论文部分内容阅读
【摘 要】随着高层建筑的不断增多，电梯的应用也越来越广。电梯在高层建筑物中是竖向联系的最主要交通工具。消防电梯在高层建筑的人员疏散和火灾扑救过程中发挥着非常关键的作用，针对消防电梯的设计不完全等同于客梯，消防电梯的设计既要达到一定的科学性，又要具备合理性。火灾发生时，消防电梯担负运送消防员，减少救援时间、尽快抵达的任务，也是撤离火灾现场的一种交通工具，同时还可以用来疏散乘客。本文主要就对高层建筑消防电梯设计的相关问题进行探讨。
【关键词】高层建筑；消防电梯；设计探讨
一、消防电梯使用现状及存在的问题
据调查，高层建筑内的消防电梯在设计、安装、使用和维护管理上存在不少突出问题，从而导致消防电梯日常使用达不到消防技术规范的要求。存在的问题主要有：
（1）消防电梯的联动控制未按规范、标准进行设计、安装。《消防控制室通用技术要求》GA767-2008中第5.3.10.1规定，消防控制室应能控制消防电梯全部回降首层，非消防电梯应开门停用，消防电梯应开门待用，并显示反馈信号及消防电梯运行时所在的楼层。第5.3.10.2条规定，消防控制室应能显示消防电梯的故障状态和停用状态。目前，消防电梯对以上功能只有部分实现，特别是出于成本和安装上的考虑，许多工程实例表明大多数消控室无法显示消防电梯运行过程运行时所在的楼层。
（2）电梯井未按规范要求进行独自设置。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.6条规定，消防电梯井、机房与相邻其他电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门。目前消防电梯的机房一般都设于建筑顶部，但部分高层建筑内的消防电梯与客梯合用电梯机房，相互之间没有进行有效的防火分隔；有的在电梯井壁上开设电缆、风管等穿墙孔洞没有进行有效的防火封堵，火灾时消防电梯设备极易受到高温作用，导致瘫痪，从而影响电梯的正常使用。
（3）电梯运行的电源不可靠。《高层民用建筑设计防火规范》第9.1.2条规定，消防电梯的供电应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。但在建筑内因种种原因，有些消防电梯没有设置必要的应急电源或不能在最末端实现双电源切换，火灾时一旦非消防电源被切断或上一级配电箱出现故障，消防电梯却由于无备用动力而无法正常使用。
（4）电梯轿厢的尺寸不符合规范要求。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.5条规定，消防电梯的载重量不应小于800kg。这是为了满足扑救和抢救伤员及运送必要灭火器材的需要，故消防电梯载重量不得小于800kg，轿厢内净面积不得小于1.4×1.4m。但有的电梯尺寸达不到此要求，特别是高层居住建筑，火灾时不能满足一个战斗班（8人）携带扑救设备时乘坐的需要，容易造成灭火战机贻误。
（5）目前消防电梯是否每层均应设消防电梯出口不明确。目前“高规”对消防电梯前室宜设在不同的防火分区内有明确的规定，但对是否地下室及上部每层应设开门不明确。因此造成设计单位随机设计，有的高层商住楼设计单位认为消防电梯是解决高层建筑需要的，故在裙房部分及地下室未设置消防电梯出口。
（6）消防电梯前室未设置堵水设施。在部分建筑内由于在消防电梯前室门口未设置高4～5cm的漫坡，消防电梯前室地坪与房间、走道的地坪面是同一标高，由于火灾扑救时大量用水，灭火用水若不能及时排走，极易导致水漫延至电梯，可能危及消防电梯的安全运行，影响使用。
（7）消防电梯的底部未设排水设施。部分消防电梯底部未设置容量一般为2.00m3，排水量不小于10L/s的污水泵，或未将井底的污水接到排水管，及时排出室外，有的污水泵没有备用电源，当一路电源断电时就无法正常运转，造成电梯底部积水，从而影响电梯的正常使用。
（8）消防电梯的轿厢内为未设置与消控中心之间进行通讯的对讲电话。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.10条只规定消防电梯轿厢内应设专用电话，由于一些高层建筑的消防电梯日常也作为普通客梯或者货梯使用，为便于日常管理，一些物业管理单位消防电梯的专用电话接至监控室或者保安室，而不是接到消控中心，这就造成火灾时消防员要在电梯内与消防控制室进行紧急联络，却无法执行，从而影响灭火和救援工作的开展。
（9）消防电梯未在首层设置消防员专用的操作按钮。火灾时若联动控制信号无法执行，消防电梯不会联动迫降，如在首层不能及时利用消防员专用的操作按钮迫降消防电梯至首层，势必贻误战机。
（10）由于节省建筑空间的考虑，目前出现了无机房电梯，这种电梯由于没有机房，一般将控制箱设置在顶楼的消防电梯前室内，目前对此类电梯是否能够作为消防电梯使用目前还没有定论。产生以上问题的原因很多，有标准的原因，也有技术问题、更有設计、施工、管理方面的问题。任何环节的疏漏、脱节，都有可能影响消防电梯的可靠使用。
二、高层建筑消防电梯设计的具体内容
（一）消防电梯的数量和范围设计。在高层建筑消防电梯的防火设计中，设计数量和设计范围是相当基础的内容。通常情况下，在32m以上且建筑面积超过1500m2的高层建筑中，应保证有1台消防电梯；面积为1500～4500m2的高层建筑需要设计2台消防电梯；建筑物的建筑面积一旦超过4500m2，就必须设计3台消防电梯。与此同时，为了节约建筑工程的总成本，消防电梯也可以当作工作电梯或客梯使用。但是，在将消防电梯当作工作电梯或客梯使用的情况下，务必要保障消防电梯的各项防火功能能够正常运行和使用。建筑不同，电梯设计数量的要求也不同。例如，某些底部是商业用途的建筑物，它将多个高层连接在一起，这种类型的建筑面积大，但是塔楼面积小，3部电梯的设计是远远不能满足电梯防火设计数量要求的。商住一体的建筑物需要将住宅部分和商用部分分开，并安装独立的消防电梯。
（二）消防电梯的环境构造设计。每当高层建筑发生火灾时，普通电梯因其具有垂直传播的特性也可以使用，但是，它往往会与火势同行，一旦防火设计和防火措施没有按规定的防火设计要求布置，高温问题就会因为火势的蔓延而扩大到整个高层建筑中，最终将会造成无法估量的局面，严重影响人们的生命和财产安全。所以，消防电梯的环境构造设计对火势控制有着非常重要的作用。通常情况下，在环境构造上，消防电梯必须与电线、电缆、可燃液体等保持一定的距离，最好与这些物品分开。消防电梯的电梯井以及相邻的电梯井和机房等都必须用严密性良好的防火墙隔开，并且要确保耐火极限不能低于2h。 （三）消防电梯的电缆、电源和供电设计。一旦消防电梯遭遇火灾的威胁，就必须将电源迅速切换到火电源状态，确保在火灾发生的情况下电梯能够正常运行和使用。但是，现阶段，消防电梯的电缆、电源和供电设计还没有达到标准，例如某些高层建筑物还没有铺设严格意义上的双电源，这样在发生火灾时，电力就会被削弱，无法满足消防的正常使用。所以，在高层建筑的防火设计上，必须要设置双电源，一旦发生火灾，双电源就能够顺利完成切換。此外，在双电源的铺设过程中，线路应当运用火电模式敷设，以确保消防电梯在火灾发生时能够正常使用。如果阻燃电缆的敷设与普通电缆的敷设处于同一电缆井，二者之间必须使用防火材料进行隔离，只有这样才能减少电缆在火灾过程中引发的安全隐患。在吊顶内电气线路设计上，通常采用金属线槽布线和金属管，而天花板内的阻燃材料应当运用塑料线槽或阻燃性塑料管材进行布线。
（四）消防电梯的堵水和排水设计。消防电梯的堵水和排水设计是相当有必要的。某些高层建筑发生火灾基本上都是因为电梯堵水和排水设计不合理引发的。例如，有的高层建筑本身没有堵水和排水设计，水就会进入客梯或货梯内，而货梯和客梯又是不防火的，所以，消防人员只有等待消防楼梯的地板没有火之后才能进入火场灭火，这样就会造成不必要的经济损失。电梯堵水和排水设计能够让消防电梯保持一定的坡度，让电梯井有专用的排水渠，这样就可以有效防止水进入货梯或客梯。
（五）消防电梯的防烟设计。从火灾事故现场的消防经验来看，高层建筑电梯防火设计中的防烟设计越来越重要。因此，应当不断改进防烟设计。具体的做法是：①消防电梯的前室应当有正扭送风，防止电梯前室产生大量的烟气。②由于防火门在火灾现场不一定会常闭，所以，应当在消防电梯井中设计送风设备，这样就能阻止火烟进入前室，保证轿厢内人员的安全。例如，在消防前室的设计方面，要求其面积不能低于4.5m2，而防烟楼梯间与电梯前室一旦合用，建筑面积就不能低于10m2。尤其是电梯口与室外的通道，二者之间的距离不能超过30m，这样消防人员能够迅速到达消防电梯口，疏散人员能够迅速到达地面。
三、高层建筑消防电梯设计中需注意的问题
在高层建筑防火设计中，除去严格按照我国《高层民用建筑设计防火规范》进行设计的内容外，还应当注意以下十方面的问题：①在电梯门洞的开设上，务必要保证门洞底边的水平线高于电梯轿厢外的地面水平线，防止水进电梯井中引发电气短路。②消防电梯的机房应当具备良好的通风条件，确保与消防电梯相关的电缆、电线和电动机设备等不会受到潮气、灰尘和有害气体等的影响。③最好在电梯机房内安装空调，让空调机房内的温度保持在最佳状态。但是，在电梯机房内最好不要安装蒸汽或热水等取暖设备。这主要是因为蒸汽或热水取暖设备极易引发一定的安全问题。④通常来说，在消防电梯内必须安装便于识别的报警装置，例如对讲系统、报警触发器、外部电话等。⑤消防电梯必须在轿厢内安装电梯荷载显示装置，并安装超负荷抗运行装置。⑥在条件允许的情况下，消防电梯尽量要避免长期、经常性的载客、载物。⑦轿厢内应当配备永久性的照明装置。发生火灾时，在普通照明设置不能用的情况下，永久性照明设置能够自动接通。⑧电梯轿厢、机房和前室应当安装感烟式淋水器和感烟式自动报警器。⑨在很多高层建筑的火灾事故现场，人们被困死在电梯内的事情是相当多的。因此，在高层建筑电梯防火设计中，电梯安全回归系统装置的设计是很重要的。一般情况下，电梯安全回归系统的设置一定要保证电梯在火灾楼层既不停止也不开门，而且能够回到相对安全的楼层。⑩在很多国外的高层建筑电梯防火设计中，电梯加密功能已经相当普遍。电梯加密功能的设计是一种电梯防火设计的新趋势和新技术。简单来说，电梯加密功能的设置就是给电梯机房或电梯按钮设置密码，只有密码输入正确后才能控制电梯。但是，这样的加密功能设计对防火来说是利弊共存的。如果发生火灾，一般人进入了火灾现场，那加密功能就成为了疏散障碍，对消防人员来说也是消防障碍。所以，加密功能的设计一定要坚持“设计服从防火设计”的原则，防止其成为消防障碍和火灾疏散障碍。
结语
总之，消防电梯的防火设计，关系整个高层建筑的火灾救援，消防电梯的正常运转和有效使用，可以有效的节省救援时间，确保人民的生命财产安全。高层建筑因其特殊的建筑结构，需要消防电梯的保障，降低火灾危险性。对消防电梯的各个环节的设计，要求设计者和相关从业人员严格把关，定期维护，将生命安全放在首位，使消防电梯发挥其关键性作用。
参考文献：
[1]王国彬.关于高层建筑中消防电梯设计的探讨[J].黑龙江科技信息，2013，10：300.
[2]刘计卫.浅析高层建筑消防电梯设计的问题探讨[J].城市建筑，2013，12：28.
[3]张鹏.高层建筑防火与疏散设计探析[D].天津大学，2012.
[4]陈长江.高层建筑消防电梯设置问题的探讨[J].消防技术与产品信息，2014，05：35-37.
【关键词】高层建筑；消防电梯；设计探讨
一、消防电梯使用现状及存在的问题
据调查，高层建筑内的消防电梯在设计、安装、使用和维护管理上存在不少突出问题，从而导致消防电梯日常使用达不到消防技术规范的要求。存在的问题主要有：
（1）消防电梯的联动控制未按规范、标准进行设计、安装。《消防控制室通用技术要求》GA767-2008中第5.3.10.1规定，消防控制室应能控制消防电梯全部回降首层，非消防电梯应开门停用，消防电梯应开门待用，并显示反馈信号及消防电梯运行时所在的楼层。第5.3.10.2条规定，消防控制室应能显示消防电梯的故障状态和停用状态。目前，消防电梯对以上功能只有部分实现，特别是出于成本和安装上的考虑，许多工程实例表明大多数消控室无法显示消防电梯运行过程运行时所在的楼层。
（2）电梯井未按规范要求进行独自设置。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.6条规定，消防电梯井、机房与相邻其他电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门。目前消防电梯的机房一般都设于建筑顶部，但部分高层建筑内的消防电梯与客梯合用电梯机房，相互之间没有进行有效的防火分隔；有的在电梯井壁上开设电缆、风管等穿墙孔洞没有进行有效的防火封堵，火灾时消防电梯设备极易受到高温作用，导致瘫痪，从而影响电梯的正常使用。
（3）电梯运行的电源不可靠。《高层民用建筑设计防火规范》第9.1.2条规定，消防电梯的供电应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。但在建筑内因种种原因，有些消防电梯没有设置必要的应急电源或不能在最末端实现双电源切换，火灾时一旦非消防电源被切断或上一级配电箱出现故障，消防电梯却由于无备用动力而无法正常使用。
（4）电梯轿厢的尺寸不符合规范要求。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.5条规定，消防电梯的载重量不应小于800kg。这是为了满足扑救和抢救伤员及运送必要灭火器材的需要，故消防电梯载重量不得小于800kg，轿厢内净面积不得小于1.4×1.4m。但有的电梯尺寸达不到此要求，特别是高层居住建筑，火灾时不能满足一个战斗班（8人）携带扑救设备时乘坐的需要，容易造成灭火战机贻误。
（5）目前消防电梯是否每层均应设消防电梯出口不明确。目前“高规”对消防电梯前室宜设在不同的防火分区内有明确的规定，但对是否地下室及上部每层应设开门不明确。因此造成设计单位随机设计，有的高层商住楼设计单位认为消防电梯是解决高层建筑需要的，故在裙房部分及地下室未设置消防电梯出口。
（6）消防电梯前室未设置堵水设施。在部分建筑内由于在消防电梯前室门口未设置高4～5cm的漫坡，消防电梯前室地坪与房间、走道的地坪面是同一标高，由于火灾扑救时大量用水，灭火用水若不能及时排走，极易导致水漫延至电梯，可能危及消防电梯的安全运行，影响使用。
（7）消防电梯的底部未设排水设施。部分消防电梯底部未设置容量一般为2.00m3，排水量不小于10L/s的污水泵，或未将井底的污水接到排水管，及时排出室外，有的污水泵没有备用电源，当一路电源断电时就无法正常运转，造成电梯底部积水，从而影响电梯的正常使用。
（8）消防电梯的轿厢内为未设置与消控中心之间进行通讯的对讲电话。《高层民用建筑设计防火规范》第6.3.3.10条只规定消防电梯轿厢内应设专用电话，由于一些高层建筑的消防电梯日常也作为普通客梯或者货梯使用，为便于日常管理，一些物业管理单位消防电梯的专用电话接至监控室或者保安室，而不是接到消控中心，这就造成火灾时消防员要在电梯内与消防控制室进行紧急联络，却无法执行，从而影响灭火和救援工作的开展。
（9）消防电梯未在首层设置消防员专用的操作按钮。火灾时若联动控制信号无法执行，消防电梯不会联动迫降，如在首层不能及时利用消防员专用的操作按钮迫降消防电梯至首层，势必贻误战机。
（10）由于节省建筑空间的考虑，目前出现了无机房电梯，这种电梯由于没有机房，一般将控制箱设置在顶楼的消防电梯前室内，目前对此类电梯是否能够作为消防电梯使用目前还没有定论。产生以上问题的原因很多，有标准的原因，也有技术问题、更有設计、施工、管理方面的问题。任何环节的疏漏、脱节，都有可能影响消防电梯的可靠使用。
二、高层建筑消防电梯设计的具体内容
（一）消防电梯的数量和范围设计。在高层建筑消防电梯的防火设计中，设计数量和设计范围是相当基础的内容。通常情况下，在32m以上且建筑面积超过1500m2的高层建筑中，应保证有1台消防电梯；面积为1500～4500m2的高层建筑需要设计2台消防电梯；建筑物的建筑面积一旦超过4500m2，就必须设计3台消防电梯。与此同时，为了节约建筑工程的总成本，消防电梯也可以当作工作电梯或客梯使用。但是，在将消防电梯当作工作电梯或客梯使用的情况下，务必要保障消防电梯的各项防火功能能够正常运行和使用。建筑不同，电梯设计数量的要求也不同。例如，某些底部是商业用途的建筑物，它将多个高层连接在一起，这种类型的建筑面积大，但是塔楼面积小，3部电梯的设计是远远不能满足电梯防火设计数量要求的。商住一体的建筑物需要将住宅部分和商用部分分开，并安装独立的消防电梯。
（二）消防电梯的环境构造设计。每当高层建筑发生火灾时，普通电梯因其具有垂直传播的特性也可以使用，但是，它往往会与火势同行，一旦防火设计和防火措施没有按规定的防火设计要求布置，高温问题就会因为火势的蔓延而扩大到整个高层建筑中，最终将会造成无法估量的局面，严重影响人们的生命和财产安全。所以，消防电梯的环境构造设计对火势控制有着非常重要的作用。通常情况下，在环境构造上，消防电梯必须与电线、电缆、可燃液体等保持一定的距离，最好与这些物品分开。消防电梯的电梯井以及相邻的电梯井和机房等都必须用严密性良好的防火墙隔开，并且要确保耐火极限不能低于2h。 （三）消防电梯的电缆、电源和供电设计。一旦消防电梯遭遇火灾的威胁，就必须将电源迅速切换到火电源状态，确保在火灾发生的情况下电梯能够正常运行和使用。但是，现阶段，消防电梯的电缆、电源和供电设计还没有达到标准，例如某些高层建筑物还没有铺设严格意义上的双电源，这样在发生火灾时，电力就会被削弱，无法满足消防的正常使用。所以，在高层建筑的防火设计上，必须要设置双电源，一旦发生火灾，双电源就能够顺利完成切換。此外，在双电源的铺设过程中，线路应当运用火电模式敷设，以确保消防电梯在火灾发生时能够正常使用。如果阻燃电缆的敷设与普通电缆的敷设处于同一电缆井，二者之间必须使用防火材料进行隔离，只有这样才能减少电缆在火灾过程中引发的安全隐患。在吊顶内电气线路设计上，通常采用金属线槽布线和金属管，而天花板内的阻燃材料应当运用塑料线槽或阻燃性塑料管材进行布线。
（四）消防电梯的堵水和排水设计。消防电梯的堵水和排水设计是相当有必要的。某些高层建筑发生火灾基本上都是因为电梯堵水和排水设计不合理引发的。例如，有的高层建筑本身没有堵水和排水设计，水就会进入客梯或货梯内，而货梯和客梯又是不防火的，所以，消防人员只有等待消防楼梯的地板没有火之后才能进入火场灭火，这样就会造成不必要的经济损失。电梯堵水和排水设计能够让消防电梯保持一定的坡度，让电梯井有专用的排水渠，这样就可以有效防止水进入货梯或客梯。
（五）消防电梯的防烟设计。从火灾事故现场的消防经验来看，高层建筑电梯防火设计中的防烟设计越来越重要。因此，应当不断改进防烟设计。具体的做法是：①消防电梯的前室应当有正扭送风，防止电梯前室产生大量的烟气。②由于防火门在火灾现场不一定会常闭，所以，应当在消防电梯井中设计送风设备，这样就能阻止火烟进入前室，保证轿厢内人员的安全。例如，在消防前室的设计方面，要求其面积不能低于4.5m2，而防烟楼梯间与电梯前室一旦合用，建筑面积就不能低于10m2。尤其是电梯口与室外的通道，二者之间的距离不能超过30m，这样消防人员能够迅速到达消防电梯口，疏散人员能够迅速到达地面。
三、高层建筑消防电梯设计中需注意的问题
在高层建筑防火设计中，除去严格按照我国《高层民用建筑设计防火规范》进行设计的内容外，还应当注意以下十方面的问题：①在电梯门洞的开设上，务必要保证门洞底边的水平线高于电梯轿厢外的地面水平线，防止水进电梯井中引发电气短路。②消防电梯的机房应当具备良好的通风条件，确保与消防电梯相关的电缆、电线和电动机设备等不会受到潮气、灰尘和有害气体等的影响。③最好在电梯机房内安装空调，让空调机房内的温度保持在最佳状态。但是，在电梯机房内最好不要安装蒸汽或热水等取暖设备。这主要是因为蒸汽或热水取暖设备极易引发一定的安全问题。④通常来说，在消防电梯内必须安装便于识别的报警装置，例如对讲系统、报警触发器、外部电话等。⑤消防电梯必须在轿厢内安装电梯荷载显示装置，并安装超负荷抗运行装置。⑥在条件允许的情况下，消防电梯尽量要避免长期、经常性的载客、载物。⑦轿厢内应当配备永久性的照明装置。发生火灾时，在普通照明设置不能用的情况下，永久性照明设置能够自动接通。⑧电梯轿厢、机房和前室应当安装感烟式淋水器和感烟式自动报警器。⑨在很多高层建筑的火灾事故现场，人们被困死在电梯内的事情是相当多的。因此，在高层建筑电梯防火设计中，电梯安全回归系统装置的设计是很重要的。一般情况下，电梯安全回归系统的设置一定要保证电梯在火灾楼层既不停止也不开门，而且能够回到相对安全的楼层。⑩在很多国外的高层建筑电梯防火设计中，电梯加密功能已经相当普遍。电梯加密功能的设计是一种电梯防火设计的新趋势和新技术。简单来说，电梯加密功能的设置就是给电梯机房或电梯按钮设置密码，只有密码输入正确后才能控制电梯。但是，这样的加密功能设计对防火来说是利弊共存的。如果发生火灾，一般人进入了火灾现场，那加密功能就成为了疏散障碍，对消防人员来说也是消防障碍。所以，加密功能的设计一定要坚持“设计服从防火设计”的原则，防止其成为消防障碍和火灾疏散障碍。
结语
总之，消防电梯的防火设计，关系整个高层建筑的火灾救援，消防电梯的正常运转和有效使用，可以有效的节省救援时间，确保人民的生命财产安全。高层建筑因其特殊的建筑结构，需要消防电梯的保障，降低火灾危险性。对消防电梯的各个环节的设计，要求设计者和相关从业人员严格把关，定期维护，将生命安全放在首位，使消防电梯发挥其关键性作用。
参考文献：
[1]王国彬.关于高层建筑中消防电梯设计的探讨[J].黑龙江科技信息，2013，10：300.
[2]刘计卫.浅析高层建筑消防电梯设计的问题探讨[J].城市建筑，2013，12：28.
[3]张鹏.高层建筑防火与疏散设计探析[D].天津大学，2012.
[4]陈长江.高层建筑消防电梯设置问题的探讨[J].消防技术与产品信息，2014，05：35-37.