消防电梯设计

消防电梯设计（共9篇）

消防电梯设计 篇1

摘要：在当今社会, 消防队员在火灾扑救及人员抢救时消防电梯都具有一定的功能。故而, 当代对消防电梯的要求是十分高的, 防火的设计了是至关重要的。

关键词：高层建筑,消防电梯,电梯电源

1 当代消防类电梯的设置的范围以及数量的设计问题

根据于设置当代消防电梯的使用范围所作出的具体的规定, 是要求于公共设施建筑的消防器材保护的设计规范, 十层以及十层以上的建筑物, 十二个层以及十二层以上的单位类型住宅以及公寓楼等建筑设施, 建筑的高度均达到甚至于超过32m的公共型建筑物, 现在每一层的面积都要超过1 500m2的建筑使用面积, 当每一屋的楼面的面积超过1 500m2以及4500m2, 就应当设置两个消防类电梯, 建筑面积达到4 500多m2的建筑物, 应设置三个消防类电梯。但考虑到省钱的问题, 通常使用梯子, 消防电梯可以作为使用电梯, 来乘坐乘客以及于工作等, 但是必须要确保于消防电梯的使用功能不能改变。

2 当代消防电梯的构造以及于环境设置问题

当代消防类型电梯, 当建筑物发生火灾的时候, 垂直传播的主要途径性能, 但是也拉着烟火通行, 如果隔火措施不当以及并没有适当的进行防火措施, 高温以及于烟气会迅速蔓延扩大至整个建筑物, 从面造成无法抑制的困难, 这样就严重危及人身安全, 大大增加了火灾所造成的巨大的损失。如果消防电梯与可燃气体易燃, 可燃液体, 电线 (电缆) 离得太近的话, 不仅不安全, 而且一旦火灾, 还会威胁到其他建筑物的安全性。故而, 应当设置消防电梯要与这类物品分开, 消防电梯井室以及于相邻的电梯井, 机房, 都应该采用耐火极限不小于2小时的物品来区分开, 而隔断墙门, 就应当设立一流的防火门。

3 当代消防电梯电源以及电缆设计的问题

消防电梯在遇到发生火灾的时候, 应该切换到火电源, 从面确保紧急情况下能够正常的使用。目前我们的情况是:部分的2层建筑以及于住宅双电源没有严格意义铺设, 如果发生火灾, 消防力量要求电气电路设施, 但是它可以不确保电力削减了下紧急情况下的正常使用。

产品规格:对于高层以及两个高层建筑的消防电梯电的费用, 都应当确保有能力的双电源自动切换设施, 此线路应采用敷设方式火电模式, 从而确保了消防安全的正常使用。当代消防电梯配电线路防火功能的设计应该和建筑物的发展形成一致。根据于现行的消防工程安全法, 消防电梯应该分布于高层建筑的一楼以及于地下室变电站内, 要铺设两条线, 分别位于顶层的高层建筑电梯机房内进行安装, 因而导致了消防电梯配电线路均出现很长的现象, 以及于路由器非常复杂的现象。因而, 为能够提高供电的可靠性能, 消防电梯的配电线路在于使用过程中, 耐火电缆供电可靠性的具体的要求, 两电的使用方式为:铜皮防火电缆的配电线路。另外, 消防电梯配电线路的垂直敷设于电气竖井。对于消防设备配电线路绝缘层以及于非阻燃电缆及电缆敷设在竖井等, 电缆的本身具备耐火的性能, 不用需要使用金属管的保护措施, 因而, 当使用阻燃电缆敷设在同一电缆井的时候, 两者之间的中间必须要用耐火的材料来时行隔离。当建筑物受到火灾威胁的电缆电流模式, 这样的话, 可以通过电梯电缆从井道直接通过配电室电梯机房进行访问, 从而减少电缆火灾所造成的巨大威胁。

对于吊顶内电气线路的建设工作, 一般都是采用金属管以及于金属线槽布线:对于天花板内的阻燃材料设施, 应该采用于阻燃型硬质的塑料管材料, 塑料的线槽进行布线设施。

4 当代消防电梯的防烟设计的问题

当火灾发生的时候, 工人们都可以顺利的进入到相对的无烟区域内, 并且利于消防电梯的安全疏散工作, 按规范, 应当设置于消防电梯前, 应靠在外墙侧, 这样的话, 使用更有利在室外的窗口进行自然通风性, 消防电梯设置的保护的程度。当代建筑物消防电梯大堂的面积, 住宅建筑不超过45 000m2, 公共建筑是60 000多m2的建筑面积的建筑物时。发生火灾时, 为防止烟雾进入到楼梯以及于门廊等, 普通住宅建筑面积是60 000多m2, 公共建筑面积超过10m2。B类的防火门应设置消防电梯大堂设置, 在于第一层通过于提供室外的安全出口等设施, 如果条件有限时, 也应当设置为显示室外的通道, 此类消防器材长度不应超过30m, 这样也方便于消防人员迅速抵达到消防电梯入口进行工作。

当代社会, 在火灾的实践过程中, 当代消防电梯的防烟设计不断进行改进设置。消防电梯前室内空气压缩腔等设备, 都是可以提高风压的很好的方法, 从而防止烟雾扩散的客观标准。但由于正压进气口的位置以及防火门关闭等原因, 此类的方法实际的防止烟雾效果并不理想。这样通过于消防电梯和空气压缩效果可能会更加理想一些, 从而防止火灾烟雾进入到前室, 防雾的效果应该更加明显一些。

5 消防电梯前厅, 阻塞排水设计的问题

该标准是很有必要的, 但是在一些触摸不是很详细的设计图纸以及于设计单位, 消防电梯投入使用过程, 从而避免出现此类问题。重庆市过境乐大酒店13层的火灾发生, 都是因为在屋前的消防电梯设施的原因, 无堵塞, 排水设计, 大量的水进入到普通电梯内, 普通的电梯是不能用来防火的, 消防队员们只有用来消防楼梯地板熄了火, 这样火灾造成不必要的经济损失。它应该同时强调消设施的升降机大堂, 电梯达到一定的坡度等, 应该增加于电梯井道特殊的排水渠等, 排水以及于收集的排水槽设施, 都可以有效地防止水进入到消防电梯内。这是一个最容易被忽视的消防电梯设计的问题, 但同时也是最不容忽视的重要问题。

6 当代消防电梯的正常使用的影响因素的问题

消防电梯比较容易受到火灾破坏, 消防电梯机房一般都设于建筑物的最顶部, 按照规范的相关要求, 从机房安全的角度来进行考虑的话, 都需要进行单独的防火分区的处理工作。但通过事实上发现, 由于电缆, 风管墙体裂缝等问题, 防火门不能封闭的, 一旦存在此类的问题, 当火灾发生时, 消防电梯的心脏设备非常容易受到高温作用, 从而导致瘫痪。供应的消防电梯的电源线, 一般都是通过建立强大的排水系统, 以及于良好的顶端设施, 然后再进入电梯升降吊桥设备。尽管于使用的电缆防火, 耐火性比较高, 但在建筑火灾发生时, 这是很难永久的保持正常供电的。

消防电梯对于房间的增压系统都未能有效发挥出有效的作用。消防电梯的一部分, 是不需要使用自然采光以及于自然通风, 是通过机械增压系统软件, 从而防止烟雾进入到室内。然而, 由于前面厢内防火门在发生火灾的时候, 都不能够保证封闭的机械增压故障以及于机械增压进气口的位置的正常运行, 电梯活塞效应的存在等, 都会导致有害的气体进入到消防电梯前室的穿透烟雾。消防电梯机房以及于其他电梯机房是否达到有效的防火分区要求。电梯活塞效应问题, 有利于排烟机房电梯的正常运行, 从火吸入到机房电梯井, 电梯厢, 危及到人身安全。如前壁孔在前面的房间, 感到烟火灾容易侵犯的电梯内, 消防电梯, 没有有效的防火隔间等, 防火门不能关闭消防电梯都是由烟气所造成的。

当代消防电梯非常容易到受水浸消防电梯本身不具备防水的功能性, 是一个世界性的重要的问题。当发生火灾时, 会用大量的水来进行灭火, 即使在目前的规范要求下, 还要提供了一个挡水设施, 当代消防电梯对于灭火以及抢救过程中也是非常难坚持正常使用的。

“高层建筑的消防保护设计问题”, 是以加强消防电梯的电力需求问题。对于高层以及两个高层建筑的消防电梯问题, 应当确保有能力自动切换到双电源供电设施, 线路应当使用发射功率铺设模式电源设施, 从而确保消防安全的保障措施。

参考文献

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[3]唐新兴, 安保明, 朱伟明.GL03型机车过滤器的性能分析[J].电力机车与城轨车辆, 2004 (3) .

消防电梯设计 篇2

消防规范对电梯的要求

1.消防电梯宜分别设在不同的防火分区内。

2.消防电梯间应设前室，其面积：居住建筑不应小于4.50`M^2`；公共建筑不应小于6.00`M^2`。当与防烟楼梯间合用前室时，其面积：居住建筑不应小于6.00`M^2`；公共建筑不应小于10`M^2`。

3.消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30M的通道通向室外。

4.消防电梯间前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘。5.消防电梯的载重量不应小于800KG 6.消防电梯井、机房与相邻其它电梯井、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。

7.消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60S计算确定。8.消防电梯轿厢的内装修应采用不燃烧材料。9.动力与控制电缆、电线应采取防水措施。

10.消防电梯轿厢内应设专用电话；并应在首层设供消防队员专用的操作按钮。11.消防电梯间前室门口宜设挡水设施。

一、消防电梯的设置范围和数量设计

有的设计单位在考虑消防电梯的设置数量时考虑得不够详细。根据《高层民用建筑设计防火规范》对消防电梯的设置范围作了明确规定，要求高层一类民用公共建筑;十层及十层以上的塔式住宅;十二层及十二层以上的单元式住宅和通廊式住宅;建筑高度超过32米的其他二类公共建筑;并要求，当每层建筑面积大于1500平方米时，应设置一台，当每层建筑面积大于1500平方米但4500平方米时，应设置两台，当大于4500平方米时，应设置三台。考虑到节约资金，并便于平时使用，可以一梯多用，消防电梯可兼作客梯或工作电梯使用，但必须保障消防电梯的各项使用功能。

二、消防电梯的环境构造设置

消防电梯井属于竖向管井，当建筑物发生火灾时，竖向管井是火势上下蔓延的主要途径，而且也是拔烟火的通道，若防火分隔不当或未作适当防火处理，高 温烟火会迅速传播扩大，造成扑救困难，严重危及人身安全，增大火灾损失。电梯井一般都与电梯厅，走道及其他房间相通，若在其中设有可燃气体和易燃、可燃液体、电线(缆)，不但不安全，而且一旦发生火灾会威胁其他管井及整个建筑物的安全。为此，消防电梯井应单独设置，消防电梯井与机房与相邻电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2小时的隔墙隔开，在隔墙上开门时，应设甲级防火门。电梯井内应严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。消防电梯井壁除开设电梯门洞和通气孔外，不应开设其他洞口，电梯门不应采用栅栏门。

三、消防电梯供电及电缆电线设计

消防电梯在发生火灾时，应切换到消防电源上，以保证紧急情况下的使用。但目前的状况是：部分二类高层建筑特别是住宅根本没有严格意义上的双电源，同时，电气线路没有按消防电源的要求进行敷设，一旦发生火灾，根本不能保证在市电切断下的紧急使用。

规范要求：消防电梯的用电不论在一类高层或二类高层建筑中都应保证有能够自动切换的双电源，线路应采用消防电源的敷设方式，确保火灾时的安全使用。消防电梯的配电线路防火设计应与其功能相适应。根据当前消防工程实例，消防电梯配电一般是由设在高层建筑底层或地下室的变电所敷设两路专线配电至位于高层建筑顶层的电梯机房，从而造成消防电梯配电线路一般都比较长，且路由也比较复杂。因此，为提高供电可靠性，消防电梯配电线路应采用耐火电缆;当有供电可靠性特殊要求时，两路配电专线中的一路可选用铜皮防火型电缆。此外，垂直敷设的消防电梯配电线路应尽可能设在电气竖井内。当消防设备配电线路采用绝缘层和护套为不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护。但是，当与延燃电缆敷设在同一个电缆井时，两者中间必须用耐火材料隔开。现行方式敷设的电缆容易受到火灾威胁，可以将消防电梯电缆由其井道直接从下部配电间接人电梯机房，以减少火灾对电缆的威胁。

在建筑物顶棚内的消防电气线路，一般宜采用金属管或金属线槽布线：在难燃型材料的吊顶内，可采用难燃型(如氧指数大于50)硬质塑料管、塑料线槽布线。

四、消防电梯的防烟设计

为了使火灾发生时，人员能够顺利进入相对无烟区且有利于通过消防电梯进 行安全疏散，根据规范要求，消防电梯应设置前室，并宜靠外墙设置，这样更有利于利用直通室外的窗户进行自然排烟，这在一定程度又对消防电梯井进行了防护。消防电梯前室的建筑面积，要求居住建筑不应小于4.5平方米，公共建筑不应小于6平方米。当与防烟楼梯间合用前室时，居住建筑不应小于6平方米，公共建筑不应小于10平方米。消防电梯前室应设乙级防火门，在首层应设置直通室外的安全出口，当条件受限制时，应设置能够直通室外的通道，其经过长度不应超过30米，便于消防队员能够迅速到达消防电梯入口处。目前在火灾扑救的实践过程中，消防电梯的防烟设计愈来愈得到改善。规范强调消防电梯前室正压送风，以提高前室风压的方法来达到阻止烟气进入的目的。由于正压送风口设置位置及防火门难以保持常闭的原因，此方法实际防烟的效果不一定理想。通过消防电梯井道送风加压的效果可能更为理想，其阻止烟气进入前室、轿厢的效果应更为明显。

五、消防电梯前室的堵、排水设计 尽管规范对此已有要求，但有些设计单位在图纸设计中不能非常详细的触及到，致使在消防电梯投入使用中因此而出现问题。重庆中天大酒店13层发生火灾，由于消防电梯前室没有堵、排水的设计，水大量流进电梯，使消防电梯不能使用，消防人员只能利用楼梯进入着火楼层进行扑救，火灾造成了不必要的经济损失。前车之鉴，后事之师，故应强调消防电梯前室内，电梯口至门口有一定的下水坡，同时应在电梯口增设排水槽，通过电梯井道内的专用排水管道将水排至集水井，以有效阻止流水进人消防电梯。这是消防电梯设计中最容易忽略的也是不应该忽略的问题。

二、无机房电梯

释义

传统的电梯都是有机房的，主机、控制屏等放置在机房。随着技术的进步，曳引机和电器元件的小型化，人们对电梯机房越来越不感兴趣。无机房电梯是相对于有机房电梯而言的，也就是说，省去了机房，将原机房内的控制屏、曳引机、限速器等移往井道等处，或用其它技术取代。特点

无机房电梯的特点就是没有机房，为建筑商降低成本，另外无机房电梯一般采用变频控制技术和永磁同步电机技术，故节能、环保、不占用除井道以外的空间。发展历史

无机房电梯首先由意大利制造，当时的无机房电梯的发明，主要是针对古建筑，不破坏原来外观而在内部增加的一种电梯。

在无机房电梯的发展历史中，一共有四代，第一代为下置式，涡轮蜗杆曳引机，井道面积大；第二代无机房电梯是将电梯曳引机合理安排后，增加导向轮，而使曳引机安装在电梯井道中间；第三代无机房电梯是由KONE发明的，采用蝶式马达的永磁同步曳引机，使无机房电梯有了根本性的发展，但是由于电梯曳引机放在导轨上，使电梯噪音与震动很大；第四代无机房电梯是最先进的无机房电梯，由WALESS发明，并弥补了前三代的缺陷，将无机房电梯提升高度与载重获得大幅度提高，安全性能与控制技术也有很大提高。

在中国无机房电梯发展很快。由于它不占用机房空间、绿色环保、节能等优点而被愈来愈多的人采用。

日本、欧洲有70—80%新安装的电梯为无机房电梯，只有20—30%的电梯为有机房或液压电梯。

虽然日本也有无机房电梯技术，但是从没对中国出口过。运用方案

（1）上置式：即将永磁同步曳引机放置在井道顶部曳引比2：1，绕法较繁杂;（2）下置式：即将永磁同步曳引机放置在井道底部，曳引比2：1，绕法较繁杂;（3）轿顶驱动式：将曳引机置于轿顶;（4）对重驱动式：将曳引机置于对重

井道布置

主机上置式

这种布置方式中，主机放在井道顶层轿厢和电梯井道壁之间的空间，为了使控制柜和主机之间的连线足够短，一般将控制柜放在顶层的厅门旁边，这样也便于检修和维护。

主机下置式

主机放在井道的底坑部分，放在底坑轿厢和对重之间的投影空间上，控制柜一般采取壁挂形式。这种放置方式给检修和维护也提供了方便。

主机放在轿厢上

主机放在轿厢的顶部，控制柜放在轿厢侧面，这种布置方式，随行电缆的数量比较多。

主机控制柜位置

主机和控制柜放在井道侧壁的开孔空间内

这种方式对主机和控制柜的尺寸无特殊要求，但是要求开孔部份的建筑要有足够厚度，并要留有检修门。

安全要求

电梯属于特种设备，对其进行维修保养是一项需要专门资质认可的特殊工种，工作前必须落实相应的安全措施，严格遵守安全操作规程，否则将存在较高的危险隐患。一般电梯的曳引机、控制柜、限速器等部件位于机房内，对这些设备的维修保养操作均能在机房完成，工作空间较为宽敞并且安全便利，工作方式也为维修人员所熟悉。无机房电梯由于主要的机器设备全都安装在井道内，对这些设备的维修保养都需要在轿顶区域内进行，不但工作空间陕小并且增加了许多危险性。因此操作中必须按照特殊的维修保养安全步骤进行。

需要着重强调的一点是由于没有机房，无机房电梯的维护保养工作经常需要作业人员在顶层层站出入口和井道顶部出现。通常情况下，顶层层站出入口位置会有路人经过，因此作业人员在对无机房电梯进行维护保养时一定要注意采取相应的安全隔离防护措施。保养作业过程中，不仅需要保障作业人员自身的绝对安全，更要严格防止可能出现的一些无关人员带来的安全隐患。当在顶层层站出入口工作时，应限定在尽可能小的楼面区域内和尽可能短的时间内完成。同时在维修保养的作业过程中，还应尽量避免将保养用工具放置在层站楼面上，并处于无人保管状态。下面以三菱ELENESSA 电梯为例，介绍一些无机房电梯维修保养中区别于有机房电梯的安全措施。（1）从层站检修面板操作电梯的安全要求

无机房电梯的很多检修及操作功能都由层站检修面板提供。层站检修面板的钥匙应总是能够方便地被维护保养人员和营救人员得到。在层站面板进行检修或救援操作应按正确的步骤进行，操纵电梯运行前必须确认轿厢内人员状况，并且只允许电梯运行在手动及应急救援状态下。作业结束后及在没有作业人员看护时，应使层站检修面板处于关闭锁紧状态。不合格人员的随意操作可能会造成巨大的危害，甚至是人身伤害。（2）在轿顶上工作时的安全注意事项

用三角钥匙打开层门后，在踏进轿顶之前必须按照正确的步骤展开轿顶防护栏；

①在踏上轿顶前总是先使用紧急停止开关切断电气安全回路，保电梯不会意外移动；

②踏上轿顶后立即展开防护栏并固定到位；

③确认防护栏电气联锁安全开关被激活。

在轿顶防护栏没有展开之前，禁止踏上轿顶工作，否则会有坠落危险。在轿顶作业过程中，当轿厢移动时，身体任何部件不允许超出防护栏范围。在离开轿顶之前，应确认轿顶上是否有松动的部件，防止活动部件附落，造成底坑内工作人员受到意外伤害。（3）使用轿厢机械固定装置

当对无机房电梯的曳引机和控制屏进行维修保养时，由于操作人员是站在井道内的轿顶上而非机房地面，因此轿厢应该以机械方式固定在导轨上，以消除由于轿厢意外移动而产生的危险。为此，ELENESSA 无机房电梯提供了一套轿厢机械固定装置，该装置位于轿顶上靠曳引机的一侧，能够将轿厢固定在以下任一位置：

a）可以对控制屏进行维护保养。在这个位置上，轿顶平面位置大致与顶层平层平齐；

b）可以对曳引机进行维护保养。在这个位置上，轿顶平面位于井道顶部下约2m 处。

使用轿厢固定装置的操作步骤如下：

①将轿厢运行到上述任一位置。这些位置可以通过固定在导轨上的用以插入轿厢固定装置的固定板来辩别；

②翻动轿厢固定装置，将其从“收拢位置”转换到“设定位置”。固定装置上的固定件应该完全插入导轨上固定板的孔内；

③翻动轿厢固定装置使其脱离“收拢位置”时，轿厢所有的电气操作将自动失效；

④在使用轿厢固定装置时应注意此时轿厢顶上有最大允许负载条件，确保安全可靠。7技术特点

具体的维修保养作业内容和技术规范应参照各电梯生产厂商的技术要求。（1）曳引机的维修保养

由于采用了永磁电动机的无齿轮曳引机，维修保养需要用一些专门的工具和仪器。制动器内嵌在曳引机罩壳里，直接作用在电动机转子机构上，是关系电梯安全运行的最重要装置，其铁芯冲程的调整、制动摩擦片动作冲程的调整都需要使用杠杆式百分表和塞尺等精密仪器来精确设定。无齿轮结构使曳引轮与电动机转子结构联结，曳引轮磨损程序和联结部轴承的运转情况直接影响到电梯运行的舒适性。因此曳引轮必须定期予以检查、轴承定期加油脂润滑。由于没有机房工作地面，又受到曳引轮位置所限，很难按照传统方式测量其磨损度，这就需要使用针对相应规格轮槽专门制作的量具，以准确判定曳引轮槽的现状。如果需要拆卸、更换曳引机，则需要将轿厢可靠固定在井道顶层附近，以轿顶为工作平台，在井道顶部安装承重梁及起吊设备后实施曳引机的拆装。对曳引机的维修保养工作结束后应注意不能将工具、备件等物品遗漏在井道内（如支架上），防止落下后造成意外的损害。（2）控制柜的维修保养

无机房电梯的控制柜一般也安装在井道内，一旦电梯元件或电路接线等发生故障损坏，检修与更换操作将会比较困难，因此日常的维修保养比安装在机房内的控制柜装置要求更高。接插件、接线端子及断路器、熔断保护器等应经常检查，尽可能防止意外故障发生。进出控制柜的电线电缆的布置和连接要求规范、可靠固定，避免与轿厢等运行部件发生碰擦而导致破裂故障。无机房电梯由于没有手动机械松闸条件，因此发生困人故障时必须有一套应急松闸系统。以三菱ELENESSA 电梯为例，可以在没有用户外部电源的情况下在层站外实施松闸救援操作。该救援操作装置电气回路的可靠性应该得到充分保障，在日常维修保养工作中对回路中的电源（即蓄电池）的充放电情况以及线路导通情况必须确认良好。在控制柜检修工作完成后应确保其盖板可靠关闭并固定，同样也应注意不能将工具、备件等物品遗漏在井道内。（3）利用井道以外的机器设备进行故障检修

电梯故障的查找与判断通常都需要在控制柜内进行，因为控制柜是控制电梯各项运行状态，汇集数据信息和发送指令的中枢机构。一般来说，驱动、控制和管理电梯运行的各种工作电压、回路构成、状态显示等都能在控制柜内进行检查。对于无机房电梯一旦故障发生，有时候无法或很难直接接近控制柜装置，因此一般的无机房产品都会在井道以外的设备中提供一些故障判断与应急处理方式，如层站检修面板或远程监控设备等。另外，通过层站检修面板观察窗还可以在紧急排故时确认轿厢位置和状态。无机房电梯的维修作业要求熟练掌握利用这些设备功能，以准确、高效、安全地进行排故操作。综上所述，无机房电梯的维修保养工作与传统的机房式电梯有很大区别。定期地对电梯进行维修保养将有利于保证电梯乘坐的安全性，提高电梯乘坐的舒适感与乘客的满意度，延长电梯设备的使用寿命，无机房电梯维修保养工作的绝大部分内容要求操作人员有专业的知识及相关电梯的安装经验。不合格人员从事维修保养工作，会给乘客或其他相关人员带来极大的危险，同时也会引起电梯设备的非正常损坏并影响电梯所应具有的性能。8结构特点

浅析高层建筑消防电梯设计问题 篇3

随着城市化进程的不断推进, 我国高层建筑的数量和规模也大幅度提升。高层建筑为人们的生活带来了较大的便利, 但是, 由于高层建筑本身特有的性质, 使得人们生命财产在遇到威胁时无法及时逃脱, 所以, 科学合理的高层建筑消防电梯设计至关重要。

1消防电梯在高层建筑应用的重要性

在高层建筑中遇到火灾等威胁人类生命的情况时, 普通电梯将停止使用, 安全通道非常重要, 如若安全通道受到阻碍, 消防电梯起着至关重要的作用。人们在疏散逃离的过程中, 消防人员如果从同一条通道进入高层建筑, 将会与逃生的人员造成较大的冲撞, 不利于消防人员对遇难者进行及时的营救, 从而降低营救效率和营救速度。消防电梯在高层建筑中广泛的使用为火灾发生时救援提供了更加便利的基础条件, 提高了营救的速率, 缩短了消防员进入受灾大楼的时间, 提高了安全营救被困人员的速率。消防电梯在高层建筑中的应用为消防人员营救被困人员提供便利的条件, 提供了重要的物质基础保障。

2消防电梯设置要求

2. 1设置范围和数量设计

在我国经济飞速发展的今天, 高层建筑中消防电梯设置的要求不断严格。但是, 一些设计单位对于消防电梯的设计范围仍然不够详细, 虽然对于每层防火区的划分非常科学、合理, 但是每层建筑使用面积在消防电梯设计中没有被考虑到, 笔者通过表1 将我国对于消防电梯的设置范围标准规定展示出来。

表1 将我国对于消防电梯在高层建筑中设置标准较为详细地表达出来, 高层建筑在建设过程中, 可以一梯多用, 消防电梯平时可当作普通电梯使用, 这样可以节省物力、人力、财力, 但是消防电梯必须具有应有的各项使用标准。

2. 2消防电梯环境构造设置要求

消防电梯井在设置过程中一般为竖向管井, 火势随着竖向管井上下蔓延, 如果消防电梯建设不规范, 其中含有各种隐患问题, 火灾将会不断扩大, 并且迅速蔓延, 严重威胁人们的生命财产安全, 造成巨大的经济财产损失, 带来不良的社会影响。消防电梯一般与普通电梯、走道及其他房间相通, 火势一旦蔓延到电梯井就会威胁其他地方人们的安全, 使火势得不到控制, 并且使更多人的生命受到威胁。如果电梯井中存在着可燃气体或者电线缆等可燃、易燃物体, 将会使火势更加严重。所以, 在消防电梯井的设置过程中, 应当单独设置消防电梯井, 消防电梯井与其他电梯井之间应当使用耐火极限不低于2 h的耐火墙相隔离开, 并且与甲级防火门共同使用。消防电梯在设置的过程中需要注意, 电梯门不可以采用栅栏门, 消防电梯井内不应铺设与电梯无关的电缆电线等易燃物, 消防电梯井壁除开设电梯门洞和通气孔外不应开设其他洞口。

2. 3消防电梯供电及电缆电线设计要求

当建筑物发生火灾时, 消防电梯的运行需要消防电源来供电, 故高层建筑在建设过程中, 应当使用双电源。然而, 我国目前高层建筑中, 仍然存在着不按要求铺设的现象, 在发生火灾时, 消防电梯的运行得不到保障。所以在消防电梯的构造过程中, 应当统一使用可以自动切换的双电源, 确保在火灾发生时, 消防电梯可以正常使用并发挥其作用。在消防电梯的建设过程中, 对于消防电梯配电线路也有所要求, 配电线路应当使用耐火电缆, 使用铜皮防火型电缆对于消防电梯的运行用电过程中具有更好的保障。电线、电缆在铺设过程中应当从消防电梯井道直接从下部配电间接入电梯机房, 使得在火灾发生时, 大火对电缆的侵蚀有效降低, 我国规定高层建筑物顶棚内的消防电气线路, 应当采用金属管或金属线槽布线, 大幅度提升消防电梯在高层建筑发生火灾时的救助作用, 维护人们的生命财产安全。

2. 4消防电梯防烟设计要求

高层建筑在发生火灾时, 为保障人们的生命安全, 人们应当尽快地进入相对无烟区并且通过消防电梯进行逃生, 这对消防电梯的防烟设计具有较高的要求。根据国家规定消防电梯应当设置前室, 设置时应当靠近外墙, 使直通室外的窗户可以进行自然排烟, 减少火灾中有害物质的吸入。消防电梯前的门应当设置为乙级防火门, 对消防电梯进行一定的保护。在居民建筑中, 消防电梯前室的建筑面积应当不小于4. 5 m2, 如果与防烟楼梯间合用前室时, 建筑面积应当不小于6 m2。在公共建筑中, 消防电梯前室的建筑面积应当不小于6 m2, 如果与防烟楼梯间合用前室时, 建筑面积应当不小于10 m2。随着我国经济的不断发展, 我国消防员在进行火灾救援的实践过程中, 我国消防电梯的防烟设计得到了很大的改善。

2. 5消防电梯前室的堵、排水设计

在消防电梯的设计过程中, 设计员通常会忽略消防电梯前室的堵、排水设计问题。消防电梯前室的堵、排水设计是十分必要的, 如果消防电梯前室的堵、排水设计被忽略, 那么在发生火灾时, 水将会大量流进电梯, 使电梯无法使用, 对消防员的救助造成阻碍, 并且造成很大的人员伤亡和经济损失。所以在消防电梯的设计过程中, 应当非常注重消防电梯前室的堵、排水设计问题。消防电梯门口应当有一定的下水坡, 在电梯口增设排水槽, 设计专用的排水通道, 使火灾中的水可以通过专用排水道排至集水井, 避免流水进入消防电梯, 造成不必要的损失。

3消防电梯在火灾中可能存在的威胁

消防电梯在火灾中, 由于施工过程中可能存在的问题, 使消防电梯很容易受到火灾的破坏。在我国高层建筑中, 消防电梯机房一般设置于建筑的高层, 并且独立分区设置。但是在实际情况中, 电缆、风管穿墙产生缝隙、防火门并不处于常闭状态等现象的存在, 使火灾发生时, 消防电梯设备极易受到损害, 导致消防电梯运行瘫痪, 起不到应有的作用。由于消防电梯前室的墙有孔或防火门一般不处于常闭的状态, 使消防电梯间在遇到火灾时, 很容易进入烟尘, 不仅使受难人员无法进入到相对无烟区, 而且会对救助的消防人员身体健康造成影响。如果在消防电梯设置的过程中, 消防电梯前室的堵、排水设计被忽略, 那么在火灾过程中, 大量扑救火灾的水将会流入消防电梯间, 使消防电梯瘫痪, 无法正常使用, 对消防救援造成很大的消极影响。

4 结语

消防电梯在设置过程中应当注意许多问题, 在消防电梯井内, 严禁放置易燃、易爆物品, 供电及电缆电线应当使用耐火性能良好的耐火电缆和铜皮防火型电缆, 在消防电梯设计过程中, 应当设置消防电梯前室以确保火灾发生时可以减少烟尘对人们的伤害。加大力度重视消防前室的堵、排水设计问题。高层建筑中消防电梯的使用, 对于人们的生命财产安全具有很大的保障作用。

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.

浅谈影响消防电梯可靠使用的因素 篇4

2 消防电梯易受烟气侵害。(1)消防电梯前室无有效的防火分隔，主要是前室的墙有孔洞、防火门不能保持关闭状态。(2)消防电梯前室机械加压送风系统未能有效发挥作用。一般消防电梯的前室均无自然通风采光，需利用机械加压送风系统来阻止烟气进入。但是，由于前室防火门在发生火灾时不能保证关闭、机械正压送风失效、以及机械加压送风口设置位置不当产生涡流、电梯轿厢的活塞效应作用等等情况的存在，都会导致有害烟气侵入消防电梯前室，

(3)消防电梯机房与其他电梯机房之间未按规范要求进行有效防火分隔，由于非消防电梯的防火防烟要求不同，由于轿厢活塞效应的作用，极易将烟吸入电梯机房，再从机房吸入消防电梯井道，进入消防电梯轿厢，危及人身安全。

消防电梯设计 篇5

(1)根据《高层民用建筑设计防火规范》十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间。(2)十二层及十二层以上的单元式住宅和通廊式住宅应设消防电梯。(3)某高层住宅楼梯间大样，该建筑地上18层，地下1层，电梯从1层到18层均能到达。虽有楼梯间但并不是防烟楼梯间，所以只考虑消防电梯前室的防排烟问题。

2 防烟方式的判断

高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。该楼梯间靠外墙，且每层外窗面积为0.9×1.5=1.35m2；可开启面积为0.45×1.0=0.45m2；每五层内可开启外窗总面积之和0.45×5=2.25>2.0m2。所以该住宅中的楼梯间采用可开启外窗的自然排烟达到防烟效果。该消防电梯间前室没有外窗，不能自然排烟，所以采用机械加压送风的防烟设施。

3 加压送风量的计算

3.1 计算模型的假定条件

机械加压送风是利用送风机供给疏散通道中的合用前室以室外新鲜的空气，由于在火灾发生时，门的开启状况，系统的运行控制方式多种多样，所以计算合用前室的正压送风量时，首先应该确定计算模型的假定条件。(1)任意一层着火时，当系统门（楼梯间开向前室、前室开向走廊的门）全闭时，合用前室的压力值为25Pa至30Pa。(2)同时打开任一模拟着火层及其上一层的防火门，其它层的防火门均关闭，模拟火灾层各门洞处的风速应大于等于0.7m/s，形成一种与烟气扩散方向相反的气流，阻止烟气向正压空间扩散入侵，以确保疏散通道的安全。

3.2 计算与比较

按照压差法和风速法分别计算，取其较大值作为计算加压送风量。

3.2.1 压差法采用机械加压送风的消防电梯前室，其加压送风量按照当门关闭时保持一定正压值计算（压差法），送风量为

式中：△P—门窗两侧的压差值，根据加压部位取25-50Pa;b—指数，对于门缝及较大漏风面积取2，对于窗缝取1.6;0.827—计算常数；1.25—不严密处附加系数；f—门窗缝隙的计算漏风总面积，m2

该前室内门的类型参数如下：(1)从正压间向外开启的门1.2m×2.1m，开启面积2.52m2；门门缝长8.7m；缝宽0.004m；缝面积0.0348m2。(2)向正压间开启的1.0m×2.1m，开启面积2.1m2；门缝长8.3m；缝宽0.00179；缝面积0.015m2。(3)缝长总计0.0798m2。Ly=0.827×20×0.0798×251/2×3600×1.25=10361m3/h。

3.2.2 风速法

采用机械加压送风的防烟楼梯间及其前室，消防电梯及合用前室，当门开启时，保持门洞处一定风速所需的风量（风速法）。Lv=3600nFv(1+b）/a(2)

式中：F—每个门的开启面积，m2;v—开启门洞处的平均风速，取0.7-1.2m/s;a—背压系数，根据加压间密封程度取0.6-1.0;b—漏风附加率，取0.1-0.2;n—同时开启门的计算数量。当建筑物为20层以下时取2，当建筑物为20-32层时取3。该计算中n=2。

通过比较，风速法算得的风量比较合理。高层建筑消防电梯间前室的机械加压送风量应由计算确定，或按高规中的规定（系统负担层数<20层，加压送风量15000～20000 m3/h）确定。当计算值和规定不一致时，应按两者较大值确定。通过上述计算结果为21773m3/h，符合要求。

4 风机、风口的选择

根据样本选择大于21773m3/h的风机。实际选择混流风YTHLNO7C。风量24084m3/h，全压803.5Pa，转数1450r/min，风机功率11kW，电压380V。每个楼梯间前室内的每层风道上设置一个常闭多叶送风口。风口、风机的控制连锁如下：(1)烟感控制：当火灾探测器探得的火灾讯号或者手动报警信号送至消防控制中心后，打开火灾层以及其上邻楼层前室的送风口，风口打开信号反馈到控制中心后，控制中心使风机启动。(2)手动控制：当手动关闭风口时，信号反馈到控制中心，控制中心使风机停止。(3)在控制室通过手动让风机启动和停止。加压送风口按火灾时相应的同时开启的层数计算风口尺寸，每个风口面积按下式计算：

式中：L—加压送风量，m3/h;n—加压送风口同时开启的层数；7—风口风速,取7m/s;η—风口有效面积率,一般取85%(计算中可取100%,因为风速7m/s是从影响人的舒适性出发的限值,火灾时,可不考虑)。实际风口尺寸选择600mm×800mm,f实为0.48m2。选择下式操作门的多叶送风口600×(800+250)。风口安装高度底标高距前室地面1.4m。

送风口的风速为同时,进行余压计算及风道尺寸的验证。建筑混凝土风道净尺寸为840mm×540mm。风道最大风速为15m/s。如表1。

该风道采用混凝土风道，机械加压送风的风速14.76m/s<15m/s；风机到送风口管段之间的阻力损失为705Pa<风机的全压803.5Pa。设计满足要求。

参考文献

[1]GB50045—95高层民用建筑设计防火设计规范[S].北京:中国计划出版社,2005.

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

电梯检验中消防返回功能探讨 篇6

关键词：电梯检验,消防返回功能,正确设置,消防电梯

一、前言

随着城市建设的飞速发展, 电梯作为一种服务规定楼层的固定式升降设备, 已成为居民生产、生活不可或缺的交通工具, 电梯的安全检验与人民生命财产安全密切相关。在电梯的检验中, 有一项B类检验项目是检验电梯的消防返回功能试验, 电梯是否一定要设置消防返回功能, 如果设置又该如何正确设置才能达到检验要求, 在电梯的检验中又该如何判断电梯的消防返回功能试验合格与否呢?

二、电梯消防返回功能检验的几个常见问题

在检验电梯过程中发现: (1) 大多数电梯设置有消防返回功能, 极少部分电梯却未设置消防返回功能。 (2) 电梯消防返回功能设置杂乱, 有把消防返回功能设置为消防迫降后仍能进行相关电梯操作, 如选定楼层、自动开关门等;有的设为消防迫降, 内选可用, 外选不可用;有的设为消防迫降后电梯断电停用;有的设为电梯进入消防状态后立即转为消防员用梯功能;有的设置为呼梯功能, 即开关动作后电梯只相当于外呼动作。 (3) 部分电梯消防开关不是用防护玻璃封盖而是用金属片或其他橡胶板封盖, 且用锁扣或螺丝紧固。 (4) 部分电梯消防开关位置和撤离层的设置不一致, 比如消防开关在一楼, 动作后电梯却返回到地下一楼待命。 (5) 部分电梯消防开关未有“消防开关”字样的标识, 有的用户单位为了装修美观, 刻意隐藏开关位置。

三、学习探讨电梯的消防返回功能检验

1. 电梯是否需要设置消防返回功能

《电梯监督检验和定期检验规则———曳引与强制驱动电梯》 (TSG T7001-2009) 8.8项规定:如果电梯设有消防返回功能, 应当符合以下要求: (1) 消防开关应当设在基站或者撤离层, 防护玻璃应当完好, 并且标有“消防”字样; (2) 消防功能启动后, 电梯不响应外呼和内选信号, 轿厢直接返回指定撤离层, 开门待命。

检规里并没有明确表示电梯必须设置消防功能, 而《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-1995 (2005年版) 与《建筑设计防火规范GB 50016-2006》也只是规定哪些类型建筑需要设消防电梯。但是, 在日常检验过程中发现, 目前绝大部分高层建筑安装的都是普通电梯, 据不完全统计, 我国的消防电梯所占比例不到电梯总量的5%。《电梯与自动扶梯技术检验》第五章第七节明确指出, 在火灾发生时必须使所有电梯停止应答召唤信号, 直接返回撤离层站, 即具有火灾自动返基站功能。自动返基站的控制, 可以是在基站处设消防开关, 火灾时将其接通或由集中监控室发出指令, 也可由火灾检测装置在测到层门外温度超过70℃时自动向电梯发出指令。由此可见, 虽然检规并没有明确要求一定要设置消防返回功能, 但是建议每台电梯最好能够设置消防返回功能或设置有火灾检测装置。

2. 如何正确设置消防返回功能

消防返回功能就是电梯在火灾状况下的紧急迫降功能或火灾返撤离层功能。普通电梯由于大楼建筑结构的原因, 发生火灾时电梯井道往往是烟气和火焰蔓延的通道, 且现在的建筑消防都配有自动喷水系统, 一旦遇到火灾发生或产生烟雾就会自动报警和喷水。此外, 还有消防队员的消防栓以及消防车的高压水枪都可能会对电梯轿厢顶部和底坑的电气设备造成影响, 导致电梯在火灾时不能保证正常工作或保障乘梯人员货物的安全。为了保护电梯乘员的生命财产安全, 一般情况下均规定火灾时禁止使用电梯, 即不具备防火功能的电梯, 当建筑物发生火灾时, 对于单控的电梯, 在接到开关信号后电梯系统马上进入消防迫降状态;对于并联或群控的电梯组, 在收到开关信号后电梯系统自动解除并联或群控状态, 电梯系统进入消防迫降状态。在消防迫降状态下, 电梯的轿内指令及厅外指令均无效, 已登记的内外召唤指令全部取消, 轿厢直接回到指定撤离层, 轿厢门自动打开, 开门后轿内照明及风扇熄灭, 此时的电梯应该处于停止使用状态。当解除火灾, 消防信号取消后, 电梯才可恢复正常运行状态。

另一种是消防电梯, 消防电梯应具备火灾自动返回的基本功能, 其制造、安装, 井道、机房电线电缆的敷设等, 还应符合消防电梯相关标准的规定和要求, 具有较高的防火要求, 其防火设计十分重要, 具有在特定条件下继续使用和操作电梯的技术保障和设计。消防电梯在建筑物发生火灾时, 消防开关动作后, 电梯应取消所有的外部呼叫、自动运行和自动关门的功能, 轿厢直接返回撤离层且轿厢门自动打开, 此时的电梯处于待命状态, 只允许消防员或专业人员在电梯内部操作电梯, 每次内选只能选定一个层站, 门的开关由持续按压开关门按钮进行, 也即消防电梯具有消防迫降功能与消防员用梯功能。

目前在火灾逃生及救援使用电梯方面还存有争议。一种观点是:火灾发生时可使用电梯逃生及救援, 前提是火灾还未危及电梯, 电梯的供电要有保证。这时用电梯会加快疏散逃生的速度, 提高效率;另一种观点是:不能使用电梯, 这也是传统的观点, 因为普通电梯并不具备在火灾时运行的条件。虽然说电梯“消防返回功能”只是普通电梯在应对火灾时的一种特殊功能, 并不具备在火灾时运行的条件。但实际上, 火灾发生初期合理使用电梯应该是可行的, 前提是火灾还未危及电梯, 电梯的供电要有保证, 毕竟在高层建筑中, 只要不断更新完善消防设施, 加强日常管理, 在火灾发生初期用电梯会加快疏散逃生的速度, 提高效率。《电梯制造与安装安全规范》在提示的附录中也有如下建议:不必因为局部的火灾而中断整个高楼的各项活动;只有在负责建筑物安全工作的人员的监视下才允许使用电梯。

四、电梯消防返回试验的检验合格条件

(1) 消防返回功能不一定要设置, 但是建议每台电梯最好都能设置消防返回功能开关或者设置火灾检测装置, 以保证火灾发生时因不恰当的使用电梯而带来额外的损失。在可能的情况下, 电梯除设置“消防开关”控制电梯在火灾时的紧急操作外, 最好能与大楼火灾报警系统联动, 以保证火灾发生时在最短的时间内使电梯回到撤离层。

(2) 消防返回功能可以设置的方式。①单独的消防迫降功能, 即消防开关动作后, 电梯不响应外呼和内选信号, 轿厢直接返回指定撤离层, 电梯停止运行;②消防迫降与消防员用梯功能, 消防迫降后允许消防员或专业人员在电梯内部操作电梯, 每次内选只能选定一个层站, 门的开关由持续按压开关门按钮进行。

(3) 消防开关应设在基站或撤离层, 消防开关位置和撤离层的设置必须一致, 且应设置在撤离层电梯厅门旁易于接近的位置, 并有明显“消防”标识。

(4) 电梯消防功能控制开关必须是双稳态开关, 容易操作, 开关动作后应由专业人员恢复, 不可采用钥匙开关进行操作。

(5) 开关防护玻璃应完好, 防止无关人员在正常情况下恶意控制电梯, 而且不能用其他坚硬不易碎的材料代替。

五、结束语

电梯的消防返回功能也许是电梯所有功能中使用频率最低的一个, 但在大楼发生火灾等特殊情况下也许是最重要的功能, 其合理的设置及正确的检验非常重要。在检验中不但要按照检规标准进行检验, 同时还要结合相关标准规范以及电梯实际运行环境进行分析, 从而做出正确的判断。

参考文献

[1] 《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 (2005年版)

[2] 《建筑设计防火规范GB 50016-2006》

[3] 《电梯监督检验规程 (2002) 》

[4] 《电梯制造与安装安全规范》 (GB 7588-2003)

[5] 《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》 (TSG T7001-2009)

高层建筑消防电梯井烟气蔓延探究 篇7

高层建筑因功能复杂、楼层多、竖井多、人员密集等特点使得其火灾危险性比普通建筑大, 其主要表现在:

1.1 火灾、烟气蔓延影响因素多

高层建筑楼层高、竖井多, 因此在发生火灾时, 受到的影响因素复杂, 如竖井的烟囱效应、电梯轿厢活塞效应、外环境风力影响等, 使得火灾烟气迅速从着火层蔓延至其他楼层。

1.2 功能复杂, 起火因素多

很多高层建筑是集多种功能为一体, 涉及商店、娱乐区、办公间、设备间等, 功能越多, 起火因素越复杂, 且高层建筑用电量大、装修复杂, 一旦因短路漏电等问题形成点火源, 极易引发火灾, 造成巨大损失。

2 高层建筑内烟气蔓延

烟气由燃烧或热解作用产生的气体、悬浮颗粒和卷吸的空气组成。有关调查表明, 烟气是火灾中造成伤亡的最主要原因之一。烟气对人体的危害性主要有毒性、减光性、恐怖性和高温。火灾燃烧会消耗大量烟气, 当环境中含氧量下降时人易因缺氧出现头晕、四肢无力、呼吸急促等症状, 严重时甚至使人窒息死亡, 同时, 不同的燃烧物在燃烧时会分解出不同的物质, 若燃烧物在燃烧时产生有毒物质氰化物、甲醛等, 或腐蚀性物质硫化氢、氯化氢等, 或刺激性物质氯气、氨等, 被人体吸入后会发生不同程度的化学性中毒事故。火灾烟气中的烟粒子对可见光有遮挡作用, 大大降低了能见距离, 再加之若有刺激性气体对眼睛的刺激作用, 将严重影响人员辨识疏散标志、疏散路径的能力, 减慢疏散速度, 增加了伤亡概率。人处于火灾中, 看到滚滚浓烟, 听到轰燃等造成的巨响, 会产生强烈的恐惧感, 失去理智, 不知所措, 易酿成踩踏、坠楼等事故。同时, 随着燃烧的进行, 烟气温度迅速上升达到几百度甚至上千度, 严重超出人体忍受极限, 造成灼伤事故。

3 高层建筑内烟气流动驱动力

高层建筑高度高、竖井多、设施功能复杂等特点使得火灾烟气蔓延途径多、蔓延速度快, 若发生火灾, 烟气将通过这些竖井迅速蔓延到其他楼层, 对人员构成危害, 造成严重的经济损失。高层建筑消防电梯井内烟气蔓延的特殊性给防火防烟带来了困难与挑战, 在对电梯井加压送风模拟和试验研究前, 分析烟气运动规律具有重要的意义。烟气流动的驱动力主要有浮力和膨胀力、烟囱效应、风的作用、通风系统的影响、电梯的活塞效应等。

3.1 浮力和膨胀力

对于高层建筑, 着火房间产生的高温烟气使得该房间内的温度高于周围冷空气的温度, 相邻流体之间存在温度梯度, 便会出现密度梯度, 密度小的高温流体不断上升流动, 从房间内的上部开口处流出, 同时冷空气从下部开口处流入房间, 即产生浮力效应。同时, 烟气的流动速度与温度有关, 温度越高流动越快。烟气因浮力作用不断上升, 在上升过程中会受到墙壁等维护结构的冷却而有下沉趋势, 到达顶棚后转向水平扩散, 随着火势发展, 烟气量不断增加, 造成上部烟气层增厚。当到达门窗等开口时, 烟气通过开启的开口向其他区域扩散, 若门窗等开口关闭, 室内热量大量积累, 热烟气层厚度和温度逐渐增加, 达到一定临界条件后易引起轰燃, 导致门窗破裂, 引起轰燃, 烟气将从破裂缺口扩散至其他区域。

3.2 烟囱效应

烟囱效应是在垂直的围护结构中, 由于气流对流作用, 促使烟尘和热气流向上流动的效应。是室内外温差形成的热压及室内外风压共同作用的结果, 通常以前者为主, 室内外温差越大、建筑高度越高, 烟囱效应越明显。高层建筑中存在大量的竖直通道, 如楼梯井、电梯井、电缆井、管道井等, 在这些竖井内流动的气体, 其烟囱效应十分显著。根据建筑物内外温度的高低, 主要分为正烟囱效应和逆烟窗效应, 如在夏季, 由于室内空调系统的运行使竖井内温度低于周围环境温度, 气流通过中性层以上的开口流入, 下部开口流出, 竖井内气流向下运动, 将这种内部气流下降的现象称为逆烟囱效应, 反之当建筑竖井内温度高于周围环境温度, 气流通过中性层以下的开口流入, 上部开口流出, 竖井内气流向上运动, 将内部气流下降的现象称为逆烟囱效应。随着火灾的发生, 烟气温度越高, 在竖井蔓延烟囱效应越明显, 烟囱效应一方面加速了烟气的扩散速度, 使其快速蔓延至其他非着火区域, 造成更严重的事故后果, 一方面烟囱效应形成的气流流动, 使得外界空气不断进入, 火源卷吸新鲜空气将使得燃烧更加猛烈, 加剧火势的发展。

4 烟气控制方法

有关研究表明, 建筑火灾中烟气沿垂直方向的扩散速度比沿水平方向的流动度大得多, 几分钟内烟气就可扩散到几十层的楼层中, 从而对起火点之外向其他区域的人员构成危害。因此, 为保护疏散通道的安全, 为消防救援提供条件, 应采取有效的方法控制烟气。烟气控制指的是所有可以单独或组合起来使用以减轻或消除火灾烟气危害的方法。烟气控制的途径主要有两条:一是挡烟, 二是排烟。挡烟是指用某些耐火性能好的物体或材料把烟气阻挡在某些限定区域, 不让它流到可对人对物产生危害的地方。排烟是指使烟气沿着对人和物没有危害的渠道排到建筑外, 从而消除烟气的有害影响。烟气控制方式主要有:

4.1 非燃化防烟

从燃烧条件的三要素考虑, 减少燃烧反应的发生概率, 降低烟气的产生量, 比如可燃物远离火源:将可燃物与氧气隔开, 使之窒息缺氧而燃烧终止:建筑物使用的建筑材料、室内装饰、管道的保温材料、日用家具等尽量采用不燃或难燃材料, 从根本上杜绝烟源, 若使用了可燃或易燃材料, 可采用涂防火涂料、添加阻燃剂同时加入抑烟剂等方法达到消烟、阻燃的目的。

4.2 阻碍隔烟

在烟气流动路径上, 设置各种阻碍, 阻止烟气的蔓延, 将其阻止在限定区域内, 削弱着火区烟气对其他区域的影响。阻碍烟气的措施有很多, 比如利用具有一定耐火性能的墙壁、门窗等固定结构挡烟;采用挡烟垂壁、挡烟梁等挡烟构件对建筑进行防烟分区以达到挡烟目的;在有各种管道或设备穿越的楼板、墙壁空隙处采用封堵材料进行填塞以减少烟气蔓延途径。

参考文献

[1]李改, 余陶, 卢平.高层建筑电梯活塞效应及烟气控制分析[J].中国安全科学学报, 2009 (05) .

[2]孙晓乾, 许兆宇, 胡隆华, 李元洲, 霍然.楼梯井内烟囱效应对着火房间燃烧和溢出烟气的影响研究[J].火灾科学, 2009 (02) .

[3]杨晖, 贾力, 杨立新.活塞风对地铁隧道内烟气扩散特性影响的数值模拟[J].中国安全科学学报, 2008 (11) .

[4]张筠莉, 杨祯山, 贾宝山.电梯用于高层建筑火灾疏散的安全性量化评价[J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版) , 2008 (03) .

消防电梯设计 篇8

1 消防电梯疏散模型的建立

1.1 消防电梯用于疏散的模型设想

消防电梯的使用分为两个时间段,一是从火灾发现报警开始到消防人员到达截止,二是从消防人员到达开始一直到人员疏散完毕为止。

(1)消防队员到达前的疏散。消防电梯是消防队员用于灭火救援的有效工具,一般不用于人群疏散。火灾发生后疏散时间宝贵,而消防人员到达前的这段时间消防电梯空闲,为了更好地利用已有的工具实现最为高效的疏散,消防电梯完全可以在这段时间内充分使用。按规定要求,从报警到消防队员赶到为5min时间,有时由于距离较远、地处偏僻需时会更长。因此,第一阶段可以利用消防电梯疏散人群,特别是残疾人、老人和小孩等,此时电梯的运行规则需要更新,只允许消防电梯在首层和特定层之间运行,特定层的选择根据具体的计算得到。

(2)消防人员到达后的疏散。消防人员到达后,消防电梯主要功能是服务于灭火救援、运送装备;考虑到这些功能主要利用消防电梯的上行运输,其下行时则多空闲,而恰好疏散利用的是电梯的下行。因此,在消防人员到达后可以在不影响灭火救援的条件下使用消防电梯疏散人群。避难层按规定必须满足的耐火时间为3h,但也不是长久的安全场所,需要进一步疏散到外部安全地带。对于具有避难层的高层建筑,由于上部分的人群聚集在避难层,为提高疏散效率,消防电梯可在首层与避难层之间运行;而对于没有避难层的建筑,首先考虑电梯在火灾发生层下一层和首层之间运行。若起火楼层偏低,则可以选择较高的楼层为停靠层,具体楼层数可通过计算获得。因此,消防人员到达后按上述方案利用消防电梯可以获得更佳的疏散效果。

1.2 疏散时间的计算

1.2.1 楼梯疏散模型计算公式

综合借鉴Melinek和Booth及Pauls等研究的经验公式确立楼梯疏散模型。简化后的高层建筑疏散时间主要包括以下几个部分:出房间(t1),经走廊到楼梯前厅(t2),从楼梯前厅进入楼梯疏散至首层安全地带(t3)。

出房间时间(t1):发生火灾后,房内人员的第一反应就是走出房间,即从房间最远处到房门口所需时间,房内人少时取0.25min,人较多时取0.7min,通过分析选取t1=0.5min。

经走廊到楼梯前厅(t2):这段时间的大小主要由最远处的人到楼梯前厅的距离Lmax和行走速度v决定,如式(1)所示。

关于从楼梯前厅进入楼梯疏散至首层安全地带(t3)的时间参考了Melinek和Booth的研究成果。由Melinek和Booth提出的人员疏散经验公式主要用来计算高层建筑的垂直疏散时间。公式中考虑了两个不同的情况:一是人口密度较低的建筑物中,两层楼之间的穿行时间大于同一层楼上的所有人进入出口的人流时间;二是人口密度较高的建筑物中,人员从同一楼层进入出口的人流时间大于楼层间的穿行时间。将高层建筑视为简易模型,并假设所有建筑物中待疏散人员均等候在出口楼梯处,然后开始疏散;离开地面层的人并不会降低从上面楼层下来的人流速度。Melinek和Booth的经验公式中安全疏散时间由人流时间和穿行时间两部分组成,其中人流时间表示人群经过楼梯的排队时间,而穿行时间则是指人员穿过楼梯的时间。完整的经验公式如式(2)所示。公式右边第一项为人流时间,第二项为楼体中的穿行时间。

式中:tr为r层及以上楼层人员的最短疏散运动时间:Ni为第i层上的人数;Wr为第r-1层和第r层之间的楼梯间的宽度;C为下楼梯时单位宽度的人流速率(即楼梯的通行速率);ts为行动不受阻的人群下一层楼梯的时间,通常设为16s。

式(2)给出了tr(r=1~n)的n个值,对整幢建筑物,最短疏散运动时间t3等于这些tr中的最大值。因此,从楼梯前厅进入楼梯疏散至首层安全地带所用的时间(t3)可表示为式(3)。楼梯总的疏散时间为三部分之和。

1.2.2 电梯疏散模型计算公式

利用电梯进行疏散的想法是Klote首先提出的。用一组电梯疏散楼内大批人员的时间包括所有电梯往返时间的总和加上需要启动电梯疏散的时间以及从电梯门廊到外面或另一安全地点的时间。电梯往返开始于释放层,往返时间ter如式(4)、式(5)所示。

式中:tT为电梯单程运行所用的时间,s;S为首层到释放层间的垂直距离,m;v-为电梯运行的平均速度,m/s;ts为电梯两次开关门时间、人员进入和离开电梯时间的总和,考虑到移送过程中消防人员需要运送装备等因素,在此添加一个系数μ表示消防电梯用于疏散的效率,计算时取值为0.5。

则往返一次的ts可以表示为式(6)。

式中:ti、tu分别为人员进入、退出电梯所用的时间;td为电梯门开和关所需要时间。

假设N0个人进入或退出电梯所需的时间见式(7)。

式中:t0为一个人进入电梯所用的平均时间,取值0.5s;Ndw为电梯开或关的过程中进入或退出电梯的人数,取值为2。

2 高层建筑疏散模型的数值计算

假设某高层建筑设有消防电梯一部,设高层建筑总层数为n,每层楼到楼梯的入口宽度均为1.2m,楼梯上人员平均流量为C(人/s);电梯容量为h人;第i层人数为Ni;假设疏散开始时电梯均在底层,避难层在L层,数值模拟计算时选用的其他数据为:n=30,C=2.0(人/s),h=15人,无特别说明时每层楼人数均取30人。针对初始消防人员到达前和到达后消防电梯的疏散情况和影响因素进行分析。

2.1 消防人员到达前的疏散模型分析

发现火灾立即报警。目前消防队员赶到现场一般需要5min,在此时间内可以对消防电梯有效充分地利用,使之辅助楼梯进行人群疏散,最大限度地将楼内人员疏散至安全区域。通过模拟计算分析消防人员到达前消防电梯的最佳停靠楼层和疏散能力等。

(1)消防电梯停靠层对疏散的影响。用消防电梯疏散人群,规定停靠层以上的人到停靠层等待电梯,均通过电梯疏散;停靠层以下的人群通过楼梯疏散。图1为消防电梯疏散时间与停靠层选择之间的关系图。由图可以看出,随着停靠层的上升,消防电梯疏散时间明显减少,由计算结果可以获得消防人员到达前消防电梯应选择的最合理的停靠层。由图1可以发现,如果消防人员5min赶到,则选择28层为停靠层最为合适(此时可以疏散28层以上的所有人员),疏散人数占总人数的10%;若高层建筑距离消防队较远,有时到达时间会延后,如10 min后到达,则选择24层为停靠层较好,此时疏散人数占总人数的23%。因此,如何合理地利用好这段时间进行疏散需要根据时间情况进行分析。图2是消防电梯疏散的剩余人员经楼梯完全疏散完毕所需的时间。从图中可以发现,随着停靠层的升高,楼梯疏散压力加大,总的疏散时间增加。曲线呈线形增加的原因是由于每个楼层选取的人数相同。

(2)楼层人数对消防电梯疏散的影响。楼层人数对消防电梯疏散效果的影响,如图3所示。由图可以看出,若楼内人员较多,消防电梯的疏散效果不明显。楼层人数取40时5min内仅能疏散最高两层的人员,疏散人员仅占总人数的6.7%(疏散人数为80)。人员较少时消防电梯的疏散效果明显。当楼层人数取20时5min几乎可以将26层以上的人员疏散完毕,约占总人数的25%(疏散人数为100),大大减轻了楼梯的疏散压力。如火灾初起阶段普通电梯能够使用,则可更有效地进行疏散。

(3)楼层总数对消防电梯疏散能力的影响。楼层总数不等的情况下消防电梯的实际疏散能力会随之改变。总楼层数为15、20、25、30时,消防电梯不同的停靠层与疏散时间的关系,如图4所示。图中横坐标为消防电梯疏散的楼层总数,即由停靠层到最高层的层数。由图可以看出,相等时间内,楼层总数越少,消防电梯疏散能力越强。当楼层总数为15层时5min时间内可以疏散上面5层的人群,疏散比率(疏散比率等于疏散人数相对于总人数的比值)为33.3%;而30层时,5min时间消防电梯的疏散比率仅为10%。

2.2 消防人员到达后的疏散模型分析

高层建筑灭火救援过程中,消防人员会根据火灾发生楼层及建筑内的具体情况决定消防电梯的停靠。按规定避难层应设在16层,此时消防电梯疏散人群的过程中在此停靠,由于消防人员到达前已经通过消防电梯疏散了28层以上的人群,故在消防人员到达后仅需继续疏散剩余27层的人群。由于消防电梯还兼顾其他功能,会影响疏散的进行,故式(7)中的影响系数μ取0.5。图5中曲线A是消防人员到达后电梯疏散时间与避难层以上剩余人员选择电梯的人员比(R)之间的关系;曲线B为继续使用楼梯疏散的时间与选择电梯的人员比(R)之间的关系曲线。由图5可以看出,电梯随着R的增加疏散时间迅速增大,而楼梯疏散时间的变化相对较慢。还可看出,两个曲线有一个交点,距离交点最近的R=0.25,即当选择电梯疏散的人员比为0.25时楼梯疏散和电梯疏散时间基本一致,疏散效率最高。

由上面的分析进一步计算发现,仅用楼梯疏散总时间为879s,而使用消防电梯疏散时总时间变为661s(消防人员到达前的300s与消防人员到达后的疏散时间约361s的时间之和),减少了218s的时间。因此,消防电梯能有效地疏散人群,减轻楼梯的疏散压力。但是现实中高层建筑的复杂多样,需要根据具体的情况计算出相应的最佳电梯停靠模式和疏散人群分流比例。

3 消防电梯的安全要求

火灾情况下,消防电梯要正常运行并最大限度地发挥疏散人群的作用,应具备以下功能:

(1)防火、防烟功能。消防电梯火灾情况下的正常运行首先必须具备一定的防火、防烟功能。GB 50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》规定:消防电梯间前室的门,应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘;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。这些规定保障了消防电梯的正常使用,保证其在火灾情况下能够正常地用于人群疏散。此外,关于电梯防烟已有诸多研究提出了有效的方法。

(2)防水功能。消防电梯本身并无防水功能,这是一个普遍的问题。GB 50045-95(2005版)规定:消防电梯间前室门口宜设挡水设施。消防电梯的井底应设排水设施,排水井容量不应小于2.00m3,排水泵的排水量不应小于10L/s。但发生火灾时,高层建筑内会使用大量的水扑救火灾,即使按现行规范要求设有挡水设施,消防电梯也难以在火灾扑救过程中坚持正常使用。因此,加强对消防电梯挡水设施的监督管理,应进一步明确挡水设施的规格和形式,消防部门在建筑消防审核和验收中应将其纳入监督范围。

(3)供电保障。火灾情况下电梯若正常运行,必须有供电保障,因此供电系统必须有一定的耐火与防水功能。GB 50045-95(2005版)规定:动力与控制电缆、电线应采取防水措施。消防电梯的用电应保证有能够自动切换的双电源,线路应采用消防电源的方式敷设,确保火灾时的安全使用。

(4)其他性能。消防电梯荷载量、运行速度等性能也决定火灾时的救援与疏散性能,要求消防电梯荷载量和运行速度达到一定的标准,如:荷载量尽可能大一些、最好选用高速电梯等,以满足救援和疏散的要求。

4 结论

结合高层建筑火灾救援的实际情况,讨论了消防电梯用于疏散的可行性,根据消防人员到达前后的两个阶段具体分析并建立了楼梯和消防电梯的对应疏散模型,规定了消防电梯的运行规则。在此基础上,通过模拟计算研究了消防电梯与楼梯结合疏散的规律和效果,重点分析了消防人员到达前消防电梯最佳停靠楼层、楼层人数和总楼层数对消防电梯疏散的影响;进一步考虑了消防人员到达后避难层以上的剩余人员选择电梯疏散的人员比率对疏散的影响,得出了最佳的疏散比率。最后阐述了消防电梯火灾中救援疏散应具备的性能和条件,以保障正常的运行状态。通过研究优化了消防电梯和楼梯耦合下的人员疏散模式,为高层建筑有条件地使用消防电梯疏散提供技术支持和方案论证。

参考文献

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[4]杨昀,于彦飞.电梯和楼梯耦合条件下人员疏散规律研究[J].消防科学与技术,2010,29(10):918-921.

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[8]John H Klote.A method for calculation of elevator evacuation time[J].Journal of Fire Protection Engineer,1993,5(3):83-95.

消防电梯设计 篇9

一、消防电梯应因地制宜的设置归底层

消防电梯应在首层设供消防员专用的操作按钮 (《高规》6.3.3.10条) , 便于消防员在第一时间对电梯进行控制、操作。在工程验收中, 特别是建筑物依照地势建设, 有多个不同标高的室外地平面时, 合理确定不同防火分区的多部消防电梯的归底层就显得尤为重要。

某市国际会议中心, 一类高层建筑, 坐北朝南, 每层设置三个防火分区, 主要出入口在南侧中部二层, 通过巨大的扇形坡道与室外地坪相连通;北侧室外地平面低于南侧, 与一层室内地平面相当;建筑东、西两侧地平面比北侧稍高。在进行消防验收时, 笔者根据此建筑设置三部消防电梯, 每个防火分区一部的实际情况。其中位于建筑物中部防火分区核心筒内的消防电梯为单独设置前室, 其归底层设置为二层, 通过不超过15 m的通道直接通向建筑物南侧主要出入口;两侧防火分区的两部消防电梯均为与防烟楼梯间合用前室, 其归底层均为一层, 通过东西两侧的安全门, 直通室外。此三部消防电梯的归底层虽不在同一水平面, 但是根据建筑物所处地形的实际情况、建筑物安全出口的设置情况及消防车道的设置情况, 使得消防车在该建筑的任何方向停靠时, 消防员都能以最短的距离、最便捷的路线进入消防电梯, 完成战斗任务, 切实发挥出每部消防电梯的最大设计效能。

二、消防电梯间前室门的设置应重点考虑实用

消防电梯间前室的门应采用乙级防火门或有停滞功能的防火卷帘 (《高规》6.3.3.10条) 。在高层建筑消防验收中, 与疏散楼梯合用的消防电梯前室的疏散门要求很明确, 应为向疏散方向开启的乙级防火门。对单独设置的消防电梯前室, 虽然可以设置防火卷帘门, 但验收实例中所采用的较少, 原因有二:一是使用不方便, 消防电梯通常都兼有员工梯或设备梯的使用功能, 前室设置的卷帘门, 其开关不如平开门方便, 除非长期开敞使用, 这种情况使前室失去安全防护作用;二是不可靠, 在工程实例中, 消防电梯前室的卷帘门由于长期开启, 联动功能不可靠, 一旦发生火灾, 根本没有防护功能, 导致消防电梯失去应有的作用。

独立设置前室的消防电梯, 其前室的门设置为防火门时, 除首层多设为向疏散方向开启, 即开向室外方向, 其他楼层可以不限, (设置卷帘门都可以, 何况平开门) 。但是笔者认为除首层外其他楼层前室门向电梯方向开启为佳, 理由:在扑救火灾的特殊情况下, 消防员撤出现场时的安全、便捷, 比进入现场时更为重要, 应重点考虑撤退返回时的迅速、安全。

另外需要提及的是现行规范没有涉及到的问题, 消防电梯前室的门宜设置防止挤压水带的技术措施, 比如在门扇下方贴近地面的位置, 设置可开启的小门洞等。否则, 在实际操作过程中由于水带的敷设会造成前室防火门的防烟功能缺失, 很难保证消防电梯前室作为灭火、救人桥头堡的重要作用, 严重时甚至会威胁到整个消防电梯的整体安全性。

三、消防电梯间及其前室应急照明设置

消防电梯间及其前室应设置火灾事故应急照明 (《高规》第9.2.1条) , 但是如何设置却无明确规定。笔者提出如下观点:由于消防电梯井的独立设置要求, 宜把各个楼层消防电梯前室和轿厢内应急照明电源与消防电梯电源合并设置供电回路及相关联动控制线路, 而不要与各个楼层的应急照明合用回路, 且各个楼层消防电梯前室火灾事故应急照明应在消防电梯应急功能启用时同时强制点亮。这样消防电梯整个上下通道就成为一个具有一定照度的整体救援通道, 便于救援人员在行动中根据实际需要, 便捷的选择行动楼层、及时展开救援行动。

四、消防电梯前室消火栓验收要求

消防电梯间前室应设置室内消火栓 (《高规》第7.4.6.8条) , 但是具体应该如何设置规范没有明确的规定。消防电梯前室消火栓的作用有二:一是用于消防电梯前室灭火, 以打开消防通道、便于消防人员救人和抢救财产;二是用于除前室外的其他部位的火灾扑救。同时, 规范明确规定消火栓应采用同一型号规格, 前室的消火栓与其他部位的消火栓没有区别。高层建筑主要是立足自防自救, 火灾情况下前室的消火栓常常是消防员最先使用的消火栓, 因此, 笔者认为验收时前室消火栓可计入同层消火栓总数。

通常消防电梯前室消火栓验收的标准要求是:设置两个普通室内消火栓箱, 内配置水带、水枪各一套。笔者个人认为消防电梯前室消火栓可采用双阀双出口消火栓, 甚至根据建筑物楼层消火栓设计能“保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达”的实际情况, 前室设置一个室内消火栓也是可以的。理由一是消防电梯前室面积狭小, 可燃物数量少, 是展开楼层灭火救援行动的桥头堡, 而非主战场;二是前室是消防救援人员和被救助人员疏散撤退的通道, 还应考虑通行便捷, 设置过多的水带水枪一定程度上会影响疏散。

此外由于消防电梯前室面积相对狭小的特殊性, 前室内消火栓箱内配置的消防水带长度也是验收时的一个问题。对此多数建设单位按照普通室内消火栓采取统一的标准规格, 但在实际验收中, 前室按标准要求设置的消防水带过长, 非常不利于展开使用。因此笔者认为目前要对前室消防水带长度突破规范要求, 做出统一的、符合实际使用要求的规定难度确实很大, 可以根据不同高层建筑的实际情况, 因地制宜的确定, 切实满足使用要求。在此提出此问题, 抛砖引玉供专家们思考讨论。

以上几个问题的探讨是笔者在高层建筑消防验收工作中对消防电梯设置方面发现的问题归纳, 结合自身对相关消防技术规范的理解, 总结的一些个人观点, 希望能为今后的消防技术规范修订和消防设计、施工、验收工作提供有益的参考。

参考文献

[1]GB50016—2006, 建筑设计防火规范[S].