(一)核心筒形状分类

1.矩形
矩形平面式最常见、使用率最高的形式,不仅由于矩形的标准层平面占大多数,还因为其易于组织核心筒各部分的交通联系的特点,在超高层办公楼中广泛应用。

 

特点:楼梯间(消防电梯间)分居核心筒两侧,中间部分并列布置电梯组群,并按照竖向分区把电梯分为若干组群,建筑物越高分的组群就越多,核心筒也就越细长;
适用范围:适合25层左右的超高层,但是只要稍作改动就可以把适用范围提高到40层甚至更高的高度。

2.圆形
圆形核心筒平面适合用于圆形、椭圆形的标准层平面,因为它没有方向形的特点,同样也适用于不规则的平面。


特点:楼梯、电梯对称布置,卫生间居中,上下位置不变,利于水管井布置;空调机房利用电梯厅位置,空间比较完整,为日后设备升级改造预留空间;电气间可进入检修;
适用范围:此核心筒平面适合40层左右的超高层,同时也适合80层左右的方案。如果是40层,电梯组分高低两区,每区20层,大概4000平方,折合每台电梯服务5000平方建筑面积,满足使用要求;如果是80层,建筑需要设空中大堂作为电梯转换层。16台电梯中分为4组,每组4台,其中一组作为穿梭梯到达转换层,剩余3组分为高中低3区,转换层以上再依次轮换电梯井道,无需增加井道面积。

3.三角形
三角形平面因其容易形成尖角空间,实例中应用相对较少。如果三角形边长拉长足够布置各电梯组群,边角空间可以用作管井等用途,各个方向的刚度趋于平均,适宜体量较大的建筑。


特点:电梯分为穿梭电梯、区间电梯、消防电梯以及观光电梯几种类型:消防电梯、疏散楼梯间、观光电梯以及管井机房分散于三个“边角料”的区域,见缝插针,灵活布置;卫生间则利用区间电梯的井道空间布置。另外,部分管井沿着剪力墙的外沿布置,不仅利于检修,更避免了管线穿越剪力墙的情况,方便走管。
适用范围:适用于规模较大的超高层办公建筑,下图例子竖向分为3各大区,设有两个空中大堂,每个大区又分为高中低3个小区,每个小区可服务3万平方的建筑面积,整栋建筑规模达到27万平米左右,建筑高度可达540米左右。三角形平面也有用于较小规模建筑物的例子,但是实用率不高,不建议使用。

4.梭形
当建筑物比较扁长,且标准层为梭形时,其核心筒也多为梭形。

 

 

特点:梭形中部进深最大,用于布置电梯;电梯间、消防电梯在电梯厅两侧左右布置;梭形端部布置机房及卫生间;管井集中在电梯组两端以及机房附近,靠外围布置;
适用范围:由于梭形平面的进深较小,不宜布置较多的电梯组群,所以这类平面仅适用于建筑规模较小的办公楼,一般为25-30层左右,适用于标准层面比较特殊的情况。

(二)电梯及电梯厅设计

电梯布置原则 电梯排布方式是核心筒设计的关键所在
原则一:使用方便
底层入口应有良好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5分钟能疏散12%-15%的总人数。
原则二: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。
原则三:分区
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。当高度超过一定数值时,超高层建筑的电梯不仅要在平面分组,还要在垂直高度上分为若干区域,在区域交界处设有空中大堂,在中区和高区工作者,由底层交通厅分乘穿梭高速电梯组直接抵达第一或者第二空中大堂,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。

电梯组排列方式分类

“一”字形 电梯组一字排开,分为上下两排,各组群的候梯空间串联起来,形成建筑的内走道,核心筒的各组成部分就沿着走道布置。


特点:核心筒把标准一分为二,各电梯组群的电梯厅串联起来,形成内走道,走道的两端布置疏散楼梯间,整个交通组织清晰明了,非常简洁;主要的设备管井集中在中部,管线从管井引出后一分为二,有利于节省管线所占的空间;走道的端头分别布置了新风机房和茶水间,都能直接对外采光通风,新风机房无需新风竖井,茶水间有良好的景观视野,形成一个良好的休息环境;
适用范围:适用于中等规模的超高层建筑,竖向分为高中低3个大区,每个分区8台电梯,大概服务3-4万平米的建筑面积,因此总建筑面积大概10万平米左右,如果标准层面积2000平米,则一共40-6-层左右,150-250平米左右。

“二”字形 四组电梯分为上下左右2行2列布置,核心筒形成“鱼骨”状的交通流线,核心筒各组成部分就依附于这个骨架布置。


特点:电梯组群分区明确,易于识别;疏散楼梯与消防电梯占角布置,均衡合理;管井集中在核心筒中部,上下对齐;电气间空间完整,方便检修维护;
适用范围:如果电梯组分为4个组群,分别服务于4个竖向分区,则每个分区6台电梯,约合3万平米左右的面积,共12万平米左右250米的建筑规模;如果4组电梯中,每一组穿梭电梯到达空中大堂,则建筑面积可达18万平米,高度可达360米左右。

L行形 两组电梯互相垂直,核心筒形成L型布置,由此形成核心筒的基本架构。


特点:电梯组群L型布置,电梯厅之间既互相独立,又方便联系;一个疏散单元位于“L”型内侧,另外一个位于外侧,均衡布置,利于疏散;卫生间位置固定,有利管道上下对位;管井沿着核心筒外围布置,走管方便,避免穿越剪力墙,还不影响电梯厅净高;利用电梯上下分区节省的空间作为新风机房以及会议室等用途,提高实用率。
适用范围:共10台客用电梯,分为高低两组,每组服务约25000平米的建筑面积,则建筑物面积共5万平米左右,适用于100-120米左右的超高层建筑。如果有一组穿梭电梯到达空中大堂,则建筑面积可达12万平米,高度可达260米左右。

T形 电梯组呈“T”型布置,相当于两个“L”型的组合。平面左右对称,利于交通组织、设备布置以及结构布置。

特点:电梯组群之间分区明确,但又联系方便,既分又合;疏散单元虽然集中在下方,但疏散口比较分散,不影响疏散距离的制约;管井及机房靠核心筒外围布置,管线不穿越剪力墙,走管方便;设备机房空间完整,面积宽松,利于检修及日后设备升级改造;
适用范围:电梯分为高中低3组,每组6台电梯,一共18台,按每台电梯服务5000平米楼层面积换算,总建筑面积约合9万平米,高度150-200米左右。

 

十形 电梯呈“十”字布置,核心筒内部形成“十”字的走道,平面中心对称,利于交通组织、设备布置以及结构布置。


特点:电梯组呈“十”字布置,各组群之间分区明确,但又联系方便,既分又合;疏散单元占角布置,中心对称,可使平面各点疏散距离均衡;空调机房共2个,把标准层分为内外两个负荷区域,系统合理,节能减排;设备机房空间完整,面积宽松,利于检修以及日后设备升级改造;
适用范围:电梯组分为4个组群,低区考虑到有其它交通设施辅助,仅设4台电梯,中高两区均为6台电梯,还有一组直达空中大堂。空中大堂以上又分为高中低3个区,电梯井道又开始轮次使用,在无需增加井道的前提下,建筑高度可达320-350米左右,建筑面积最多可达16万平米。

Y形 核心筒中部为三角形空间,作为空调机房。而电梯组群垂直于三角形的三边,每边2组电梯,形成倒“Y”型布置。


特点:电梯组群垂直核心筒外墙,交通组织直接明了;电梯共分为6组,其中两组为穿梭电梯,为别到达2个空中大堂,剩下4组为区间电梯;疏散单元占角布置,均衡合理;核心筒中心为空调机房,空间完整,面积宽松;
适用范围:适用于规模较大的超高层办公建筑,下图例子分为3个大区,设有两个空中大堂,每个大区又分为高中低3个小区,每个小区可服务3万平米的建筑面积,整栋建筑规模达到27万平米左右,建筑高度可达540米左右。

(三)空调机房及管井设计

空调机房平面位置的确定 超高层建筑分层设置空调机房,已成为核心筒设计必须考虑的因素,因此考虑空调机房的位置对于核心筒设计来说也成为重要的一部分。其位置确定的原则主要是两点:一是靠近负荷中心,均衡布置,以缩短空调管的长度,尽量避免空调管对楼层净高影响;二是尽量靠外墙布置,以便直接引入新风,省去新风竖井。
管井平面布置原则 管井的位置应尽量靠负荷中心,以利于走线和减少线路能量损耗,因此管井应靠核心筒外围布置。具体到每个管井,则略有不同:水管井应靠近用水单元分散布置,如卫生间、开水间以及空调机房等;电气间不管是否进人检修,紧邻公共走道布置比较适宜,保证检修时不影响办公空间的使用;空调竖井则更需要沿核心筒外围布置,因其水平支管尺寸较大,为避免穿越剪力墙以及尽少影响吊顶高度,在剪力墙外侧布置最为理想。
空调机房的设计


空调与核心筒建筑设计关系最密切的是空调机房(分层)级空调竖井的设计,而这两者的有无、大小及位置由采用的空调系统决定。根绝不用的空调系统各层机房、新风竖井及空调水管井的设置情况也有所不同,其适用范围也不一样,应综合考虑各种情况,选用最合适的系统的同时,对空调机房和管井的有无、大小及位置都要合理。

(四)卫生间及疏散楼梯的设计


卫生间及茶水间平面设计原则 卫生间及茶水间的设计有在核心筒固定一个方位布置的做法,以便管井对齐,方便走管;但是更多的做法是,灵活利用上下电梯分区的电梯厅或者电梯井道的位置,节省面积,提高实用率。
疏散楼梯的设计 核心筒在每个防火分区通常需2-3部疏散楼梯及相应的防烟前室和正压送风系统;疏散楼梯前室面积是6㎡,每1500㎡要一个消防电梯,前室也是6㎡,当两种前室合并时,其何用前室面积为10㎡;这些疏散楼梯应较为均匀的布置在核心筒中,以创造有利的疏散条件。