多交通核建筑对电梯系统的影响

来源：机电人脉

蔡宏智Johnnie Choi 近期项目中连续碰到多个多交通核的项目，对于多交通核建筑的垂直交通规划有了进一步思考，垂直交通作为建筑的一部分，经常被建筑师忽略，普遍的概念是，无论单交通核或双交通核，只要电梯数量保持一致，电梯系统的性能是一样的，可实际上在垂直交通的原理中，两者存在差异，本文通过分析案例简要说明两者区别，以后作为多交通核设计参考。

蔡宏智Johnnie Choi

近期项目中连续碰到多个多交通核的项目，对于多交通核建筑的垂直交通规划有了进一步思考，垂直交通作为建筑的一部分，经常被建筑师忽略，普遍的概念是，无论单交通核或双交通核，只要电梯数量保持一致，电梯系统的性能是一样的，可实际上在垂直交通的原理中，两者存在差异，本文通过分析案例简要说明两者区别，以后作为多交通核设计参考。

思考方向主要围绕以下两点：

1 不同交通核布置对于直交通系统影响

2 多交通核情况下垂直交通该如何设计

什么是交通核

作为每栋建筑核心筒中必要的功能模块，交通核的构成元素主要有楼梯、电梯、楼梯或电梯前室、公共走道、侯梯厅、设备管井、加压送风井等。属于设计初期便需要决策的内容，建筑师一般会综合考虑建筑轮廓、跨度、座向、动线、户型等，对交通核的布置方式有个初步判断。以居住类建筑为例，一般常见的是单交通核或双交通核的布置方式。

交通核布置方式

由于上述交通核布置方式会直接影响核心筒面积，间接影响得房率，原则上交通核越集中，建筑越高效。考虑得房率，绝大部分的居住建筑都是每单元设置单个交通核，如图1 的住宅案例。但也有些情况，建筑师会考虑多交通核的核心筒设计，譬如：

1 建筑跨度过长，从图2 中可以看到，当建筑跨度比较长，为了让每一住户使用方便，会考虑把交通核分散设置。

2 特殊户型如一梯一户

3 其他规划的要求，图3 为笔者近期一个深圳保障房的案例，此项目于方案初期，政府便提出规划要求，采用双交通核设计。

▲图1

▲图2

▲图3

单双交通核对垂直交通影响

不同交通核的布置方式除了影响建筑动线、得房率以外，很多建筑师会忽略其对电梯运能的影响。原则上电梯总数不变，把一个交通核改为两个交通核，由于两个交通核的电梯无法交互，两个电梯群必然分别控制，电梯的调度效率会大打折扣。间隔时间作为电梯群数量及一周运行时间的变量，把电梯群数量减少会直接导致间隔时间拉长，间接导致平均等候时间增加。

实际上，在垂直交通设计师的角度，单交通核与双交通核完全是两种设计，以最简单的方式表述，一栋双交通核建筑等于两栋单交通核建筑，每栋负担标准层总人数的50%.

单双交通核的电梯系统运能

前述单交通核与双交通核的系统运能差异，我们通过深圳保障房的案例，使用电梯模拟分析进行运能验算，验算条件说明如下：

1 运能设计标准

图4 摘自 CIBSE GUIDE D（Chartered Institution of Building Services Engineers，英国注册屋宇装备工程师学会，设计指引D册） 中推荐标准，住宅考虑早高峰双向交通（15%上行，85%下行），五分钟运载率6-8%，平均等候时间30-65s。

▲图4

2 客流量统计

图5 为深圳保障房单交通核与双交通核的客流统计情况，

单交通核时，1组电梯，服务每层26.8人，

双交通核时，2组电梯，分别服务每层13.4人。

3 电梯配置

为了比较单双交通核对运能影响，验算两种情况时使用完全相同的电梯配置，唯一区别是双交通核电梯数量为单交通核一半。

单交通核采用1组，4台，载重1000kg，速度5ms

双交通核采用2组，2台，载重1000kg，速度5ms

4 分析结果

五分钟运载率基本一致，双交通核的间隔时间76.5s为单交通核的间隔时间39s接近一倍。双交通核的平均等候时间62.6s为单交通核的平均等候时间38.2s接近一倍。两者皆满足CIBSE标准，但单交通核的用户体验明显优于双交通核。

多交通核的运能分析

通过前述深圳保障房的例子，简单介绍了传统设计师针对双交通核的设计逻辑，并验算了单双交通核电梯系统运能差异。可实际项目中，由于建筑形态与动线多样，经过一些项目观察所得，以下两种场景会导致前述的设计逻辑不成立。

1 当交通核偏离建筑中心，从图6 可以看出，交通核位于建筑偏右位置

2 当交通核电梯数量不均，从图7 可以看出，交通核1设置3台电梯，交通核2设置1台电梯

案例分析

在分析之前，首先引入两个概念，

1 当两个交通核运能相等，称之为“运能均衡”

2 当两个交通核分别服务距离其最近的住户时，称之为“动线均衡”

▲ 图6 交通核偏离建筑中心的情况

案例设置了两个交通核，1和2，分别配置1台电梯，载重1000kg，两个交通核偏离了建筑中心。

“运能均衡”的情况下，每层10户，交通核1和2分别负担5户，平均等候时间为27.8s

进一步思考，乘客较大概率使用步程最近的电梯，即图6红线右侧的4户使用交通核2，红线左侧的6户使用交通核1，与上述“运能均衡”每个交通核负担5户存在矛盾。“动线均衡”的情况下，交通核1负担60%，交通核2负担40%，运能方面，五分钟运载率皆达到17.5%，平均等候时间29.3/22.5s，两者皆可满足客户要求，但存在差距。

▲ 图7 交通核电梯数量不均的情况

案例设置两个交通核，1和2，交通核1配置3台电梯，载重1000kg，交通核2配置1台电梯，载重1000kg，两个交通核的电梯数量不同。

“运能均衡”的情况下，总户数32户，通过反复试算，当交通核1负担28户(87.5%)，交通核2负担4户时(12.5%)，以红线示意。两个交通核的平均等候时间为22s。

但从图7 可以看见，右侧户型至交通核1动线较远，不符合实际情况。考虑“动线均衡”，交通核1负担19户，交通核2负担13户，即交通核1负担标准层60%，交通核2负担标准层40%，以蓝线表示。运能方面，交通核1五分钟运载率17.5%，平均等候时间14.8s，运能富余。交通核2五分钟运载率11.6%，平均等候时间58.2s，交通核2运能远低于交通核1。

在现实情况中，由于交通核2运能过低，乘客将自动调节用梯习惯，使交通核1及交通核2尽量趋向运能均衡，可预测图7 案例最终运能将介于运能均衡及动线均衡之间。

总结及建议

相同电梯数量情况下，单双交通核五分钟运载率接近，但等候时间差距较大，因此与建筑协调方案时应优先考虑单交通核，如综合考量下来必须采用多交通核设计，为避免运能均衡及动线均衡的差异衍生不确定性，应关注建筑方案，避免交通核偏离中心及多交通核电梯数量不均。