子电梯系统代替传统单轿厢电梯系统，我们可以改善交通流量运行效果，降低乘客的平均等候时间和平均到站时间，并减少井道数，缩减了核心筒面积，增加了超高层建筑的实际使用面积，获得了良好的投资收益。

3 结语

不久的将来，超高层办公建筑将更加高密度和多功能化，超高层建筑中的垂直交通系统与其他设备系统一样，都是建筑的重要组成部分，并有可能成为建筑设计的重要出发点。

垂直交通技术是人类向高空发展的核心支撑，建筑师在设计前期尽早咨询电梯行业顾问，进行垂直交通的专项研究，采用合理、经济的垂直交通分区方式，可以在核心筒尺寸确定之前，深入比较不同电梯系统对建筑空间的影响，做出更为全面的决策。进行垂直交通系统设计研究，对指导超高层办公建筑方案设计具有重大意义。

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