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      電梯輔助疏散技術_城市綜合體消防安全關鍵技術研究

      時間:2020-10-23 百科知識
      電梯輔助疏散技術_城市綜合體消防安全關鍵技術研究

      由于建筑高度的原因,超高層建筑最大的消防設計難點是人員疏散和內外部救援。超高層建筑發生火災時,傳統疏散模式是人員采用核心筒內的防煙樓梯間進行疏散。《建筑設計防火規范》規定,建筑高度大于100 m的公共建筑,應設置避難層,避難層作為建筑內部最安全可靠的區域,可供人員在長距離疏散后休息調整或等待救援。然而由于建筑層數多,垂直疏散距離長,疏散到室外安全區域往往需要數十分鐘。火災時超高層建筑內的人員更容易受體力不支、恐慌等影響而減緩疏散速度,甚至易發生踩踏等事故。因此在超高層建筑消防設計中,應更多地考慮采用輔助疏散手段,提高其疏散能力和疏散安全性。

      電梯輔助疏散可以很好地解決超高層建筑的垂直疏散問題,提高人員疏散安全性和內部救援的效率。近幾年,隨著電梯及消防技術水平不斷發展,利用電梯進行疏散已經成為可能,且有許多利用電梯疏散成功的案例。1996年日本廣島元町高層住宅大樓火災,在災后問卷調查中發現有超過半數的人使用電梯進行疏散;2001年美國“9.11”事件,電梯在安全疏散中發揮了重要作用,挽救了大量人員。同時也有許多采用電梯疏散的工程實例,如英國British Telecom電訊塔、美國拉斯維加斯Stratosphere Tower、馬來西亞吉隆坡Petronas Towers、我國臺灣省的臺北101大廈等。隨著超高層建筑的不斷興起,世界各國也在研究電梯疏散的規范和技術,美國2009年新發布的《生命安全規范》(NFPA101—2009)的附錄B中,就新添加了一條說明,“在火災情況下,可以有條件地使用電梯”,同時允許電梯用作機場控制塔臺的疏散。專家建議,應盡快完善技術條件,使相關研究成果得以實踐。當然,用作疏散的電梯應滿足一定的安全要求和技術條件,保證人員利用電梯輔助疏散的安全性。疏散電梯與消防電梯有很大的相似性,疏散電梯的技術要求應該遵循或超過消防電梯,同時應重點關注下列幾個方面:

      (1)樓梯仍作為主要的疏散方式,電梯作為輔助疏散手段。增加這一手段不意味著樓梯數量和寬度的減少。

      (2)高區疏散人員通過樓梯疏散到最近的避難層后,可在此等候疏散電梯,或繼續通過樓梯向下疏散。

      (3)除疏散電梯外,其他普通電梯不用于疏散。

      (4)電梯井除在首層、頂部觀光層和避難層開門外,其他樓層不開門。火災時煙氣不易通過電梯井蔓延。

      (5)電梯轎廂防火、防煙和防水技術。

      (6)電梯廳的防護。

      (7)電梯機房的防煙和防水技術。

      (8)供電系統。火災時,疏散穿梭電梯改由應急電源供電。

      (9)緊急疏散時的操作。疏散電梯要兼顧平時使用和火災時輔助疏散。平時僅用于運送觀光客人在首層和頂部往返,中途不在中間樓層下客。轉換為火災運行模式后,僅在高區/中區的避難層和首層之間往返疏散人員,并由專人駕駛。

      (10)信息溝通及電梯系統的管理和維護。(www.518edu.cn)

      有效管理和控制的電梯輔助疏散可以大大提高疏散效率。項目案例表明,利用電梯輔助疏散,可以減少20%~35%的疏散時間

      我國現有的超高層建筑中,樓梯疏散仍作為超高層建筑主要的疏散方式,上海環球金融中心是國內第一個采用電梯輔助疏散的超高層建筑,在世界超高層建筑史上也是首例。如圖3-8所示,該建筑高度超過490 m,地上101層,地下3層,共設8個避難層。全樓設有辦公、酒店、餐飲、觀光等功能,主塔樓最大預期人員數量約22422人,如此大體量的人員整體疏散時間非常長,且對疏散人員的體力和心理也是一種很大的考驗。基于此,設計提出了“以樓梯疏散為主,輔以電梯疏散”的疏散策略,將垂直交通系統的一部分電梯設置為輔助疏散電梯,輔助疏散電梯在火災時僅停靠首層和相應的避難層,人員通過避難層進入輔助疏散電梯后疏散到首層,進而出室外。輔助疏散電梯的垂直交通策略如圖5-13所示。

      圖5-13 上海環球金融中心電梯輔助疏散示意圖和仿真模擬圖

      對于絕大部分的火災事故,并不需要進行全樓疏散,但對于一些極少數的極端事故,經過管理員確認,若確有必要則可以考慮全樓疏散,這與目前《火災自動報警系統設計規范》(GB 50116—2013)的理念是一致的,也是將來超高層建筑消防設計的趨勢。因此,在考慮大廈整體疏散的場景下,在接到火警時,大廈人員整體同時疏散。通過對大廈整體疏散進行仿真模擬,對比不同疏散場景下的人員疏散時間,研究利用電梯輔助疏散對提高疏散效率的影響。對大廈內所有的22422人進行整體疏散模擬,電梯疏散模型如圖5-14所示。模擬結果表明,使用樓梯間疏散,全體人員至街道層所需時間為122 min,在疏散開始后,樓梯間使用率達100%,因此分階段疏散并不能減少疏散時間。通過減少大樓人員數目、增加樓梯間寬度或樓梯間數量,才可對疏散時間有所影響。在以穿梭電梯輔助樓梯間疏散的模擬中,指導思想是令樓梯間及穿梭電梯的疏散能力均被充分利用。選擇使用樓梯間或穿梭電梯做疏散的設定,是希望位于大樓高層的人員(30層以上),盡可能使用穿梭電梯疏散,而令樓梯間可用于疏散下層的人員。疏散電梯在避難層與首層間穿梭,在采用電梯作為輔助疏散手段之后,疏散時間可以減少約30 min,在同一時間內,可以大幅增加己疏散人員的百分比。僅利用樓梯疏散和利用電梯輔助疏散的整體疏散時間對比如圖5-15所示。

      電梯輔助疏散技術可以很好地解決超高層建筑的垂直疏散問題,提高人員疏散安全性和內部救援的效率。以樓梯疏散為主、電梯疏散為輔,上層人員盡量使用電梯,下層人員盡量使用樓梯的疏散方案,可以作為解決超高層建筑人員疏散安全的輔助手段。截至目前,國內有超過十余座超高層建筑設計采用了電梯輔助疏散。

      圖5-14 電梯疏散模型

      圖5-15 樓梯疏散與電梯輔助疏散對比圖

      需要說明的是,電梯輔助疏散策略可以很好地提高疏散效率,但不能作為減少疏散樓梯數量和寬度的條件。

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