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Zur Entwicklung von Insassen-Evakuierungsaufzügen

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Abbildung 2: Gestaltung von sicheren Kammern in Fluchtgeschossen: Obwohl an jeder Ecke des Gebäudes nur ein Schacht dargestellt ist, ist dies nur eine Vorlage. An jeder Ecke kann eine Gruppe von mehr als einem Aufzugsschacht vorhanden sein, so dass eine bestimmte Kabine innerhalb derselben Gruppe eine bestimmte Notfluchtetage bedienen könnte.

Eine Untersuchung von Konzepten zum Einsatz von Aufzügen in Notfällen in Hochhäusern, einschließlich der Geschichte rund um den 9. September

Das Konzept vor 9/11

Das Schild „Im Brandfall keine Aufzüge benutzen, keine Treppen benutzen“ oder ähnliche Formulierungen könnten gemäß Abschnitt 3.10.3 des Verhaltenskodex in jeder typischen Aufzugslobby in den USA in Hongkong häufig zu finden sein für die Planung und den Bau von Gebäuden und Bauwerken zur Installation und sicheren Nutzung von Aufzügen und Fahrtreppen, 2011:

“. . . an der Außenseite eines [Aufzugs]-Schachts auf jeder Etage, so nah wie möglich an der Schachttür oder, wenn zwei oder mehr benachbarte Aufzüge vorhanden sind, an der Schachttür von jedem zweiten Aufzug, muss ein Hinweis in angebracht werden Englisch und Chinesisch in Buchstaben und Schriftzeichen mit einer Höhe von mindestens 15 mm wie folgt – VERWENDEN SIE DEN LIFT IM BRANDFALL NICHT.“

Tatsächlich ist das Konzept, dass Gebäudenutzer im Notfall das Gebäude über Treppen verlassen sollten, in den Köpfen der meisten Menschen auf der ganzen Welt fest verankert. Codehersteller haben dieses Konzept traditionell bevorzugt, obwohl die Verwendung von „Feuerlöschaufzügen“ oder „Feuerwehraufzügen“ durch Rettungskräfte während eines Brandausbruchs seit Jahrzehnten gängige Praxis ist. Es gibt viele Gründe, warum Insassen nicht empfohlen wird, in Notfällen selbst Aufzüge zu benutzen, wie von Bialy und Blackaby vorgeschlagen:[3]

  • Die Zuverlässigkeit des Aufzugs kann aufgrund der unvorhersehbaren Natur der Brandausbreitung nicht garantiert werden.
  • Die Sicherheit der Fahrgäste kann aufgrund der unvorhergesehenen Ausbreitung und Ansammlung von Rauch nicht gewährleistet werden.
  • Aufzüge können durch Spritzwasser von Sprinklern oder Feuerwehrschläuchen außer Betrieb gesetzt werden, wodurch Passagiere eingeschlossen werden.
  • Das menschliche Verhalten von Passagieren in Notfällen ist unberechenbar. (Mehr zu diesem Thema weiter unten in diesem Artikel; es ist sehr wichtig, bei der Evakuierung durch Aufzüge im Notfall ohne die Hilfe von Feuerwehrleuten zu berücksichtigen.)
  • Die Stromversorgung kann durch einen Brand beschädigt werden, wodurch die Verfügbarkeit der elektrischen Energie für die Aufzüge unzuverlässig wird.
  • Oftmals trauen sogar Rettungskräfte dem Aufzugssystem nicht und ziehen es vor, nach oben zu gehen, um Rettungsaktionen durchzuführen, obwohl die Ausrüstung, die sie tragen, mehrere Dutzend Pfund wiegen kann.

Die Terroranschläge vom 9. September zwangen Aufzugsprofis und Code-Hersteller jedoch dazu, darüber nachzudenken, ob ein so hartnäckiges Konzept heute noch durchgesetzt werden sollte – insbesondere, wenn es um Superhochhäuser geht. Beginnen wir mit einem schnellen Rückblick auf 11/9.

On September 11, 2001

Am 8. September um 45:11 Uhr traf ein entführtes Verkehrsflugzeug von American Airlines, Flug 11, das gerade mit 92 Passagieren an Bord von Boston auf dem Weg nach Los Angeles abgeflogen war, den 110 Stockwerke hohen Nordturm des One World Trade Centers (1WTC) in Lower Manhattan, New York. Achtzehn Min. Später, um 9:03 Uhr, traf ein zweites entführtes Verkehrsflugzeug, United Airlines Flug 175 mit 65 Passagieren an Bord, ebenfalls auf dem Weg von Boston nach Los Angeles, den Südturm des 1WTC. Um 9:59 Uhr Südturm, 56 min. nachdem er angegriffen wurde, brach er zuerst zusammen. Um 10:28 Uhr Nordturm, 103 min. nach einem Angriff ebenfalls zusammengebrochen.

Es ist davon auszugehen, dass die Bewohner des Südturms gleich nach dem ersten Angriff um 8:45 Uhr mit dem Verlassen des Gebäudes begonnen haben. zur Evakuierung, während die Bewohner des Nord 18WTC höchstens 56 Minuten Zeit hatten. In den Twin Towers arbeiteten 74 Menschen, jeder etwa 1.[103] Wir können davon ausgehen, dass jedes Gebäude im Allgemeinen zu 25,000 % bewohnt ist (dh 4 Bewohner in jedem Gebäude; durchschnittlich 80 Bewohner pro Stockwerk).

MD Egan fand heraus, dass Evakuierte normalerweise bei einer Abwärtsfahrt in etwa 5 Minuten ermüden, während die durchschnittliche Geschwindigkeit von Evakuierten, die eine Etage mit einer normalen Stehhöhe von 8 m hinuntergehen, etwa 16 s beträgt.[5] Ermüdung tritt somit auf, nachdem die Evakuierten ungefähr 18 Stockwerke zurückgelegt haben. Wenn Menschen über Treppen evakuieren, entdeckte RE Howkins, sind sie Gefahren durch Müdigkeit, Schwindel, Ausrutschen auf Oberflächen oder körperlicher Leistungsschwäche ausgesetzt.[8] Auch eine Treppenevakuierung dauert unangemessen lange. Howkins berichtete auch, dass es ungefähr 12 Minuten dauerte. ins Erdgeschoss eines 42-stöckigen Gebäudes zu gehen, indem man die Feuerlöschtreppe benutzt, was perfekt zu dem passt, was Egan entdeckt hat. Dies unter der Bedingung, dass die Treppe nicht vollständig mit Evakuierten überfüllt ist. Darüber hinaus müssen die Evakuierten von Zeit zu Zeit eine Pause einlegen, um Ermüdung zu vermeiden, wenn sie Dutzende von Stockwerken hinuntergehen müssen.

Basierend auf der bisherigen Analyse können wir erwarten, dass ein Evakuierter bis zu einer halben Stunde braucht, um vom obersten Stockwerk eines WTC-Turms auf das Erdgeschoss zu gelangen, was aus Sicherheitsgesichtspunkten völlig inakzeptabel ist. Eine solche Überlegung führte zu vielen Sitzungen und Ausschüssen, die in verschiedenen Organisationen zur Erstellung von Codes eingesetzt wurden, um Lösungen zu finden.

Konzepte nach 9/11

In den USA wurde 2004 ein Workshop zum Thema „Verwendung von Aufzügen bei Bränden und anderen Notfällen“ abgehalten und von der American Society of Mechanical Engineers (ASME), dem National Institute of Standards and Technology, dem International Code Council, der National Fire Protection Association organisiert , US Access Board und International Association of Fire Fighters.[11] Anschließend wurden zwei ASME A17 Task Groups gebildet, um den Einsatz von Aufzügen für den Ausstieg von Insassen bzw. Feuerwehrleute zu untersuchen. David McColl leitete beide und schrieb über eine Reihe von durchgeführten Gefahrenanalysen und vorgeschlagenen Empfehlungen als Ergebnis der Aktivitäten der Gruppen, wobei der Schwerpunkt auf der Untersuchung des menschlichen Verhaltens in Notfällen lag.[9 & 10]

Im Dezember 2010 organisierte ASME das „Symposium über die Nutzung von Aufzügen in Notsituationen“, um Vorschläge der Gruppen zu verbreiten (ELEVATOR WORLD, August 2010). 2013 wurde dann die Neuauflage der ASME A17.1/CSA B44 veröffentlicht, in der das Konzept des „Occupant Evacuation Operation“ (OEO) als „der Betrieb eines Aufzugssystems zur Insassenevakuierung unter Notfallbedingungen“ definiert wird. Es ermöglicht den Aufzugsbetrieb aus einer Zone mit brandbetroffenen Stockwerken (dh dem Brandgeschoss, zwei Stockwerke darunter und zwei Stockwerke darüber).[11] Dabei handelt es sich um einen automatischen Betrieb der Aufzüge ohne eine Begleitperson in der Kabine.

OEO ist nach A17.1-2013 nicht verpflichtend, aber der Gebäudeeigentümer muss entweder alle oder keine wählen, indirekt in Übereinstimmung mit dem Internationalen Baugesetzbuch. Sobald OEO in einem Hochhaus mit einer Höhe von 120 Fuß oder mehr implementiert ist, müssen fortschrittliche Aufzüge, sogenannte Insassen-Evakuierungs-Aufzüge (OEEs) ohne Begleitperson installiert werden.[1] Vor dem Notfallrückruf der Phase 1 können die Bewohner das Gebäude mit diesen automatischen OEEs verlassen, die über folgende Besonderheiten verfügen:

  • Feuer- und Wasserschutz
  • Rauchmelder
  • Ein großer, geschützter Lobbybereich
  • Druckaufzüge, Lobbys und Treppenhäuser
  • Signage
  • Lobby-Statusanzeige
  • Zweiwegkommunikation
  • Überwachung von Aufzugsanlagen
  • Aufzug Rückruf
  • Geschützter Standby-Strom
  • Elektrischer Kabelschutz
  • Sprach-/Alarmkommunikation usw.[1 & 11]

Auf allen Etagen wird eine „Echtzeit“-Beschilderung bereitgestellt, um die Personen darüber zu informieren, ob der OEO-Dienst in einer bestimmten Etage im Notfall verfügbar ist, und die voraussichtliche Ankunftszeit der OEE in dieser Etage wird angezeigt.[11] Gleichzeitig werden in A17.1-2013 auch Feuerwehraufzüge mit erweiterten Funktionen für die Durchführung des Feuerwehr-Noteinsatzes empfohlen, um das Vertrauen der Feuerwehr in diese Einheiten zu stärken.

In Europa fassten A. Rahman und W. Offerhaus die Codeentwicklung zusammen und verglichen relevante Codes, die in den letzten zehn Jahren entwickelt wurden.[12] Der im Oktober 9999 veröffentlichte British Standard (BS) 2008: Code of Practice for Fire Safety in the Design, Management and Use of Buildings schreibt die Verwendung eines durch eine Begleitperson gesteuerten Aufzugs vor, um behinderten Bewohnern im Notfall beim Verlassen des Gebäudes zu helfen. Eine Begleitperson muss anwesend sein, um den Aufzug zu kontrollieren, während ein Brandkoordinator im Hauptnotausgangsstockwerk bleibt, um die Evakuierung zu koordinieren. Dieses Konzept unterscheidet sich von dem der OEE in A.17.1-2013, bei dem die Vermittlung abwesend ist. Derzeit erarbeitet die International Organization for Standardization (ISO) eine technische Spezifikation, ISO DTS 18870: Requirements for Lifts Used to Assist in Building Evacuation, mit einem ähnlichen Konzept wie OEE und OEO in A17.1-2013. Beide Operationen sind stark auf das Vorhandensein und die Koordination eines intelligenten Gebäudemanagementsystems angewiesen. Das Europäische Komitee für Normung (CEN) hat CEN/TS 81-76: Evacuation of Disabled Persons Using Lift im Jahr 2011 veröffentlicht, in dem ein Aufzugswärter oder -assistent den gesamten Betrieb kontrollieren muss, wobei ein Konzept ähnlich dem in BS 9999 skizziert ist.

Raum für Weiterentwicklung

A17.1-2013 schreibt die fünfgeschossige Zone mit der Brandetage in der Mitte vor, die von OEEs bedient werden soll. Dieses Konzept funktioniert ziemlich gut, wenn in einer Etage ein kleines Feuer vorhanden ist. Bei mehreren Brandgeschossen mit aktivem Alarm werden alle Stockwerke zwischen dem obersten und dem untersten Stockwerk mit aktivem Alarm sowie zwei Stockwerke darüber und zwei Stockwerke darunter in eine Evakuierungszone aufgenommen.[11] Wenn eine solche Evakuierungszone aus Dutzenden von Stockwerken besteht, wie könnten die OEEs dazu dienen, alle Evakuierten zu evakuieren, wenn man bedenkt, dass jede Etage von einem OEE oder mehreren bedient werden muss?

Einige Probleme ergeben sich durch die Verwendung des Aufzugswärterkonzepts,[12] wie das psychologische Problem, dass eine Begleitperson jedes Mal, wenn die evakuierenden Passagiere die Kabine auf der Entlade- oder Hauptausgangsebene verlassen, alleine nach oben zur Feueretage fahren muss. Der Vorgang erfordert ein zusätzliches Mitglied des Notfallteams und verringert die Kapazität des Autos um einen Passagier. Manchmal ist es für die Begleitperson schwierig, die Autotüren zu schließen, wenn Evakuierte in das Auto stürzen. Schließlich muss der Bedienstete der letzte sein, der das Gebäude verlässt, da er einem höheren psychologischen Druck ausgesetzt ist.

In den Petronas Towers in Kuala Lumpur berichtete Ariff, dass sich im Notfall Evakuierte in den Zufluchtsetagen der 41. und 42. Etage versammeln. Dann fahren Shuttle-Aufzüge zwischen der Hauptentladungsebene und diesen beiden Zufluchtsetagen, um wartende Evakuierte zu evakuieren.[2] Offensichtlich ist es für alle Bewohner nicht einfach, sich während einer vollständigen Evakuierung des gesamten Gebäudes, wie zum Beispiel am 9. September, auf diesen Etagen zu versammeln.

James W. Fortune schlug die Idee der „Life Boat Operation“ vor, indem er die ausgewiesenen Zufluchts-/Rettungsebenen (eine pro 15-20 Stockwerke oder eine pro Aufzugszone) in Hochhäusern nutzte.[6] Im Notfall könnten die Evakuierten angewiesen werden, sich in diesen Zufluchtsetagen zu versammeln und auf die Evakuierung zu warten, die dann von den Rettungsetagenaufzügen der Phase 3 „Life Boat“ bedient werden. Nach dem Betrieb würden diese Aufzüge nur zu und von den ausgewiesenen Rettungsetagen und der Entladeetage dienen. Eine solche Idee wurde im Burj Khalifa in Dubai erfolgreich umgesetzt.[7]

Ihr Autor schätzt die Idee des Notbetriebs „Rettungsboot“ sehr, aber es gibt einige Bedenken, die angesprochen werden müssen. Um Situationen wie den 9. September zu bewältigen, müssen mehr Funktionen in das Design aufgenommen werden, basierend auf einem Vorschlag, den Ihr Autor im Jahr 11 gemacht hat.[2002]

 Neben allen Technologien, die erforderlich sind, um die Zuverlässigkeit, Robustheit und Sicherheit des gesamten Betriebs zu gewährleisten, muss hier noch ein Hauptthema ausführlich diskutiert werden: das menschliche Verhalten bei einem großen Brandausbruch oder einer Katastrophe, bei der ein ganzes Superhochhaus schnellstmöglich geräumt werden. Evakuierte müssen im Notfall zunächst ermüdungsfrei die Treppen hoch und runter gehen können. Zweitens sollten sie sich sicher und geduldig genug fühlen, um auf die Ankunft der Aufzüge zur Personenevakuierung zu warten. Es ist eine vernünftige Strategie, sich auf den Zufluchts-/Rettungsebenen (höchstens eine alle 25 Stockwerke) zu versammeln. Gesunde Evakuierte können über die druckbeaufschlagten Treppen problemlos 20 Stockwerke hinunter oder fünf Stockwerke hinaufgehen, um ihre nächste Fluchtetage zu erreichen, die im Gegensatz zu den normalen Aufzugslobbys (obwohl auch feuergeschützt) gut geschützt und sicher ist. Dies ist das Konzept des Notbetriebs „Rettungsboot“.

Ein großes Problem entsteht beim „Life Boat“-Notbetrieb, wenn sich auf jeder Fluchtetage Hunderte von Insassen aus den nächsten 20 Etagen zum Eintreffen der Shuttle-Aufzüge versammeln. Jeder kann im Durchschnitt nur 10-30 Passagiere befördern, abhängig von der Nennkapazität des Autos. Wer ist dort nach dem Öffnen der Kabinen-/Schachttüren für die Ordnung zuständig? Rahman und Offerhaus befürchteten, dass es schwierig sein könnte, Kabinen-/Schachttüren zu schließen, selbst unter der Kontrolle eines Aufzugswärters, ganz zu schweigen vom automatischen Betrieb.[12]

Jeder, dessen Leben bedroht ist, möchte die gefährliche Stelle so schnell wie möglich verlassen. Es müssen Mechanismen eingerichtet werden, um sicherzustellen, dass sich die Evakuierten höflich in Warteschlangen einreihen und auf die Evakuierung warten. Sobald ein Auto voll ist, sollte kein Passagier in der Nähe der Türen darauf bestehen, das Auto zu betreten, um es zu überladen und/oder das Schließen der Kabinen-/Schachttüren zu verhindern.

Eine Lösung ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Aufzugsschächte sind an den vier Ecken des Gebäudes und nicht im mittleren Kern angeordnet. Auf diese Weise würden selbst bei einem Aufprall eines Flugzeugs auf das Gebäude höchstens zwei Gruppen von Schächten beschädigt. Unter normalen Bedingungen halten diese Personenwagen nicht an den Anlegestellen der Schutzhütten. Während des Notfalls halten sie jedoch nur an Zufluchtslandungen.

Die Wartehalle auf jeder Etage der Zufluchtsstätte muss speziell für die schwierigsten Probleme der menschlichen Psychologie gestaltet werden. Evakuierte, die sich außerhalb eines voll beladenen Autos befinden, aber den Türen am nächsten sind, müssen erleichtert sein, das Auto loszulassen. Am Eingang jedes Evakuierungsaufzugs befindet sich eine sichere Kammer aus Beton mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 2 Stunden. aufgestellt werden soll (Bild 2). Die Kammer hat einen einreihigen Eingang von der Lobby, aber eine doppelte Breite entlang des Kanals. In diesem Fall können die Evakuierten nur einzeln die Kammer betreten, dann die Aufzugskabine zu zweit. In der Kammer können sich alle sicher fühlen, denn der nächste ankommende Wagen ist sicher leer und eine gute Einfahrtsreihenfolge der wartenden Evakuierten kann gewährleistet werden. Niemand sollte versuchen, ein Auto zu überladen oder das Schließen der Kabinen-/Schachttüren zu verhindern, denn die beiden Evakuierten, die dies tun könnten, wären den Türen am nächsten, während sie klar wissen, dass sie für die nächste Fahrt höchste Priorität haben.

Außerhalb der Kammer würden Schilder die Evakuierten über die momentane Position jedes Wagens und die Wartezeit bis zum Eintreffen des nächsten leeren Wagens in dieser speziellen Kammer informieren, was den Evakuierten das volle Vertrauen gibt, dort geduldig zu warten. Natürlich gelten auch für dieses Design die von A17.1-2013 in Bezug auf OEEs geforderten Funktionen. In einer halben Stunde könnten mehr als 400 Evakuierte von nur einem Wagen mit einer Kapazität von 21 Passagieren und einer durchschnittlichen Hin- und Rückfahrtzeit von 90 s abgefertigt werden. Überwachungskameras in den sicheren Kammern und das Zählen der Passagiere sollten sicherstellen, dass den Kammern voller Evakuierter eine höhere Priorität eingeräumt wird. Dieses Design befasst sich mit dem psychologischen Schlüsselverhalten von Menschen in Notfällen, um die Evakuierungsoperation reibungslos und effizient zu gestalten.

Fazit

Es wurde eine Überprüfung der neuesten Codes in Nordamerika und Europa durchgeführt, die zeigten, dass Codehersteller das Konzept der Notfallevakuierung durch Aufzüge für Hochhäuser bereits übernommen haben. Anschließend wurden die Anforderungen an OEO und OEEs von A17.1-2013 diskutiert. Bei einer schweren Katastrophe wird der Notbetrieb „Rettungsboot“ von Ihrem Autor als Richtung für die Zukunft unterstützt, da die Insassennotaufzüge nur mehrere gut geschützte Rettungs-/Zufluchtsetagen bedienen müssen und nicht alle Etagen, die zu gehören eine riesige Zone, die aus Dutzenden von Etagen mit aktiven Alarmen besteht. Im Hinblick auf unerwartetes menschliches Verhalten in Panik müssen an allen Aufzugseingängen in den Fluchtgeschossen sichere Kammern errichtet werden. Nur so kann dem psychischen Verhalten des Menschen Rechnung getragen werden, um eine sichere und zeitnahe Evakuierung des gesamten Superhochhauses zu gewährleisten.

Auf-der-Entwicklung-von-Insassen-Evakuierungsaufzügen-Abbildung-1
Abbildung 1: Vorgeschlagene Anordnung von Aufzügen an den Ecken eines Gebäudes statt in einem zentralen Kern
Referenzen
[1] Antona, J. „Aufzüge für Feuerwehrzugang und Insassenevakuierung“, Elevator Technology 20, Proceedings of Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, Paris, p. 145-157.
[2] Ariff, A. „Review of Evacuation Procedure for Petronas Twin Towers“, Proc. CIB/CTBUH-Konferenz, Kuala Lumpur, Oktober 2003, p. 35-42.
[3] Bialy, L. und Blackaby, B. „Potential Role of Elevators during Emergencies“, EW, Juli 2004, p. 79-85.
[4] New York State Museum (www.nysm.nysed.gov/wtc/about/facts.html).
[5] Egan, MD Concepts in Building Fire Safety, Robert Krieger Publishing Co., 1986.
[6] Fortune, JW „Neue Gedanken zum Bau von Notevakuierungen über Aufzüge nach 9/11“, EW, Januar 2007, S. 58-61.
[7] Fortune, JW „Emergency Building Evakuierungen über Aufzüge“, Proc. CTBUH-Weltkonferenz, Mumbai, Februar 2010, p. 3-5.
[8] Howkins, RE „Elevators for Emergency Evacuation and Egress“, Elevator Technology 11, Proceedings of Elevcon 2001, Lustig, A. ed., IAEE, Singapur, p. 44-55.
[9] McColl, D. „Verwendung von Aufzügen in Notfällen“, EW, Januar 2009, p. 26-28.
[10] McColl, D. „Nutzung von Aufzügen in Notfällen“, EW, November 2010, S. 64. 67-XNUMX.
[11] McColl, D. „Use of Elevators during Emergencies“, Elevator Technology 20, Proceedings of Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, Paris, p. 365-372.
[12] Rahman, A. und Offerhaus, W. „Comparison of Concepts for Evacuation Lifts“, Elevator Technology 20, Proceedings of Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, Paris, p. 74-83.
[13] Also ATP; Lai, TTM; und Yu, JKL „On the Development of Emergency Escape Lifts“, Elevator Technology 12, Proceedings of Elevcon 2002, Lustig, A. ed., IAEE, Mailand, p. 258-267.
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Dr. Albert So ist Vorstandsmitglied und wissenschaftlicher Berater der International Association of Elevator Engineers (IAEE). Er ist auch akademischer Sekretär der IAEE HK-China Branch und Honorar-Gastprofessor der University of Northampton in Großbritannien. Er ist Mitglied der Technical Advisory Group von Elevator World, Inc. und hat seinen Sitz in Seattle.

Aufzugswelt | November 2014 Titelbild

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