增强型消防电梯用作疏散通道的探讨

毛晓松 陈向俊

（浙江省特种设备检验研究院 杭州 310007）

增强型消防电梯用作疏散通道的探讨

毛晓松 陈向俊

（浙江省特种设备检验研究院 杭州 310007）

高层建筑如遇火灾，按现行法规和标准是禁止乘用电梯逃生的，只能拥挤在狭窄的楼梯上。本文阐述了增强型消防电梯的基本结构和配置，说明只要具备了防火、防水、防烟和紧急逃生通道这四大功能，其楼内人员除选择楼梯外还可以乘电梯逃生，补充作为大楼的第二条疏散通道。

消防电梯 防火 防水 防烟 紧急逃生 疏散通道

随着我国房地产业的快速发展，楼房的建筑高度也越来越高。几年前，建筑高度50m，楼层数为18层的楼房已属高楼；而这几年，建筑高度为100m，楼层为30多层的楼房已屡见不鲜。可以预见，由于城市化步伐的加快和城市用地的紧张稀缺，楼层将越建越高。一些省会城市将会拥有越来越多的，楼层数甚至达50层以上的高楼。超高的楼层可以容纳较多的人群，但火灾的隐患也多，一些高层综合性的建筑，功能复杂，电气线路密集，可燃物多；高层建筑内火势的蔓延会很快。由于我国城市人口密度较外国更大，需要利用有限的空间来容纳较多的人群，因此我国的高层建筑中每层的容纳人数可能更多，其疏散时间也更长。考虑到高楼中留有不少的老人、妇女和孩童，他们身体较弱，体力不支，行动不便，因而想要通过拥挤的楼梯全部安全地疏散到底楼是几乎不可能的；由于其行动迟缓，甚至还会影响他人的疏散和逃生。这就十分迫切地提出了一个问题：高层建筑能否提供一条除楼梯以外的快捷省力的疏散逃生通道。

其实，利用电梯作为第二条安全疏散通道，具有无可比拟的三大优势，第一，快速便捷。乘坐电梯从顶楼至底楼只需1min以内的时间；而利用楼梯逃生，每一楼层就需大约1min的时间。第二，管道通畅，到达出口安全准确。电梯井道是一条垂直、无障碍的空间，只需选对楼层数，就能准确地到达疏散口。而利用楼梯逃生，由于楼道光线暗淡、烟雾和转弯较多等，容易使人产生错觉，到达错误的楼层从而延误时间。第三，省功省力。从30楼层高的建筑中跑到底层不亚于一场慢跑，费时30min，一个50多岁的年长者或十岁左右的孩子，是很难坚持到终点的。如果人群拥挤，就要消耗更多的体力。根据消防部门的测定，当单位时间内人流通过某一单位截面宽度（消防楼梯1.1m）的人数（按消防术语为“通行系数”）达到或超过2人/s时，疏散就会趋向于阻塞至停止流动。利用电梯逃生显然可消除这一顾虑。

如果要利用电梯逃生，作为第二条安全疏散通道，电梯必须具备下述条件：防火、防水、防烟，以及拥有在紧急情况下的逃生通道。

1 防火

要达到电梯防火的目的，首先需要从建筑结构上对电梯形成封闭的“防火墙”，造就一个防火分区，防止大火对电梯的侵袭。

一般来说，建筑内的火灾是从某一房间燃烧开始的，如图1中的房间A起火，大火蔓延至房间B、房间C，然后再蔓延至整条走道。将防火门关闭，防火门与墙（走道墙壁应按相应的耐火等级设计建造的）就组成了第一道“防火墙”，将大火隔离在走道上。消防电梯前室的防火大门，应至少采用二级防火门或具有停滞功能的防火卷帘。

图1 电梯前室防火、防烟图

消防电梯厅门与周围的井道壁、墙壁形成了一个封闭的空间，并由此组成了第二道“防火墙”，保护电梯在这个空间不受大火的“光顾”。另外，电梯井道内的安装附件、轿厢内的装修材料等都应采用阻燃材料。消防电梯井道、机房与相邻其他电梯井道、机房之间，应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙隔开，当在隔墙上开安全门、检修门以及检修活板门，应设甲级防火门。电梯厅门与周围的井道壁、墙具有相同的耐火等级。厅门具有比周围墙更高的耐火等级是没有益处的，如果墙壁在火灾中坍塌，厅门的存在也就没有意义了。另外，电梯厅门还需具有防热辐射的功能，保护轿厢内乘客不受高温的“蒸烤”。机房应作为独立的防火分区处理，以防机房内的曳引机、控制柜等设备受到高温影响，导致瘫痪。供应消防电梯电源的电缆，一般都由大楼的强电井道排至顶部，再用桥架排入电梯机房。电缆应用阻燃材料的制作。如有必要，强电井道也应由“防火墙”封闭，以保证大楼火灾时的正常供电。

2 防烟

据消防部门火灾伤亡事故的统计和记录，表明火灾中人员死亡大多是被有害的烟“熏”死的，而不是被烧死的。因此，从某种意义上来说，防烟比防火更重要，也更迫切。

根据GB 50016—2006《建筑设计防火规范》第9.3.2条规定，防烟楼梯间机械加压送风防烟系统的余压值应为40～50Pa；楼梯间前室和电梯前室应为25～30Pa。由图1可见，由于防烟楼梯间风压最大（45～50Pa），楼梯间前室和电梯前室风压次之（25～30Pa），走道和各房间风压最小（常压），这样就形成了一条从楼梯间→楼梯间前室→电梯前室，最后流向走道和各个房间的气流，其风压差阻止了烟雾进入电梯前室和对电梯的“侵袭”。为了保证加压送风系统的可靠运行，防烟楼梯间和电梯前室的机械加压送风防烟系统宜分别独立设置，其风量应考虑20%的漏风量。

如果电梯井道能设置机械加压送风装置，估计防烟的效果会更好。

3 防水

当大楼发生火灾时，需要使用大量的水来扑救，水就会不可避免地流入井道。由于电梯的众多装置是没有防水功能的，就会造成电器和线路的短路和故障，妨碍消防电梯的正常使用。

要使具有电梯防水功能，首先需从建筑结构上阻止水流入井道。由于大火的火源常常是在房间内，因而大量的消防用水会滞留在房间和走道上，大家在走道上可设置一至两条下水直管（如图2所示），疏散大量的积水。使电梯前室的地坎高出走道地面5mm；同时，电梯厅门地坎也高出前室地面2～5mm，以阻止水流入电梯井道。消防电梯的地坑应设排水设施，根据GB 50045—95《高层民用建筑设计防火规范》规定，电梯底坑的排水井容量不应小于2.0m3，排水泵的排水量不应小于10L/S。其排水的方式也分为“机械排水”和“自然排水”两种，自然排水应防止水的“倒灌”。

图2 电梯利用建筑结构防水图

其次，电梯本身应具备基本的防水功能。电梯轿顶门机板、厅门电气联锁装置等需设置防水的罩壳，电源插座、接线盒等应有防溅水功能，其他的电器装置，如门机等至少达到IPX3的防护等级要求。

电梯本身具备过多防水要求，将会使制造成本急速增加，据有关资料介绍，法国曾制造了三台有防火、防水、防烟功能的电梯，但其费用是普通电梯的三倍。而本文所介绍的消防电梯主要利用了建筑结构上的防火功能，并将电梯本身融入进消防设施中，进行联动，因而其制造成本相对是低的。因此，大家需要做一些火灾扑救的模拟演习，做一些火灾案例统计，最后确认电梯有哪些机械部件和电气装置需要具备上述功能，如厅门呼梯板、轿厢呼梯板、轿门防夹装置等是否需要具有防水功能，减少防水部件的数量，以更降低成本，使其能普及使用。

4 紧急逃生通道

普通乘客电梯在使用中难免会发生一些机电故障，使得乘客被困在电梯轿厢内。为了开辟逃生通道，需要在轿厢壁设置一台紧急情况下使用的爬梯（如图3所示），电梯正常运行时爬梯与轿厢壁齐平（如图4所示），在轿顶设置一部固定的爬梯，并在厅门边设置一根红色开门绳索。电梯发生故障时，乘客用力向外拉开爬梯，使爬梯与轿厢地板垂直，即可使用。紧急情况下，乘客可爬上爬梯，再攀上轿顶固定爬梯，到厅门处向下拽“红色开门绳索”，扒开电梯厅门逃生。（红色开门绳索附近写有：向下拽此绳，再向旁拉开此门出去。）

图3 电梯逃生工具位置图

图4 轿厢内逃生爬梯图

5 消防电梯的其他要求

消防电梯的用电，应按一级负荷（一类建筑）或二级负荷（二类建筑）要求供电，应满足火灾时连续供电的需要。

应在电梯厅门处、井道内设置感温探测器和感烟探测器。由于电梯井道像只烟囱，很容易产生“热对流”和“烟雾”，因而有必要设置上述装置，并与电梯联动，以保证乘客的安全。美国E411电梯在安装图纸上厅门处有感温探测器，70℃时动作。不知道是停止运行还是跳过该楼层。

电梯轿厢内宜设监视探头，以观察运行情况，及时施救或提供帮助。电梯轿厢内紧急呼救电话应保持畅通。作为“紧急逃生通道”失效时的安全“备份”。

消防电梯除满足GB 7588—2003的要求外，还应满足GB 50045—95《高层民用建筑设计防火规范》（2005版）等有关电梯和消防设备的要求。如，有“返基站”功能和“消防员运行功能”；轿厢面积大于1.4m2，载重量800kg；有独立的机房、井道，轿厢装饰用阻燃材料；消防电梯布置在不同的防火分区等等。

6 设计消防电梯需解决的一些问题

按GB 50045—95（2005年版）的要求，电梯前室应进行正压送风，以阻止烟雾进入前室。如果在井道里进行正压送风效果能否更好？风压是多少？风压差大了，可能给电梯厅门的打开带来妨碍，也会使轿厢在运行产生颤抖。所以，要测定电梯厅门外风压从一楼至顶楼的变化，对井道内送风口的位置进行调整，保持井道风压与厅外风压差值，防止烟雾对井道的侵袭。

轿顶和井道里的一些机械和电气设备（装置）有哪些需要防水，防护等级多少为宜？

最佳的逃生通道应如何设置？

做一些模拟试验，对火灾案例进行归类分析和研究，以解决上述问题。并在理论和实践的基础上，出台一部《消防电梯制造与安装规范》。

7 市场前景

目前，在国内已经建成或正在施工的建筑高度超100m的高层建筑（包括国外设计的工程）中，在防火设计上，除了符合新修订的《高层民用建筑设计防火规范》要求外（主要在建筑构件的燃烧性能和耐火极限上），没有更好的措施。也就是说，20多层的建筑与50～60多层的建筑，其扑救火的能力并无二致，疏散手段也有限。

现在，全国各地正在计划兴建或者建成的30多层以上高楼有几百座，仅杭州钱江新城一处就有浙江财富中心（55层）、万银国际（41层）、万象城（67层）等十余座40～70层的高楼。上海已建成了101层（地上）的“上海环球金融中心”，已完工的总高度达632m的中国第一高楼“上海中心”大厦。重庆已兴建高度为339m的“环球金融中心”；南京建成了紫峰大厦，楼高450m，89层；北京的“中国尊”将达到500m以上的高度。目前全国各地正涌现一股新建高楼的热潮。在这股热潮中，也孕育着火灾的危险，其中疏散就是顽症之一。GB 50045—95（2005版）规定：对建筑高度超过250m的民用建筑，需要对消防给水、安全疏散和消防装备水平等进行专题研究、论证。如果能够拟定和颁布一部用于在火灾中疏散人员的增强型消防电梯制造及安装规范，并督促消防部门修改《高层民用建筑设计防火规范》，规定30层以上的建筑必须采用满足疏散要求的增强型消防电梯，那么，其市场的潜力是很大的。

8 结束语

目前，电梯厅门前常写有：“火灾中禁止使用电梯”的字样，这对高层建筑内特别是250m左右的超高层人员疏散造成了极大的困难。应对火灾中消防电梯的使用进行专题研究，解决技术瓶颈，尽快生产出具有防火、防水、防烟和逃生通道的增强型消防电梯。那时，电梯厅门前就可写成“火灾中，请乘坐电梯撤离！”

[1] GB 50016—2006 建筑设计防火规范[S].

[2] GB 50045—95 高层民用建筑设计防火规范(2005版) [S].

[3] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范[S].

[4] TSG T7002—2011 电梯监督检验和定期检验规则——消防员电梯[S].

[5] TSG T7001—2009 电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯[S].

[6] 建筑消防技术规范[M]. 北京：化学工业出版社出版，2006.

[7] GA503—2004 建筑消防设施检验检测技术规程[S].[8] JGJ16—2008 民用建筑电气设计规范[S].

Discussion on Usage of Enhanced Fire fi ghting Lift as Evacuation Exit

Mao Xiaosong Chen Xiangjun
(Zhejiang Provincial Special Equipment Inspection and Research Institute Hangzhou 310007)

According to the existing laws and standards, people are forbidden to use lift to escape from a building on fire. Everyone has to crowd in the narrow stairs. The basic structure and configuration of enhanced fi re fi ghting lift are stated. It is presented that as long as a lift is fi reproof, waterproof, smoke proof, and has emergency exits; people in the building are able to escape by this lift besides by stair. The enhanced fi re fi ghting lift can be used as the second evacuation exit.

Fire fi ghting lift Fireproof Waterproof Smokeproof Emergency exit Evacuation channel

X924

B

1673-257X（2017）10-0070-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.10.019

毛晓松（1960～)，男，本科，副教授，从事机械设计工作。

毛晓松，E-mail： mxs1010@126.com。

2017-03-21）