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垂通交通系统组织设计

办公部分的垂直交通系统通常布置在建筑的核心筒体内(CORE)，核心筒体既是高层建筑结构的主要组成部分，又是交通设施、水、电、通讯、空调等设施集中的地方，在进行高层建筑设计过程中，它是一个最基本最重要的设计内容，它的位置、大小，它本身各部分之间的关系等一系列因素，在很大程度上决定建筑的使用质量和经济合理程度，核心筒在建筑中的不同位置也决定了使用部分不同的交通组织
（图一**）是高层办公建筑的6种布局形式，它们的使用、交通、结构布置各有不同的特点：
(1) 的筒体位于平面的中心，围绕其四周为使用部分，使用部分占有最佳位置，采光、视线良好，交通路线短捷，筒体与平面的几何中心位置一致，有利于高层建筑的结构布置，是高层办公建筑采用最多的一种平面形式（图一，(1)）。
(2) 的筒体位于建筑的一侧，使用空间进深较大，可布置大空间景观办公室，交通偏于一侧，路线交长、结构偏心较大（图一*(2)）。
(3) 筒体位于建筑的两端，使用空间较大，可布置大空间景观式办公室，且底层大厅通透、宽敞，交通位于两端，分布均匀，路线短捷，且可分区组织不同使用者的交通（图一*,(3)）。
(4) 的筒体纵贯建筑的中部，两边布置较大空间的办公，交通路线短捷，便于分组布置电梯，结构均衡规整，水平刚度大（图一*(4)）。
(5) 将交通筒体布置在建筑的外部，用通道与建筑相连，特别有利于创造大面积、完整、开敞的办公空间，通常作为大公司的办公楼，独家使用，不利于出租型的多用户办公，为保证各使用部分满足疏散距离的要求，面积大的建筑需在多处设置疏散楼梯（图一*(5)）。
(6) 筒体位于建筑中部，紧靠外墙面，这种做法通常用于平面比较扁长的建筑，交通路线均匀、短捷（图一*(6)）。
垂直交通部分以电梯作为人员及货物的上下运输的主要手段，由于楼层高、人员多，几乎全靠电梯承担运输，这就需要非常高效和安全可靠的电梯系统，电梯的造价及用电量很高，通常可占大厦总投资与总用电量的10-12%，合理的电梯系统和建筑布局在高层办公建筑设计中具有极其重要的意义，一个好的垂直交通系统必须具备以下特点：
1)电梯应有合适的位置和数量，便于识别、集散
2)电梯所采用的速度应根据大楼的具体情况确定
3)电梯所占的面积应紧凑高效，要根据标准层布局作通盘考虑
4)超过一定的层数应进行分区，以提高效率，节省电梯数量与井道
5)疏散楼梯位置要分布均匀，易识别，平面尺寸要满足最大楼层的紧急疏散要求但应紧凑，尽可能少占面积。
电梯的数量、轿厢的尺寸以及电梯的运行速度，电梯布置的方式，都会直接影响运输的效率，也会影响到下部水平交通厅堂的使用状况，当电梯效率低，人员运载速度慢时，就会在下部大堂，电梯厅出现大批等候电梯的乘客，既降低办公人员的工作效率，又降低了办公楼主要厅堂的环境质量，从而降低了办公楼的档次。

电梯布置的几条原则：
1.使用方便：这包括底层入口的易识别性和良好的集散空间，使用层电梯所处的位置应使各使用部分的步行路径短捷、均匀，应有足够的大小、数量和适当的运行速度，以保证在高峰期间，每五分钟能疏散12-15%的总人数。
2.集中高效：电梯应尽可能集中布置，这样既能减少交通设施所占面积，便于使用和管理，又可使电梯的运转达到最高效率，通常将多台电梯并列在一起，或并列后再相对布置成组。
3.分区：当建筑超过一定层数数，电梯应进行分区，以提高运行效率和组织好各区乘客的交通，分区一般按每15层左右作为一区，低区层数可稍多，高区宜少些，电梯速度随分区所在部位的增高而加快，通常每个分区由一到数台电梯组成，每个分区的电梯自成一组，互相连成一排布置，每排不超过四台，各不同分区电梯位于不同的平面位置，电梯厅门口标出电梯组所服务楼层区域，以引导不同区域人流到不同区域候梯。（图一**）为日本东京霞关大厦电梯分区示意图。
对于特别高的超高层建筑，采用以上方法分区就不够经济合理了，因为每组电梯均要占用下部的层层建筑面积，越往下部，电梯井道所占面积越多，且电梯效率极低，投资庞大，从技术上、经济上都是极不合理甚至是不可能的。为此，这类超高层建筑常采用（图一**）所示的分区方式，其要点是将建筑高度上分为二～三个区域，称为低区、中区、高区，在区域交接处设转换电梯的空中大堂，在中区或高区工作者，由底层交通厅分乘不同穿梭高速电梯组直接抵达第一或第二空中大堂，再由空中大堂转乘本区内的分区电梯抵达区内的不同楼层，由于高区组的电梯井可与中区组电梯井重叠，中区组亦可与低区组电梯井重叠，这样可大大减少电梯井所占面积，同时由于采用高速穿梭电梯，大大提高了中区、高区乘客的交通效率，通常穿梭电梯从底部抵达空中大堂可控制在30-50秒以内。

电梯设计应考虑的因素：
在高层建筑的方案设计中，建筑师应能根据建筑的性质、规模、标准层面积及特征等一系列设计因素，估算出电梯的数量、容量（载客数或载重量）及电梯的运行速度，以便定出标准层平面以及确定方案的其他平面，当设计进一步深入时，建筑师可与电梯生产商或电梯咨询公司进行联系，以便取得详细的电梯设计依据，并调整在方案设计时确定的电梯设计。为了减少方案后设计阶段的修改量，在方案阶段作出比较准确的电梯估算就相当重要。

电梯设计主要涉及以下因素：
全部电梯所要服务的楼内总人数
建筑的层数
电梯停站的数量及形式
建筑的档次对电梯的相应要求
对高峰期出现时间及人数的估算

电梯所服务的楼内总人数通常每人净有效面积指标确定，这一指标随各国经济发展水平不同而异，下表是西方发达国家办公楼面积指标：

办公楼每人所需净面积（平方米）
┌────┬────┬────┬────┐
│ │高 级│多 功 能│单 用 途│
├────┼────┼────┼────┤
│美 国 │14～19 │11～14 │ 9～12 │
├────┼────┼────┼────┤
│加拿大 │14～19 │11～14 │ 9～12 │
├────┼────┴────┴────┤
│日 本 │ 5～12 │
├────┼──────────────┤
│德 国 │ 7～11 │
└────┴──────────────┘
（根据陈新“高层建筑的垂直运输与电梯）

我国1987年颁发的行政办公楼按建设标准中，国务院部委、行政省用的一级办公楼，每人建筑面积为13～15平方米，市、地委用的二级办公楼，每人建筑面积为11～
12平方米，县、市用的三级办公楼，每人建筑面积为9～10平方米，折合成有效使用面积，一、二、三级办公楼分别为8.5～9平方米／人、6.8～7平方米／人、5.7～6平方米／人，现时我国出租型办公楼可按8～10平方米／人考虑。
建筑层数决定了运输的距离，电梯停站的数量，电梯在途中停靠的次数与轿厢内人数及电梯可能停靠站的数量成正比。
电梯停站的形式有多种选择，有的采用层次停靠，有的采用跃层停靠，有的采用奇数层停和偶数层停，当层数较多时采用分区停靠，或设转换厅的分区停靠。
不同档次的办公楼对于电梯的服务质量有不同的要求，我国目前的兴建的大多数办公楼其标准与国际标准相比还有一段差距，但如果是高级办公楼，则应按国际标准来确定电梯的服务质量，服务质量中一项重要的衡量指标，就是乘梯高峰期5分钟内的电梯运客量，美国一般为12～15%，日本11～15%，德国为15～17%。
对于国内高级办公楼，建议高峰期5分钟内的运客量应保证12～15%，对于一般中档出租型办公楼则应保证10～12%。电梯服务质量的另一项指标就是间隔时间，或称候梯时间，通常国外高层办公楼在30～60秒之间，档次较高的取较短的时间。对于国内高级办公楼，建议取30～60秒；对于国内一般中档出租型办公楼取60～100秒。对办公楼而言，一般来说，如能满足每天早上上班时间人流高峰值的需要，则这样的电梯系统就能为全天提供良好的服务（图一**）为典型办公楼电梯运行特性曲线，从这张图表我们可以看出，上午8:15～9:15是上行的高峰时间，中午12:00前后是下行的高峰，1:00左右又出现上行的高峰，下午4:40～5:20是下行的最高峰时间，对于单位专用的大厦由于上下班时间集中、固定，其人流高峰期时间更短，人员大量集中，因此，其电梯应具有更大的运载能力，在日本，对一个单位专用的高层办公楼，高峰期 5分钟运客量取20～25%，德国为20～25%，美国为15～18%。
电梯速度和轿厢容量的选择：
电梯速度与楼人规模大小、层数、轿厢容量、停靠站数等有关，楼小而低，用速度低、容量小的电梯，楼大而高，用速度高、容量大的电梯，高层办公楼通常采用较高速和较大容量的电梯，区间换乘穿梭电梯采用的速度更高、容量更大。
各国采用的电梯速度与轿厢容量大同小异，北美其轿厢容量通常在1135～1800kg（17～27人）之间，电梯速度采用中、低速为1.25～2.5m/s，高速为3～6m/s，载重量每档加大2-4人，速度每档增大1m/s，低速每档增大0.5～0.25m/s。
（表一**）

客梯的速度与轿厢容量标准
┌────────┬────────┬────────┬───────────┐
│轿厢容量(kg) │轿厢尺寸(mm) │井道尺寸(mm) │ 速度(m/s) │
├────────┼────────┼────────┼───────────┤
│1135 (17人) │2050 x 1314 │2550 x 2100 │2.5、3、3.5 │
│1350 (20人) │2070 x 1467 │2600 x 2250 │2.5、3、3.5、4、5、6 │
│1600 (24人) │2070 x 1670 │2600 x 2500 │2.5、3.5、4、5、6、7 │
│1800 (27人) │2320 x 1670 │2850 x 2500 │2.5、3.5、4、5、6 │
│ │ │ │ │
└────────┴────────┴────────┴───────────┘
（本表参考了广州奥的斯OTIS电梯有限公司产品资料手册）

电梯计算中，高峰期运载数量的人，既可用小容量而数量多的电梯来解决，也可用大容量而数量少的电梯来解决，一般认为电梯台数多，不如略为加大轿厢尺寸而减少台数更经济，然而，容量大的电梯停靠站时上落人数，因人数多，且停站数目相应增多，也就可能降低电梯效率。电梯速度的选择应随楼高而加大，楼的高度低，如6
～12层，可采用低速0.75～1.5m/s，中等高度的楼层，如12～20层，可采用中速1.5
～2.5m/s，较高的楼层20～30层，可采用较高的速度2.0～3.0m/s（表一**）。美国
OTIS电梯公司对中国电梯用户所提的电梯建议：
┌─────────┬──────────┐
│ 提升高度 │ 电梯速度 │
├─────────┼──────────┤
│ ≤75m │ ≤1.75m/s │
│ ≤90m │ ≤2.50m/s │
│ ≤110m │ ≤3.00m/s │
│ ≤130m │ ≤4.00m/s │
│ ＞130m │ ≥4.00m/s │
└─────────┴──────────┘

英国一研究所提出，楼高每增高5层，电梯速度增加0.5m/s，直到60层为止，见
（表一**）

楼的层数与电梯速度
┌─────┬───────┐
│ 层 数 │ 电梯速度 │
├─────┼───────┤
│ 2-6 │ 1.5m/s │
│ 7-11 │ 2.0m/s │
│ 12-16 │ 2.5m/s │
│ 17-21 │ 3.0m/s │
│ 22-26 │ 3.5m/s │
│ 27-31 │ 4.0m/s │
│ 32-36 │ 4.5m/s │
│ 37-41 │ 5.0w/s │
│ ..... │ ...... │
└─────┴───────┘

必须指出，由于电梯速度的增加，其投资相应增加较多，我国目前办公楼多采用速度相应较低的电梯，但是，对于高级办公楼，其电梯的速度与国际标准相接近，一般中档办公楼，可根据不同情况，参照国际标准降低0.5-1m/s不等。

电梯的计算程序：
1.确定电梯的服务方式
2.予选电梯的载量及速度
3.计算一台电梯5分钟的输送能力
4.计算需要的电梯台数
5.验算电梯的发梯时间间隔

为计算电梯的台数，应先算出一台电梯5分钟的输送能力：
300r
P=_______
T
（ r为底层出发时予计进入轿厢的人数=电梯额定载人数0.8，T为每班梯往返 一周总的运行时间=t1+t2+t3+t4）

例：设轿厢额定载客数为20人，则r=200.8=16
假设已求得间隔时间T为60秒，则
30016
P=_________=80人
60
P* 5分钟内需要输送的人数
需要电梯台数 N=____ P*=____________________________
P 建筑物内乘梯总人数集中率

（办公楼：同时上班的集中率=25～16%，非同时上班集中率=16～12.5%）

验算：发梯间隔时间(S) Rt=T/N
高级高层办公楼旅馆的发梯间隔时间可取30～60秒
中档出租型办公楼间隔发梯间隔时间可取60～100秒
要求较高的建筑，可取较短的发梯间隔时间，超过发梯间隔时间，需增加电梯数量，并相应降低电梯载重量。

计算：例：设建筑物内乘梯的总人数为2000人，一台电梯5分钟输送80人，5分钟内需输送200012%=240人，集中率取25%

240
___________
200025%
则需电梯台数 N=_______________ = 80

上部水平交通：

我国规范是根据电梯厅内电梯的数量及排列方式来提出最低要求及限制的（图一**）、（表一**）。走廊是标准层水平交通的最重要通道，它通常是由电梯厅列出，然后通向标准层的主要使用空间和疏散楼梯。我国《办公建筑设计规范》
JGJ67-89对于走廊的宽度有以下规定（表一**），同时还应满足通过人数每100人不小于1米宽。办公室内走道根据不同类型的办公室而不相同，对于小空间的单间办公室，其内部走廊非常简单，对于大空间的开敞式办公室，内部交通相对比较复杂，通常根据不同的室内空间布局而有所区别（图一**）为一大空间景观办公室的交通流线图由于布局非常自由活泼，其办公室内部交通组织非常整齐，紧凑而有条理，既有小空间的单间办公室又有较大空间的开放式办公室，办公室内部交通根据布局分区组织，走道有主次之分，且每区均有两个以上的疏散口。办公室内部交通的组织必须遵循一些基本原则：必须路线明确，容易识别，避免穿越工作区内部，路线尽可能简捷，避免迂回、绕道，尽可能保证双向疏散。

候梯厅深度尺寸（B为轿厢深） （表一**）
┌─────┬────┬────────────────────┐
│ 电梯种类 │布置形式│ 候梯厅深度(MM) │
├─────┼────┼────────────────────┤
│ │单台 │ ≥B │
│住宅电梯 ├────┼────────────────────┤
│ │多台并列│≥B（梯群中最大轿厢深度） │
├─────┼────┼────────────────────┤
│ │单台 │ ≥1.5B │
│ ├────┼────────────────────┤
│乘客电梯 │多台并列│ ≥1.5B │
│ │ │ 当梯群为四台时，应≥2400 │
│ ├────┼────────────────────┤
│ │多台对列│ ≥对列电梯B之和，〈4000 │
├─────┼────┼────────────────────┤
│ │单台 │ ≥1.5B │
│ ├────┼────────────────────┤
│病床电梯 │多台并列│ ≥1.5B │
│ ├────┼────────────────────┤
│ │多台对列│ ≥对列电梯B之和 │
└─────┴────┴────────────────────┘
注：候梯厅尺寸未含不乘电梯人员穿越候梯厅的交通面积

走道最小净宽 （表一**）
┌───────┬──────────────────┐
│ │ 走道净宽(m) │
│ 走道长度(m) ├─────────┬────────┤
│ │ 单面布房 │ 双面布房 │
├───────┼─────────┼────────┤
│ ≤40 │ 1.30 │ 1.40 │
│ │ │ │
│ 〉40 │ 1.50 │ 1.80 │
└───────┴─────────┴────────┘
注：内筒结构的回廊式走道净宽同单面布房走道
紧急情况下的交通：
紧急情况下，人的逃生路线是：办公室──走廊──疏散楼梯，从办公室进入走廊，再从走廊进入安全区域疏散楼梯的前室，这一疏散过程，应解决房间的大小，房门的数量、宽度及远近，疏散走廊的宽度和及长度，以及安全出口的方向及数量等问题。
为使人员能尽快逃离火灾室，对房间的面积及门的数量等须作限制，房间面积在
50平方米以内时，通常可只设一门，超过时应设二门或多门，门与门之间应拉开距离，房间最远点距房门不宜超过15米，大空间办公室的安全疏散口处应设出口标志灯（EXIT 出口），面积大时，宜多设出口，这样可使人流密度减小，每一出口宽度宜为1.4米左右，可每秒通过二人，否则，大量人员洒向少数出口将产生堵塞。走廊是疏散道路上的第一安全区域，逃离火灾室的人员进入走道后，应能较有保障地顺利奔向疏散楼梯。走廊应有明确的导向性，应有明显的疏散出口指示灯，指向疏散楼梯，指示灯间距不宜大于20米，走廊应设事故照明，应尽量避免宽度及方向上的较大变化，走廊的长度，根据《高层民用建筑设计防火规范》GBJ45-82，对于办公楼而言，位于两个安全出口之间的房间，房间门至最近楼梯间的最大距离为40米，若是位于袋形两侧或尽端，其最大距离为20米，有些防火专家认为，对于性质重要或人员众多的高层建筑来说，位于两个安全出口之间的房间至较近出口（楼梯间）的距离不应超过30米，袋型走廊不应超过15米。对于高级办公楼或楼层较多，面积大的高层办公楼有必要尽可能缩短疏散距离。
疏散走廊的地面不应踏步或门槛，对于不可避免的小高差，宜设坡度不大的坡道来解决，走廊内不宜设置地毯，走廊两侧隔墙应为耐火1小时以上的非燃烧体，并应彻至梁、板并填实空隙，走廊吊顶材料应采用不燃或难燃材料。
疏散楼梯通常均采用防烟楼梯，它由前室和防烟楼梯间组成，前室内设防排烟措施，前室与走廊及楼梯间之间的门应采用乙级防火门，并应朝疏散方向开启，防火门宜采用平开门，并在关闭后能从任何一则手动开启。前室的面积不应小于6平方米，与消防电梯合用前室的面积不应小于10平方米。
安全出口的数量及位置：每个防火分区的安全出口不应少于两个，并应分散布置，也就是说，在平面上应均匀布置。避难者的行动具有多向性和盲目性，若只在一个方向配置安全出口，便有可能导致有的人员无法脱险，因此，必须为避难者安排两个方向的疏散路线，以保证当一条通路被烟火封锁后，还有另一条道路来疏散。严格来说，凡经常有人停留的部位，均应能进行双向疏散，当因布局无法避免出现袋形走道时，比较重要或高度较大的办公楼，应在袋形走道尽端设置辅助出口，如阳台、垂直疏散口或缓降器，以形成局部区域的第二条疏散路线