廖媛苑

【摘要】本文是我單位電梯系統(tǒng)課題研究小組，通過對20多個超高層辦公樓建筑電梯進行調(diào)研，在此基礎(chǔ)上，對超高層辦公電梯系統(tǒng)的組織方式、轎廂系統(tǒng)、空中轉(zhuǎn)換層、電梯數(shù)量、服務(wù)樓層、服務(wù)面積、電梯技術(shù)發(fā)展趨勢等方面進行分析與研究，希望對同類工程設(shè)計有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】電梯系統(tǒng)；分段式；雙層轎廂系統(tǒng)；空中轉(zhuǎn)換層；數(shù)量設(shè)計；發(fā)展趨勢超高層

1 電梯系統(tǒng)的組織方式

本次參與調(diào)研的超高層辦公樓共有24家，建筑高度從99.7（富力盈泰廣場，25層）米至432米（廣州國際金融中心-西塔，103層）。這24家當(dāng)中，采用電梯組成形式如下：采用單轎廂+多區(qū)系統(tǒng)的，有17家；采用單轎廂+空中轉(zhuǎn)換層+穿梭電梯的，有4家；采用單轎廂+雙層轎廂+多區(qū)系統(tǒng)，1家；采用單轎廂+雙層轎廂+空中轉(zhuǎn)換層+穿梭電梯，1家。

1.1分區(qū)式（以單轎廂+多區(qū)系統(tǒng)為主）

建筑物的高度超過75m、層數(shù)超過 25 層時，宜采用分區(qū)的方式組織電梯（圖1）。即電梯分成若干組，每組電梯服務(wù)約 50m，約8～12層。整個辦公樓按電梯的服務(wù)分區(qū)被劃分成2～3段，分別為低區(qū)、中區(qū)和高區(qū)。由于服務(wù)于中區(qū)、高區(qū)的電梯有相當(dāng)長一段距離無需停層，可以保持高速運行，這樣就可以大大減少人們候梯的時間。

由調(diào)研結(jié)果可以看到，單轎廂+多區(qū)系統(tǒng)是分區(qū)式中最常用的系統(tǒng)，也有采用單雙轎廂相結(jié)合的，如廣東煙草大廈（圖2）。300米以下的調(diào)研的高層辦公樓大多數(shù)都是采用單轎廂+多區(qū)系統(tǒng)，乘客直接在大堂乘坐各個不同分區(qū)電梯到達辦公層。廣東煙草大廈地上樓層71層，建筑頂層標高為309米，采用的是單轎廂+雙層轎廂+多區(qū)系統(tǒng)，分四個區(qū)，這也可以被認為是此種分區(qū)式電梯系統(tǒng)的極限了。

1.2分段式（單轎廂+（雙層轎廂）+空中轉(zhuǎn)換層+穿梭電梯）

隨著建筑樓層的增多，電梯的數(shù)量不斷增加，電梯井道所占的輔助面積也隨之增加，導(dǎo)致標準層的有效使用面積嚴重降低。電梯分區(qū)布置對減少電梯井道面積并無太大幫助，于是產(chǎn)生了分段式電梯組織方式。其具體的組織方法是：超高層辦公建筑在豎向上先劃分為若干段，每段約25～35層，各段又包含若干個電梯分區(qū)，在各段之間設(shè)置電梯轉(zhuǎn)換層。乘客先從大廈底部乘坐快速穿梭電梯到達電梯轉(zhuǎn)換層，再換乘各段內(nèi)的區(qū)域電梯抵達所要到達的樓層。這種組織方式的優(yōu)勢在于：通往轉(zhuǎn)換層的快速穿梭電梯因沒有中間停靠層而能以最快的速度運行；更重要的是，不同分段里面的區(qū)域電梯可以在同一個垂直投影面上運行，為辦公標準層節(jié)約了可用面積，當(dāng)然代價是帶來了換乘的麻煩。

分段式在超過300m 的超高層建筑里被廣泛使用，比如廣州國際金融中心-西塔，塔樓底部的辦公區(qū)被分為3段，頂部為四季酒店，它有3個空中轉(zhuǎn)換層。華南國際港航服務(wù)中心地上樓層52層，建筑頂層標高為242米，采用的也是分段式，上下被分為2段，每段只有一組電梯，這種情況較為特殊，其高區(qū)核心筒設(shè)有一中庭，避免了設(shè)置一些意義不大的輔助用房，在提升品質(zhì)的同時亦能提高使用率。廣州富力中心由于富力企業(yè)總部在頂部，也采用了分段式的布置方式，下部辦公區(qū)有四組電梯，上部為富力企業(yè)總部，乘客可直接乘坐高速穿梭梯直達富力總部大堂，然后轉(zhuǎn)乘低速電梯至各辦公樓層。

2 雙層轎廂系統(tǒng)

傳統(tǒng)的電梯轎廂只有一個即單轎廂電梯，雙層轎廂電梯（圖3）時有上下兩層轎廂構(gòu)成的雙層電梯，共同享用一個井道，每一個雙層轎廂電梯可同時服務(wù)兩個相鄰的樓層，乘客從上下兩個層站廳門分別進出轎廂，可在同一時間內(nèi)將更多的人運送到所需到達的樓層。

（1）雙層轎廂電梯優(yōu)點

A.一個井道內(nèi)設(shè)置兩個轎廂，充分利用立體空間資源，節(jié)約土地面積；

B.增加運載效率，減少乘客的等待時間；

C.雙層轎廂系統(tǒng)減少電梯井道數(shù)，節(jié)省建筑造價，增加建筑可用面積。

（2）雙層轎廂電梯缺點

A.乘梯模式上，入口層需設(shè)自動扶梯，將人分流至上下轎廂；

B.停層方式為躍層設(shè)站，乘客對奇偶數(shù)層的選擇應(yīng)注意；

C.雙層轎廂電梯要求建筑層高基本每層相同，對建筑設(shè)計形成很大制約。

（3）適用范圍

調(diào)研對象中，300-400米的超高層辦公建筑，西塔只在到達高空轉(zhuǎn)換層的穿梭電梯中使用了雙層轎廂電梯，300米以下的調(diào)研對象中沒有采用雙層轎廂的案例。

3 空中轉(zhuǎn)換層

（1）空中轉(zhuǎn)換層的定義

在分段式電梯系統(tǒng)中，由于每天會有大量的人流乘穿梭電梯經(jīng)轉(zhuǎn)換層換乘其他區(qū)域電梯，所以在這個轉(zhuǎn)換層通常應(yīng)布置一個大廳供人們短暫停留、休憩，還會布置一些休閑區(qū)域或服務(wù)功能供乘客使用，這時電梯轉(zhuǎn)換層也稱作空中大堂。

（2）設(shè)置空中轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點

A.穿梭電梯直達空中轉(zhuǎn)換層，中間不用停站，縮短候梯時間；

B.空中轉(zhuǎn)換層尤其適用企業(yè)總部設(shè)置在頂部的大樓，例如廣州富力中心；

C.減少較為昂貴的超高速電梯數(shù)量，增加相對相加比高的高速或中速電梯數(shù)量，降低超高層電梯系統(tǒng)的整體造價。

（3）設(shè)置空中轉(zhuǎn)換層的缺點

辦公人員到達目的層需經(jīng)過空中轉(zhuǎn)換層換乘，不方便，另外設(shè)置空中

大堂需占用部分辦公空間面積。

（4）適用范圍

從調(diào)研對象看，400米的西塔設(shè)置有3個空中大堂，而300米以下的調(diào)研對象中除了建筑高度在240米左右的華南國際港航服務(wù)中心與（圖4）廣州富力中心以外，其它都沒有采用空中轉(zhuǎn)換層。

空中大堂在避難層上面是最適宜采用的布置方式，這樣下一段的最后一組電梯機房和上一段第一組電梯的底坑均能布置在避難層中。當(dāng)避難層的總高度≥電梯頂層高度+ 機房高度+ 底坑高度時，意味著上一段電梯組能直接位于下一段最后一組電梯之上，共用一個電梯井道投影面積。電梯井道數(shù)量與實際需要的區(qū)域電梯組數(shù)量一致，對減少核心筒面積和提高標準層使用率有很大幫助。另外由于上一段電梯不需要避讓下一段電梯突出的機房，在電梯布置上擁有更大的靈活性，可見這種空中大堂的位置是最為理想的。

在調(diào)研對象中，西塔與華南國際港航服務(wù)中心的空中大堂都是在避難層之上，節(jié)約空間。

4 電梯數(shù)量、服務(wù)樓層、服務(wù)面積調(diào)研

從超高層由調(diào)研對象看，350 米以上超高層辦公建筑普遍設(shè)兩個以上空中轉(zhuǎn)換層，以減少電梯井道數(shù)量，減小核心筒大小，提高實用率。分區(qū)個數(shù)為 6～8 個，例如西塔分區(qū)個數(shù)為7個。

在250 米～350 米的超高層辦公建筑，普遍設(shè)置 4 ～5個垂直分區(qū)。廣東煙草大廈309米，樓層 71 層較高的情況下，1～2區(qū)采用了雙轎廂電梯，保證了1～2區(qū)單轎廂電梯的等候時間不會太長。廣州富力中心盡管只有243米，采用了五個垂直分區(qū)，三部穿梭梯，總部設(shè)一個轉(zhuǎn)換層，屬于電梯系統(tǒng)中的豪華舒適型。佛山保利商務(wù)中心高度250米，分為4個垂直分區(qū)，但是不同分區(qū)共用電梯井道，因此節(jié)省井道面積，提高了得房率。

150～250 米超高層，普遍設(shè)置2～3個垂直分區(qū)，采用單轎廂電梯，每區(qū)電梯服務(wù)層數(shù)為 8～15 層。當(dāng)建筑物的高度超過75m、層數(shù)超過25 層時，宜采用分區(qū)的方式組織電梯。即電梯分成若干組，每組電梯服務(wù)約50m，約8 ～ 12 層，整個辦公樓按電梯的服務(wù)分區(qū)被劃分成2 ～ 3 段。

除了高度影響超高層綜合性辦公建筑的垂直分區(qū)外，功能分區(qū)也是垂直分區(qū)的一個重要考量因素。假如綜合性辦公建筑包含公寓、酒店等功能的話，會將酒店或者公寓自成一區(qū)。例如廣州國際金融中心頂部的酒店就自成一個垂直分區(qū)，擁有專屬的垂直交通系統(tǒng)，電梯，貨梯等設(shè)備設(shè)施。部分企業(yè)自用樓層也會單獨作為一個垂直分區(qū)。

電梯設(shè)置臺數(shù)的多少關(guān)系到高層建筑的電梯服務(wù)水平和經(jīng)濟效益。目前大多數(shù)根據(jù)有關(guān)建設(shè)辦公設(shè)計規(guī)范及經(jīng)驗確定電梯的臺數(shù)。高層辦公樓按每3000～5000平米一部客梯進行估算。

在調(diào)研的超高層辦公建筑中，按照2009年版《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》中對電梯數(shù)量的有關(guān)規(guī)定，可以發(fā)現(xiàn)，大部分超高層辦公建筑中電梯數(shù)量的配比大部分都是屬于經(jīng)濟級和常用級。

5 電梯技術(shù)的發(fā)展

超高層辦公建筑的發(fā)展離不開電梯技術(shù)的支持，當(dāng)摩天樓的建設(shè)不斷達到新的高度時，人們對電梯的運輸能力也提出新的要求。這種要求來自多方面：

其一是速度，速度的增加意味著在同樣的時間內(nèi)電梯往返周期次數(shù)的增多，意味著乘客等候時間的縮短。但是電梯的速度不能一直增加，過大的加速度會使乘客產(chǎn)生不適感。所以電梯速度的選擇須依據(jù)電梯停靠的樓層數(shù)及總運行高度來確定。

其二是容量，毋庸置疑，大荷載的電梯能容納更多的乘客，但更多的乘客會導(dǎo)致更長的進出轎廂的時間，于是人們很早就發(fā)展出了雙轎廂電梯。這種雙轎廂電梯猶如雙層巴士一樣，是在同一電梯井道中共同運行的兩個上下重疊的轎廂，分別為奇數(shù)層和偶數(shù)層服務(wù)。這種電梯在出發(fā)層必須有明確、清晰的指引，以避免乘客誤乘電梯。盡管會給外來訪客帶來一定的不便，投資也高于傳統(tǒng)的單轎廂電梯，但因其運載能力及服務(wù)樓層數(shù)量的增加（單轎廂一般不超過15 ～ 16層，雙轎廂18 ～ 20 層）、核心筒面積的高效利用，而廣泛應(yīng)用于近年新建的超高層辦公項目中。

其三是節(jié)能，在對賓館、寫字樓等高層建筑的用電情況調(diào)查統(tǒng)計中我們發(fā)現(xiàn)，電梯用電量占建筑總用電量的17% ～ 25% 以上，僅次于空調(diào)，高于照明、供水等。中國電梯行業(yè)協(xié)會認為，在2005 年我國所有電梯中，如果80% 采用節(jié)能梯，全年可節(jié)電122 億度。如果在2015 年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電800 億度，幾乎相當(dāng)于三峽大壩一年的發(fā)電量。在全球可持續(xù)發(fā)展的大趨勢下，選用更節(jié)能環(huán)保的電梯將為辦公樓的整個生命周期省下可觀的運行費用。