探讨火灾时使用电梯疏散的可行性

王珂　王东奎

（河南省消防总队濮阳支队防火处，河南　濮阳）

摘要：“火灾时禁止使用电梯”已成为国内外通行的做法。本文从国内外火灾案例、规范规定和工程实践等角度，并选择了相应的建筑、不同的疏散人员进行了疏散实验，对高层建筑内楼梯、电梯的疏散作用进行了对比分析、对电梯的不可靠性因素及安全保障措施进行了探讨，认为对电梯采取机械防烟、防水、断电停靠等一系列安全保障措施后，将其作为一种安全疏散设施是可行的。

关键词：高层建筑；安全疏散；消防电梯

1　引言

电梯作为高层建筑中最常用、最便捷的垂直疏散设施，在没有发生火灾等紧急情况时，往往是人们上下楼的首选，人们宁肯多等待几分钟的时间，也会放弃步行走楼梯上下楼的方式，对大多数人而言，“等电梯”已成为人们在高层建筑内活动的一种日常行为习惯，形成了固定的思维模式。但在火灾情况下，人们却被告知不能使用电梯疏散，理由是没有安全保障。在哪些方面没有保障呢？消防电梯可供消防队员灭火时使用，说明消防电梯在火灾时是能保证正常运行的，如果增加一些安全保障措施后，电梯能否作为一种疏散工具呢？

2　我国的规范和做法

高层建筑中垂直方向上固有的疏散设施有楼梯和电梯两种，从消防安全角度对楼梯和电梯进行比较就会发现，楼梯因为容纳人员多且可以保持不间断的人流，理所当然成为安全疏散必然选择。电梯又可分为普通电梯和消防电梯，火灾情况下普通客货电梯不能作为安全疏散措施，消防电梯只供消防队员操作使用，对安全疏散所起作用有限。基于此，我国现行规范对普通电梯在消防安全方面并没做出特殊的规定，规定消防电梯在火情预警的前提下返回首层，供消防人员进入着火楼层专用。

我国现行规范《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014，以下简称《建规》）第7.3节对消防电梯作了较为明确的规定，包括消防电梯的数量、位置、荷重、行驶速度等。并允许“消防电梯可与客梯或工作电梯兼用，但应符合消防电梯的要求。”《建规》第7.3条对于消防电梯的规定共有8项，为研究方便，简列如下：设在不同分区内，应设置前室（共4款规定，见第7.3.5.1～第7.3.5.4），载重量不小于800kg，与其他电梯井分开设置，速度，不燃材料装修，电线防水，电话联络，挡水排水等。从上述规定可以看出，除前室外，消防电梯和普通电梯并无差别。工程实践中，大部分消防电梯和普通电梯的区别仅多了两项：消防电源、消防回首层按钮。就此而言，消防电梯与普通电梯在安全可靠性上的差别并不明显，从已有的火灾来看，也很少有普通电梯不能使用，消防电梯还能够独立、正常运行并发挥作用的成功案例，即火灾情况下普通电梯和消防电梯正常运行和停止的时间基本上是同步的。

3　电梯疏散研究进展情况

据了解，“火灾时禁止使用电梯”几乎是当前国内外的通行做法，但也有少数国家的科研人员对遇火使用电梯的可行性进行了研究，取得一些成效。如澳大利亚规定：可以在报警至消防人员到达的这段时间里，允许建筑管理部门使用电梯疏散人群。美国在“9·11”事件中，因疏散困难导致人员伤亡惨重，便对电梯疏散进行了大量研究，并写入了美国消防协会NFPA标准。加拿大多伦多市修建的行政办公大楼，容纳17000人，电梯安装了火灾时使用电梯运行和人员疏散的程序装置。对电梯疏散有研究并形成相关规定的国家还有新西兰、日本等。

4　使用电梯疏散的成功案例

有些国家对火灾时的扑救及人员疏散情况的记录较为翔实，有一定的借鉴意义，我国很少有机构或人员搜集整理这方面的案例和材料。以下几个案例能够说明电梯在高层建筑发生火灾时所起的作用。

巴西圣保罗焦马大楼于1974年2月1日发生重大火灾时，在大楼电梯管理员的指导下，电梯操作人员用电梯迅速从楼上疏散人员，四部电梯几上几下，先后运下300名职员撤离大楼。

1974年南非比勒陀利亚市的一座地上28层、地下3层的行政办公楼发生火灾。当时起火后，由于浓密的烟雾，利用楼梯进行人员疏散已极为困难，所以就由消防队员控制设在建筑物中心部位的8部带有备用电源的电梯，将楼内的大部分人员疏散出来。

2001年“9·11”事件中，南、北两栋塔楼各有近5000～7000的人员。根据《今日美国》的报道，两架飞机先后撞击世贸中心的时间间隙为16min，而就在这16min内，南塔楼的几千名雇员中有三分之二（3300～4600人）是通过楼内数目众多的电梯被紧急疏散的。从78层到底层，电梯只用了45s。这是一个令人吃惊、非常成功的记录。而当第二架飞机撞上南塔楼时，除了19个人外（他们是通过一个撞击后仍然完好的楼梯间而逃生的），其他所有位于第78层以上的人都厄运难逃。

根据官方录像带称，在南塔楼有10名已经受伤的雇员进入了电梯，但电梯在下降途中受阻。一名消防队员在他们中间，并用无线电报告了受困的情形，并且试图打开电梯，但最终因失败而罹难。北塔楼内有一部特快电梯内容纳了19个人，因电梯受阻全部罹难。

5　电梯、楼梯疏散的优劣对比

楼梯疏散的优势：容纳人员数量多；不间断人流疏散；固定设施，不需人员操作，简便易行；影响安全的因素较少，安全要求容易得到保障；投资少，无运行成本。

楼梯疏散的缺陷：消耗体力；容易造成人员拥堵；不便于便于老弱病残等行动障碍人员的疏散；疏散人员和消防人员在楼梯内交叉，且行动方向相反，互相影响。

电梯疏散的优势：节约体力；疏散速度快；便于老弱病残等行动障碍人员的疏散。

电梯疏散的缺陷：容纳人员数量少；疏散人流间断；保障措施多，不可靠因素多，安全要求不易达标；投资大，有运行成本；发生机电故障后疏散人员被困在电梯轿箱之内而无法脱险。

可以看出，楼梯和电梯的优势、劣势是相对而言的，且二者具有较强的互补性。

6　电梯和楼梯的疏散时间对比性研究

笔者在某公司物业人员的配合下，分别进行了电梯和楼梯的疏散试验。

6.1　不同人数、不同楼层疏散时间对比分析

试验方法：分别将20人、60人、120人集中在第13层、26层、39层楼道内，人员年龄18～60岁，身体状况良好。乘坐电梯人员的计量时间（t）为：全部疏散人员先行在疏散楼层电梯入口处集中，使用两部电梯进行疏散，每班次电梯乘10人。电梯停在一层，楼层疏散人员按下电梯按钮时开始计时，中间楼层不停靠，至全部人员从电梯出来计时结束。细分为四段时间，则：t=t₁+t₂+t₃+t₄［其中，电梯从一层至疏散楼层时间（t₁）+人员进入电梯时间（t₂）+电梯下行至一层时间（t₃）+全部人员走出电梯时间（t₄）］。走楼梯人员的疏散时间（T）为：全部疏散人员先行在楼梯入口处集中，依口令开始计时，至全部人员从楼梯出来计时结束，楼梯间灯光等各项设施良好。试验结果如表1所示。

根据现场实验情况及对表1结果进行分析，得出如下结论。

（1）人员数量越少，电梯的作用越明显；楼层越高，电梯作用越明显。

（2）在使用电梯运送同样人员的情况下，随着楼层的升高，疏散时间差异并不明显。

（3）走楼梯进行疏散时，随着楼层的升高，疏散时间差异越来越大。

（4）电梯的疏散时间，和疏散人员的数量呈正比例关系，即主要取决于人员的多少，和楼层高度的关系并不紧密。

（5）楼梯的疏散时间，和楼层的高度（层数）呈加速正比例关系，即主要取决于楼层的高低，和人员数量的关系并不紧密。

6.2　不同年龄、不同楼层人员疏散时间对比分析

试验方法：从某公司物业人员中选择了3个不同年龄的对照组进行测算分析，每个对照组均为10人，其年龄段分别为：18～25岁（青年组），40～50岁（中年组），53～63岁（大龄组），前两组人员身体健康状况良好，第三组人员中有意选取了2名平时行动稍有迟缓的人员，并要求其他组员提供帮助，共同下楼。测算得其疏散时间如表2所示。

根据现场实验情况及对表2结果进行分析，得出如下结论。

（1）不同的年龄段和楼层的高低，对电梯的疏散时间影响并不明显。其差异主要的方面在于人员进入电梯时间（t₂）、出电梯时间（t₄）。为使研究更为精确和接近实际，笔者还对三组人员进、出电梯时间分别进行了三次测算，在三组人员均未进行人为引导的情况下，得出的结果为：进入电梯时间10～16s，出电梯时间为8～15s，在有组织的情况下，青年组最快，但其差异只有几秒钟的时间。

（2）楼梯对于不同年龄段的人员，疏散时间存在明显差异，随着年龄的增大、楼层的升高，其差异逐渐增大。

（3）使用楼梯疏散时间（T）和使用电梯疏散时间（t）的比值，即T/t的值随着年龄的增大、楼层的升高，其值增大，最小的比值为青年组、13层，其比值为1.95，最大比值为大龄组、39层，其比值为12.2倍。说明电梯的疏散优势，随着疏散人群年龄的增大（或活动能力减弱）、楼层的升高，愈加明显。

7　结论

综上所述，可以得出如下结论，对今后的电梯研究和规范修订具有的借鉴意义。

从疏散的角度看，考虑和要求运用电梯进行人员疏散符合人们的行为心理学，众多人员期待在高层建筑内能安装一种“消防安全疏散电梯”，火灾时使用电梯疏散。从一些高层设计的实施方案和高层建筑的火灾实例来看，运用电梯进行人员疏散是现实可行的。

从前文电梯和楼梯两者的分析比较可知，高度不超过10～20层的建筑物，从楼梯疏散是安全的，而较高的楼房，由于疏散时形成高密度人流，火灾情况下人们在楼内的疏散时间长，因而是不安全的；在电梯能使用的时候，就要利用电梯进行人员疏散。所以笔者建议理想的疏散模式应该是：电梯和楼梯共同使用，较高楼层人员使用电梯，较低楼层使用楼梯；身体好的人使用楼梯，不能独自行动的病人、残疾人和带小孩的母亲等使用电梯。

在现行规范的基础上进一步提高电梯运行的可靠性。应提供政策支持和技术支撑，加强对火灾情况下安全使用电梯的研究、推广和应用，必须制订一系列的措施并付诸实施。

参考文献

［1］　GB 50016—2014.

［2］　吴明.遇火使用电梯逃生存在可能.人民公安报消防周刊，2011，1（24）.