火灾情况下高层建筑利用电梯安全疏散的方案研究

【摘要】本论文根据高层建筑有关电梯的特殊优势，结合火灾的危害、特点等以及受灾人群在火灾中展现的行为，阐述了火灾情况发生时处于高层建筑内使用应急楼梯、电梯的疏散情况，经过研究显示在高层建筑的火灾情况疏散时，电梯应急将发挥越来越大的作用，并具有十分的安全可靠性。

【关键词】高层建筑；电梯；安全疏散

0. 引言

美国的“9.11”事件发生后，高层建筑的火灾等应急预案措施成为了人们关注的焦点。随着各类建筑的工程规模不断扩大，高层建筑的比率逐渐增大，楼梯疏散的安全性问题也逐步显现。因此，电梯逃生的方式应运而生，在火灾时，电梯在高层建筑人员的疏散方面拥有非常大的潜在使用价值。如何提升火灾时电梯疏散的安全可靠性，如何完成在火灾时利用电梯逃生时保证人员安全，成为了目前学者们研究工作亟待解决的问题。

1. 高层建筑火灾特征研究

1.1 火势蔓延迅速

通常，如若高层建筑的防火隔离施工做的不好，那么它的管道井、电梯井、通风井等竖向的井道，就将成为火势蔓延迅速的重要通道。另外，高层建筑所面对的风力也是火灾蔓延的一个重要因素。实验结果显示，建筑高度10米处风速是5m/s；30米处风速是8.7 m/s；60米处风速是12.3 m/s；90米处风速是是15m/s[1]。建筑物的层数越多，高度越高，它所经受的风速就越大，火灾发生时，其燃烧态势就越发猛烈。比如，1972年巴西圣保罗市曾经发生的31层 “安得拉斯”大楼火灾时，风速就有27.4公里/小时，大火自大楼窗口吞吐明火约十几米，使位于下风向40米之外的建筑物也燃起大火[2]。

1.2 疏散困难

高层建筑层数多，垂直疏散距离长，疏散到室外安全区域或其他安全场所的时间长，常常要以小时计，发生火灾时烟气以及火势向上蔓延迅速，且有可能窜入楼梯间，增加了疏散的困难。在公共建筑中，内部人员对疏散路线不熟悉， 这就更加剧了疏散的难度。

2 电梯疏散的优势研究

2.1 电梯疏散具有广泛适用性

高层建筑中的人员具有非常大的不确定性。楼梯疏散对于疏散人群体能的要求偏高，而老人、儿童使用楼梯疏散十分不便。当前，能利用的另外通用垂直疏散方式都只可以对部分人员的逃生需要带来方便，对于高层建筑内人员的疏散更是凸显不了作用[3]。而利用电梯实现人员逃生，将不对逃生人员的性别、年龄、健康状况等进行限制，其广泛的适用性优势明显。

2.2 疏散时间短

对于高层和超高层建筑，在火灾情况下在狭窄的疏散楼梯进行人员疏散不但需要耗用大量的时间，而且对人的体力也是非常的考验。在火灾情况下，只通过疏散楼梯进行人员疏散要用到大量的时间，而电梯是高层建筑中最常用的垂直运输工具，拥有速度快的特征。另外，逃生者常常根据进入建筑物的路线进行疏散，对疏散路线不熟悉；一旦在火灾情况下运用于人员疏散，可以在极短的时间内将受困人员疏散到室外安全区域，从而大大缩短疏散时间，将安全性提升。

3 实例分析

3.1 电梯安全疏散方案

(1)当高楼发生一般火警时，应先告知上下相邻层人员向邻近的避难层进行疏散，等候进一步疏散指示。一般大楼内的火灾无需对整座高楼人员做出疏散，在避难层等候的人员都可在消防人员完成火灾救援后使用电梯返回楼层或离开高楼。通常，疏散人群无需即刻离开高楼。

(2)如若消防控制中心按照火势以及另外紧急状况进行判断，当需要建筑疏散的指令，通常采取“楼梯疏散为主，电梯疏散为辅”的疏散方法[4]。考虑到部分疏散人群会习惯性选取楼梯进行逃生，并且人员会对避难层等候穿梭电梯时间过长而产生恐惧心理，而选取楼梯逃生方式，疏散方案可准许特定人员进行楼梯逃生，疏散电梯用于协助疏散。

a.人员通过疏散楼梯向地面安全地带疏散；

b.把在-1层、1层以及楼顶几层运行的双轿箱穿梭电梯转换为疏散电梯模式，且只使用其中的一层轿箱，只往返于首层和37层避难层；

c.将高楼顶部几个楼层的人员疏散至该层的人员可以选择等候电梯疏散，另外，还可以继续选用疏散楼梯往下疏散到1层离开高楼外；

d.除了顶部几个楼层，其余楼层的人员一般不选择电梯进行逃生，而选择楼梯逃生至1层离开高楼外；

e.起火时，疏散电梯通常有特定的人员在电梯内进行操作。

3.2 电梯疏散管理方案

疏散电梯与消防电梯相比，具有较多的相似性，特别是在防烟、防火、通讯等功能上，所以电梯在疏散技术的应用上，应当遵循并逐步超越消防电梯的技术水平。

（1）电梯疏散的防烟、防火以及防水

电梯井里的设备，包括电缆、电梯轿箱门的构件等等，需要达到符合标准的耐火极限，以及进行阻燃处理，防止火灾蔓延。通常，用作疏散穿梭电梯的电梯井，只处于-1层、1层以及楼顶几层的避难层开门。需在-1层以及顶层穿梭电梯的开口处增添防火卷帘[5]。如若火灾发生，并确认应选择电梯进行疏散时，可将防火卷帘拉下，起到防火目的。

（2）机房的防烟和防水

通常高层大厦的疏散电梯机房分布于楼层内，其火灾危险一般来自于疏散电梯系统外部火灾的侵入。所以为了保证火灾时疏散电梯可靠工作，它的机房需具有可靠的防烟和防火功能。电梯机房需要采取防水措施，以防水破坏电气设备，因此电梯机房不能采用水作为灭火介质，而且电梯机房的地面高度应高于周围地面，以防机房外的灭火用水侵入。

（3）电梯的供电

因为火灾一般会使得供电设施破坏，因此电梯用于疏散时需要保证供电的可靠性。电梯动力系统除主动力线外还应该有备用动力线。一般通过采用耐火电缆和一级负荷供电方式(即拥有可靠的备用电源)保障疏散电梯的供电可靠性。

（4）紧急疏散时进行的操作

通常，电梯为了安全起见，必须要保证电梯门上的感应器接收无障碍信号，同时感应到没有超重后，才可以将电梯门关闭、运行。可是处于火灾情况下，人们或许会抢着进入电梯，导致了电梯出现超重提示或门无法关闭，使得疏散电梯无法正常运行。因此，疏散电梯用在紧急疏散时，需要配备专业的电梯操作员，操作员负责疏导人员合理使用电梯，必要时，可强行即将电梯门关闭，以及强行运行电梯，另外，操作人还有向消防控制中心提供及时讯息的工作职责。

【参考文献】

[1] 刘春玲，张哲，张振英．高层建筑火灾特点及防火设计要求[J]．铁道建筑，2004(12)：66.68．

[2] 胡传平，杨昀．高层建筑火灾情况下利用电梯疏散的案例研究[J]．自然灾害学报，2007，16(4)：97-102．

[3] 全国电梯标准化技术委员会主编．GB7588―2003．电梯制造与安装的安全规范[M]．北京：中国标准化出版社，2006．

[4] 张筠莉，杨祯山．火灾中电梯疏散的可行性[J]．中国电梯，2007，18(10)：35―39．

[5] YANG Juntao，YANG Yun&CHEN Ye．Study on Influence of Smoke Movement onEvacuation during a High-rise Residential Building Fire[C]．International Symposiumon Elevator Evacuation during High-rise Fires，Shanghai，2007．11．