摘要：隨著我國(guó)城市化的不斷發(fā)展，當(dāng)前城市中高層建筑鱗次櫛比，數(shù)量大幅增加。高層建筑既為城市居民提供了極大的便利，也為火災(zāi)等事故的發(fā)生埋下了隱患。為了提升高層建筑的防火防災(zāi)能力，我國(guó)對(duì)高層建筑配置消防電梯提出了要求。本文探討了高層建筑消防電梯設(shè)計(jì)的必要性，從基本設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、供電設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)和防煙設(shè)計(jì)等方面分析了消防電梯設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，希望能夠?yàn)楦邔咏ㄖ南离娞莶荚O(shè)提供一定啟發(fā)和參考，充分體現(xiàn)消防電梯的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高層建筑；消防電梯；設(shè)計(jì)方案

引言

高層建筑樓層高、住戶多，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延快，人員逃生、滅火救援壓力較大。為了增強(qiáng)高層建筑的消防功能，切實(shí)保障人身財(cái)產(chǎn)安全，我國(guó)對(duì)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑提出了設(shè)置消防電梯的要求。消防電梯設(shè)計(jì)要點(diǎn)較多，只有切實(shí)保障設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合規(guī)性和安全性，才能確保消防電梯發(fā)揮其核心功能。本文從多個(gè)維度深入分析了消防電梯的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、高層建筑設(shè)計(jì)消防電梯的必要性

消防電梯是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)為建筑內(nèi)人員和消防救援隊(duì)伍提供運(yùn)輸、救援和滅火功能的電梯裝置。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，當(dāng)前城市中的高層、超高層建筑越來越多，安裝消防電梯的必要性也日漸凸顯。在功能設(shè)置上，消防電梯具有一定的專門性。常規(guī)的客貨梯在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間就會(huì)切斷電源停止使用，這是由于普通客貨梯不具有防火、防煙性能，遇到火災(zāi)時(shí)很容易出現(xiàn)高溫變形、損壞、煙氣入侵等情況，導(dǎo)致電梯內(nèi)人員受困、受傷。高層建筑的樓梯通常作為安全通道使用，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，建筑內(nèi)住戶逃生過程中會(huì)與消防救援人員正面相遇，給雙方帶來不便。消防電梯是火災(zāi)專用電梯，不僅自身具有良好的防火、防煙、防水性能，還能夠?yàn)槿藛T疏散、滅火救援等工作提供便利，有效減少了火災(zāi)所帶來的負(fù)面影響。

在滅火救援中，消防電梯能夠提供多方面的幫助。第一，消防電梯具有疏散功能。消防電梯通過安全門、安全通道等與外界相連，建筑物內(nèi)的受困群眾可以通過消防電梯疏散至外界安全區(qū)域，尤其是老年人、孕婦、病人、殘障人士等行動(dòng)不便人群，可以借助消防電梯進(jìn)行疏散逃生，大大提升了疏散效率[1]。第二，消防電梯具有運(yùn)輸功能，能夠滿足消防救援隊(duì)伍和消防救援器械的運(yùn)輸需求，不僅提升了運(yùn)輸效率，還節(jié)約了消防人員登高爬梯的體力消耗。第三，消防電梯具有通信功能。電梯內(nèi)置的專用電話、對(duì)講系統(tǒng)能夠作為消防通信系統(tǒng)的補(bǔ)充，為消防救援人員、受困群眾提供必要的通信保障。

二、高層建筑中消防電梯設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）基本設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑中消防電梯的基本設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)方面，即電梯數(shù)量設(shè)計(jì)、電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電梯硬件設(shè)計(jì)和電梯機(jī)房設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)應(yīng)遵循相關(guān)法律法規(guī)和國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95、《消防電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB26465-2011等。

1.電梯數(shù)量設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，超過32m的一類民用建筑應(yīng)設(shè)置消防電梯，其數(shù)量主要與建筑面積有關(guān)，需要設(shè)置在不同的防火分區(qū)內(nèi)，具體數(shù)量要求如表1所示。

2.電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

消防電梯設(shè)計(jì)時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)問題，一旦發(fā)生火災(zāi)等事故，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)開裂、坍塌等現(xiàn)象，造成消防電梯損壞。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，消防電梯的電梯井、前室等結(jié)構(gòu)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，內(nèi)部還要設(shè)計(jì)獨(dú)立的支撐結(jié)構(gòu)，從而有效避免坍塌造成的功能受損。設(shè)計(jì)還需要考慮電梯井、前室的耐火等級(jí)問題，耐火等級(jí)應(yīng)設(shè)計(jì)在3h以上。消防電梯前室凈面積應(yīng)不小于6m2，短邊長(zhǎng)度應(yīng)不小于2.4m。

3.電梯硬件設(shè)計(jì)

消防電梯的硬件設(shè)計(jì)主要包括轎廂、操縱箱以及配置設(shè)計(jì)。轎廂應(yīng)采用耐火材料，凈面積不小于14m2（需考慮老弱病殘人士的救援效果），承重量不小于800kg，門寬不小于800mm，安全窗面積不小于035m2，需配置踩踏墊。消防電梯內(nèi)配有救援梯，通常設(shè)計(jì)在轎壁內(nèi)，可通過門扇打開轎壁取出梯子。操縱箱是消防電梯控制的中心，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于提升防水性能。一方面，內(nèi)部電子器件應(yīng)選用防水材料，避免進(jìn)水短路；另一方面，操縱箱外部要設(shè)計(jì)阻水結(jié)構(gòu)或排水結(jié)構(gòu)，并在縫隙處用防水材料進(jìn)行封堵壓實(shí)，確保操縱箱本體不會(huì)進(jìn)水[2]。配置設(shè)計(jì)主要是消防電梯的功能設(shè)計(jì)，包括停靠樓層、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度等，消防電梯應(yīng)當(dāng)層層?？浚溥\(yùn)行速度要根據(jù)高層建筑的高度來設(shè)計(jì)和選擇，不得超過175m/s，電梯加速度和減速度應(yīng)分別小于1m/s和12m/s，確保首層至頂層的運(yùn)行時(shí)間控制在1min以內(nèi)。

4.電梯機(jī)房設(shè)計(jì)

機(jī)房是消防電梯設(shè)計(jì)的重要組成部分，機(jī)房設(shè)計(jì)的科學(xué)性直接影響消防電梯的正常運(yùn)行。機(jī)房是消防電梯的“心臟”，其動(dòng)力設(shè)備、控制設(shè)備、安全裝置均位于機(jī)房?jī)?nèi)部。機(jī)房要注重耐火性能的設(shè)計(jì)，耐火等級(jí)應(yīng)設(shè)置在2h以上，以保證火災(zāi)來臨時(shí)機(jī)房的安全性。

（二）布局設(shè)計(jì)要點(diǎn)

布局設(shè)計(jì)主要分為消防電梯布局設(shè)計(jì)和周邊環(huán)境布局設(shè)計(jì)兩方面。在消防電梯布局設(shè)計(jì)上，消防電梯原則上應(yīng)布設(shè)在不同的防火分區(qū)內(nèi)，每個(gè)防火分區(qū)最遠(yuǎn)端的房間與電梯之間的距離應(yīng)小于30m。在傳統(tǒng)建筑布局下，居民從安全通道逃生時(shí)，很容易遇到消防救援人員，出現(xiàn)空間上的擁擠和沖突。因此，在進(jìn)行消防電梯布局設(shè)計(jì)時(shí)，消防電梯和滅火作戰(zhàn)區(qū)、疏散區(qū)、樓梯之間應(yīng)在空間上予以分割，從而避免不同功能區(qū)域之間的沖突。消防電梯的首層應(yīng)直通戶外，以便快速通達(dá)安全區(qū)域。在周邊環(huán)境布局設(shè)計(jì)上，為了確保消防電梯本身的安全性，周邊環(huán)境應(yīng)避免出現(xiàn)可燃、易燃物品，如電梯井內(nèi)和周邊不可設(shè)置燃?xì)夤艿?，不可布設(shè)其他電線、電纜。

（三）供電設(shè)計(jì)要點(diǎn)

消防電梯與普通客、貨梯不同，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮供電系統(tǒng)的特殊要求。消防電梯供電設(shè)計(jì)的要點(diǎn)主要包括供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和消防電梯電氣設(shè)計(jì)。

1.供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防救援隊(duì)伍為了消除火災(zāi)源頭、及時(shí)撲滅火情，通常會(huì)將建筑內(nèi)的電源關(guān)掉。消防電梯承擔(dān)救援運(yùn)輸、人員疏散等使命，在火災(zāi)發(fā)生的全程中都需要保持運(yùn)行狀態(tài)。這就要求消防電梯的供電系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，并作好供電安全保障工作。在電源設(shè)計(jì)上，高層建筑在設(shè)計(jì)消防電梯時(shí)，要設(shè)計(jì)兩路電源，即消防電梯的主電源和備用電源。設(shè)計(jì)兩路電源時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)切換裝置，當(dāng)一路電源出現(xiàn)問題時(shí)，可自動(dòng)切入備用電源。此外，還可以將柴油發(fā)電機(jī)電源、EPS電源等作為后備保障[3]。在線路設(shè)計(jì)上，為了避免火災(zāi)波及消防電梯的供電系統(tǒng)，在配電線路鋪設(shè)時(shí)，要注意材料選擇，嚴(yán)格依照消防配電線路的標(biāo)準(zhǔn)采用銅皮電纜等具有耐火性的材料；在線路敷設(shè)時(shí)，要注意線路走向問題，可借助電梯井的管道進(jìn)行鋪設(shè)，從而依托電梯井材料的防火性能給予線路必要的保護(hù)。

2.消防電梯電氣設(shè)計(jì)

消防電梯電氣配件包括消防開關(guān)（如極限開關(guān)、安全窗開關(guān)、轎門門機(jī)控制器外殼及門聯(lián)鎖開關(guān)等）、接頭插件、電纜、對(duì)講裝置等。不同配件裝置要充分考慮其防火性能和應(yīng)用場(chǎng)景，確保其在火災(zāi)狀態(tài)下仍然能夠維持正常的運(yùn)行狀態(tài)。以消防開關(guān)為例，消防開關(guān)設(shè)計(jì)要考慮兩方面。第一，權(quán)限設(shè)計(jì)。電梯開關(guān)的權(quán)限對(duì)消防電梯的正常運(yùn)行有直接影響。消防電梯設(shè)置了“優(yōu)先召回”和“消防員控制”功能，當(dāng)處在這兩種狀態(tài)下時(shí)，消防電梯的開關(guān)權(quán)限應(yīng)為獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。此外，電梯開關(guān)的權(quán)限級(jí)別應(yīng)低于檢修狀態(tài)、緊急運(yùn)行狀態(tài)和停止裝置控制狀態(tài)。第二，防護(hù)等級(jí)。消防開關(guān)的防護(hù)等級(jí)與其所處的位置有關(guān)，常規(guī)消防開關(guān)防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)為IPX3即可，而電梯底坑1m范圍內(nèi)的開關(guān)防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)至少要達(dá)到IP67（防塵等級(jí)6級(jí)、防水等級(jí)7級(jí)）[4]。此外，電氣設(shè)計(jì)還要考慮安全回路設(shè)計(jì)。安全回路是電梯的保障系統(tǒng)，電梯內(nèi)的安全部件均需要安裝安全開關(guān)并串聯(lián)至安全繼電器，只有繼電器吸合，各部分均處于安全狀態(tài)時(shí)，電梯才會(huì)正常運(yùn)行。

（四）排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在常規(guī)情況下，當(dāng)高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，需要大量噴水來撲滅火情。同時(shí)，建筑內(nèi)部的自動(dòng)噴水系統(tǒng)也會(huì)啟動(dòng)，這對(duì)于消防電梯的防排水性能是一大考驗(yàn)。如果消防電梯大量進(jìn)水，必然會(huì)造成某些部件損壞，導(dǎo)致電梯停止運(yùn)行，既有可能困住電梯內(nèi)的住戶，也有可能對(duì)滅火救援工作產(chǎn)生阻礙。因此，在進(jìn)行消防電梯設(shè)計(jì)時(shí)，要做好防排水設(shè)計(jì)工作。消防電梯的防排水設(shè)計(jì)可以從三個(gè)方面入手。第一，防水設(shè)計(jì)。防水設(shè)計(jì)的目的在于防止水進(jìn)入電梯井道和電梯內(nèi)部。電梯井道、機(jī)房選用耐候性好的防水材料進(jìn)行封閉，電梯門選用防水密封材料，提升電梯設(shè)備的密閉性。另外，電子元件、電線也要采取一定的防水措施，避免進(jìn)水短路。第二，排水設(shè)計(jì)。排水設(shè)計(jì)有助于在有水進(jìn)入后能夠迅速排除。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，電梯井底部需設(shè)計(jì)排水泵、排水井等設(shè)施，排水井容量應(yīng)不小于2m3，并配置排水槽引水；排水泵排水量應(yīng)不小于10L/s。第三，擋水設(shè)計(jì)。消防電梯的井道口可以設(shè)置擋水板、止水坎等漫坡?lián)跛O(shè)施，阻斷水流進(jìn)入電梯。

（五）防煙設(shè)計(jì)要點(diǎn)

火災(zāi)一旦發(fā)生，不僅會(huì)對(duì)消防電梯的運(yùn)行產(chǎn)生威脅，煙氣還會(huì)影響消防電梯的使用。第一，建筑墻體可能存在縫隙，導(dǎo)致煙氣逐漸侵入；部分建筑未保證消防門常閉，消防門打開造成煙氣的侵入。第二，消防電梯前室的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良，采用了加壓送風(fēng)系統(tǒng)。如果消防門沒有關(guān)閉，加壓送風(fēng)系統(tǒng)無法正常發(fā)揮功能，會(huì)導(dǎo)致煙氣進(jìn)入消防電梯內(nèi)，無法有效排出。第三，消防電梯機(jī)房設(shè)計(jì)不夠科學(xué)，沒有做好防火分隔，導(dǎo)致煙氣侵入機(jī)房，并伴隨活塞效應(yīng)進(jìn)入電梯井道和轎廂。

防煙設(shè)計(jì)是消防電梯設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)，煙氣入侵不僅會(huì)影響視線，拖慢救援進(jìn)程，還會(huì)直接威脅電梯內(nèi)人員的生命安全，造成窒息等情況。消防電梯前室設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目的就是阻斷煙氣進(jìn)入電梯井道和轎廂內(nèi)，因此設(shè)計(jì)前室時(shí)要著重作好防煙設(shè)計(jì)。前室的防煙設(shè)計(jì)要注意三個(gè)要點(diǎn)。第一，送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。送風(fēng)系統(tǒng)主要包括自然通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)是指通過送風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備送入新鮮空氣，并排出污濁空氣，確保消防電梯周邊空氣質(zhì)量安全。機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成：一是送風(fēng)機(jī)，需配備專門的機(jī)房來放置，保證送風(fēng)量均勻穩(wěn)定；二是送風(fēng)管道，通常由不燃材料制成，其密閉性需滿足火災(zāi)狀況下的加壓送風(fēng)需求；三是送風(fēng)口，消防電梯前室的送風(fēng)口一般采用常閉式加壓送風(fēng)口，可通過手動(dòng)或電動(dòng)的方式打開；四是電氣控制柜，主要用于對(duì)加壓送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，包括啟停、模式切換、接收控制指令等，控制柜需配置主電源和備用電源，確保系統(tǒng)運(yùn)行始終穩(wěn)定可靠[5]。第二，洞口設(shè)計(jì)。為提升消防電梯前室的防煙效果，整個(gè)前室的洞口不能超過3個(gè)，分別是出入口、送風(fēng)口和住宅戶門，須采用常閉式防火門。第三，消防栓設(shè)計(jì)。消防電梯前室還要配置消防栓，起到滅火、除煙的作用，避免救援通道被煙火阻隔。除消防電梯前室要設(shè)計(jì)防煙系統(tǒng)以外，客貨梯、周邊電梯井等毗鄰區(qū)域也要做好防煙工作，分擔(dān)防煙壓力。

結(jié)語

消防電梯是當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)的一大重點(diǎn)，為了保證消防電梯功能的有效發(fā)揮，在開展消防電梯設(shè)計(jì)時(shí)，要深入分析火災(zāi)場(chǎng)景下的具體情況和危險(xiǎn)因素，對(duì)消防電梯的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、供電設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)和防煙設(shè)計(jì)開展深入而細(xì)致研究，有效提升消防電梯在火災(zāi)情況下的保障能力，為建筑住戶的疏散逃生、消防救援隊(duì)伍的工作開展提供有利條件。

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作者簡(jiǎn)介：吳昊（1981— ），男，漢族，湖北紅安人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：電梯機(jī)械設(shè)計(jì)。