淺析超高層辦公建筑核心筒電梯設計

佘俊濤

一、 超高層辦公建筑電梯的發展現狀及其設計原則

超高層辦公建筑在當今的城市發展中越來越占據著重要的地位，而隨著建筑高度和層數的不斷攀升，電梯系統已成為現代超高層辦公建筑不可或缺的交通核心。目前，關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、電梯參數與控制方法的研究，很少涉及電梯系統在超高層辦公建筑核心筒中的配置與分區方式這一方面，所以很多設計師在進行超高層辦公建筑的核心筒設計時，由于缺乏相關的系統理論支持，往往僅憑經驗設計，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量和布置方式進行淺析，從建筑設計方法的角度豐富電梯設計的理論體系。

一般超高層電梯的設計原則為：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，盡可能節省交通系統所占用的空間，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計的方法分析

現今，超高層辦公建筑在各大城市的CBD中央商務區中都是不可或缺的城市地標，一棟優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的電梯將是建筑平面中最重要的一環，從建筑設計方面入手，一般分為三個步驟，確定電梯數量、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量及參數指標

影響電梯交通性能的主要參數有：額定載重量、額定速度。

額定載重量與電梯服務人數以及服務樓層面積有關。常用的載重量有：800kg、1000kg、1350kg、1600kg、2000kg，其對應的載客人數為：8個、10個、13個、16個、21個；在設計初期可根據建筑面積、辦公有效使用面積或者辦公人數確定電梯的數量（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 數量 額定載重量（kg）和乘客人數（人） 額定速度（m/s）

經濟級 常用級 舒適級 豪華級

辦公 按建筑面積 6000

m2/臺 5000

m2/臺 4000

m2/臺 <2000 m2/臺 8 10 13 16 21 0.63，1.00，1.60，

2.50

3.50

按辦公有效使用面積 3000

m2/臺 2500

m2/臺 2000

m2/臺 <1000 m2/臺

按人數 350

人/臺 300

人/臺 250

人/臺 <250

人/臺

表1電梯數量設計方法匯總表

而額定速度則與電梯服務高度有關，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系（見圖1），一般當候梯時間超過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質量的評價。所以一般會以乘客在轎廂內停留的時間為標準，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 電梯各段時間關系示意圖

2、電梯的平面布置方式

根據不同的建筑平面輪廓，其內部的電梯有不同的組合模式。超高層辦公建筑的體型受結構體系的合理性所限，當建筑的面寬越大，建筑物所受到的風荷載，結構體系也越復雜，造價也越高；反之，結構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.并聯式

電梯組并聯在一起，核心筒內形成相對獨立的多條通道的布置形式，可分單組并聯和多組并聯。

圖2 廣晟國際廣場平面圖圖3 北京國貿三期塔樓

特點：單組并聯時，一般單側并排的電梯數不超過4臺。多組并聯時，如單側并排的電梯數不多（6臺或以下），候梯廳可合用；若單側并排的電梯數較多，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，以區分不同的功能區，如北京國貿三期塔樓（圖3）。并聯式常見于矩形、多邊形、圓形、不規則形等平面。

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，對結構不利，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比較少，候梯廳無范圍限制，可容納的等候人數多，如從不同功能區進入時，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，短邊一側或全部候梯廳為凹室式，同時電梯組之間分區比較明確，可以有效避免人員的干擾，利于疏散。由于各候梯廳之間并不相通，因此適用于功能分區明確的高層建筑。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。可分為“L”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式和并聯式，各候梯廳相互連通，雖方便了不同電梯組人員之間的轉換，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，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較多，適用于建筑高度較高、電梯分區較多的高層建筑。

e.組合式

各電梯組之間的組合排列兼有串聯式、并聯式、周邊式、垂直式、相交式中的兩種或以上的布置形式。此形式結構復雜，所需的面積空間較大，適用于電梯分組復雜、核心筒面積較大的建筑類型，如上海中心的設計方案（圖9）。

圖9 上海中心方案設計

特點：選取的組合方式不同，會兼有不同形式各自的特點。因組合后的結構復雜，電梯組數多，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，功能分區明確，特別是功能分區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和層數為25層及以上的高層公共建筑的乘客電梯宜分層（奇數、偶數層）停靠或宜按低區、中區、高區運行，超高層建筑的乘客電梯應分層、分區停靠；分區宜以建筑高度50m或10-12個電梯停站為一個區，第1個50m采用1.75m/s的常規速度，然后每隔50m升一級，每升一級速度加1.00m/s-1.5m/s；分區時應，同時上區層數應少些，下區層數應多些。

超高層辦公建筑電客梯配置可分為直達模式和轉換模式兩種，直達模式按分區可分為分層模式和分區模式，按停站可分為每層停靠模式、隔層停靠模式和快行區間服務模式（見圖10、11、12）。

圖10 分區運行停站示意圖 圖11 分層運行停站示意圖

圖12 轉換模式停站示意圖

從空間使用效率上考慮，轉換模式的上部電梯井道可以疊加在下部井道之上，從而節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，但采用轉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

從經濟性考慮，快行區間越多，平均每臺電梯的服務樓層數越少，越不經濟。采用轉換模式，穿梭梯的運輸區段可以代替多個快行區間，更高速高效地運輸人流到達目標區段，從而有效減少服務建筑上部的電梯的快行區間，提高每臺電梯的服務樓層數，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，轉換模式在轉換過程中需要從穿梭梯的電梯廳步行到新的候梯廳，將會花費額外的時間。而且在轉換過程中，不熟悉的乘客甚至會有迷路的情況出現，其便捷性遠遠低于直達模式。

根據以上從空間、經濟性和使用者角度上的分析，歸納了直達模式與轉換模式的特點以及常用電梯的參數（詳表2）.

直達模式 轉換模式

特點 1、 直接到達目的樓層

2、 停靠層數多

3、 有連續短行駛區間

4、 乘客數增加對可能停靠站數有影響 1、 需通過中轉才能到達目的樓層

2、 停靠層數少

3、 無連續短行駛區間

4、 乘客數增加對可能停靠站數無影響

5、 不同區間段內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（通常從底部抵達轉換層控制在30-50s以內）

電梯常用載重量 1000kg、1350 kg、1600 kg、1800 kg 1600 kg、1800 kg、2000 kg、2250 kg、2500 kg或者以上載重量轎廂疊加使用的雙層轎廂

表2 直達模式與轉換模式對比表

三、結語

本文通過對電梯的技術參數、建筑平面核心筒內電梯的水平和豎向布置案例進行了歸類分析，總結出不同布置方案的優缺點、適用性，對超高層辦公建筑核心筒電梯設計提供理論上的依據；并根據自己的工作方式提供了一套自我總結基本的步驟（確定電梯數量、平面布置方式和豎向停站方案）以供各位同行參考。