垂直交通--超高层建筑的设计难点之一

现代化城市中的摩天大厦鳞次栉比，而且高度不断刷新。根据理论及经验分析，一般建筑超过40层(大约150米)左右，就属于超高层了。超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着诸如安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高。所以垂直交通的设计几乎就成了重中之重。

近年卓展致力于垂直交通研究，也接受了若干业主委托，完成了很多大型项目的垂直交通设计，从而积累了大量实践经验。

1.电梯位置

超高层建筑，核心筒的设计需平衡采光、节能、易于维护、减少公摊、不同业态核心筒上下统一等多方要求，是建筑设计的难点之一。这貌似是一个结构问题，但是跟垂直交通的设置确是密不可分的。
高层建筑与其他建筑之间的最大区别，就在于它需要有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式。

中央核心筒布局

在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通便捷。在结构方面，随着筒体结构概念的出现、高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭。

在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房（其中最主要的就是电梯井道）的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合，更加有利于结构受力和抗震。

这种“内核”空间构成模式，经过长期的实践检验，以其结构合理、使用方便和造价相对低廉的优势，很快便成为高层建筑中最为流行的空间布局形式。

尽管中央核心筒式布局的筒体周围的房间需要人工采光和机械通风，总会多少给人带来不适感，但“内核”式的布局形式及其变种在数量上占有绝对优势，大多数著名的超高层写字楼建筑也都采用这种形式。

所以电梯的布置和数量几乎决定了建筑核心筒的大小。

2.电梯选型

在超高层建筑中，如何达到快速、高效、平稳的垂直服务是难点之一。

电梯作为垂直交通工具，对其数量的配置、控制方式及有关参数的选定将不仅直接影响建筑物的一次投资（一般电梯投资约占建筑物总投资的10％左右），而且还将影响建筑物的使用安全和经营服务质量。在建筑物内，恰当地选用电梯的台数、容量、运行速度、控制方式非常重要，而建筑物内的电梯一经选定和安装使用就几乎成了永久的事实，以后若想增加或改型非常困难，甚至是不可能的了，因此，在设计中应该在设计开始时对电梯的配置应予以充分重视。这也就是垂直交通顾问的服务重点。

现代超高层建筑一般都在100米以上，建筑内人口流动大，纵向交通必须依赖电梯，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组织起来。通往这些局部区域，通过由地面始发站至局部区域的空中候梯厅之间的快速穿梭电梯进行服务，乘客到达空中候梯厅后再换乘区间电梯。为了能够将乘客以最快的速度运送到达目的地，一般以建筑高、中、低层为一局部区域进行分区。

由于超高层建筑一般采用多梯系统，微机电梯控制系统。通过计算机控制系统及时地处理大量信息，判断各站台的呼叫信息和各电梯的位置、方向、开闭状态、轿厢内呼叫等各种状态，以提高运送能力，改善服务质量，提高超建筑的经济效益。

3.电梯运行

在气温较低的情况下，主要是冬天。由于低层(特别是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井，经井道形成烟囱效应，会产生强大气流，造成电梯关不上门；也会将底层的一些气味带到高层，如厨房的气味、油烟味等；此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层，极端危险。同时，由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小，在电梯移动时，气流的摩擦会产生啸叫。

为有效减弱烟囱效应产生的负面影响，需要提高建筑物的密闭性，最直接的方法是将通向建筑外界的所有门，尽可能地设置成两道门、旋转门、加装门斗，或者在外门的内侧设置空气幕等；电梯井顶部的通风孔应也需适当调小或关闭；如果严重影响电梯门正常关闭，需配置大力矩门机。

同时这些问题也会与电梯的设计及选型被同时规避或减小到最小。