高层建筑火灾普通电梯用于人员疏散的可行性研究

许晓军

高层建筑火灾普通电梯用于人员疏散的可行性研究

许晓军

本文通过研究火灾时成功使用普通电梯进行人员疏散的案例，总结分析这些案例的共性特点，并在此基础上结合电梯各系统及零部件、电梯井、法律保障三个方面分析了普通电梯疏散的可行性。通过实地调研和调查访谈，分析普通电梯疏散所面临的主要问题。通过相应研究，指出了火灾时严禁使用任何普通电梯疏散的做法的片面性，提出火灾时可以合理科学地使用普通电梯进行人员疏散的观点。

消防 高层建筑火灾 人员疏散 普通电梯

1 ．引言

随着我国经济的快速发展，大量的高层建筑在全国各地拔地而起。高层建筑内人员大量集中，一旦发生火灾，人员的疏散困难重重。使用高层建筑中的普通电梯进行疏散，与使用楼梯进行疏散相比较，具有方便快捷，疏散时间短的明显优势，普通电梯对于火灾时的人员疏散具有极大的使用价值，因此，研究高层建筑发生火灾时，如何合理科学地使用普通电梯进行人员疏散和逃生具有重要的意义。

2 ．高层建筑火灾时普通电梯用于人员疏散的可行性分析

2.1 火灾时普通电梯成功疏散的案例分析

2.1.1 日本广岛Motomachi高层公寓楼火灾

1996年10月28日，日本广岛市一栋共住有1100户住户的20层高层公寓楼发生火灾。此公寓超过半数的住户是高龄人群。起火点位于9层的某一房间，在不到30min的时间内，火势迅速蔓延至整栋大楼，幸运的是这次火灾只造成了2人受伤，没有人员死亡。日本消防部门在事故后续调查过程中，对幸存者做了问卷调查，详细调查了处于不同楼层的被困人员所选择的逃生方式[1]。结果如图1所示。

根据图1的结果可以看出，在这次火灾中，使用普通电梯成功逃生的居民不在少数，尤其是住在较高楼层的住户普遍选择普通电梯进行逃生，普通电梯将这次灾害的损失减少到了最低。这说明，居民选择何种逃生方式与居民所住楼层的高低有一定的关系，同时也表明，在火灾逃生过程中，被困人员更倾向于选择“经常使用的路线”作为逃生路线。

图1 火灾中不同楼层人员逃生方式选择情况统计

图2 焦马大楼火灾不同逃生方式生还人数与所占全部生还者比例

表1 近几年典型高层建筑火灾

表2 上海市浦东新区陆家嘴部分高层建筑可同时容纳办公人数统计

2.1.2 巴西圣保罗市焦马大楼火灾

1974年2月5日上午9时许，巴西圣保罗市的焦马大楼发生火灾，该大楼共25层高，起火原因是由于第12层的空调机失火。这起火灾最终造成了179人死亡，300人受伤。而在火灾初期阶段，大楼内的4部普通电梯继续投入运行，共有300名被困人员先后乘坐这几部电梯成功逃生，占全部422名生还者的71%[2]。图2列出了焦马大楼火灾中选择不同逃生方式的生还人数与所占全部生还者的比例。

从这次火灾可以看出，在火灾初期，利用电梯疏散可以在短时间内疏散尽可能多的人，相较于楼梯疏散具有明显的“时间”优势。因此，在火灾的初期阶段，应当合理科学地使用普通电梯进行疏散逃生，充分发挥电梯疏散的“时间优势”。

可以看出，通过普通电梯成功逃生的人不在少数，在火灾初期大多数被困人员首先会想到利用电梯进行逃生。高层建筑一旦发生事故，应当在人员疏散的黄金时间内，抓准合适时机，果断地选择普通电梯进行疏散，电梯可以争取更多宝贵的逃生时间，挽救更多人的生命。

因此，高层建筑火灾情况下普通电梯用于人员疏散不仅是可行的，而且还是行之有效的。

2.2 高层建筑火灾普通电梯用于人员疏散的必要性

高层建筑中的普通电梯对于火灾时的人员疏散和灭火救援的作用应当得到充分的发挥，其实际使用价值不可磨灭。这是由高层建筑发展现状所决定的。目前，我国各地高层建筑的数量越来越多，不仅一线发达城市，一些二三线的城市也都开始建起了能同时容纳大量人员的高层乃至超高层建筑，高层建筑火灾时有发生（表1）。

截至2014年底，仅上海市的高层建筑就达到了3万多栋，数量位居全国第一。现代建筑物的建筑高度越来越高，规模越来越大，功能越来越复杂。然而，高层建筑火灾占全国火灾次数的比例正呈现逐年增长的趋势，这也引起了人们对于高层建筑火灾的担忧与日俱增，特别是其中的人员疏散问题，异常艰巨。

高层建筑火灾中的人员疏散之所以困难重重，主要是由于其自身特点所决定的：一是层数多，垂直距离长。二是人员大量集中，表2是上海市浦东新区陆家嘴金融城部分高层建筑可同时容纳的办公人员数量统计。

从表2可以看出，这些摩天大楼内可同时容纳的办公人员数量就已经是“天文数字”，而其中一些具有旅游观光和酒店性质的超高层建筑还可以容纳更多的人，如上海环球金融中心的94层至100均为旅游观光层，还可以额外同时容纳2000多名观光游客。三是建筑结构和空间布局复杂，功能多样化。四是发生火灾时，由于烟囱效应以及高空风力的影响，火势和烟雾蔓延速度快，烟气侵入并阻断部分疏散通道，增加了疏散的难度。

目前，在高层建筑火灾中，人员疏散普遍采用楼梯，但它所体现出的弊端越来越明显：一是疏散时间长，对人员的体能消耗比较大；二是不利于行动不便的特殊人群进行疏散，例如孕妇、残疾人、老年人等，楼梯空间十分有限，如果这些行动不便的人也使用楼梯疏散，势必会妨碍后续人员的行进，造成一定程度的拥堵，拖慢疏散的速度，甚至有发生踩踏的危险引发次生灾害；三是向下疏散的被困人员与向上进入危险部位展开救援的消防人员行进方向相反，易发生人流对冲和相互干扰。

1974年，美国学者Bazjanac就针对高层建筑火灾的人员疏散提出了“Another way out?”的问题[3]，他认为在火灾中必须找到另外一种更加合理科学、快捷便利的方式去疏散残疾人、孕妇等特殊人群。

目前，电梯在现代建筑物中的应用已十分普遍，根据实地调研发现，几乎每一座高层建筑中都设置了较大数量的电梯，表3是笔者实地调研高楼密集的上海市浦东新区陆家嘴金融城部分高层建筑内疏散条件的统计结果。

根据以上统计结果可以看出，大型高层建筑内，普通电梯的设置数量远多于楼梯，其运行速度快、便利，可以提供更多疏散路线，因此电梯疏散较之楼梯疏散存在着疏散时间短、运载能力强、快速便捷、有利于老年人以及行动不便的特殊人群进行疏散的优越性，对于紧急情况下的人员疏散有着极大的利用价值。美国911恐怖袭击事件中，在北楼遭到袭击的瞬间，约翰内穆与他的30多名同事正处于南楼的91层，当时，南楼内有4至5部电梯继续投入使用，他们随即乘坐电梯抵达78层的避难空间，再换乘快速穿梭电梯，直达南楼首层的大厅，最终成功脱险，这一过程一共仅耗时72秒[4]。然而，根据我国现行的规范和标准规定，当高层建筑发生火灾时，所有普通电梯都将停运并迫降至首层，电源都会被切断，但这样就大大减少了人员疏散的路线，人员疏散的时间和效率被大大地减缓了。反之，如果能在一些特定的情况下，合理地使用普通电梯进行疏散，而不是一味地停运所有普通电梯，那么，普通电梯在人员疏散中的优势就能得到更加充分的发挥。

现阶段，在确保电梯本身可靠性的基础上，制定和完善应急疏散预案、优化电梯运行模式、完善电梯供电系统，广泛开展科普教育，努力使普通电梯疏散的可行性得到公众的认可。当高层建筑发生火灾时，选择合适的时机，合理科学地使用未受到火灾影响、处于安全部位的普通电梯进行有秩序的人员疏散，充分体现普通电梯的实际使用价值，发挥其作用。

表3 上海市浦东新区陆家嘴部分高层建筑内疏散条件统计

2.3 高层建筑火灾普通电梯用于人员疏散的可行性

2.3.1 电梯各系统的设计安全可靠

如今，电梯技术已经非常成熟，可以说，普通电梯在火灾时的运行安全已经得到技术上的根本保证。

电梯的轿厢设置了超载保护装置，一旦总重量超过轿厢额定载重量，电梯就不可运行，并且在设计上也考虑到了由于轿厢超载而产生的各种不安全现象，可以有效应对紧急情况，避免事故的发生。而且，轿厢设置有通风孔，其正常的通风性能可以得到保证。另外，轿厢的轿壁和轿门均采用无孔形式，强度很大，弹性变形小。电梯的超速保护装置在电梯运行过程中全程对其监控保护，使电梯的运行速度始终不超过某一规定值，保证运行安全。

电梯门采用高强度的金属材料制造，能保证长时间不产生变形。电梯门设置有锁紧和闭合的检查功能，能在电梯正常运行过程中进行监控检查，只有当轿厢在正确的位置停止时电梯门才能被打开，否则就不能打开电梯门，相反，如果电梯门还处于开启状态，即使电梯在正确操作下，电梯也不能启动或保持继续运行。

电梯的零部件都是采用高强度、高质量的材料制成的，设计上也考虑了所有失效的形式，不仅具有良好的维护和保持正常工作状态的能力，还可以有效避免由于某一零部件瞬时失效而造成危险[5]。这些技术，保证了电梯在运行过程中的安全性。

2.3.2 现行规范为电梯井安全提供了保障

现行的《建筑设计防火规范》GB50016-2014中对电梯井的安全设置做出了明确的规定：“电梯井须独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道。电梯井的井壁除设置电梯门、安全逃生门和通气孔洞外，不应设置其他开口。[6]”

上述规定保证了电梯在运行过程中不会受到不应有的干扰，电梯与电梯井不会受到危险物质的破坏，使电梯与电梯井的防火和防灾性能得到了一定的保障，进一步确保了其安全性。另外，20世纪90年代以来，我国的电梯技术已趋于成熟，高层建筑内的各类电梯及前室、电梯井均具有较好的防烟和防水性能。再加上这些年来科学技术的不断发展，普通电梯用于高层建筑火灾情况下、尤其是火灾初期阶段的人员疏散可以说已经得到了技术上的保障。

2.3.3 电梯的安全有法律支撑

2014年1月1日起，《中华人民共和国特种设备安全法》正式开始实施。该法对特种设备的生产、经营、运营、检验检测、监督管理各环节乃至事故应急救援和调查处理都作出了明确的规定，突出了特种设备使用单位的安全责任。而电梯作为一种特种设备，其安全工作得到了法律的支撑，有力加强了电梯的安全性。

3. 高层建筑火灾时普通电梯用于人员疏散存在的主要问题

3.1 火灾时普通电梯不能用于逃生的固化意识

在我国，电梯不能作为高层建筑发生火灾时的疏散设施，这一规定已经实行多年，这也导致人们形成了普通电梯在火灾时不能用于逃生的固化意识。笔者于2016年1月27日，随消防部门调研了上海市浦东新区陆家嘴金融城的部分高层写字楼，在这些高层写字楼的应急疏散预案中，均没有把普通电梯计作应急疏散设施。同时，随机采访的长期在这些高层写字楼中上班的“白领”人士，大部分明确表示，当火灾发生时，普通电梯是不安全不可靠的，并且在任何情况下都不能使用普通电梯进行疏散逃生，他们认为现行规范的规定是合理科学的。

国内外一些人员被困在电梯内最终死亡的案例确实存在，但仅仅因为几个案例就一概而论，彻底否定普通电梯对于人员疏散的作用和价值，断定火灾中一律不可以使用普通电梯进行逃生，似乎过于以偏概全，因噎废食。

3.2 火灾时普通电梯供电缺乏保障

发生火灾后，导致普通电梯供电缺乏保障的主要原因有以下几点：

（1）楼内电气线路可能由于火势的蔓延被烧毁或断电；

（2）人为切断电梯的供电

（3）消防灭火用水灌入电梯系统，影响电梯供电线路的正常运行。

一旦电梯的正常供电得不到保证，电梯便会失去动力，无法继续运行而停止在楼层中间[7]，要是没有停靠在正确停靠位置，对消防人员展开营救就造成了一定的妨碍，这反而会使乘客困于轿厢内，陷入危险状态。

3.3 火灾时普通电梯的运行控制和安全管理缺乏规范

根据我国现行规定，几乎所有电梯都是由消防控制中心进行控制，与火灾自动报警系统联动，一旦发生火灾，都会迫降至首层，并且立即断电。这种控制方式大大减少了疏散路线，不仅不利于人员的逃生，也不利于消防人员进行灭火救援和人员疏散，导致人员疏散效率大大降低。因此，目前普通电梯的运行模式与控制方式还太过单一，很大程度上限制了疏散途径的选择。

3.4 火灾易影响电梯系统的正常工作

首先，普通电梯没有前室，而且电梯井是上下贯通的，容易受到烟囱效应的影响，烟气易侵入轿厢，不仅严重威胁到电梯轿厢内乘梯人员的安全，而且导致火灾迅速蔓延。其次，电梯的各部件容易受到火场高温的影响，受热失效，导致电梯停止运行，电梯轿厢、电梯门均可能受到火灾的破坏，使轿厢内乘梯人员处于危险状态。另外，普通电梯的防水性能较差，目前大多数的高层建筑火灾都是用水来扑救的，大量的消防用水可能流入电梯井和电梯机房中，导致电梯各零部件失效，还将严重影响到电梯的正常供电，导致电梯无法继续运行。

基于以上种种原因，很多人在火灾时不会选择普通电梯进行逃生。但是，随着科学技术的不断发展，完全可以从技术上来提高电梯系统的可靠性和运行安全性，而且，现如今的科学技术足以保证普通电梯的安全。另外，随着经济实力的不断壮大，为了提高建筑内普通电梯的安全性和可靠性而加大建造高层建筑的投资成本是无可厚非的，未来高层建筑中基本都会配备安装更多可靠性和安全性更高的电梯。

4 ．结论

本文根据高层建筑发生火灾时成功使用普通电梯进行疏散逃生的案例，分析了高层建筑火灾时普通电梯用于人员疏散的必要性和可行性，阐述了普通电梯疏散存在的主要问题。得出以下结论：

（1）在普通电梯自身安全得到可靠保证的前提下，高层建筑火灾处于某些特定情况时，使用普通电梯进行人员疏散是完全可行的。

（2）高层建筑火灾情况下一定要合理、科学、有序地使用普通电梯进行疏散，一定要根据具体的火情来考虑，绝对不能盲目。当火势确实威胁到普通电梯时，就不宜使用普通电梯进行疏散和逃生。

（3）可以从划分高层建筑普通电梯供电区域并完善其供电系统，优化普通电梯运行模式等方面，提高普通电梯用于人员疏散的安全性和可靠性，并从多个角度出发，制定火灾时普通电梯安全使用要求和安全管理制度，确保普通电梯用于高层建筑火灾人员疏散的安全可靠性。

（4）在不断完善技术保障手段、采取一定措施保证普通电梯自身安全的基础上，我国现行的相关规范应当做相应的修订，变“不应”为“合理科学地使用”，引导人们转变思想观念，重新认识并界定使用电梯观念上所存在的误区。同时，必须开展广泛的公众科普教育，大力宣传，提倡并推广“火灾情况下可以合理科学地使用电梯疏散”的新思想。

作者单位：北京市海淀区公安消防支队

[1] 关川 爱(日本国家消防科学研究所)原著，王跃琴，陈先斌编译. 高层建筑火灾中利用电梯疏散的可行性研究——广岛Motomachi高层公寓安全疏散案例研究[J]. 消防技术与产品信息, 2002, (10): 52-55.

[2] 司戈. 高层建筑火灾时利用电梯组织人员疏散的可行性[J]. 消防技术与产品信息,2004(10):43-48.

[3] Bazjanac V. Another Way Out? Progressive Architecture[C]. April, 1974:88-89.

[4] 王彩焕，周谧，焦会玲. “电梯疏散”：挑战国际消防逃生理念[J]. 上海消防,2006(10):15-21.

[5] 唐春雨.高层建筑火灾情况下电梯疏散安全可靠性研究[D].西安:西安科技大学,2009.

[6] GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[7] 宋文华，伍东，张玉福. 高层建筑火灾初期利用电梯进行人员疏散的可行性探讨[J]. 中国安全科学学报，2008,18(9):67-72.