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电梯辅助疏散技术_城市综合体消防安全关键技术研究

时间:2020-10-23 百科知识 联系我们
电梯辅助疏散技术_城市综合体消防安全关键技术研究

由于建筑高度的原因,超高层建筑最大的消防设计难点是人员疏散和内外部救援。超高层建筑发生火灾时,传统疏散模式是人员采用核心筒内的防烟楼梯间进行疏散。《建筑设计防火规范》规定,建筑高度大于100 m的公共建筑,应设置避难层,避难层作为建筑内部最安全可靠的区域,可供人员在长距离疏散后休息调整或等待救援。然而由于建筑层数多,垂直疏散距离长,疏散到室外安全区域往往需要数十分钟。火灾时超高层建筑内的人员更容易受体力不支、恐慌等影响而减缓疏散速度,甚至易发生踩踏等事故。因此在超高层建筑消防设计中,应更多地考虑采用辅助疏散手段,提高其疏散能力和疏散安全性。

电梯辅助疏散可以很好地解决超高层建筑的垂直疏散问题,提高人员疏散安全性和内部救援的效率。近几年,随着电梯及消防技术水平不断发展,利用电梯进行疏散已经成为可能,且有许多利用电梯疏散成功的案例。1996年日本广岛元町高层住宅大楼火灾,在灾后问卷调查中发现有超过半数的人使用电梯进行疏散;2001年美国“9.11”事件,电梯在安全疏散中发挥了重要作用,挽救了大量人员。同时也有许多采用电梯疏散的工程实例,如英国British Telecom电讯塔、美国拉斯维加斯Stratosphere Tower、马来西亚吉隆坡Petronas Towers、我国台湾省的台北101大厦等。随着超高层建筑的不断兴起,世界各国也在研究电梯疏散的规范和技术,美国2009年新发布的《生命安全规范》(NFPA101—2009)的附录B中,就新添加了一条说明,“在火灾情况下,可以有条件地使用电梯”,同时允许电梯用作机场控制塔台的疏散。专家建议,应尽快完善技术条件,使相关研究成果得以实践。当然,用作疏散的电梯应满足一定的安全要求和技术条件,保证人员利用电梯辅助疏散的安全性。疏散电梯与消防电梯有很大的相似性,疏散电梯的技术要求应该遵循或超过消防电梯,同时应重点关注下列几个方面:

(1)楼梯仍作为主要的疏散方式,电梯作为辅助疏散手段。增加这一手段不意味着楼梯数量和宽度的减少。

(2)高区疏散人员通过楼梯疏散到最近的避难层后,可在此等候疏散电梯,或继续通过楼梯向下疏散。

(3)除疏散电梯外,其他普通电梯不用于疏散。

(4)电梯井除在首层、顶部观光层和避难层开门外,其他楼层不开门。火灾时烟气不易通过电梯井蔓延。

(5)电梯轿厢防火、防烟和防水技术。

(6)电梯厅的防护。

(7)电梯机房的防烟和防水技术。

(8)供电系统。火灾时,疏散穿梭电梯改由应急电源供电。

(9)紧急疏散时的操作。疏散电梯要兼顾平时使用和火灾时辅助疏散。平时仅用于运送观光客人在首层和顶部往返,中途不在中间楼层下客。转换为火灾运行模式后,仅在高区/中区的避难层和首层之间往返疏散人员,并由专人驾驶。

(10)信息沟通及电梯系统的管理和维护。(www.guayunfan.com)

有效管理和控制的电梯辅助疏散可以大大提高疏散效率。项目案例表明,利用电梯辅助疏散,可以减少20%~35%的疏散时间。

我国现有的超高层建筑中,楼梯疏散仍作为超高层建筑主要的疏散方式,上海环球金融中心是国内第一个采用电梯辅助疏散的超高层建筑,在世界超高层建筑史上也是首例。如图3-8所示,该建筑高度超过490 m,地上101层,地下3层,共设8个避难层。全楼设有办公、酒店、餐饮、观光等功能,主塔楼最大预期人员数量约22422人,如此大体量的人员整体疏散时间非常长,且对疏散人员的体力和心理也是一种很大的考验。基于此,设计提出了“以楼梯疏散为主,辅以电梯疏散”的疏散策略,将垂直交通系统的一部分电梯设置为辅助疏散电梯,辅助疏散电梯在火灾时仅停靠首层和相应的避难层,人员通过避难层进入辅助疏散电梯后疏散到首层,进而出室外。辅助疏散电梯的垂直交通策略如图5-13所示。

图5-13 上海环球金融中心电梯辅助疏散示意图和仿真模拟图

对于绝大部分的火灾事故,并不需要进行全楼疏散,但对于一些极少数的极端事故,经过管理员确认,若确有必要则可以考虑全楼疏散,这与目前《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)的理念是一致的,也是将来超高层建筑消防设计的趋势。因此,在考虑大厦整体疏散的场景下,在接到火警时,大厦人员整体同时疏散。通过对大厦整体疏散进行仿真模拟,对比不同疏散场景下的人员疏散时间,研究利用电梯辅助疏散对提高疏散效率的影响。对大厦内所有的22422人进行整体疏散模拟,电梯疏散模型如图5-14所示。模拟结果表明,使用楼梯间疏散,全体人员至街道层所需时间为122 min,在疏散开始后,楼梯间使用率达100%,因此分阶段疏散并不能减少疏散时间。通过减少大楼人员数目、增加楼梯间宽度或楼梯间数量,才可对疏散时间有所影响。在以穿梭电梯辅助楼梯间疏散的模拟中,指导思想是令楼梯间及穿梭电梯的疏散能力均被充分利用。选择使用楼梯间或穿梭电梯做疏散的设定,是希望位于大楼高层的人员(30层以上),尽可能使用穿梭电梯疏散,而令楼梯间可用于疏散下层的人员。疏散电梯在避难层与首层间穿梭,在采用电梯作为辅助疏散手段之后,疏散时间可以减少约30 min,在同一时间内,可以大幅增加己疏散人员的百分比。仅利用楼梯疏散和利用电梯辅助疏散的整体疏散时间对比如图5-15所示。

电梯辅助疏散技术可以很好地解决超高层建筑的垂直疏散问题,提高人员疏散安全性和内部救援的效率。以楼梯疏散为主、电梯疏散为辅,上层人员尽量使用电梯,下层人员尽量使用楼梯的疏散方案,可以作为解决超高层建筑人员疏散安全的辅助手段。截至目前,国内有超过十余座超高层建筑设计采用了电梯辅助疏散。

图5-14 电梯疏散模型

图5-15 楼梯疏散与电梯辅助疏散对比图

需要说明的是,电梯辅助疏散策略可以很好地提高疏散效率,但不能作为减少疏散楼梯数量和宽度的条件。