浅谈超高层建筑核心筒及其电梯设计

浅谈超高层建筑核心筒及其电梯设计前言超高层建筑在节约城市用地，提升城市形象，推动社会投资，扩大商旅交流等方面有着特殊的作用和意义。超高层建筑通常体型巨大，功能复杂，容纳人员众多，且主塔楼往往平面小，层数多，核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率。在解决好至关重要的建筑结构和消防安全性的同时，解决好建筑内部的垂直交通及电梯配置（包括电梯台数、载客量、速度以及排列布置），有效地提高超高层建筑的运行效率和使用效率，是设计者们必须首要关注的问题。本文结合所内科研题目超高层竖向交通研究，现场考察了深圳京基100，并浅析此案例，希望对万达城市综合体有所启发。1项目概况京基100，楼高4418米，共100层，是目前深圳第一高楼、中国内地第三高楼、全球第八高楼。位于我国广东省深圳市罗湖区，由来自英国的两大国际著名建筑设计公司TFP和ARUP联合设计，结构形式采用核心筒和桁架结构，高宽比为951。塔楼外墙采用全玻璃幕墙，显得华丽而高雅。集超5A甲级写字楼、国际商业KKMALL，铂金五星级瑞吉酒店于一身。由京基100大厦了涵盖全市74的银行机构、80的保险机构和40的证券机构，集中了全市60的金融资产、90的外资银行，区域价值得天独厚，全球第五大金融中心。京基100日景400高空红酒吧瑞吉7596层共享空间主入口2京基100核心筒设计21京基100垂直功能分区京基金融中心大厦共100层，高度为4418M，功能甲级办公楼和白金五星级豪华酒店。172层为办公，建筑面积约为176万；75100层为酒店，建筑积约为46万，拥有客房298间客房，围绕中庭环形布局，酒店接待大厅设于94层，其上为独具特色的鹅蛋形餐饮空间。大厦在18层及19层两层、37层及38层两层、55层及56层两层、73层及74层、91层及92层设置了避难区及设备层，用敞开楼梯将18层及19层、37层及38层、55层及56层连接成两层敞开避难空间。22京基100核心筒设计京基金融中心大厦办公层平面近似为长方形，南北两个长边为向外的弧形，长边长576M，短边长约为4449M，核心筒位于中部；低区核心筒尺寸为378231M，到了高区由于取消了从负一层及首层往返于39层及40层的办公4穿梭电梯，核心筒尺寸缩小为344231M。办公标准层建筑面积约为24002600，核心筒建筑面积为715872,整个核心筒位于平面中部，周边形成采光良好、视野开阔的办公空间，办公进深为913M，含公共走道面积的办公使用率达到66735，不含公共走道面积的办公使用率约为60。地下一层平面图一层平面图1116层平面图39层（转换层）平面图40层转换层平面图7886层平面图经统计，该超高层建筑核心筒内各项服务配套功能的指标包括办公标准层最多的电梯井道有34个，含办公分区客用电梯20台（共4组），办公双轿厢穿梭电梯6台，从首层直接到94层酒店大堂的酒店穿梭电梯4台，消防电梯兼服务电梯2台，从地下层直接到74层酒店服务层的酒店服务电梯2台；消防疏散楼梯间及前室三个，其中两部疏散楼梯与消防电梯前室合用；公共卫生间设在分区电梯不停靠层的电梯厅位置，卫生间及茶水间的建筑面积约为60；空调机房两间，面积共为88；新风井面积12；排风井面积10；强、弱电间面积为18；给排水管井面积约为6。通常办公建筑的有效使用面积为总建筑面积的70左右，当超高层办公建筑标准层面积约在2000时，核心筒各项服务功能的参考指标如下1）两部防烟楼梯间及两台消防电梯（兼服务电梯），前室可合用；2）办公建筑内公共卫生间按办公人数每25人设一个大便器及洗手盆；3）空调机房一般500800办公面积设计一个空调机房，机房面积一般为2030，每标准层空调机房面积约为4060；4）强、弱电间面积约为1315；5）给、排水管井面积约为45；6）分区客用电梯群组及前室。3京基100电梯设计31案例分析电梯设计是超高层建筑核心筒设计的重要环节。电梯的性能主要取决于建筑物内人口密度、电梯的数量和类型以及电梯所服务的楼层数等因素。对办公大楼来说，早晨上班时刻出现上行高峰客流；中午午餐时间出现强度稍小的一个下行高峰及一个上行高峰；下班时刻出现一个最为强烈的下行高峰。上行高峰形成是由于雇主要求雇员在某一时刻之前到达办公地点并开始工作，下班下行时，乘客对候梯时间的容忍程度较强，所以办公大楼交通计算一般以解决上班时上行高峰客流为目标。酒店主要的交通模式时段是在客人入住17001900及退房08001000。这两段时间内，客人会同时进出客房及餐厅，进入及离开酒店，所以客人会乘坐电梯上行及下行。故此酒店客梯系统根据上行及下行之交通情况来模拟。在开始时间前的某一个5分钟范围内，乘客的集中率达到高峰，即采用“5分钟输送能力”来衡量解决这一个5分钟范围内乘客的集中高峰的程度。也就是说5分钟输送能力指在5分钟内电梯所能输送的人数占要输送乘客总人数的百分比。京基电梯垂直分布示意京基金融中心大厦电梯系统设计采用国际甲级办公室的客梯计算标准5分钟输送能力在上行高峰期12；平均运行间隔30S；人员密度12M/人；实际人员占总人数的比例85，电梯负载率80。酒店位于京基金融中心大厦办公楼层之上，为白金五星级酒店，在核心筒的右侧设置4台酒店高速穿梭客梯来服务宾客从酒店首层大堂直接到94层的酒店接待大厅，然后宾客可从94层酒店大堂向下转乘酒店客梯到达酒店客房楼层、中餐厅、商务中心及健身俱乐部。32案例总结1）200M高的超高层办公（或酒店）建筑，一般层数为40多层，根据消防的要求要设置避难层，两个避难层之间一般不超过15层，200M高的超高层建筑要设置两个避难层，竖向交通通常按消防避难层的设置采取分区停靠的方式，分为低、中、高三个区。2）400多米高的超高层建筑，层数大都在100层左右，建筑内人员多，为提高输送效率和减少核心筒面积，可配置双层轿厢电梯，通常采取设转换厅分区停靠方式，有效设计超高层建筑的电梯的关键是运用各种局部电梯进行服务，并把局部区域电梯系统地组织起来，为人们提供快速、高效、平稳的垂直服务，电梯分区宜以建筑高度50M或1012个电梯停靠站为一个区。3）高层办公楼电梯的数量是根据人数、高峰等候时间确定，一般可按下列数据估算1每人使用面积为410M/人,或按总建筑面积的6773一般取70计算使用面积。2高峰等候时间为3035S、40S、50S。3电梯载重量为13501600KG。4办公建筑一台1000KG客梯服务的建筑面积为40005000M，超高层办公1000KG客梯服务的建筑面积可为3000M。为提高效率，超高层办公电梯载重量可取1600KG。4）办公乘客电梯高峰期5分钟内运客量按1315计算,或按30分钟内运载总人数90计。5）酒店客梯的数量是根据酒店星级确定的,一般可按每70100间客房配置1台载重量为10001600KG的客梯。6）电梯间隔时间及候梯时间电梯间隔时间一般是指轿厢从门厅出发的平均时间。候梯时间常取间隔时间的60。不同的建筑类型电梯间隔时间不同酒店电梯间隔时间可取4060S；多机构办公建筑上楼峰值无下楼时电梯间隔时间取2530S，上楼峰值有10下楼时电梯间隔时间取3035S，双向峰值上下楼各50时电梯间隔时间取3545S。7）分区时乘客在轿厢内停留的时间一般小于60S较为理想，90120S为极限。8）电梯速度分为低速25M/S、中速255M/S、高速5M/S和超高速610M/S。9）第1个50M电梯速度可采用175M/S，然后每隔50M升一级，速度加115M/S，超高层建筑可取高值。10）通往最高层的观光层电梯应是直达。11）单组电梯的数量不应多于8部。12）候梯厅的深度应不小于3M，且不宜大于45M4结语通过京基100超高层核心筒与电梯设计的研究，我们深刻体会到这两方面事关项目品质成败，在方案之初就应组织多轮研讨，详细科学分析计算。超高层建筑的核心筒集合了电梯井道、消防楼梯间和前室、机电设备机房、管道井及卫生间等服务性空间，核心筒的大小、位置和布局