高層建筑超高速電梯通氣孔設(shè)置探討

朱崢彧

（南京江北新區(qū)建設(shè)工程設(shè)計(jì)施工圖審查中心，江蘇 南京 210019）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，現(xiàn)代化高層建筑在我們身邊越來越多，而電梯作為建筑物垂直交通的主要工具，在高層建筑中顯得更為重要。電梯按速度可分為低速電梯（1m/s 以下）、快速電梯（1 ～2m/s）和高速電梯（2m/s 以上），超高速電梯（5m/s 以上）。

超高層建筑中往往設(shè)置有多臺(tái)超高速電梯，高速運(yùn)行的電梯像活塞一樣，壓縮前方空氣并很快會(huì)產(chǎn)生噪音，暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在電梯井道設(shè)置一定數(shù)量的通氣孔，有效、快速、安全地將電梯井道的壓縮空氣排除，并消除噪音和振動(dòng)，保證電梯的正常運(yùn)行。

1 有關(guān)規(guī)范對(duì)電梯井道通氣口設(shè)置的要求

1.1 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》(新版2016 年7 月1 日實(shí)施)GB7588-2003(2015)

5.2.1.1 全封閉的井道。建筑物中，要求井道有助于防止火焰蔓延，該井道應(yīng)由無孔的墻、底板和頂板完全封閉起來。只允許有下述開口：（1）層門開口；（2）通往井道的檢修門、井道安全門以及檢修活板門的開口；（3）火災(zāi)情況下，氣體和煙霧的排氣孔；（4）通風(fēng)孔；（5）井道與機(jī)房或與滑輪間之間必要的功能性開口；（6）根據(jù)5.6，電梯之間隔板上的開孔。

表1

5.2.3 井道的通風(fēng)。井道應(yīng)適當(dāng)通風(fēng)，井道不能用于非電梯機(jī)房的通風(fēng)。注：在沒有相關(guān)的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)情況下，建議井道頂部的通風(fēng)口面積至少為井道截面積的1%。

1.2 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014)

6.2.9 建筑內(nèi)的電梯井等豎井應(yīng)符合下列規(guī)定：電梯井應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，井內(nèi)嚴(yán)禁敷設(shè)可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體管道，不應(yīng)敷設(shè)與電梯無關(guān)的電纜、電線等。電梯井的井壁除設(shè)置電梯門、安全逃生門和通氣孔洞外，不應(yīng)設(shè)置其他開口。

2 超高速電梯產(chǎn)生噪聲原因及處理辦法

高速電梯轉(zhuǎn)換周圍空氣的速度通常比周圍環(huán)境能夠轉(zhuǎn)移這些被置換的空氣速度要快，空氣具有黏性和可被壓縮的特性，當(dāng)電梯在井道內(nèi)高速運(yùn)行時(shí)，會(huì)將與電梯運(yùn)行的相反方向的空氣“吸”進(jìn)來，同時(shí)壓縮電梯前進(jìn)方向的空氣，當(dāng)找到一處可能的縫隙（包括廳門門縫）時(shí)，這些被壓縮的空氣就會(huì)被擠出去，產(chǎn)生擾人的噪音和振動(dòng)。這就是電梯運(yùn)行的活塞效應(yīng)。與一般的垂直電梯不同，“超高速·大容量”電梯需要在有限的井道、極限的載重和速度下保持安全性、舒適性與可靠性，必須將吸入的壓縮空氣及時(shí)并有效地排除，有了通氣孔可以降低壓力、降低噪音。

有關(guān)規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)的要求是在電梯井道設(shè)置一定數(shù)量的通氣孔，但是通氣孔的詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求，目前的參考資料很少。

查閱奧的斯電梯資料，廠家對(duì)超高速電梯的設(shè)計(jì)建議是在單井道或雙井道的頂層和底坑各設(shè)有大孔通向室外，孔的面積最好等于1.5 倍的轎廂地臺(tái)面積。因此，轎廂在接近頂層和底層時(shí)，壓縮的空氣可以向井道外擴(kuò)散。并且該通氣孔連接的空間最好有5 層以上的井道空間讓空氣逃逸（這個(gè)被壓縮的空氣空間與速度密切相關(guān)）。但是，在超高層的建筑里，要為每個(gè)超高速電梯在頂層和底坑設(shè)置1.5 倍轎廂地臺(tái)面積的大孔通向室外，在層高有限，出風(fēng)百葉面積有限的條件限制下，這種做法很難實(shí)現(xiàn)。在有限的條件下，盡可能地滿足超高速電梯的通風(fēng)孔的設(shè)置要求，合理設(shè)計(jì)超高層建筑超高速電梯通氣孔，筆者總結(jié)了自己的設(shè)計(jì)理念，在這里與大家分享。

2.1 超高層建筑1

塔樓68 層，建筑高度為284.55 米，其中10 層、26 層、42 層、45 層、61 層為避難層。

建筑內(nèi)有7 臺(tái)超高速電梯需要設(shè)置通氣孔，通氣孔設(shè)在地下室的電梯底坑和每個(gè)避難層門洞上部，根據(jù)井道開口寬度和平面的布局設(shè)置不同尺寸的風(fēng)管通向走道，在出井道處風(fēng)管上設(shè)置防火閥，滿足防火要求，電梯數(shù)據(jù)見表1。

圖1

表2

其中，電梯NT-S1 和NT-S6 為消防電梯，在每個(gè)避難層都開有電梯門洞，設(shè)置的通氣孔的高度受限，通氣孔的總面積相對(duì)其他超高速電梯較小。而消防電梯每層均可停靠，實(shí)際使用時(shí)，電梯運(yùn)行速度并不是很高，因此噪聲和壓力影響不是很大。

NT-G1、NT-G2、NT-G3 僅在1 層、9 層、10 層、43 層和64 層停靠，因此運(yùn)行速度和使用頻率均較高，通氣孔的面積大于電梯廠家的要求,以保證電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。

電梯井道的通氣孔直接接至井道外，設(shè)置示意見圖1。

2.2 超高層建筑2

塔樓74 層，建筑高度為313.8 米，其中8 層、24 層、40 層、56 層、72 層為避難層。

建筑內(nèi)有10 臺(tái)超高速電梯需要設(shè)置通氣孔，通氣孔設(shè)在地下室的電梯底坑和每個(gè)避難層門洞上部，電梯數(shù)據(jù)見表2。

其中，電梯O/AS(F)1、O/AS(F)2 為消防電梯，每層均可停靠，由于這兩部電梯面對(duì)面設(shè)置，因此我將兩部電梯的豎井用風(fēng)管連通，讓壓縮的空氣可以在兩個(gè)豎井通道間流通，設(shè)置示意見圖2。

圖2

HH1 ～4 電梯在1 層、6 層、7 層、57 層和58 層停靠，S/AH1 ～4 電梯僅在1 層、25 層和26 層停靠，因此運(yùn)行速度和使用頻率均較高，通氣孔的面積大于電梯廠家的要求,以保證電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語

在高層建筑中，為了更好地將電梯井道的壓縮空氣排除，超高速電梯不僅需要在電梯井道的頂部和底部設(shè)置通氣孔，在井道中間段也應(yīng)均勻設(shè)置一定數(shù)量的通氣孔，以保證壓縮空氣能快速排出，降低噪聲和振動(dòng)。

通氣孔的面積不僅僅和電梯的速度有關(guān)，還應(yīng)與電梯的使用功能、實(shí)際停靠樓層數(shù)量有關(guān)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況綜合考慮，讓設(shè)計(jì)盡可能經(jīng)濟(jì)有效，做到與實(shí)際使用完美貼合。