超高层建筑中的垂直交通设计

超高层建筑中的垂直交通设计

熊琛

熊琛

中国轻工业长沙工程有限公司

摘要：大型综合性超高层建筑的电梯配置分析及电梯选定是非常复杂的，作为建筑师应当了解和掌握一定的分析计算的原理和基本方法，根据项目的使用性质及规模等组织研究、分析计算，恰当地选用电梯的台数、载重、运行速度及控制方式。

关键词：超高层建筑流量分析配置设计

1超高层建筑

在我国建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。本文以我院规划、设计的长沙高新区军民融合科技创新产业园----1#栋研发楼项目作为案例进行分析。本案例总建筑面积104426.68m2，由A、B两座塔楼组成，其中A座为超高层，地上33层，标准层层高4.1m，标准层建筑面积1989m2，总建筑面积65637m2。

2电梯的布置方式

一般而言，超高层电梯应集中设置于标准层边缘或核心，电梯群宜采用分层或分区设置。结合本案基本情况，我们采取了高、低区分区的设计，其中1—17F为低层区，18—33F为高区。共计12部垂直交通电梯（不含消防电梯及货梯）。该设计不仅对乘客进行了分流，而且还可以将低区机房的上部及高区候梯厅的下部空间作为公共空间使用，有效的利用了公共空间，详见图1。

图1

3电梯的配置原则及流量分析

3.1配置原则

根据《全国民用建筑工程设计技术措施规划、建筑、景观》（2009）相关要求做为设计参考，本案超高层电梯配置原则为：（1）电梯数量（常用级）配备需要保证每台电梯服务的办公楼面积不超过5000m2（或300人/台）。（2）电梯的5分钟输送能力在11％～15％之间。（3）平均候梯时间不超过40s。

3.2电梯的数量、载重、速度的选择与确定

根据本案实际情况，初步估算电梯数量为（1989*31）/5000=12台。方案阶段初步在低区设置了6台电梯，载重量为1600kg，满载人数21人，速度3.0m/s，高区设置了6电梯，载重量为1600kg，满载人数21人，速度4.0m/s。在预选了电梯数量及规格后，对电梯的数量、载重、速度等进行复核计算，以确定是否满足超高层电梯配置原则的要求。

3.2.1一般电梯流量分析及选型的基本步骤

计算建筑物的交通规模→估算客流集中率→计算电梯使用人数→选定电梯服务方式→预选电梯规格、台数→计算运行一周时间→计算输送能力、平均运行间隔→分析计算结果。

（1）建筑物的交通规模是指对建筑物内常有人数的统计。根据办公建筑设计规范，本案使用面积按10m2/人考虑，办公使用面积按建筑面积的70%计算。因此本案例办公总人数为：低区=1989*15×0.7/10=2089人，高区=1989*16×0.7/10=2228人。

（2）客流集中率是指单位时间内要输送的人数与建筑物内的总人数之比。本案例大楼为出租办公楼，客流集中率选用11%～15%。

（3）电梯使用人数是指电梯在运行中，轿厢内的常有人数。分为电梯上行时的乘客人数（PU）和电梯下行时的乘客人数（PD）。PU=电梯额定人数×上行满载系数；PD=电梯额定人数×下行满载系数。上行满载系数一般取轿厢满载人数的80%。

（4）电梯的服务方式分为单程快行、单程区间快行、各层服务或隔层服务、往返区间快行、单程高层服务、单程低层服务六种。在办公建筑中，一般上、下班以及中午时刻会出现客流高峰。因此，在计算电梯五分钟运载能力时电梯通常按上班高峰时单程快行考虑，假设下行没有乘客（下行满载系数为0），下行为快行区间。

（5）预选电梯规格、台数，即在计算往返一周时间之前，初选电梯的额定载重量（额定载客人数）、额定速度、控制方式等，并初步确定电梯的数量。前文已估算出本案例电梯数量、速度及载重。

（6）电梯运行一周时间是在上行高峰情况下，电梯在基站让乘客进入后，上、下运行服务完毕，又回到基层站让乘客离去所经历的时间，用RTT表示。计算公式如下：RTT=（2×电梯行程/电梯额定速度）+附加时间（s），其中附加时间可根据办公建筑附加时间曲线表查得。本案RTT（低区）=2×（16×4.1）/3.0+130=174s，本案RTT（高区）=2×（32×4.1）/4.0+135=201s。

（7）计算电梯输送能力。输送能力指5分钟内建筑物内电梯输送的人数与建筑物内总人数之比。当大于或等于客流集中率时，表明输送能力满足交通需要。根据相关计算公式如下得出本案例单台电梯5分钟输送能力：P5（低区）=300（21×0.8+21×0）/174=29（人），P5（高区）=300（21×0.8+21×0）/201=25（人）

本案电梯输送能力：低区=（6×29）/2089×100%=8.3%，高区=（6×25）/2228×100%=6.7%。

（8）平均运行间隔时间指乘客的平均候梯时间，计算方法：（一周时间RTT）/（电梯数量），因此本案例平均运行间隔时间为：低区=174/6=29s，高区=201/6=33.5s。

（9）从计算结果分析，本案电梯输送能力指标距客流集中率不大于11％～15％的要求还有些差距，平均候梯时间都控制在40s以内，符合要求，服务质量良好。针对运力不足的结果，我们考虑在电梯控制方式上采用微机电梯控制系统，以提高运送能力。另外，本案还设有两台载重量均为1600kg的消防电梯同时服务于低区和高区，在客流高峰时段可以承担一部客流输送，弥补客梯运载能力的不足的缺陷。

4结语

大型综合性超高层建筑的电梯配置分析及电梯选定是非常复杂的，一般由专业公司通过计算完成。本案例建筑使用性质比较单一，通过简单的电梯配置的研究计算，本人认为作为建筑师应当了解和掌握一定的分析计算的原理和基本方法，根据项目的使用性质及规模等组织研究、分析计算，恰当地选用电梯的台数、载重、运行速度及控制方式。

参考文献：

[1]建筑设计电梯选型与配置实用指南/朱德文，梁质林著.北京：机械工业出版社，2005，4

[2]全国民用建筑工程设计技术措施：2009年版.规划、建筑、景观/住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院编.-北京：中国计划出版社，2010.2

[3]黄军威.高层建筑中电梯选型、配置与设计方法[J].甘肃科技，2010（11）