王磊

摘要：伴隨著城市用地越來越緊張，城市中高層建筑的數(shù)量在持續(xù)增加。相比于普通建筑來說，高層建筑一旦發(fā)生火災，撲救的難度也相對更大。文章一方面探討了現(xiàn)階段消防隊伍在對高層建筑火災進行撲救過程中所遇到的困難，另一方面對高層建筑火災防控過程中自動消防設施的應用進行了研究，希望能夠為破解高層建筑火災撲救難題提供必要的幫助。

關鍵詞：自動消防設施;高層建筑;火災防控

中圖分類號：TU976.5? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）04-0026-03

高層建筑不僅是一個國家綜合實力和科技水平的標志，也代表著一個國家以及一個地區(qū)的文明程度。相關研究顯示，2000年，我國高層建筑的數(shù)量約為5萬棟，2007年達到13萬棟，而我國高層建筑的總數(shù)每年依然在以20%的速度增長，一些一線城市更是涌現(xiàn)出了諸多100m以上的超高層建筑。伴隨著高層建筑在規(guī)模以及數(shù)量上的持續(xù)增加，由于其可燃物多、高度高、功能復雜、內(nèi)部人員密集等方面的特點，加之高層建筑特殊的形態(tài)，一旦發(fā)生火災問題，火勢就會快速蔓延，無論是人員疏散還是撲救都有著極高的難度，非常容易造成重大財產(chǎn)損失以及群死群傷的事件。因此，做好高層建筑火災防控的相關工作，不僅能夠有效保護人民的生命財產(chǎn)安全，也能在一定程度上減少城市經(jīng)濟的損失。

1? 在對高層建筑火災進行撲救過程中遇到的困難

1.1? 建筑高度導致消防裝備器材和人員作戰(zhàn)能力無法得以充分發(fā)揮

伴隨著建筑高度的逐漸提升，消防工作的開展過程中，登高車的高度也在持續(xù)提升，從最初的53m、72m，到后來的90m，浙江杭州地區(qū)還引進了世界最高的消防登高車，高達101m，可以說，這已經(jīng)到達了消防登高車的極限高度，但是在面對一些超過百米的超高層建筑的時候，如果使用消防登高車試圖從外部救出被困人員并達到滅火的目的，依然具有較高的難度。在2～3級風力的情況下，如果53m的消防登高車高度延伸至50m左右的時候，云梯工作臺就會發(fā)生擺動，擺動幅度在2m左右，進而給營救工作帶來了一系列的困難，同時也會在一定程度上影響水炮以及水槍外攻射流的效果。

而在面對火災的時候，在消防電梯失效的情況下，消防人員只能選擇徒步攀登樓梯的方式進入大樓，不僅會對撞向下疏散的人群，同時對消防人員的體力來說也是一個巨大的考驗，當攀登到達一定高度后，消防人員的呼吸頻率以及心率都會快速增加，體力消耗也會進一步加快，給滅火戰(zhàn)斗帶來一系列的不良影響。有研究顯示，消防人員攜帶一支水槍、兩盤水帶以及空氣呼吸器攀登20層高度的時候，平均用時在4min左右，但是此時，消防人員的心率會達到140次/min，空氣呼吸器的壓力損失也會快速增加，消防人員的戰(zhàn)斗力也會加速下降[1]。

1.2? 火災快速發(fā)展蔓延容易形成立體燃燒

在高層建筑內(nèi)部由于房間數(shù)量較多，加之一些高層建筑出于美觀，裝修中經(jīng)常會使用一些非防火材料以及擺放眾多的裝飾物，導致火災的荷載量較大，而貫通整個建筑的管道、孔洞以及豎井也是火焰和煙霧迅速蔓延的重要途徑和重要通道。有研究顯示，在煙囪以及火風壓的共同作用下，隨著火勢的發(fā)展，其蔓延的速度最快可以達到0.8m/s，火災垂直蔓延的速度在4m/s左右，也就是說，只需要60s左右的時間，50m的走廊就會快速充滿煙霧[2]。如果建筑高度在100m左右，在沒有阻擋的情況下，如果下層發(fā)生火災，煙氣就會沿著建筑物內(nèi)部的豎向管徑迅速擴散，到達頂層只需要30s，進而使整棟建筑變成一個立體火場。

1.3? 缺少足夠的疏散途徑，容易造成群死群傷

高層建筑在發(fā)生火災之后，由于建筑內(nèi)部人員密度相對較大，內(nèi)部疏散樓梯的數(shù)量往往難以滿足人們逃生的要求，要將高層人員在短時間內(nèi)疏散到地面或是將建筑物內(nèi)部的人員疏散到?jīng)]有受到火災影響的安全位置，整體難度較高，從以往高層建筑的火災情況來看，不乏有人員為了逃生而選擇跳樓的情況[3]。同時，由于在疏散的過程中有著較大的垂直距離，煙火蔓延的方向與人員疏散的方向又剛好相反，導致在人員疏散的過程中，建筑物內(nèi)人員往往需要接受煙火的烘烤，進而在一定程度上增加了疏散的危險性以及艱巨性。一旦火勢進入到建筑物內(nèi)部的樓梯間，樓梯間就會迅速被高溫煙氣所占領，難以保證建筑物內(nèi)的人員被安全疏散。同時，樓梯間還會成為火勢蔓延的重要通道，容易引發(fā)群死群傷的事故。

2? 高層建筑火災防控中自動消防設施的應用價值

2.1? 早期預警

現(xiàn)代建筑中，火災自動報警系統(tǒng)是一個十分重要的消防設施，其不僅能夠對火災的發(fā)生情況進行探測，達到聯(lián)動滅火和早期報警的目的，同時在建筑物內(nèi)部的自動消防設施中，也能起到“發(fā)令槍”和“神經(jīng)中樞”的作用，在高層建筑的火災防控中，可以將其作為第一道防線，尤其是對于一些超高層的建筑來說，如果能夠真正實現(xiàn)火災的早期預警，相關單位就能夠第一時間采取有效措施組織撲救，為建筑物內(nèi)部人員爭取更多的疏散時間[4]。2011年2月3日，沈陽某酒店著火，后期調(diào)研顯示，此次火災發(fā)生的主要原因在于燃放煙花爆竹，火災發(fā)生后，感煙探測器第一時間向控制室反饋了火警信號，相關單位迅速組織人員滅火，雖然主體建筑高度超過百米，消防水槍的噴射高度難以到達，但是由于反應迅速，加之酒店內(nèi)部設有自動噴淋系統(tǒng)，大量人員撤離，雖然沒有完全避免火災事故，但是卻將火災所帶來的影響降到了最小。這也是高層建筑內(nèi)部早期預警系統(tǒng)發(fā)揮作用的一個典型案例[5]。

2.2? 自動滅火

高層建筑內(nèi)部的自動滅火系統(tǒng)大體包含氣體滅火系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)以及泡沫滅火系統(tǒng)，自動滅火技術經(jīng)過100多年的發(fā)展，成功進行了數(shù)以百萬計火災的撲救，在現(xiàn)代社會的各類建筑中，已經(jīng)成為不可缺少的重要安防設備。美國消防協(xié)會曾經(jīng)在1925—1969年之間進行自動滅火系統(tǒng)安裝的建筑物做了統(tǒng)計，這段時間內(nèi)，相關建筑物火災的發(fā)生總量超過8萬起，但是超過97%的火災被成功控制以及成功撲滅。而在1969—1978年間，美國紐約地區(qū)共發(fā)生高層建筑火災約1700起，其中，超過98%的高層建筑火災被自動噴水滅火系統(tǒng)成功撲滅[6]。澳大利亞以及新西蘭也曾經(jīng)做過此類統(tǒng)計，在1968—1986年之間，有記載的發(fā)生的高層建筑火災約為6000起，而超過99%的高層建筑火災被自動滅火系統(tǒng)所撲滅。從發(fā)達國家的一系列調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，如果在高層建筑中安裝了自動滅火系統(tǒng)，一旦發(fā)生了火災，人員的死亡率也會大幅度降低，超過70%的財產(chǎn)損失可以避免。從解放后至今，上海第一百貨商場總共發(fā)生過三起火災，由于建筑物內(nèi)部都安裝了自動噴水滅火裝置，所有火災均被成功阻止以及撲滅。

2.3? 防火分隔

對于高層建筑來說，防火分隔是不可缺少的重要組成部分，防火分區(qū)是其最基本的單元。所謂的防火分隔，主要指的就是通過防火卷簾、防火墻以及防火門等相關設施，將建筑物分隔成若干個區(qū)域，其中也包含一系列相對安全的區(qū)域，以此來達到防止火災進一步蔓延擴大以及限制起火區(qū)域的目的。對于高層建筑防火的相關問題，我國曾經(jīng)出臺過《高層建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》），《規(guī)范》中明確指出，高層建筑要能夠明確劃分地下部分以及地上部分的防火分區(qū)，高層建筑物內(nèi)部的展覽廳以及商業(yè)廳等要進行自動滅火系統(tǒng)以及火災報警系統(tǒng)的安裝，且在實際裝修的過程中，要盡可能選擇難以燃燒或是不燃燒的裝修材料，對于高層建筑地上的部分來說，允許的防火分區(qū)最大建筑面積是4000m2;而對于高層建筑的地下部分，允許的防火分區(qū)的最大建筑面積是2000m2。

除此之外，《規(guī)范》中還給出了明確規(guī)定，對于地下商店類型的建筑，如果總建筑面積超過2萬m2，則需要在建筑物內(nèi)部設置防火墻來達到對空間進行分隔的目的，同時不得在防火墻表面設置門窗洞口。從現(xiàn)階段的情況來看，經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū)也出現(xiàn)了很多大體量的高層綜合建筑以及大型的商貿(mào)建筑，出于這些建筑實用性和功能性的考慮，防火分隔的過程中，往往需要使用到防火卷簾。在建筑物內(nèi)部發(fā)生火災之后，火勢能否在短時間內(nèi)被控制，其中十分重要的影響因素就是防火卷簾是否能夠第一時間作出反應。在曾經(jīng)受到廣泛關注的新疆某批發(fā)市場火災中，由于建筑物內(nèi)部的聯(lián)動系統(tǒng)發(fā)生故障，導致火災發(fā)生之后，建筑物內(nèi)部的很多防火卷簾都沒有及時降落，導致火災在短時間之內(nèi)快速蔓延，很快整棟建筑就成為了一片火海，所造成的損失無法估量，同時也造成了大量的人員傷亡，社會影響十分惡劣。

2.4? 誘導疏散

在高層建筑物內(nèi)部，為了確?；馂陌l(fā)生之后人員能夠被迅速疏散，需要根據(jù)國家有關規(guī)定進行自動消防設施的安裝，其中誘導疏散系統(tǒng)就是一個十分重要的組成部分，這也是火災發(fā)生之后誘導建筑物內(nèi)部人員及時撤離的重要設施，常見類型主要包括應急廣播、燈光疏散指示系統(tǒng)以及應急照明系統(tǒng)等。在發(fā)生火災之后，這些安全疏散設施是否能夠保證正常工作，直接影響火災發(fā)生后建筑物內(nèi)人員的傷亡情況，其對于減少火災中的人員傷亡有著十分重要的現(xiàn)實意義。對于高層建筑來說，由于其自身具有層數(shù)多、高度高以及內(nèi)部設備復雜的特點，不同類型的管路往往會形成縱橫交錯之勢，一旦發(fā)生火災，如果失去控制，火勢就會迅速蔓延，相比于普通建筑物來說，高層建筑的疏散距離更長、人員密度更大、內(nèi)部結構更加復雜，在大規(guī)模疏散建筑物內(nèi)部被困人員的過程中，如果單純依靠消防員的力量往往很難實現(xiàn)預定疏散目標。

從現(xiàn)階段的情況來看，高層建筑的設計環(huán)節(jié)，建筑防火性能化設計受到了世界各地的廣泛關注，在實際評估建筑物的人員疏散能力的過程中，通常需要提前進行通行技術路線的設計，模擬設置火災場景，進行人員疏散模型的搭建，在計算安全疏散時間的過程中，評價高層建筑防火設計的整體質(zhì)量，并針對其中的不合理之處進行修改，使其能夠在有效的時間之內(nèi)將人員疏散到避難層、防煙樓梯間以及室外等不存在火災威脅的區(qū)域，而經(jīng)過測算，在發(fā)生火災之后，針對高層建筑中的人員進行安全疏散的過程中，通常情況下最大允許時間為7min，而部分普通高層建筑的最大允許疏散時間僅為5min，這一過程可以用分秒必爭來形容。

在火災發(fā)生的初期階段，通過充分發(fā)揮自動消防設施的作用對建筑物內(nèi)人員進行誘導，達到人員主動疏散的目的，使得疏散時間最大限度地縮短，進而達到促進疏散效率整體提升的目的，這也是現(xiàn)階段面對高層建筑火災人員疏散問題的困境，提高人員疏散效率是重要且合理的途徑，也是現(xiàn)階段得到世界認可的唯一途徑。美國“911”事件，遇難的警察以及消防員超過300人，可謂傷亡嚴重，但是從另外的一個角度來講，如果當時能夠進行對建筑物內(nèi)部的人員進行主動疏散，適當控制進入到建筑物內(nèi)部進行輔助的疏散人員，則能夠有效減少傷亡，減少事件所帶來的不良社會影響。

2.5? 輔助內(nèi)攻

從現(xiàn)階段我國高層建筑物的建設情況來看，多數(shù)建筑物能根據(jù)國家有關規(guī)定配置完備的自動消防設施，在實際進行滅火戰(zhàn)斗的過程中，所需要的疏散設施、排煙設施、供水設施以及阻火設施都是必備的，因此，對建筑物內(nèi)部所設置的自動消防設施能夠正確使用，發(fā)生火災之后，切實進行內(nèi)攻近戰(zhàn)，采用最為有效且直接的方法對高層建筑火災進行撲救。首先，可以充分發(fā)揮消防控制中心在偵查火情方面的輔助作用，及時把握發(fā)生火災的位置以及蔓延方向，確認建筑物內(nèi)部是否啟動了噴淋系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)以及防火卷簾系統(tǒng)。通過仔細研究高層建筑的標準層平面圖、平面布置圖以及消防設施圖等，充分掌握建筑物內(nèi)部的可燃物分布情況以及整體結構。從時間的角度來看，通過自動噴水滅火系統(tǒng)以及火災自動報警系統(tǒng)所獲取的信息不僅具有更高的準確度以及全面度，同時信息的提供效率也更高。其次，可以及時將建筑物內(nèi)部的消防泵打開，利用消防泵進行供水，充分發(fā)揮室內(nèi)消火栓的作用，相比于通過人工鋪設水帶滅火的方式，不僅省時省力，滅火的效率也相對更高。

3? 結語

綜上所述，在火災防控工作的開展過程中，高層建筑的火災防控一直都是一個難點，由于城市化進程的加快，城市中高層建筑的數(shù)量也在持續(xù)增加，甚至一些經(jīng)濟發(fā)展速度較快的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)也開始出現(xiàn)了高層建筑，雖然在一定程度上緩解了城市化進程中人地之間的矛盾，但是從另外一個角度來講，也蘊含著更大的安全隱患。高層建筑火災防控工作的開展過程中，要想最大限度地保障人員的生命財產(chǎn)安全，單純依靠外部力量還遠遠不夠，自動消防設施所發(fā)揮的作用同樣必不可少，這也是后續(xù)研究工作開展過程中需要重點關注的問題。

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