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忍不住想要回答这个问题!!

看了一遍答案,怎么都在讨论建300层有什么弊端,题主不是说的很清楚了,假设不存在能否造的问题,有什么弊端是业主考虑的问题。

 

先抛结论:楼已确定可以造好,现有电梯系统是有可能支撑整栋大楼竖向交通的! 

有个前提:大楼业态较为简单,控制在2至3个,可能是办公、酒店、公寓、商业(裙楼)中的几个。

我第一感觉有几个要点:

1.必须分区 

2.采用目的楼层系统

  3.采用超高速双层电梯

 

当然,行或不行不是说说就可以,我暂以酒店和办公两个业态来分析,尝试求解这道题。

鄙人不才,在建筑机电咨询公司,电梯系统设计是副业,只设计过300m高大楼的电梯系统,没设计过300层的不好意思。下面我试着用一般的方法分析一下这道题怎么解。

 

首先要搞清楚一个问题,为什么要进行电梯系统的设计,一般人们的理解不就是从厂家那买几台电梯安上就完了么?低层低档次的老建筑可以,现代高层明确告诉你就不可以!电梯系统设计的首要原则就是合理地设置电梯的数量、载重、速度、平面布置、停站。什 么叫合理?对业主而言,电梯的数量、载重及布置要合理,不能占用过多的建筑面积,面积就是钞票啊。对用户而言,电梯是进出高层建筑的几乎唯一通道,合理的 电梯系统能显著提升用户的乘坐体验。乘坐体验具体体现在用户等候电梯的时间以及乘坐时间指标上,当然还有平稳度、安全性等指标。

 

电梯系统设计的终极目标就是要平衡业主和用户的需求,从而合理设计电梯系统。因此我们的工作就是要在保证良好用户体验的同时为业主省钱(抱歉说的比较直白)。

这里又引出了一个问题,衡量用户体验的标准是什么?普及几个概念(参考英国《CIBSE GUIDE D》标准):

AIINT):平均运行间隔时间 (同一组电梯,平均运行多久会有一台电梯到达)

AWT:平均等候时间 (用户从进入侯梯厅到电梯到达的时间)

AJT:平均旅行时间 (用户进入电梯后直到电梯到达目的地开门的时间)

ATTD:用户从进入电梯厅到完全到达目的楼层的时间

HC5:5分钟运载能力 (高峰期5分钟内电梯能运载的人数占总服务人数比)

CC:轿厢负载率

注:以上所有概念均指高峰期时段内(早或晚)

 

通常衡量一栋大楼最主要的指标是参考HC5INT,有些同时需衡量AWT

 

肿么感觉讲了一大通还没入正题,好吧现在开始。

1.       建筑基本形态(本人非建筑师,如有较真请指正)

业态确定:一栋300层的摩天大楼不可能全部用来办公,以较为常见的办公+高端酒店业态来定位,即办公位于下部,酒店位于上部,设有空中大堂。

 

避难层:以15层设置一层避难层为原则,避难层总数多达20层,这部分是没有租户驻入的,主要用来放置设备以及避难。

 

建筑面积:为了便于人数计算,假设大楼呈标准矩形,且每75层分为一段,共四段,从下往上建筑面积逐步减少,依次

L1~L75层为3000平、

L76~L1502500平、

L151~L2252000平、

L226~L3001500平。

有效使用面积:以第一段建筑面积3000平为基准,要达到70%的有效使用面积,估算出核心筒面积至多900平。由此转到第四段时,建筑有效使用面积仅(1500-900/1500=40%,这也切合了上面的其他回答,大楼使用率降低的太厉害(这是业主该操心的问题)。据此可估算出每一段的有效使用面积,依次为2100平、1600平、1100平、600平。

 

建筑高度:办公楼层按层高4m计算,酒店按照3.5米计算。实际情况会有出入,比如大堂和避难层一般会较高。

 

2.       服务人数估算

2.1 酒店:上面提到酒店在高区,也就是第四段,其有效使用面积仅600平,客房利用率大概80%,以40平一间客房计算,每层客房数量为12间。假设这个超级酒店有720间客房,则客房就需占用60层,外加五层避难层和空中大堂L235层,则酒店所在楼层为L235~L300层。酒店功能区设置在裙楼部分,比如宴会厅、餐厅、会议室等,且按设置在L2~L6层考虑。

估算酒店服务人数为720x1.8/=1080

 

2.2 办公:L1层毫无疑问为酒店大堂和办公大堂,则办公楼层为L7~L234,其中包括18层避难层(通常避难层会设置在分区交界处,所以实际避难层数应该更多)。按照甲级办公标准12/人考虑(写字楼越高档,人均面积越大),可估算总服务人数:

第一段:L1~L75层,63x2100/12=11025

L76~L150层,70x1600/12=9333

L151~L225层,70x600/12=3500

总人数=11025+9333+3500=23858 (会不会觉得这个数字很吓人,不过这个数字对后面的计算每什么帮助,因为电梯系统的分区和建筑的分段完全是两个概念)

对了,办公人数在实际计算中还要考虑出勤率,我想每个公司每天总有那么几个迟到、请假、旷工或者其他借口不到的吧,因为这些人错开了早高峰,所以我们把出勤率定为80%应该不算过分。

 

3.       性能衡量指标

3.1 酒店:参考英国《CIBSE GUIDE D》标准以及大多数国际五星级酒店标准,得出如下结论,晚高峰双向时段:

     5分钟运载能力:10%~15内可接受,建议值12%(我只见过希尔顿的变态要求15%);

     平均间隔时间AIINT):30~50秒,建议值45秒;

     等候时间AWT:这个通常不作硬性要求,希尔顿要求35秒。

 

3.2 办公:

早高峰时段电梯能效

上表摘自《CIBSE GUIDE D》,目测国内90%办公楼都达不到这标准,通常我们在设计中也是结合国内实际情况来确定最终指标,建议值:间隔时间40秒,

5分钟处理能力建议值11%

 

4.        电梯系统设计

4.1 酒店:酒店的交通流量高峰发生在晚高峰时段,此时客人主要前往各 餐厅用餐后返回客房,同时还有客人入住与离开酒店,双向流量高峰需要根据酒店的功能区(主要是餐厅)面积进行量化计算。这里考虑到酒店客房在高区,核心筒 众多电梯仅上至办公层,留有足够多的空间设置酒店电梯。根据项目经验,一般一台电梯可以服务60100间客房,据此估算酒店最多需要12台客梯,结合实际情况,预计8-10台电梯即可满足酒店要求。

 

另外,由于酒店的性质决定了酒店不宜采用分区设置,因为与办公不同每天入住的客人可能都不一样,熟悉酒店的电梯系统学习成本较高。相对于写字楼,酒店电梯的客流量要小的多,通常采用1.35吨的电梯就能满足实际需求,但许多酒店处于档次需要采用1.6吨电梯。

 

酒店空中大堂设置在高层L235,必须且只能采用穿梭电梯方案,并且穿梭电梯在L2~L6层功能区只停靠一层(到其他楼层需转梯,比如自动扶梯),以提高运行效率。现有全球最快的电梯是台北101大楼使用的18m/s的电梯。如果采用该种电梯,从首层L1直达空中大堂(高度935m),至少需要设置三台,才能较为接近酒店标准。

 

服务电梯数量一般为客梯数量的50%,本酒店客梯数量达到了11台,则至少应设置6台服务电梯。较为理想的方案是2台穿梭服务电梯从地下直达大堂,另外四台服务电梯从空中大堂贯穿客房层至屋顶。

 

裙楼电梯服务楼层较少,且可以通过设置足够数量的自动扶梯来分流(自动扶梯运载能力可达9000/小时)不作过多讨论。顺带一句,通常酒店和办公的电梯都不下车库,采用转梯的方式到达大堂在进入客房或办公层。

从以上分析来看,酒店客房使用的电梯可与办公用公用井道,不占用新的核心筒空间,因此酒店只需要3+2=5部穿梭电梯。

 

当然,以上数据全凭经验推断,最终还是需以流量分析为依据。

 

4.2 办公:这真的是世界上最具挑战性的电梯系统方案了,我将尝试借用公司的软件资源进行定量分析计算,当然,短时间内很有可能得不出一个合理的方案,但是到大楼建成以前我还是有机会的不是么,哈哈哈!

234层的办公大楼,2万多人的流量,近1000米的提升高度,当这一切集中在早上上班高峰的那一个小时里会怎么样。

为什么是早上一小时,我采用的是Peter Research的办公模型: 

 

上表表示的是在早上一个小时内,人们到达办公大堂进入大楼,每5分钟到达的人数是递增的,但会有一个最大值,最大值那5分钟到达的人数要占该组电梯所服务总人数的12%,即电梯的5分钟运载能力要达到12%才能将人运走,不然你就等着迟到吧,哈哈!

注意这里incoming 85%:指进入大楼人数的比例为85%,同理outgoing为从大楼出去,interfoor为层间流量。这个是Peter模型,但计算中我更倾向使用bally模型,不同之处在于其incoming100%outgoing0

现在酒店部分已经可以抛诸脑后了,仅仅看成一栋234层,约940米高的办公大楼。尽管如此,这货还是相当于两个京基100100层,441米高)叠加在一起还要高。

方案一:我首先尝试着将他分割成两个高楼来处理,下区134层是一个大区A,上区100层时另一个大区B。同时A区和B区可以分为低、中低、中、中高、高五个区,B区同理。这样,分区情况如下:

办公A区:低区     L1~L31

      中低区   L32~L57

      中区     L58~L84

      中高区   L85~L109

      高区     L110~L134

说的好累,不如直接看图,请点击放大看


办公B区:不急,待我先解决A

 

由于前面的准备工作已经十分充分,直接将基本参数输入到专业的电梯系统分析软件进行模拟计算,得到的结果:

 低区:第一次尝试

小结:122000kg的电梯速度5.0m/s,结果是INT非常短18.9s,但是装载率达到了85.7%,此方案不可行,直接枪毙,而且122000kg,得多大面积,业主得心疼钱了。

 

 

低区第二次尝试:

小结:采用61600kg载重的双层轿厢电梯,速度4.0m/sINT非常好29.9s,装载率80.4%,这还什么话说,就是你了。是否有必要解释一下双层轿厢电梯,就是电梯有两层,比如一台1600kg的双层电梯相当于两台单层1600kg电梯叠加在一起,一次运载的人数也翻倍达到42人。

 

 

有些人可能会好奇这神奇的软件,贴个图吧

努力模拟中。。。。。

             其实还有一些其他结果没有贴上来

到这里为止,我们是不是费了好大的力气,终于将这一栋300层摩天大楼的下部办公A区中的低区解决了?可别以为就这么一帆风顺了,低区、中低、中区等都是相互影响的,可能低区没问题,高区就有问题,只有一个办法那就是重新分区。正如我上面写的,分区也很灵活,我提供的是方案一,还有方案二,比如首先将办公分为办公A、办公B区和办公C区,然后每个区是不是又可以分为高中低三区呢?如果方案一不可以,方案二也值得一试。

 

这里我们还没有用上传说中的目的楼层控制系统,该系统理论上可提高运载能力20%~30%,原理且听下回分解。

 

另外并不是说我们通过一种分区得出了一个从数据上看都还行的结果就可以了,从数据上看还行说明你满足了用户需求,但别忘了还有业主需求。如果数量或其他配置不合理,业主不愿掏钱一切都是白搭。

 

花了一天时间写了这洋洋洒洒,还动用了公司的软件,罪过!!今天到此为止,若支持的人多,明日继。我相信没有做不到的只有想不到的,人类的创造力不应止步于这300层的摩天大楼!

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