高層建筑利用電梯疏散的可行性及防煙措施研究

胡智劍

（江西省鷹潭市公安消防支隊防火監督處）

1 緒論

自高層建筑出現之后，很快便成為城市發展是否迅速的重要標識。目前，中國的高層建筑修建，正處于突飛猛進的發展階段。高層建筑具備樓層多、裝璜材料多、可燃荷載多等特點。這一情況下，如果高層建筑內突然發生火災，那么人員和財產也必將受大極大的危險和損失?；仡欉@幾年來，國內外高層建筑內突發的各種火災案例，人生安全和財產損失給我們的不僅僅是提醒，更給我們指明了一條研究高層建筑火災條件下安全疏散的道路和方向[1]。

1.1 論文研究背景

在火災發生時，如何更好的解決高層建筑人員疏散問題是全世界高層火災領域高度關注的方向之一。因而研究高層建筑火災條件下安全疏散問題已經擺在人們的研究日程之上。

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 國內研究現狀

2007年11月2日，上海召開的高層建筑火災情況下電梯疏散研究會上，多名國內外專家學者，根據實際案例和研究經驗對于高層建筑火災中人員疏散、防煙措施等問題進行了深入探討，對于如何更加安全、高效的利用電梯疏散到安全區提出了很多富有建設性和遠見性的意見。

1.2.2 國外研究現狀

美國和加拿大在80年代后期合作研究指出火災疏散中通過增壓的方式為電梯提供煙火保護的可行性。但是，以往關于電梯逃生的研究僅僅還是停留在理論層面上，并沒有讓電梯疏散真正成為人們在發生高層建筑火災時的有效逃生手段。

1.3 論文研究目的和意義

本文希望通過研究高層建筑火災情況下的一般規律和特點，探討利用電梯疏散的可行性與改進措施和對策，使電梯疏散更加安全，提升火災情況下人員逃生率。促使消防部隊開展針對消防員合理利用電梯疏散的相關訓練，提高消防員對災情的判斷意識。

2 高層建筑火災煙氣的特點

高層建筑內產生火災時，主要有以下幾個特點[2]：

2.1 功能復雜，起火因素多

隨著對高層修建性能的要求越來越高，現在高層建筑的服務已由原來單一的住宿型轉變為更加多元多變的服務型要求，由此而產生的各種需求和要求，因此，其火災荷載也勢必會因為這些要求，變得越來越大、越來要多。裝修、吸煙、用火等各種各樣的情況，隨時都可能成為發生火災的原因。

2.2 火勢迅猛，蔓延途徑多

當代高層修建中，設置了很多豎向井道在樓梯間，電梯井，管道井，電纜井，風道，排氣道等地方。如果管理不夠完善或是防火分隔沒設置好，一旦發生火災，將成為火災擴大、蔓延的途徑，也使得高層建筑逃生也越來越難。

2.3 疏散困難，傷亡嚴重

高層建筑本身就非常的高，而逃生的通道只有縱向這一個方向。因此，無論何時，一旦起火后，想讓里面的人員迅速安全撤離到地面或是其他安全區域，特別困難。因為縱向疏散距離過長，所需的時間也越長。而在實際的疏散過程中，人員可能會收到煙氣、高溫等不定因素影響。逃生動作變得遲緩，也更加困難，而煙氣流動卻比人員疏散要快很多倍。其次，同一時間下大量人員集中，疏散設施也較少。

3 高層建筑煙氣的致災因素

通過分析案例，我們發現高層建筑發生火災時所產生的煙氣給人員逃生帶來了巨大的阻礙，主要表現為以下幾個方面：

3.1 火災煙氣的毒害性

高層建筑中往往火災荷載比較大，內、外部有大批的可燃、易燃裝修材料。當發生火災時，這些可燃、易燃裝修材料遇到火焰立即可以燃燒，在燃燒的過程中會有大量的煙氣產生，這些毒害氣體往往都超過了人類日常逃生所能承受的最低濃度底線，在逃生中人員極易呼吸到這些氣體，從而造成中毒休克或是立即死亡。

3.2 火災煙氣的減光性

發生火災后在逃生時，人們目視的距離會大大減弱，遠未能達到人類正常生活時所能看到的極限距離，這都是因為火災產生的煙氣具有減光性的緣故。人類正常生活狀態下，一般目視距離可以達到上千米，而在火災條件下可能只有幾米甚至是幾厘米，這給人們逃生造成了視覺上的影響，極大的降低了逃生成功的概率。

3.3 火災煙氣的恐怖性

一般發生火災后，火災現場極易產生混亂逃生的情形，受到人類與生俱來的逃生意識的影響，很容易陷入慌亂無措的局面，恐怖的氛圍會讓人們頓時陷入瘋狂狀態，給后續的施救也帶來了極大的障礙。

4 高層建筑利用電梯疏散的可行性探討

4.1 高層建筑傳統疏散方式及其弊端

4.1.1 高層建筑傳統疏散方式

樓梯一直是人們在出現火災時逃生的首選。而電梯基本都規定在火災情況下不能應用。因此，火災情況下，人們只能運用樓梯疏散。我國《建筑設計防火規范》( GB50016－2014)中第5.5.4條也明文寫到：“自動扶梯和電梯不應計作為安全疏散設備?！倍凇痘馂淖詣訄缶到y設計規范》(GB50116—2013)中也規定：“當確認發生火災后，消防控制室應能控制電梯全部停于首層，并接收其反饋信號?！背酥?，消防電梯、登高云梯、個人緩降器等也可作為疏散工具。不過這些逃生辦法都有局限性，不能滿足大量人員逃生，特別是火災情況下高層建筑內人員的逃生[3]。

4.1.2 傳統疏散方式的弊端

隨著建筑物高度的升高，運用樓梯進行疏散存在以下弊端：

（1）疏散時間長。如果當高層建筑發生火災時，因為高層建筑自身火災荷載比較大，那么火災一般在30分鐘內即可由初期迅速發展到猛烈燃燒階段，因此，在這種情況之下會有大量的人員因疏散不及時而無法到達安全區域。

（2）對于老、弱、病、殘、孕等特殊人群，樓梯疏散更加不方便。以上所提到的人員，即使是在沒有發生火災的日常生活中，本身都是處于被保護的對象，一旦在火災情況下，他們行動能力相對較為遲緩，很可能會影響到整個疏散隊伍的疏散速度和疏散效率。

4.2 高層建筑利用電梯疏散的優缺點

4.2.1 電梯疏散的優點

（1）疏散時間短。

高層建筑當發生火災時，如果此時有大量人員在高層建筑內，同一時段逃生，會由于逃生通道的狹窄以及自身體能的不足，錯過最佳的逃生時間和機會。所以高層建筑發生火災對于逃生而言，疏散時間不足是一個嚴峻的考驗，這個時候當人們利用電梯逃生理論上可以大大縮短疏散逃生的時間，提高疏散的單位利用率和效率。

（2）疏散便捷。

高層建筑在同一時間、同一空間內，可能人員的構成非常的復雜，存在既有老幼也同時還有孕殘人員的情況。此時，如果發生火災，通過電梯疏散可以最大程度上保證人員疏散的效率和安全。所以利用電梯疏散具有便捷、高效的特點。

4.2.2 電梯疏散的缺點

當然，任何事物都是有兩面性的。當一棟高層建筑發生火災時，如果只是通過普通電梯簡單疏散還是存在一定的不安全因素，主要是從以下幾個方面思索的：

（1）電梯自身安全隱患

首先，對于普通的電梯而言，其制造從設計之處起，就不是專門為了人們在高層建筑發生火災時，安全便捷逃生而設計的，其本身就存在很多安全隱患。比如電梯轎廂存在不防水，不防煙以及非常容易出現各種各樣的電氣線路故障等情況。

（2）電梯供電缺乏保障

一棟高層建筑，如果安裝在建筑內的電梯，本身沒有設計并安裝任何安全的備用電源保護。一旦，發生火災將不能正常而持續的提供電力支持，那么電梯疏散必將成為一個非常大的安全隱患。

4.3 高層建筑利用電梯疏散的可行性

目前，國內對于電梯疏散的弊端和缺點的研究主要集中在兩點：一是如何供電，二是怎樣防煙。

（1）提升電梯轎廂防護性，阻斷煙氣進入的可能性。

當高層發生火災時，一般對于電梯而言，受到威脅最大的因素是煙氣而非火焰的炙烤。因此從這個角度來考慮，通過從設計和實際制造入手，不斷提升電梯轎廂的防護性，可以很好的阻斷煙氣進入，從而為人員提供一個相對安全而又便捷的逃生空間。

（2）提高電梯井封閉性，阻斷形成煙囪效應的可能性。

所謂煙囪效應，指的是戶內空氣沿垂直坡度的空間向上升或下將，造成空氣加強對流的現象。提高電梯井的封閉性，阻斷構成煙囪效應的可能性，是高層建筑發生火災時，提高運用電梯疏散的有效手段。

4.4 利用電梯疏散的成功案例

在查閱世界以往的各種成功逃生案例中，有資料表明。當年“9.11”恐怖襲擊事件發生時，世貿大廈南樓內10部快速電梯中有4至5部正常運轉，就當時現場情況來看，雖然這些電梯本身也存在一定的不安全因素，但正是果斷的通過利用這些電梯，使的世貿中心南樓內大量處于高層的人員，可以在發生恐怖事件的初期有效而又安全的逃生到安全區域。所以，當高層建筑突發火災時，為了被困人員的人生安全，如何更好的利用電梯安全疏散，是值得我們思考和研究的。

5 高層建筑電梯防煙措施

從以往的研究可以看出，做好煙氣的排除和防護措施就顯得極為重要，也是我們研究高層建筑利用電梯疏散的主要原因。

5.1 設置前室

在《建筑設計防火規范》( GB50016－2014)中第7.3.5條規定：“消防電梯前室或合用前室的門，應采用乙級防火門，不應設置卷簾”；第7.3.6條規定：“消防電梯井、機房與相鄰其他電梯井、機房之間，應采用耐火極限不低于2.00 h的防火隔墻，隔墻上的開應采用甲級防火門；消防電梯轎廂的內裝修應采用不燃燒材料”。所以，如果在建筑最初的設計伊始就設計為消防電梯，可以大大提升電梯疏散的可能性。

5.2 正壓送風

對于不密閉的電梯轎廂來說，通過在電梯井內安裝機械送風裝置以及在電梯轎廂內增設加壓送風裝置可以提高煙氣防范的安全性，使電梯疏散的可利用性提高，從而為人們逃生提供多一種選擇。

5.3 電梯分區

另外，為了有效提高高層建筑的電梯利用率，減少同一時間內大量人員同時使用同一臺電梯的可能性?？梢栽诟邔咏ㄖ仍O置好電梯分區，比如30層的住宅可以規劃為每10層作為一個區域，使部分電梯優先?？吭谠O定區域內，根據該區域內人員的可能承載量，有效控制每一部電梯達到最大運輸能力，而非層層?？?，有效提高了電梯利用率。

6 結論

目前，在我國基本大部分的高層建筑中都避免在發生火災時運用電梯，而同時又沒有相應的比樓梯逃生效果更好的疏散辦法的保障。這也就給高層建筑在火災下的人員平安問題埋下了隱患。同時，隨著社會的發展和建筑技術的不停提高，各種超高、超大建筑和特殊性能建筑勢必還有進步增多的趨向。通過本文研究表明，在高層建筑發生火災和其它緊急狀況時，電梯在安全疏散方面有極大的潛在運用價值。從現有技術程度看，在硬件和軟件方面，經過增強電梯轎廂本體和配套設備的安全水平，保障電梯及其前室、豎井免受煙、火和水的侵襲，制訂科學的預案，采取有用的辦法，編制合理的控制模塊，高層建筑在發生火災時運用電梯進行人員疏散是可行的。

[1]唐春雨. 高層建筑火災情況下電梯疏散安全可靠性研究[D]. 西安科技大學學位論文 2009

[2]蒙慧玲. 高層賓館安全疏散的性能化設計研究[D]. 西安建筑科技大學碩士學位論文 2003

[3]宋文華，伍東，張玉福. 高層建筑火災初期利用電梯進行人員疏散的可以行探討[N]. 中國安全科學學報,2008,18(9): 67-72