高层建筑超高速电梯通气孔设置探讨

进入21 世纪以来，随着经济的高速发展，现代化高层建筑在我们身边越来越多，而电梯作为建筑物垂直交通的主要工具，在高层建筑中显得更为重要。电梯按速度可分为低速电梯（1m/s 以下）、快速电梯（1 ～2m/s）和高速电梯（2m/s 以上），超高速电梯（5m/s 以上）。

超高层建筑中往往设置有多台超高速电梯，高速运行的电梯像活塞一样，压缩前方空气并很快会产生噪音，暖通专业设计的任务就是在电梯井道设置一定数量的通气孔，有效、快速、安全地将电梯井道的压缩空气排除，并消除噪音和振动，保证电梯的正常运行。

1 有关规范对电梯井道通气口设置的要求

1.1 《电梯制造与安装安全规范》(新版2016 年7 月1 日实施)GB7588-2003(2015)

5.2.1.1 全封闭的井道。建筑物中，要求井道有助于防止火焰蔓延，该井道应由无孔的墙、底板和顶板完全封闭起来。只允许有下述开口：（1）层门开口；（2）通往井道的检修门、井道安全门以及检修活板门的开口；（3）火灾情况下，气体和烟雾的排气孔；（4）通风孔；（5）井道与机房或与滑轮间之间必要的功能性开口；（6）根据5.6，电梯之间隔板上的开孔。

表1

5.2.3 井道的通风。井道应适当通风，井道不能用于非电梯机房的通风。注：在没有相关的规范或标准情况下，建议井道顶部的通风口面积至少为井道截面积的1%。

1.2 《建筑设计防火规范》（GB50016-2014)

6.2.9 建筑内的电梯井等竖井应符合下列规定：电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井的井壁除设置电梯门、安全逃生门和通气孔洞外，不应设置其他开口。

2 超高速电梯产生噪声原因及处理办法

高速电梯转换周围空气的速度通常比周围环境能够转移这些被置换的空气速度要快，空气具有黏性和可被压缩的特性，当电梯在井道内高速运行时，会将与电梯运行的相反方向的空气“吸”进来，同时压缩电梯前进方向的空气，当找到一处可能的缝隙（包括厅门门缝）时，这些被压缩的空气就会被挤出去，产生扰人的噪音和振动。这就是电梯运行的活塞效应。与一般的垂直电梯不同，“超高速·大容量”电梯需要在有限的井道、极限的载重和速度下保持安全性、舒适性与可靠性，必须将吸入的压缩空气及时并有效地排除，有了通气孔可以降低压力、降低噪音。

有关规范对设计的要求是在电梯井道设置一定数量的通气孔，但是通气孔的详细的设计要求，目前的参考资料很少。

查阅奥的斯电梯资料，厂家对超高速电梯的设计建议是在单井道或双井道的顶层和底坑各设有大孔通向室外，孔的面积最好等于1.5 倍的轿厢地台面积。因此，轿厢在接近顶层和底层时，压缩的空气可以向井道外扩散。并且该通气孔连接的空间最好有5 层以上的井道空间让空气逃逸（这个被压缩的空气空间与速度密切相关）。但是，在超高层的建筑里，要为每个超高速电梯在顶层和底坑设置1.5 倍轿厢地台面积的大孔通向室外，在层高有限，出风百叶面积有限的条件限制下，这种做法很难实现。在有限的条件下，尽可能地满足超高速电梯的通风孔的设置要求，合理设计超高层建筑超高速电梯通气孔，笔者总结了自己的设计理念，在这里与大家分享。

2.1 超高层建筑1

塔楼68 层，建筑高度为284.55 米，其中10 层、26 层、42 层、45 层、61 层为避难层。

建筑内有7 台超高速电梯需要设置通气孔，通气孔设在地下室的电梯底坑和每个避难层门洞上部，根据井道开口宽度和平面的布局设置不同尺寸的风管通向走道，在出井道处风管上设置防火阀，满足防火要求，电梯数据见表1。

图1

表2

其中，电梯NT-S1 和NT-S6 为消防电梯，在每个避难层都开有电梯门洞，设置的通气孔的高度受限，通气孔的总面积相对其他超高速电梯较小。而消防电梯每层均可停靠，实际使用时，电梯运行速度并不是很高，因此噪声和压力影响不是很大。

NT-G1、NT-G2、NT-G3 仅在1 层、9 层、10 层、43 层和64 层停靠，因此运行速度和使用频率均较高，通气孔的面积大于电梯厂家的要求,以保证电梯的稳定运行。

电梯井道的通气孔直接接至井道外，设置示意见图1。

2.2 超高层建筑2

塔楼74 层，建筑高度为313.8 米，其中8 层、24 层、40 层、56 层、72 层为避难层。

建筑内有10 台超高速电梯需要设置通气孔，通气孔设在地下室的电梯底坑和每个避难层门洞上部，电梯数据见表2。

其中，电梯O/AS(F)1、O/AS(F)2 为消防电梯，每层均可停靠，由于这两部电梯面对面设置，因此我将两部电梯的竖井用风管连通，让压缩的空气可以在两个竖井通道间流通，设置示意见图2。

图2

HH1 ～4 电梯在1 层、6 层、7 层、57 层和58 层停靠，S/AH1 ～4 电梯仅在1 层、25 层和26 层停靠，因此运行速度和使用频率均较高，通气孔的面积大于电梯厂家的要求,以保证电梯的稳定运行。

3 结语

在高层建筑中，为了更好地将电梯井道的压缩空气排除，超高速电梯不仅需要在电梯井道的顶部和底部设置通气孔，在井道中间段也应均匀设置一定数量的通气孔，以保证压缩空气能快速排出，降低噪声和振动。

通气孔的面积不仅仅和电梯的速度有关，还应与电梯的使用功能、实际停靠楼层数量有关，在设计中应结合工程的实际情况综合考虑，让设计尽可能经济有效，做到与实际使用完美贴合。