电梯竖井的烟气迁移

研究表明，在美国，大部分火灾遇难者已被从火灾的原始源隔离。这些类型的伤亡是由于烟雾的毒性作用。建筑规范定义了一个高层建筑为一体，在其中一个被占领的地板位于的消防部门车辆出入的最低水平超过75英尺。这通常是六层楼以上的建筑。

本文将探讨在整个建筑的居住者通过电梯门与烟有关迁移到高层建筑的电梯井轴的独特问题，而导致的风险。由于这一问题的结果，建筑规范已经发展到解决需要调节井道浓烟迁移问题。最后，可有不同的方法来建筑师，其在电梯井道门满足烟雾抑制代码的要求。

作为大都市的城市景观变得更加凝聚和拥挤，建筑师和工程师开始垂直建造。城市遍布美国，亚洲，而最近，阿联酋，已经建成或正在筹建大型的许多结构。随着迪拜塔的阿联酋即将完成，男人会已经以惊人的2684英尺创造了世界上最高的建筑。这是162点的故事;比较，为帝国大厦为1250英尺，102层。纽约市就有列为高层面积超过5,700建筑。在每个这些建筑，现代电梯提供了一个安全，高效的手段来访问所有楼层，正如所预料的。事实上，这些建筑可能无法正常工作，甚至有可能在没有电梯。电梯的轿厢快速上下移动的电梯井轴数百次。井道轴不断构建多故事，在快递和服务电梯的情况下，轴将是建筑物的整个高度连续不间断。 At such heights, the perimeter walls that create the hoistway will be constructed of materials that provide a fire protection rating based on Underwriters Laboratory (UL) classification of 2 hours.

当火灾发生时，烟将开始向上移动到建筑物的顶部，因为它找到了阻力最小的路径。烟的移动是由于烟的热量与周围较冷的空气之间的差异。烟也会由于热气体的膨胀而移动。当烟雾被允许进入电梯升降道时，大楼里更多的人将处于危险之中，即使火灾的原始源头可能在较低的楼层。空气通过建筑物漏风的方式从低层进入竖井，再从高层被挤出竖井。其原因就是所谓的堆栈效应。

烟囱效应是空气的垂直移进和移出所造成的压力差的建筑物的。该压力由室外空气和室内空气之间的空气温度的差别创建。将得到的空气运动可以是正或负。在寒冷的气候中，空气运动是否定的，从而导致在制造轴向上的气流;在炎热气候空气移动是正的，从而导致在轴向下的气流。随着建筑物的高度增加，烟囱效应也增加。该输入轴烟雾的更高的温度和气体也将增加的正常烟囱效应的力。

烟囱效应和风将加大在高层建筑烟的垂直运动;它主要是围绕创建中的烟雾可以迁移到高层建筑物的情况下电梯门泄漏区域。这种现象已被调查，全面记录。建筑物空气泄漏可以来自许多来源，如：施工间隙;裂缝墙壁，隔板和地板;各地关起门来差距;电梯井通风口;电梯和楼梯竖井壁;并且大开口，如打开门窗，特别是在大堂的水平。烟将通过电梯井道门远程迁移到地点从火，因为封闭的电梯门将具有约0.6平方尺典型泄漏面积。 That is about 40.5 cubic feet per minute of air leakage. Smoke entering and exiting the shafts through these gaps, combined with the strong forces of the stack effect, will force smoke to migrate to the upper floors of a building very rapidly. The two dangers of smoke are reduced visibility from the particulates, and the toxic gases, which will have lethal results. The most significant toxic gases in smoke are carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen cyanide, hydrogen chloride and nitrogen dioxide. For humans, the most toxic gas from a fire is carbon monoxide, which building fires generate in large quantities. Another important factor of smoke is the concern of reduced visibility. The particulates in the smoke are not usually fatal; at worst they will cause eye and respiratory problems. Reduced visibility brought on by smoke is not directly fatal, but the results of not being able to safely egress may be.

解决空气泄漏问题的一个办法是在电梯门的开口周围安装某种类型的垫圈;然而，在建筑物的使用寿命内，这样的垫片的维护将是有问题的。然而，如果电梯门上的泄漏区域可以大大减少，那么在一个典型的多层建筑的上层，能见度就会显著提高。

有许多实例说明了火灾的危险和高层建筑中烟雾的致命影响。在许多例子中，火灾开始于高层建筑的低层。1995年，加拿大多伦多市一栋30层的高层公寓楼的6层发生火灾。后来确定，浓烟迅速蔓延到上层，造成六人死亡。1980年拉斯维加斯的米高梅大酒店大火是美国现代历史上第二严重的酒店火灾。这是另一个令人震惊的例子，证明烟雾的扩散是致命的;85名死者中有75人死于烟雾和一氧化碳中毒。未受保护的垂直开口，包括电梯井，被发现是导致烟雾在整个高层大厦蔓延的重要因素。

许多建筑规范的目的是为保护建筑居住者的生命和健康以及保护财产提供一个最低标准。建筑规范是一种法律手段，赋予司法管辖区监管建筑物的建造、材料质量、使用和占用、位置、维护、结构和某些设备的权力;在某种程度上，代码甚至可以控制设计。建筑规范的变化会不断修订和更新。这些更新发生的原因有很多，最常见的原因是从过去的事件中获得的经验，这些事件危及公共安全，或者更糟的是，有生命损失。

2000年国际建筑规范（IBC）没有充分解决在整个大楼浓烟的迁移。2000年4月，国际准则理事会（ICC）就开始对烟迁移的整个建筑的降低听力的建议。具体而言，建议都被电梯井或井道的方式提交消防安全委员会，以解决烟雾的运动整个建筑物。上一页法规通常集中在限制出口的领域，如垂直楼梯塔或水平走廊烟气运动。

楼梯井，因为其相对简单的设计，都能够通过机械装置被成功加压。提供了一个加压系统的电梯井可以证明是有问题的，如果不是不可能成功获得。所需的风扇的流速可以是用于比楼梯间加压系统电梯井加压系统更大的高达50倍。为了实现在电梯井的代码的所需的最小的压力差将需要明显更大的空气流率。这将创建一楼一显著超压。许多因素，包括井道通风口，将对轴增压设计的效果。此外，这将是至关重要的是，门运营商和硬件设置，作为增压系统的一部分，可以在加压静压操作。

国际广播中心要求三层以上的电梯升降道顶部通风。通风的目的是，当发生火灾时，它将提供一个途径，让烟和热气体逸出到外面的空气。通风面积需要占整个竖井面积的3.5%，或每个电梯厢至少3平方英尺。但是，如果整个建筑物都配备了经过批准的自动喷水灭火系统，则该规程不要求安装排气口。

目前正在进行的研究使用先进的策略和软件程序来预测火灾和烟雾的移动，并提供楼层加压来控制高层火灾时的烟雾。通过对电梯控制方案的设计，认为电梯竖井的选择增压作用可以形成更安全的环境，免受火焰和烟雾的威胁。

仅仅遵守消防和建筑法规并不总是提供最佳的消防安全。出口系统必须在烟雾达到致命水平之前提供足够的疏散时间。通过控制空气泄漏到电梯井，烟雾可以控制和最小化通过建筑物的迁移。建筑师了解烟雾在建筑中的运动是很重要的，这也是许多工程师和政府机构研究的一个主题。已经进行了一些研究，比较了典型的有正常漏风的电梯门和其他有较少漏风的系统。减少空气泄漏到电梯井中的方法包括提供一个封闭的电梯大厅或为临时的隔离系统提供设备。

封闭的电梯大堂由墙壁、门、地板和天花板组成，在电梯大堂的四周形成一个连续的防火屏障。在正常建筑运作期间，大门会保持敞开;然而，在发生火灾或发现烟雾时，门会释放并自动关闭。这些防火门组件需要满足烟雾和通风控制门组件的要求，并在门组件底部的全宽度处安装一个人工底部密封。在环境温度和高温测试中，当水为0.10英寸时，门组件的空气泄漏率不会超过每平方英尺每分钟3.0立方英尺。

临时屏障系统基本上有两种类型。第一种是自动手风琴式隔离墙，形成一个封闭的电梯大厅。第二种类型是与耐火额定电梯井道门和框架组件一起使用的滚动式气体防烟系统。该系统安装在电梯门的正上方和正前方。当在电梯着陆时发现有烟雾时，屏幕会自动展开，滚动下来，并以磁性方式固定在电梯道的金属框架上。筛网是由聚酰亚胺塑料板与工厂应用长丝增强。该薄膜通过创建一个紧密的烟雾和通风控制屏障，保护电梯开口免受垂直烟雾迁移。根据UL 1784的测试方法，该系统的空气泄漏小于0.5立方英尺/分钟。最大允许的空气泄漏量是每分钟3立方英尺。

关于多层建筑烟迁移问题一直是居民所多年的生命安全是一个严重问题。自2004年以来，机械工程师协会（ASME）一直在进行风险分析，以确定如何电梯可能发生火灾紧急情况时安全地用于撤离。2009年国际建筑规范提供了人员疏散电梯在火灾建筑物超过420英尺的的情况下，自行疏散的一种手段，但没有更多的是说，关于电梯将如何运作。虽然ASME不与国际规范委员会（ICC）下属，他们对消防安全的建筑设计，涉及电梯危害分析结果将提交给国际刑事法院，以在未来版本中被采用。

随着建筑师和工程师对火灾和烟雾如何在建筑物中移动的理解，成功的设计策略和选择可以防止烟雾通过电梯竖井扩散。这将减少对生命的风险，并为建筑使用者提供一个更安全的环境。