谈改造普通电梯以适应高层建筑人员疏散

●章元春，祖艳荟

(1.山西省消防总队，山西太原 030001;2.廊坊市消防支队，河北 廊坊 065000)

随着高层建筑层数不断加高、功能日趋复杂化，其所面临的安全问题令人堪忧。尤其是近些年频发的高层建筑火灾，更是给人们敲响了警钟。2007年12月12日，浙江温州温富大厦发生火灾，21人不幸丧生火海;2010年11月15日下午，上海市一幢28层的住宅楼发生大火，58人遇难。严峻的火灾形势，迫使人们开始重新审视高层建筑的消防安全。其中，高层建筑火灾中，电梯是否可以成为疏散设施再次成为人们关注的课题。

一、高层建筑火灾特点

任何一种有效的疏散方式，无不是建立在对火灾发生、发展规律充分了解的基础上的。我们不可能穷尽高层建筑所有的疏散方式，也不可能使得任意一种疏散方式尽善尽美，但加强对火灾规律［1］的探索和研究，有针对性地改进习惯性思维，一定会对高层建筑的疏散模式产生深远影响。

(一)火势蔓延快

高层建筑的门、窗、走廊等极容易成为火势水平蔓延的通道;竖向管井、孔洞、共享空间等也是火势垂直蔓延的主要途径。一般情况下，在火势全面发展阶段，火势水平蔓延的速度可以达到 0.5～0.8 m·s－1，垂直方向蔓延速度可以达到 3 ～4 m·s－1。

(二)烟雾扩散快

众多的实验和火灾案例无不表明，烟雾对于火灾中的安全疏散具有重要影响。以一幢100 m高的建筑物为例，烟雾在烟囱效应的影响下，可以在30 s左右从底部窜到顶部，这样一个蔓延速度无疑给内部人员逃生和消防人员展开灭火救援工作带来巨大困难。

(三)疏散逃生难

尽管各地加大了对于高层建筑的消防监督检查力度，多数高层建筑的消防设施较之以前有所改善，但实际情况并不乐观。尤其是一些具有综合性功能的大型建筑不断出现，致害因素的增多和不确定性，更是对于火灾中人员的疏散逃生提出了新的挑战。

(四)扑救难度大

高层建筑一旦发生火灾，通常情况下消防人员需要登高作业，如果需要攀爬楼梯组织进攻，无疑会损耗大量的体力，影响战斗效率。另外，高层建筑火灾很容易受到风的影响，不利的气象条件更会增加扑救难度。

二、完全依靠楼梯疏散的弊端

包括我国在内的世界上大多数国家，楼梯一直是人们在逃生时的第一选择。随着现代建筑的发展，楼梯疏散对于高层建筑所反映出来的矛盾，也使得人们开始对传统疏散理念提出了质疑。

(一)空间制约

高层建筑通常容纳人数较多，一旦发生火灾，大量人流短时间内拥入楼梯间，空间上的不足极易造成拥挤、踩踏事故，很可能造成新的不必要的伤亡，给救援工作带来新的难度。

(二)距离问题

作为一个垂直的疏散路线，毫无疑问，楼梯在疏散上具有无可辩驳的安全性。但对于楼层较高的现代建筑而言，竖向疏散距离的增加，无形中增加了火灾中的疏散逃生难度。

(三)个体差异

对于现代疏散逃生设计来说，更要充分体现以人为本的理念，尽可能将各类群体考虑在内，特别是老人、儿童和孕妇等特殊人群更要给予格外关注，而楼梯疏散恰恰在这一点上存在缺陷。

三、利用普通电梯疏散的危险性

高层建筑火灾中，因为乘坐普通电梯造成逃生失败的案例不在少数。1999年12月19日凌晨，莫斯科大学的一栋16层的学生宿舍楼二楼突然发生火灾，造成16人死亡，其中有8人是在乘坐电梯逃生时，因电梯受阻于着火层而不幸遇难的。我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》明确规定:电梯在火灾时不能用于疏散。究其原因，在于普通电梯面临火灾时具有危险性。

(一)高温影响

对于一个火灾而言，当其发展到猛烈燃烧阶段，高温对于安全疏散的影响变得越发明显。特别是当把普通电梯作为疏散方式时，高温除了直接影响到疏散人群的呼吸系统、生理机能外，长时间的热辐射极易导致电梯轿厢发生变形，电梯功能失效。

(二)电气原因

相对于消防电梯，普通电梯在动力安全性上缺乏保障。如果楼内电气线路被烧毁或出现断电情况，电梯的动力得不到及时补充，轻者轿厢发生卡停，疏散无法继续;严重的情况下，可能发生漏电，给疏散人员带来新的危险。

(三)烟囱效应

普通电梯因为不具有良好的防烟性能，电梯竖井在火灾当中产生的“烟囱效应”会加速灾情的发展，既对疏散人群造成威胁，同时也给消防人员灭火和救援带来更大难度。

(四)水渍因素

作为火灾当中重要的灭火剂，水在控制火势、掩护逃生等各个方面发挥着重要作用。但另一个方面，灭火产生的大量水，可能导致普通电梯某些电器元件、线路出现损坏，给电梯正常运行带来困难。

四、如何提高普通电梯在火灾等紧急情况下运行的安全性

一定技术条件下，电梯是否可以成为高层建筑火灾逃生的工具，答案是肯定的。而且，早在1974年就有人考虑利用电梯加快疏散速度和疏散残疾人员。1992年美国的John H.Klote和Daniel M.Alvord对利用电梯疏散时人员的运动时间进行了模拟分析，并提出了EEES电梯紧急疏散系统。值得关注的是，1974年2月，巴西圣保罗市225层的焦马大楼发生火灾，在火灾初期4部电梯成功疏散了300人，占422名生还者的71%;美国纽约“9·11”恐怖袭击中，南楼91层的31名工作人员利用电梯撤离仅耗时72s。因此，如何让电梯成为高层建筑疏散设施不可或缺的一部分，成为亟待解决的问题。

(一)有效降低烟囱效应

方案一:可以与防烟楼梯间类似，在电梯前面增设前室，通过增设烟火阻隔设施(比如防火门)，从而降低烟气进入电梯的可能性或浓度。方案二:在安装电梯时，同时增设机械加压送风系统，保证电梯轿厢和电梯井相对于外部环境具有一定的正压值，以此阻止烟气的侵入。方案三:在加大电梯轿厢内部压力的基础上，提高其整体密封性，全方位控制烟气进入。方案四:普通电梯直接和防烟楼梯合用前室，提高其疏散逃生功能。笔者认为，方案一和方案四的初衷意在向消防电梯靠拢，具有一定的可行性。方案二和方案三如果能够实现良好结合，会成为实际当中普通电梯疏散能力改进的一个重要方向。

(二)努力确保电梯动力

方案一:将电梯的用电提高到消防用电等级，与普通用电进行明显区分。方案二:在双电源的前提下，为了防止火灾中两回路电源都出现问题，再增设备用电源和回路，保证火灾中电梯供电能够自行切换，避免动力缺失出现卡停。对比两个方案，前者做法较为彻底，可以从根本上改变普通电梯在火灾中断电等问题;后者是在实际普通电梯上的一点改良，并不能完全解决问题。

(三)提高轿厢抗高温性

方案一:电梯轿厢严格采用耐高温材料制作，或将其内外表面做高端防火隔热处理。方案二:设立轿厢热传导系统，及时将其所受热量导向外界。方案三:预设轿厢温度感应和处理系统。一旦电梯轿厢温度即将超过安全值，系统提前做出预警，并在达到安全值时或提前自动迫停电梯。方案一和方案二在电梯安装初期投入较大，但从根本上解决了一定问题。方案三可以作为实际普通电梯改进的措施，可操作性较强。

(四)全力进行防水处理

方案一:电梯部件和线路严格进行防水处理，避免先天隐患的存在。方案二:电梯井外围设置防水阻隔设施，预先将灭火产生的水流导向相对安全的区域。如果能够将方案一和方案二结合在一起，一定程度上可以降低灭火用水对电梯的负面影响。

(五)合理安排电梯布局

一是在电梯布局初期，尽量满足双向或多向疏散的原则。二是依据各楼层人员密集程度，合理设置楼层停靠顺序。如果能够满足上述两点，一则可以降低因层层停靠带来的额外风险;二则能够实现通过消防中控室远程遥控停靠顺序，及时按各楼层火灾危险对比合理疏散人流。

(六)科学制定疏散预案

在制定疏散预案时，尽量能够协调使用疏散楼梯和电梯。即不根本排斥电梯，也不完全依赖楼梯，而是将二者充分结合，科学划分，既凸显电梯的高效率，又保持楼梯的相对安全性。

(七)努力改变疏散意识

如果普通电梯在疏散功能上出现技术进步，那么人们的疏散意识也要进行相应调整。一是高层建筑的电梯管理人员绝不能在火灾发生时，习惯性地关闭和迫降所有客梯。二是建筑内部人员要逐步建立科学使用电梯逃生的意识，摒弃火灾时“严禁使用电梯”的常规理念。

(八)大力加强疏散演练

火灾中要想成功实现逃生，不论是使用普通电梯，还是利用楼梯，平时都必须加强疏散演练。只有对各种疏散模式有充分地了解、实践，才能在火灾中做到有条不紊。否则，逃生时的无序和拥挤，势必降低各种疏散设施的效用。

值得关注的是，2005年年底，公安部上海消防研究所与上海市特种设备监督检验技术研究院合作，完成了针对高层建筑火灾情况下电梯应急疏散可行性的研究。另外，美国在2009年新发布的《生命安全规范》(NFPA101—2009)的附录B中，新添加了一条说明:“在火灾情况下，可以有条件地使用电梯”。相信随着各种新材料和技术的出现，“火灾情况下，有条件地使用电梯”会很快成为现实，传统疏散理念也会真正实现跨越。

［1］娄树立.浅谈高层建筑的火灾特点及预防对策［J］.四川建筑科学研究.2009，(2).

［2］GB 50084－2001，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)［S］.

［3］李改.高层建筑火灾烟气流动规律及烟气控制研究［D］.合肥:安徽建筑工业学院，2010.

［4］Klote，J.H.Feasibility of Fire Evacuation by Elevators at FAA Control Towers［R］.NISTIR 5445，Gaithersburg，Maryland:Building and Fire Research Laboratory.1994

［5］李来保，周俊良，马德建.高层建筑火灾典型战例分析［J］.消防科学与技术，2011，(3).