超高層建筑電梯的技術(shù)與成本分析
前言：
這篇文章曾是筆者在某電梯高峰論壇進行分享的演講稿,。文章對實際項目中電梯的選擇、技術(shù)關(guān)鍵點等方面進行了分析。現(xiàn)應(yīng)廣大造價成本朋友的要求,，筆者在此次補充了相關(guān)成本分析的資料與數(shù)據(jù),。
電梯作為建筑物垂直交通的主要工具,，其選型配置的優(yōu)劣,，直接影響著建筑物效用的發(fā)揮，尤其在現(xiàn)代化高層辦公建筑中顯得更為重要,。經(jīng)過電梯系統(tǒng)設(shè)計,、成本分析與評估，選擇合理的電梯設(shè)置,，將意味著客流及物流的快捷安全的流通,，增加建筑面積的利用率、節(jié)省投資,、降低能耗,。如此才能更使現(xiàn)代化高層建筑發(fā)揮其巨大的優(yōu)越性,。本文也結(jié)合了具體案例,，對高層辦公建筑電梯設(shè)計的性能技術(shù),、成本方面等方面進行介紹。
電梯的分類
電梯按照轎廂形式主要分3類：
1.雙子電梯：是在同一電梯井道內(nèi)同時擁有兩個獨立的電梯轎廂,，其核心部分是智能化控制系統(tǒng),，該控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確快速地分析整合數(shù)據(jù)，智能化監(jiān)控兩個轎箱的位置,，使其不發(fā)生碰撞,。
2.雙轎廂電梯：與雙子電梯相似，只是2個電梯轎廂聯(lián)接成一個固定轎廂,。
3.普通單轎廂電梯：
電梯按速度分為：
低速梯,，常指低于1.00m/s速度的電梯。
中速梯,，常指速度在1.00～2.00m/s的電梯,。
高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯,。
超高速梯,，速度超過5.00m/s的電梯。
隨著科技的發(fā)展,，電梯速度越來越快,，目前上海中心項目的速度達(dá)到了18m/s。
電梯主要技術(shù)參數(shù)及選型
1. 電梯到梯時隔（Interval ）和5min的處理能力(5 minutes Handling Capacity)
評價電梯系統(tǒng)的運行性能將主要參照“電梯到梯時隔（Interval ）”及“5min的處理能力(5 minutes Handling Capacity)”兩項指標(biāo),，針對5A智能甲級辦公樓,，目前國際及國內(nèi)主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下表。
國際及國內(nèi)主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
注：1.帶*符號數(shù)據(jù)選用國際電梯專業(yè)指導(dǎo)手冊CIBSE Guide D 中標(biāo)準(zhǔn)值,，括號內(nèi)數(shù)據(jù)為上乘值,。
2.人員密度
參照CIBSE Guide D 中說明，典型人均占用面積如圖所示：
典型人均占用面積(成年男性)
典型平均占用面積按照兩橢圓形面積之和計算約為0.21m2,。
對于人員密度國內(nèi)外指標(biāo)如表所示：
人員密度國內(nèi)外指標(biāo)比較：
注：1）.帶*符號數(shù)據(jù)選用國際電梯專業(yè)指導(dǎo)手冊CIBSE Guide 中標(biāo)準(zhǔn)值,，括號內(nèi)數(shù)據(jù)為上乘值。
2）帶⊙符號數(shù)據(jù)為國內(nèi)推薦值,，根據(jù)辦公樓未來發(fā)展需要及檔次確定,，適用于一般辦公樓。
3.辦公樓客流分析及交通需求
電梯服務(wù)的環(huán)境因大樓的用途不同而千差萬別,，辦公大樓的特點是上下班及中午用餐時間會出現(xiàn)客流高峰,，如圖所示：
辦公樓客流隨時間變化情況典型圖
4.電梯運行情景分析
5.電梯運行方式類型
主要分為以下幾種：
6.目的選層方式
根據(jù)不同項目特點，合理選擇電梯的目的選層方式與傳統(tǒng)方式相比,， 有一定優(yōu)勢,。
以3臺傳統(tǒng)電梯，3臺目的選層電梯,，4臺傳統(tǒng)電梯進行比較分析,，3臺目的選層電梯比3臺傳統(tǒng)電梯：運載乘客能力提升40%,。建筑空間需求降低25%。成本提高20%
7.電梯選擇的案例分析
【案例】：某大樓總?cè)藬?shù)800人,?；疽陨蠘菍訑?shù)=16，提升高度大約為65米,。要求HC5=12%,。要求平均候梯時間AWT約為24秒。
1）估算電梯數(shù)量
電梯數(shù)量=總?cè)藬?shù)/每臺電梯服務(wù)人數(shù)=（800人/每臺電梯服務(wù)250人）=3.2,，
另外一個公式（樓層數(shù)/每臺電梯服務(wù)4個樓層）16/4=4來計算電梯數(shù)量,，應(yīng)取兩者的最大值4。
2）估算電梯速度
如要滿足頂級或中檔要求,，電梯的行程時間應(yīng)在20-25秒之間
V=HQ/t=提升高度/行程時間=65/20=3.25米/秒,，預(yù)期電梯速度為3米
3）估算電梯載重
P=Ar*INT=每秒內(nèi)到達(dá)的人數(shù)*到梯時隔=（800*12%）/（60*50）*30=0.32*30=9.6人(轎廂滿載率80%)，如按80%轎廂滿載率,，人數(shù)約9.6/80%=12人,，按75公斤/人，則電梯載重=900kg,，向上取整得電梯載重1000kg,。
8. 電梯提高運行效率的方法
經(jīng)過眾多項目的分析，電梯提高運行效率的方法主要有下列方式:
1.增加電梯數(shù)量
2.提高電梯速度
3.增加電梯載重量
4.合理電梯分區(qū)
5.合理選擇控制方式,，群控,、目的選層等
6.減少電梯停站數(shù)，1個停站進出約7秒,。
7.設(shè)置專用車庫電梯,，客梯不下地下室
8.選擇專業(yè)電梯顧問前期規(guī)劃咨詢
電梯成本分析
1.電梯速度對成本的影響
參考相關(guān)的電梯文章，筆者以某超高層辦公樓項目240米左右為例,，電梯速度從1.75m/s至7m/s,，荷載1600kg，選取3個一線進口品牌,，經(jīng)過對比,，電梯速度對成本影響統(tǒng)計如下:
電梯速度對成本的影響（以1.75m/s梯速為基準(zhǔn)）:
每m/s梯速增加占比為117~144%之間，由于其中有1.75m/s的低速電梯,，采樣數(shù)據(jù)可能存在偏離,，剔除1.75m/s的低速電梯后數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下：
電梯速度對成本的影響（以3m/s梯速為基準(zhǔn)）:
每m/s梯速增加占比為29~50%之間，均值為38%,，這個數(shù)據(jù)基本反映了速度對電梯成本的影響,，與其他項目經(jīng)驗數(shù)據(jù)基本一致。
2.載重量對電梯成本影響
為了更全面的分析，參考某住宅項目的電梯成本數(shù)據(jù)：
電梯載重量的影響分析如下：
從圖表中可以看到每100kg荷載增加占比為5%左右,，從630kg到1600kg荷載增加了2倍,，成本僅增加了50%。
從速度與荷載的分析可以看出以下結(jié)論：
1） 速度對電梯成本影響較大,，尤其是2.5m/s以上梯速電梯影響更大,。
2） 荷載對電梯成本影響較小,，因此在土建條件允許下優(yōu)先選擇適當(dāng)增大荷載,，對用戶及投資方都是優(yōu)先選擇方案。
3. 工程成本
工程成本即供應(yīng)成本,、安裝成本,，包括與電梯相關(guān)的設(shè)備基價、選配價格,、裝修價格,、運輸費用、關(guān)稅(若進口),、保險費,、土建費用、安裝費,、調(diào)試費,、初檢費等。
現(xiàn)就高速電梯成本分析-供應(yīng)與安裝成本占比分析,，比較如下：
從表中可以看出供應(yīng)占比90%左右,，安裝占比10%左右選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 。
4. 使用成本
電梯的使用成本一直伴隨其壽命期,，包括：在使用期間的年檢費,、質(zhì)保期后、維保費,、維修材料費,、電費等。
因電梯屬于特種設(shè)備,，一般由電梯廠家的指定單位維護,，容易產(chǎn)生價格壟斷，所以建議在招標(biāo)文件及合同中鎖定交付后5~10年的維護費用（包括易損件價格,、質(zhì)保期后維保費）,，這樣提前報價可避免售后階段的坐地起價，以控制電梯的使用成本,。
維保有三種方式,，：清包，半包，全包,；清包只有包人工,，半包包人工和易損件，全包是所有的,；不過包的部件是正常損壞,，不包含人為因素完成的，具體比較如下：
高速電梯成本分析-使用成本
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
5.全壽命周期 成本分析
電梯工程的全壽命期成本主要可分為三部分：供應(yīng)成本,、安裝成本,、使用成本，使用成本不計入建安成本范圍,。
【案例】以某項目電梯為例,，梯速：7m/s，載重（千克/人）：1600/21,，行程：230m,，停層15層分析結(jié)果如下為例進行成本分析示例：
高速電梯全壽命周期成本分析：
本案例中在電梯在使用壽命期20年時的使用成本占比高達(dá)58.8%，使用成本是工程成本的1.6倍,。與成本圈的文章分析的低速電梯66%的數(shù)據(jù)差距不大,，因此無論是高速電梯還是低速電梯基本占比沒有改變。
超高層電梯實踐中其他相關(guān)成本問題
1.實際超高層項目電梯機房制冷方式選擇：
經(jīng)研究調(diào)研,，電梯散熱量kW/臺與單臺電源容量kVA/臺的比值為25%,，這是個很重要的數(shù)據(jù)，在沒有發(fā)熱量的前提下,，可以通過電功率估算發(fā)熱量,。
【案例分析】：以某實際項目為例，參考實際電梯提供的資料,，具體分析為下：
3）考慮同時系數(shù)等因素,，項目實際每臺估算值為10kW每臺電梯左右，如北京財富中心,，國貿(mào)三期等,。
可以看出，如果前期如忽略此問題,，設(shè)計差距及成本差距是如此巨大,，不幸的是目前許多超高層建筑都存在這個電梯坑，引以為戒,。
2.超高層大噸位電梯需求
1）超過150米設(shè)置中間設(shè)備層的項目,，解決后期變壓器及其他大設(shè)備運輸更換需求，很多項目設(shè)置大噸位電梯,，如3600kg的,。
大噸位,、高速電梯。優(yōu)點是安全滿足后期需求,。缺點是采購成本高,，且平時耗能很大。
2）井道吊裝變壓器：更換變壓器時,，拆除曳引鋼絲繩,，將變壓器通過井道吊裝，然會恢復(fù)電梯,，其操作方法相當(dāng)于每5至8年電梯需要更換鋼絲繩類似,。該方法的優(yōu)點是節(jié)約能耗，采購成本低,，且平時耗能小,，但需要電梯廠家調(diào)試,。
3）雙模式電梯：即平時小噸位高速運行,，特殊情況調(diào)整為大噸位低速運行。平時運行能耗小,，采購成本介于前兩方案之間,。需要電梯廠家調(diào)試。
具體分析如下：
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考
1800Kg 4m/s 行程：246m 290萬,，
3600Kg 4m/s 行程：246m 390萬,，
1800Kg 4m/s（雙模式） 行程：246m 340萬，
3.電梯裝修荷載
按照經(jīng)驗選擇一般客用電梯裝修荷載通常取電梯荷載的40%左右,，如1600Kg的電梯裝修荷載精裝修在600kg左右,。選擇太重的裝修荷載一是會影響成本。
各個廠家的曳引機不同,，如果裝修荷載大到超過在曳引機的本檔位的范圍,，曳引機需要提高一個功率檔位，將增加20%左右的成本,，無形中成本會大大提高,。
4.電梯定位選擇
高端項目品牌選擇主要是歐美系：美國奧的斯、德國蒂森,、瑞士迅達(dá),、芬蘭通力；日系：三菱和日立為主,。
選擇方式為整機進口或主要部件進口,，目前6m/s以下的電梯國內(nèi)生產(chǎn)電梯基本可滿足使用需求，因此選擇主要部件進口性價比更高些,。
主要部件則需包括曳引機,、控制柜（含變頻器）,、安全鉗、限速器,、緩沖器,、綱絲繩、門機系統(tǒng),、滾動導(dǎo)靴,、轎廂導(dǎo)軌、光幕,、稱重裝置,、隨行電纜、電梯轎箱上的控制板及轎廂電氣等,，高端項目主要部件一般為進口件,。數(shù)據(jù)統(tǒng)計60%的故障均為門機系統(tǒng)，一定要注意門機系統(tǒng)選擇好對后期運營帶來便利,。
5.供貨周期
超高層建筑電梯由于部件進口較多,，因此在招投標(biāo)中一定要注意供貨周期及安裝周期的成本也有不小的影響問題。
一般第,，供貨周期與安裝周期列述如下：
