超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計分析

胡敏

同圓設(shè)計集團(tuán)股份有限公司 山東 濟(jì)南 250101

引言

超高層建筑主要是指40層以上、高度100m以上的建筑物，出現(xiàn)這一建筑特點(diǎn)的原因，是由于城市可用土地的減少，為提高城市土地使用率而形成的。但是在使用的過程中，還是存在很多的問題，尤其是辦公建筑內(nèi)部的垂直交通系統(tǒng)，對于入駐客戶的辦公效率和對物業(yè)的滿意程度影響極大。因此，為了提升超高層建筑的使用質(zhì)量，全面有效的垂直交通系統(tǒng)設(shè)計就顯得尤為關(guān)鍵。

1 超高層辦公建筑簡述

1.1 超高層建筑的定義

超高層建筑不僅包括住宅建筑，還包括公共建筑物和辦公大樓等建筑物，并且當(dāng)建筑物超過300m時都統(tǒng)稱為超高層建筑。大部分的超高層建筑都是區(qū)域內(nèi)的地標(biāo)建筑，是區(qū)域內(nèi)建筑物的最高代表。

1.2 超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)的具體內(nèi)容

超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)，主要是指超高層家住內(nèi)部上下方向的交通系統(tǒng)，包括樓梯和電梯等，在進(jìn)行垂直交通系統(tǒng)設(shè)計時，主要涉及硬件和軟件兩個方面的設(shè)計，硬件主要是指電梯系統(tǒng)和傳統(tǒng)臺階樓梯系統(tǒng)的設(shè)計，而軟件方面主要是指運(yùn)行規(guī)則的設(shè)計，是超高層辦公建筑物業(yè)服務(wù)水平的重要展現(xiàn)[1]。

2 超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計思路分析

2.1 明確電梯系統(tǒng)性能參數(shù)與組成，為完善設(shè)計提供基礎(chǔ)

受超高層辦公建筑的界定影響，其垂直交通系統(tǒng)的主體為電梯系統(tǒng)，40層以上的界定限制，使得傳統(tǒng)臺階樓梯的作用極為有限，主要在發(fā)生意外突發(fā)事件之后，發(fā)揮應(yīng)急轉(zhuǎn)移作用，這就使得電梯系統(tǒng)的完善設(shè)計，對于超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計極為關(guān)鍵。但是，從實(shí)際情況來看，大部分的超高層辦公建筑在進(jìn)行垂直交通系統(tǒng)設(shè)計時，對于電梯的性能參數(shù)、評價標(biāo)準(zhǔn)和組成了解并不完善，嚴(yán)重影響電梯系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，拉低了超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量和水平。因此，在對實(shí)際對超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計思路進(jìn)行分析時，通過明確電梯系統(tǒng)性能參數(shù)與組成的方式進(jìn)而為完善設(shè)計提供基礎(chǔ)和前提，從而有效提升垂直交通系統(tǒng)設(shè)計的全面性和有效性，增強(qiáng)超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。

在實(shí)際進(jìn)行分析的過程中，建筑方可以從電梯系統(tǒng)入手，利用對電梯系統(tǒng)的性能參數(shù)、評價標(biāo)準(zhǔn)和組成明確，在為完善設(shè)計提供基礎(chǔ)和前提，有效提升垂直交通系統(tǒng)設(shè)計的全面性和有效性。在實(shí)際分析時，是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的明確，通過綜合多方面的需求，與入駐業(yè)主共同明確擬定電梯系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而有效提升超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。在明確時，可以參考辦公建筑電梯的交通設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等級（如表1所示），從而明確電梯系統(tǒng)設(shè)計時需要主義的性能參數(shù)，為電梯系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提供參考，在滿足運(yùn)行最大負(fù)荷的基礎(chǔ)上，有效提升垂直運(yùn)行的效率和質(zhì)量。不僅如此，在設(shè)計的過程中，還需要注重五分鐘內(nèi)的運(yùn)輸能力、平均等待時間和到達(dá)目的樓層時間等三個方面的設(shè)計，并在建設(shè)完成后，以這三個性能參數(shù)作為演示考核的重點(diǎn)。其次，是電梯系統(tǒng)組成的明確，通過明確電梯系統(tǒng)的組成，有效估算服務(wù)樓層和服務(wù)人數(shù)，在滿足客戶基本需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效的優(yōu)化和完善，從而提升超高層建筑垂直交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。在設(shè)計時，主要是基于電梯系統(tǒng)的主要內(nèi)容，包括消防電梯、貨梯、車庫梯、門廳自動扶梯等多個方面的設(shè)計，對其服務(wù)的層數(shù)和人群進(jìn)行規(guī)范和約束，從而有效提升超高層建筑垂直交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。以車庫梯為例，在設(shè)計時，首先可以根據(jù)進(jìn)出頻繁、使用人數(shù)多的特點(diǎn)，通過呼叫電梯到達(dá)的方式，把一部分門廳運(yùn)行壓力轉(zhuǎn)移到車庫梯之中，有效降低地面層載客壓力，并且通過與區(qū)間客梯獨(dú)立的方式，加強(qiáng)人流限定在門廳層的轉(zhuǎn)換，有效增強(qiáng)垂直交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量。其次，是服務(wù)人數(shù)的明確和界定，通過辦公面積和每人有效用地面積進(jìn)行計算，得出每一層的最大載客人數(shù)，進(jìn)而為超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)和前提，有效增強(qiáng)垂直交通系統(tǒng)的服務(wù)水平。

表1 辦公建筑電梯的交通設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等級

2.2 電梯系統(tǒng)配置方案的完善

在對超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計思路進(jìn)行分析時，除了對電梯系統(tǒng)的各相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了解，為垂直交通系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)以外，電梯系統(tǒng)的配置方案也是極為關(guān)鍵的，主要是指參考辦公建筑設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)規(guī)范，對電梯系統(tǒng)配置方案進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計和完善，從而在確保符合使用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，通過垂直分區(qū)的方式，有效舒緩超高層建筑垂直交通壓力。

在實(shí)際分析的過程中，可以通過完善電梯系統(tǒng)配置方案的模式，利用定額估算的方式，結(jié)合超高層建筑的實(shí)際情況，對超高層建筑垂直交通流量進(jìn)行專業(yè)的分析，從而進(jìn)行針對性的優(yōu)化與管理，在符合其使用規(guī)范的前提下，有效提升超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)的運(yùn)輸水平。在進(jìn)行估算的過程中，可以參照《辦公室建筑設(shè)計規(guī)范中》電梯數(shù)量、主要技術(shù)參數(shù)的相關(guān)數(shù)值（如表2所示），有效檢驗(yàn)實(shí)際電梯配置水平的高低，當(dāng)然，在對比的過程中，需要選擇合理的區(qū)間，最好是以表中的“舒適級”為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行電梯系統(tǒng)的配置方案完善，在滿足基礎(chǔ)運(yùn)輸需求的基礎(chǔ)上，給客戶提供更加良好的物業(yè)服務(wù)。其次，要針對超高層辦公建筑垂直運(yùn)輸?shù)姆逯担瑢﹄娞菖渲梅桨高M(jìn)行細(xì)化，從而達(dá)到最有效果，如針對早高峰、午餐高峰和下班高峰三個關(guān)鍵性時間點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際入駐客戶情況，建立有針對性的垂直分區(qū)方案，有效改善原始電梯層層停靠、存在運(yùn)行周期長和運(yùn)轉(zhuǎn)效率低等問題，通過垂直方向分為不同的區(qū)域，各區(qū)域的服務(wù)樓層和運(yùn)輸速度有其不同的特點(diǎn)，如最早樓層區(qū)間的一個區(qū)域，其運(yùn)輸?shù)臄?shù)量可能比較少，但是電梯的上下行速度要比原有電梯運(yùn)行速度高，這其中運(yùn)行速度的區(qū)間設(shè)置可以參照高區(qū)：6m/s，低區(qū)：4m/s等數(shù)值進(jìn)行區(qū)分[2]。

表2 《辦公室建筑設(shè)計規(guī)范中》電梯數(shù)量、主要技術(shù)參數(shù)

2.3 創(chuàng)新電梯系統(tǒng)使用形式

近年來，超高層辦公建筑的規(guī)模越來越大，人員密度大和所需電梯數(shù)量多的難題，一直困擾著超高層辦公建筑的管理方，如果利用傳統(tǒng)的多區(qū)電梯系統(tǒng)進(jìn)行解決，雖然在一定程度上是可以換屆垂直交通壓力的，但是多區(qū)電梯系統(tǒng)的建設(shè)，會導(dǎo)致底層井道面積增大，進(jìn)而在一定程度上影響底層空間的使用和經(jīng)濟(jì)效益。因此，在實(shí)際對超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計思路進(jìn)行分析時，針對性的電梯系統(tǒng)使用形式創(chuàng)新就顯得尤為關(guān)鍵，在有效緩解垂直交通壓力的基礎(chǔ)上，避免過多影響底層優(yōu)勢有效空間。

在實(shí)際進(jìn)行分析的過程中，可以基于當(dāng)前傳統(tǒng)的多區(qū)電梯系統(tǒng)缺陷，利用對電梯系統(tǒng)使用形式的創(chuàng)新，從而在有效緩解垂直交通壓力的基礎(chǔ)上，避免過多影響底層優(yōu)勢有效空間。首先，是雙層橋廂電梯模式的應(yīng)用，通過把兩部電梯一層高的距離上下疊合，對同一時間段的人流進(jìn)行上下分層，在有效提升單井道電梯運(yùn)輸效率的同時，減少對底層優(yōu)勢有效空間的使用，最大化發(fā)揮超高層辦公建筑的經(jīng)濟(jì)價值。在實(shí)際運(yùn)行的過程中，遵循單雙數(shù)樓層上下的原則，有效減少停靠站數(shù)，進(jìn)一步縮短運(yùn)行時間，從而提升垂直交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。其次，是高空門廳電梯系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是在第二避難層設(shè)置空中門廳，主要是針對50層以上的樓層，利用快速直達(dá)電梯，如穿梭提，把50層以上用戶快速集中到50層高空門廳之中，通過這樣的分流，從而有效優(yōu)化超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。最后，是雙子電梯系統(tǒng)的應(yīng)用，同樣也是使用同一井道的上下雙層橋箱，但是存在的形式與雙橋廂有所不同，上下橋廂相對獨(dú)立，擁有各自獨(dú)立的主機(jī)、控制系統(tǒng)、安全部件、對重和鋼絲繩等，以不同的速度向不同方向運(yùn)行，進(jìn)而有效提升其經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 優(yōu)化風(fēng)險防控及輔助檢修維護(hù)策略

超高層建筑在廣泛推進(jìn)電梯應(yīng)用的同時，應(yīng)重視電氣運(yùn)維的優(yōu)化設(shè)計，以保證電梯運(yùn)行穩(wěn)定，保障乘客的生命財產(chǎn)安全。

首先，可以在電梯的自檢預(yù)警上進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。部分電氣運(yùn)行安全事故可以透過預(yù)期自檢，達(dá)到防患于未然的目的，電梯的自檢預(yù)警可以通過自檢的形式，對電梯運(yùn)行平穩(wěn)性及電梯門開關(guān)、各層啟停進(jìn)行監(jiān)測，通過異響傳感器、電流監(jiān)測傳感器、位移傳感器等，對電動機(jī)、曳引繩、升降停邏輯程序的運(yùn)行進(jìn)行評價。在識別到異常信息，比方說電梯自檢時識別到異響信號，便可以及時反饋給監(jiān)測中心，由技術(shù)人員進(jìn)行隱患排查，規(guī)避事故的發(fā)生。

其次，可以在異常報警上進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。異常報警涉及自檢異常報警和異常事故報警，前者可以在識別到異常信號后，自動將示警信號反饋給監(jiān)測中心，后者是在運(yùn)行安全事故發(fā)生后自動、手動反饋信號，不可忽視的是，由于潛在停電事故的影響，反饋機(jī)制應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨(dú)立或備用電源，以此保證意外事故的風(fēng)險抵抗能力。此外，還應(yīng)重視事故應(yīng)急策略上的設(shè)計優(yōu)化，如應(yīng)急供電、應(yīng)急逃生、通風(fēng)供氧、應(yīng)急照明、應(yīng)急扶手、應(yīng)急就近剎停、轎廂內(nèi)應(yīng)急通信等。

最后，應(yīng)重視檢修維護(hù)輔助策略。進(jìn)行電梯系統(tǒng)設(shè)計時，自檢反饋機(jī)制應(yīng)當(dāng)將關(guān)聯(lián)的位置、故障類型、故障程度等信息全面的反饋給監(jiān)測中心，以此提高檢修維護(hù)成效。同時還需要在設(shè)施上留給檢修維護(hù)人員足夠的空間；在設(shè)備上要留有人工檢測的接口，便于檢修維護(hù)人員高效檢測電梯電路、程序等[3]。

3 結(jié)束語

在對超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行分析時，不僅要對超高層辦公建筑進(jìn)行充分的了解，還需要結(jié)合當(dāng)前超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)存在的問題，通過對數(shù)據(jù)的明確和方案與建設(shè)形式的創(chuàng)新完善，從而在有效提升垂直交通系統(tǒng)設(shè)計的全面性和有效性的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)超高層辦公建筑垂直交通系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。